JP6171429B2 - 計測装置および計測方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係る計測装置は、物理量を電流に変換し、その電流を電源として利用する。電流への変換は、たとえば変流器としてのCTによって行われる。CTは、電力線に流れる電流を所定の変流比により変換して取り出す。この場合、物理量は電力である。
図1は、本発明の実施の形態1に係る計測装置1の構成図である。図1を参照して、計測装置1は、少なくとも、電力線9に流れる電流を計測する。本実施の形態に係る計測装置1は、電力線9に流れる電流を計測することで、電力線9を介して供給される電気設備における消費電力を計測する。計測装置1は、CT2と、CT2の二次側回路3として、計測回路4と、整流回路5と、電源回路6と、切替回路7とを備える。また、計測装置1は、CT2の二次側回路3に接続される監視部10をさらに備える。
図17は、一般的な二次側回路103の構成を示す図である。図17を参照して、二次側回路103は、図1の二次側回路3と比較すると、切替回路7を含まない。二次側回路103において、CT2の一方の端子21は、検出抵抗器40(計測回路4)を介して整流回路5の一端5aに接続されている。CT2の他方の端子22は、整流回路5の他端5bに接続されている。整流回路5は、4つの整流素子51〜54で構成される。以下の説明において、一端5a側の2つの整流素子51,52で構成される回路を第1の整流回路、他端5b側の2つの整流素子53,54で構成される回路を第2の整流回路ともいう。
再び図1を参照して、本実施の形態に係る二次側回路3では、切替回路7が、検出部としての検出抵抗器40の電流出力端側において、整流回路5に並列接続されている。したがって、CT2の一方の端子21は、検出抵抗器40を介して切替回路7の一端7aおよび整流回路5の一端5aに接続されている。CT2の他方の端子22は、切替回路7の他端7bおよび整流回路5の他端5bに接続されている。
このような切替制御部122による切替制御を含む計測装置1の動作について説明する。
最後に、上記動作による計測データの信頼性についての検証結果を示す。
上記実施の形態1では、切替回路7を1対のp型FETにより実現したが、n型FETにより実現することもできる。以下に、実施の形態1との相違点のみ説明する。
本実施の形態では、二次側回路において、検出抵抗器が接地電位と整流素子との間にある構成について説明する。ただし、この場合も、切替回路は、計測回路(検出抵抗器)と整流回路との接続部分に設けられる。以下に、実施の形態1との相違点のみ説明する。
実施の形態3では、計測回路4Aに、一端が接地された2つの検出抵抗器41,42を含めたが、いずれか一方のみを含んでいてもよい。この場合の二次側回路3Cを図11に示す。
上記実施の形態1〜3では、切替回路がスイッチング素子により実現されたが、スイッチング素子に限定されず、アナログスイッチや、ソリッドステートリレーによって実現されてもよい。本実施の形態では、切替回路をアナログスイッチで実現した場合の二次側回路の構成について説明する。
実施の形態4では、電力供給時(非計測時)にも、出力電流Isが検出抵抗器を通過する構成であったが、電力供給時には、検出抵抗器を通過しない構成としてもよい。
また、上記変形例1のように、検出抵抗器40を整流回路5と並列接続する場合、図15のような構成としてもよい。
あるいは、検出抵抗器40を整流回路5と並列接続する場合、図16のような構成としてもよい。
Claims (11)
- 物理量を電流に変換するための物理量変換部と、
前記物理量変換部の出力電流を計測する計測回路と、
前記計測回路の出力を入力とする電源回路と、
前記計測回路の出力を前記電源回路に入力する回路を構成する第1の状態と、前記計測回路の出力を前記物理量変換部に直接入力する回路を構成する第2の状態とを切替える回路切替手段と、
前記電源回路によって駆動され、前記回路切替手段の制御を行う切替制御手段とを備え、
前記切替制御手段は、待機時に前記回路切替手段を前記第1の状態となるように制御し、計測時には前記回路切替手段を前記第2の状態となるように制御することを特徴とする、計測装置。 - 前記物理量変換部の出力電流は交流であり、
前記物理量変換部による変換後の出力電流を直流電流に整流するための整流回路をさらに備える、請求項1に記載の計測装置。 - 前記物理量変換部は、交流電流を取り出すための接続部を含み、
前記計測回路は、電流を検出するための検出部を含み、
前記検出部の電流入力端は、前記接続部の一方に接続され、
前記整流回路は、前記検出部の電流出力端側に接続され、
前記回路切替手段は、前記検出部の電流出力端側と前記整流回路との間に接続されている、請求項2に記載の計測装置。 - 前記回路切替手段は、それぞれが前記検出部の電流出力端と前記接続部の他方とに接続される同一極性の第1および第2のスイッチング素子を含む、請求項3に記載の計測装置。
- 前記回路切替手段が前記第2の状態であるときに、前記第1および第2のスイッチング素子が前記検出部の電流出力端に接続される接点の電圧は、接地電位と、前記電源回路の入力側電圧との間の値になるように設定される、請求項4に記載の計測装置。
- 前記切替制御手段は、待機時に前記第1および第2のスイッチング素子を非導通とすることで前記回路切替手段を前記第1の状態とし、計測時に前記第1および第2のスイッチング素子を導通させることで前記回路切替手段を前記第2の状態とする、請求項4または5に記載の計測装置。
- 前記第1および第2のスイッチング素子は、n型またはp型FET、もしくは、バイポーラトランジスタを含む、請求項4〜6のいずれかに記載の計測装置。
- 前記物理量変換部は、電力線に流れる電流を、所定の変流比により変換して取り出す変流器で構成される、請求項1〜7のいずれかに記載の計測装置。
- 物理量を電流に変換し、交流電流を取り出すための接続部を含む物理量変換部と、
それぞれが前記接続部に流れる交流電流を直流電流に整流するための第1および第2の整流回路と、
前記第1の整流回路における接地側の第1の整流素子のアノード側、および、前記第2の整流回路における接地側の第2の整流素子のアノード側の少なくとも一方に接続される検出部を含む、前記物理量変換部の出力電流を計測するための計測回路と、
前記第1および第2の整流回路の出力を入力とする電源回路と、
前記第1および第2の整流回路の出力を前記電源回路に入力する回路を構成する第1の状態と、前記計測回路の出力を前記物理量変換部に直接入力する回路を構成する第2の状態とを切替える回路切替手段と、
前記電源回路によって駆動され、前記回路切替手段の制御を行う切替制御手段とを備え、
前記切替制御手段は、待機時に前記回路切替手段を前記第1の状態となるように制御し、計測時には前記回路切替手段を前記第2の状態となるように制御することを特徴とする、計測装置。 - 物理量を電流に変換し、交流電流を取り出すための接続部を含む物理量変換部と、
前記物理量変換部による変換後の出力電流を直流電流に整流するための整流回路と、
前記整流回路と並列接続され、前記物理量変換部の出力電流を計測する計測回路と、
前記整流回路の出力を入力とする電源回路と、
前記整流回路の出力を前記電源回路に入力する回路を構成する第1の状態と、前記計測回路の出力を前記物理量変換部に直接入力する回路を構成する第2の状態とを切替える回路切替手段と、
前記電源回路によって駆動され、前記回路切替手段の制御を行う切替制御手段とを備え、
前記切替制御手段は、待機時に前記回路切替手段を前記第1の状態となるように制御し、計測時には前記回路切替手段を前記第2の状態となるように制御することを特徴とする、計測装置。 - 電流を計測するための計測方法であって、
物理量変換部において物理量を電流に変換する変換ステップと、
計測回路において、前記変換ステップによる変換後の出力電流を計測するステップと、
待機時に、前記計測回路の出力を電源回路に入力する回路を構成する第1の状態と前記計測回路の出力を前記物理量変換部に直接入力する回路を構成する第2の状態とを切替えるための回路切替部を、前記第1の状態となるように制御することで、前記変換ステップによる変換後の出力電流を前記電源回路に供給するステップと、
前記待機時以外の期間に、前記回路切替部を前記第2の状態となるように制御することで、前記変換ステップによる変換後の出力電流を計測するステップとを含む、計測方法。
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