JP6468662B2 - 電力量計内の素子抵抗の計測 - Google Patents

Description

本発明は、主に、電力量計の分野に関するものであり、より詳細には、電力量計内の素子抵抗の計測に関するものである。

エネルギー消費または電力消費を計測する電力量計は、典型的には、電力事業者電力ラインと負荷との間に接続される。例えば、住宅用需要家向けの電力量計は、住居の電気システムが電力事業者ラインに接続されるポイントに接続されることが多い。当該計器は、負荷によって消費されたエネルギーに関する計測を行う。

需給計は、しばしば１以上の電気接点を含み、当該電気接点において負荷電圧及び相当量の電流を得ることができる。例えば、ある種の計器は、需要家、すなわち負荷への電力サービスの接続及び切り離しを制御可能なスイッチを備える。当該スイッチは、通常運転において、しばしば１００アンペアを超える実質的に全需要家負荷電流を供給するための接点を必要とする。スイッチ接点には、特に、ある頻度でスイッチが使用される場合に、劣化のおそれがある。スイッチ接点の劣化は、当該スイッチ接点上の抵抗を増加させる。当該抵抗によって追加の電力損失が計器内に生じるが、これは、望ましくない。

この問題に対応するため、米国特許第７６８３６４２号公報は、計器接点の完全性を監視する方法及び構成を開示し、需給計に関連する接点の電圧降下あるいは抵抗が判別される。当該方法の一部において、既存の計器回路を、電圧、電流等の判別に利用する。米国特許第７６８３６４２号公報の図２及び関連する図面では、サービススイッチ接点の抵抗が、スイッチの一方の側の電圧計測と、スイッチを通って流れるラインで計測された電流とを用いて判別される。

米国特許第７６８３６４２号公報は、電力量計内のサービススイッチ（及び／または他の電気接点）の抵抗を判別するのに好適な方法を開示しているが、高い精度が必要とされている。特に、接点で生じる電圧降下は非常に小さく、また、コモンモード電圧が大きいため、いくつかの用途向けの計測用回路の精度によっては、接点抵抗の計測に大きな誤差が生じることがある。

特に、計器計測回路は、プラスマイナス０．１％の誤差という比較的厳しい精度で電圧を判別する。そのような回路でも、２４０ボルトの電気システムでの電圧計測誤差は、最大で２４０ミリボルトになる。さらに、接点抵抗値の計測では、略ライン電圧でスイッチ接点の両側で電圧を計測するので、当該計測の最大誤差は、最大で２倍の４８０ミリボルトとなる。この誤差は、サービススイッチあるいは他の低抵抗素子で生じる比較的小さい電圧降下を計測する際には相当なものである。

この問題を解消するため、高精度な電圧計測コンポネントを採用して回路がより厳しい誤差精度、例えば、略０．１％より良好な精度を有するようにすることが考えられる。しかしながら、そのようなコンポネントのコストを追加することで、計器のコストが大幅に増えることになる。

従って、非常に高精度なコンポネントを必要とせずに誤差を低減した需給計内の接点抵抗を計測するための方法及び構成が求められている。

上述した要望、および他の要望に応えるため、本発明は、接点もしくは素子を流れる電流が異なる別々の時刻において、スイッチもしくは他の素子の一方あるいは両方の側で電圧計測を行う。電圧計測結果及びそれに伴う電流計測結果の組合せから、処理回路は接点抵抗値を判別する。本明細書に開示する方法によれば、高精度なコンポネントなしでも、従来の方法と比べて非常に良好な改善が得られる。

１の実施の形態における方法は、ＡＣライン電圧を受けるように動作可能に接続された素子の抵抗値を計測する。この方法は、素子の第１の側から、第１の時刻に、第１の電圧計測値Ｖ１Ａを取得し、素子の第２の側から、第１の時刻に、第２の電圧計測値Ｖ２Ａを取得する。この方法は、また、素子から第１の電流計測値ＩＡを、第１の時刻に取得し、素子から第２の電流計測値ＩＢを、第２の時刻に取得する。この方法は、さらに、素子の第１の側から、第２の時刻に、第３の電圧計測値Ｖ１Ｂを取得し、素子の第２の側から、第２の時刻に、第４の電圧計測値Ｖ２Ｂを取得する。そして、処理装置は、少なくとも処理の一部において、すなわち少なくとも部分的に、にＶ１Ａ、Ｖ２Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂ、ＩＡ及びＩＢに基づいて、抵抗値を判別する。この判別は、Ｖ２ＢとＶ２Ａとの調整した差分に基づくものである。

他の実施の形態は、上述した方法の少なくとも一部を実行するように構成される回路に関するものである。

上述した特徴や利点やさらに別の特徴や利点は、以下の実施の形態及び添付の図面の詳細を参照することで当業者にさらに明らかとなる。

本発明の第１の実施の形態に係る、計測用の構成を備えた計器の一例を示す概略ブロック図である。 図１に示す計測用の構成の概略ブロック図である。 図２に示す計測用の構成の処理回路の動作のセットの例を示すフローチャートである。 図２に示す計測用の構成の処理回路の動作の代替的なセットを示すフローチャートである。

添付の図面、特に、図１を参照して、当該図面は、本発明の観点に係り構築された電力需給計１００を示す。本明細書に開示する発明の１以上の観点は、電力量計の様々な構成によって実現可能であり、そのような計器はＡＣライン電圧と直列に接続された電気素子を有するものであるが、図１に示す計器の具体的な構成に限定されるものではない。

図１において、計器１００は、電力事業者の電力ライン１０２ａ、１０２ｂに動作可能に接続される。電力事業者の電力ライン１０２ａ、１０２ｂは電力源、例えば、図示しない電力送電及び配電システムに接続される。負荷１０４（典型的には、電力の需要家）は電力ライン１０２ａ、１０２ｂに、それぞれ、配線１０６ａ、１０６ｂを介して接続されている。計器１００は、配線１０６ａ、１０６ｂと、電力ライン１０２ａ、１０２ｂとの交差点に動作可能に接続されており、負荷１０４に供給された電力量を検出する。例示的な計器１００においては、計器１００のコンポネントが、配線１０６ａ、１０６ｂと、電力ライン１０２ａ、１０２ｂとの間に接続されている。計器１００は、他の動作に加え、負荷１０４に供給された電気エネルギーの量を示す計測情報を生成する。

計器１００は、ハウジング１１２と、第１及び第２の電流コイル２０４、２７４と、第１、第２、第３、第４の電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄと、第１及び第２の電流センサ１１６ａ、１１６ｂと、電力量計処理回路１１８と、サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂを備えるサービススイッチブロック１２０と、通信回路１２２と、表示部１２８と、駆動回路１３０と、を備える。

ハウジング１１２は、計器１００上に配置されて様々なコンポネントを収容する。例えば、電圧センサ１１４ａから１１４ｄ、電流センサ１１６ａ、１１６ｂ、処理回路１１８、サービススイッチブロック１２０、通信回路１２２、表示部１２８及び駆動回路１３０の全てがハウジング１１２内あるいは少なくともハウジング１１２上で支持されている。様々な計器ハウジングのタイプ、外形、形状が公知であり、それらをハウジング１１２として好適に使用することができる。例えば、米国で使用されている計器においては、電力計ハウジングは、主に円筒形であるが、他の国においては、ハウジングは矩形の場合もある。ハウジング１１２は、主に、計器１００のコンポネントを環境条件から保護し、これにより、計器１００を野外、工業環境あるいは他の環境に配置することが可能となる。

計器１００は、当該計器上の連続するブレード及び計器ソケット内のそれぞれのクリップを介して電力ラインに接続される。当該ブレード及びクリップについては図示していないが、公知のものである。計器１００が適切に設置されることで、第１の電力ライン１０２ａが、第１のスイッチ１２０ａ及び電流コイル２０４を介して第１の配線１０６ａに接続され、第２の電力ライン１０２ｂが、第２のスイッチ１２０ｂ及び電流コイル２７４を介して第２の配線１０６ｂに接続される。

電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄと、電流センサ１１６ａ、１１６ｂとは、ハウジング１１２内で保護されている。電圧センサ１１４ｃは、第１のスイッチ１２０ａと電力ライン１０２ａとの間で第１のスイッチ１２０ａの第１の側に動作可能に接続されている。電圧センサ１１４ｃは、第１のスイッチ１２０ａの第１の側のライン電圧を示す第１の電圧計測信号を生成するように構成されている。この実施の形態において、電圧センサ１１４ａは、第１のスイッチ１２０ａと電流コイル２０４との間で第１のスイッチ１２０ａの第２の側に動作可能に接続されている。電圧センサ１１４ａは、第１のスイッチ１２０ａの第２の側のライン電圧を示す第２の電圧計測信号を生成するように構成されている。第２の電圧計測信号は、配線１０６ａを介して負荷１０４へ供給されたライン電圧を示す。この実施の形態において、電圧センサ１１４ｂは、スイッチ１２０ｂと電流コイル２０４との間で第２のスイッチ１２０ｂの第２の側に動作可能に接続されている。電圧センサ１１４ｂは、第２のスイッチ１２０ｂの第２の側のライン電圧を示す第３の電圧計測信号を生成するように構成されている。第３の電圧計測信号は、配線１０６ｂにおける負荷１０４のライン電圧を示す。電圧センサ１１４ｄは、第２のスイッチ１２０ｂと電力ライン１０２ｂとの間で第２のスイッチ１２０ｂの第１の側に動作可能に接続されている。電圧センサ１１４ｄは、第２のスイッチ１２０ｂの第１の側のライン電圧を示す第４の電圧計測信号を生成するように構成されている。

電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄは、それぞれ、任意の好ましい電圧センサから構成され、それぞれの接続点での電圧を単純に得る配線接続を有している。しかしながら、以下に説明する実施の形態においては、少なくとも電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、それぞれ、分圧器を有し、分圧器は入力された電圧信号を、その後のデジタル化及び処理に適した信号域へと変換する。

電流センサ１１６ａは、好適な電流センサを備え、電流コイル２０４に動作可能に接続され、電流コイル２０４を流れ、ひいては配線１０６ａ上の負荷１０４に流れる電流を示す第１の電流計測信号を生成する。同様に、電流センサ１１６ｂは、好適な電流センサを備え、電流コイル２７４に動作可能に接続され、電流コイル２７４を流れ、ひいては配線１０６ｂ上の負荷１０４に流れる電流を示す第２の電流計測信号を生成する。好適な電流センサは、例えば、電流コイル２０４、２７４の周囲に延伸するトロイダルトランスから構成される。

例示及び説明の目的で、図１は２つの電力ライン１０２ａ、１０２ｂと、２つの配線１０６ａ、１０６ｂとを示し、当該ラインは二相電力サービス、あるいは２４０ボルト単相３線式電力サービスの２つのラインを負荷１０４に提供する。しかしながら、本発明の原理は、三相電力システムに適用可能であることは、当業者にとって理解し得るところである。

処理回路１１８は、電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄ及び電流センサ１１６ａ、１１６ｂからアナログの計測信号を受信するように構成されており、また、スイッチ１２０ａ、１２０ｂ上の抵抗あるいは電圧降下を判別するように構成されている。例示的な実施の形態においては、処理回路１１８は、計測信号を受信してデジタル化するアナログ−デジタル（「Ａ／Ｄ」）変換器１１８ａと、デジタル化された計測信号を処理して各スイッチ１２０ａ、１２０ｂ上の抵抗の計測値を生成するデジタル処理回路１１８ｂを備える。この実施の形態において、デジタル処理回路１１８ｂ、Ａ／Ｄ変換器１１８ａの少なくともいずれかは、１の集積回路チップ上に設けられている。しかしながら、別の実施の形態においては、処理回路は別の物理的構成を採用してもよく、２以上の処理装置を有してもよい。

いずれの場合でも、処理回路１１８は、さらに、内部メモリ１１８ｃと外部メモリ１１８ｄとを備える。内部メモリ１１８ｃは、デジタル処理回路１１８ｂと同一の集積回路内に配置されている。内部メモリ１１８ｃは、好適には、ランダムアクセスメモリを備えるが、これに限定されるものではない。外部メモリ１１８ｄは、好適には、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ、あるいは他の不揮発性メモリを備える。

一般に、処理回路１１８は、センサ１１４ａから１１４ｄ、及び１１６ａ、１１６ｂから入力された電圧及び電流計測波形をサンプリングするように構成されている。処理回路は、対応するデジタル電圧及び電流値を生成するように構成されており、図２及び３とともに以下に後述して説明するように、対応デジタル電圧及び電流値に基づいて抵抗値を判別する。処理回路１１８は、さらに、生成した抵抗値を、メモリ１１８ｃ、１１８ｄの少なくともいずれかに記憶するように構成されている。処理回路１１８は、また、生成した抵抗値を処理してスイッチ１２０ａ、１２０ｂに故障あるいは他の事象が生じているかを判別する。

処理回路１１８は、さらに、電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ（あるいは電圧センサ１１４ｃ、１１４ｄ）及び電流センサ１１６ａ、１１６ｂからのアナログ計測結果から、エネルギー消費データを生成するように構成されている。このような動作において、処理回路１１８は電圧及び電流計測波形をサンプリングし、電圧及び電流の同時期のサンプルを乗算し、短期間（例えば、１ミリ秒未満）におけるエネルギー計測の概算を得る。これらのサンプリング−積が累積され、これによって電力消費量が得られる。この基本算出式のバリエーションや変更したものは公知であり、用いることができることも公知である。

しかしながら、代替的な実施の形態においては、処理回路１１８は、エネルギー消費データを、アナログ計測信号を直接処理することで得る。従来知られているように、処理回路１１８は、１以上の集積回路を備える。

この実施の形態のサービススイッチ回路１２０は、２つのサービススイッチ１２０ａ、１２０ｂと、駆動回路１３０と、ロジカル制御部と、から構成されるが、この場合、ロジカル制御部は処理回路１１８内（例えば、処理回路の動作の一部を構成）に配置されている。ロジカル制御部は、少なくとも部分的に、処理回路１１８から分離されていてもよい。駆動回路１３０は、デジタル信号を受信するように構成されており、また、受信したデジタル信号に応じてスイッチ１２０ａ、１２０ｂの開閉を制御するように構成されている。計器のサービススイッチ１２０ａ、１２０ｂに好適な駆動回路１３０は、公知である。

サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂは、駆動回路１３０を介した処理回路１１８の制御の下で、電力ライン１０２を負荷１０４に選択的に接続、遮断するように動作可能に接続されている。一般的に、サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂのいずれかは、接続状態、遮断状態、作動準備状態を有する。サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂの状態は、処理回路１１８内で維持される。

より詳細には、接続状態で、サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂは閉じており、従って電力ライン１０２を負荷１０４に接続し、電力を供給する。遮断及び作動準備状態では、サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂは開いており、従って、電力ライン１０２を負荷１０４から切り離し、電力の供給を遮断するように動作可能に接続されている。「作動準備」状態は、遮断状態と接続状態との間の遷移状態である。作動準備状態は、遠隔地からスイッチの全体的な制御を容易にし、また、ローカルレベルで最終的な接続決定を可能とする。

サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂは、物理的接点を有し、当該接点は、摩耗及び損傷する傾向がある。摩耗した場合、抵抗が増加し、大きな電圧降下及び電力の消失につながるので望ましくない。

サービススイッチ回路１２０の一般的な動作において、サービススイッチ回路１２０は、処理回路１１８から受信した第１の信号に応じて接続状態から遮断状態に変化し、また、処理回路１１８内の第２の信号に応じて遮断状態から作動準備状態に変化する。処理回路１１８は、これらの信号を駆動回路１３０に供給する。

状態変化を生じさせる信号は、通信回路１２２を介しての遠隔地からの遠隔装置１２４から送信されたものであってもよい。例えば、１以上の理由で電力事業者が負荷１０４への電力供給を遮断しなければならない場合、電力事業者は遠隔装置１２４を用いて計器１００に遮断コマンドを送る。

通信回路１２２は、遠隔装置１２４から、陸上通信リンク（例えば、ケーブル、ワイヤ、ファイバ等）、無線通信リンク、あるいはそれらの組み合わせを介して信号を受信するように構成されている。１の実施の形態においては、通信回路１２２は遠隔装置１２４から遮断信号を受信するように動作する。遮断信号に応じて、通信回路１２２は、処理回路１１８に遮断信号を示す情報を供給する。次に、処理回路１１８は、サービススイッチ回路１２０の駆動回路１３０に第１の信号を供給し、これにより、サービススイッチ回路１２０が、接続状態から遮断状態へと変化する。遮断状態で、サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂは、配線１０６を電力ライン１０２から切り離す。

通信回路１２２は、また、遠隔装置１２４から「作動準備」信号を受信するように動作する。作動準備信号に応じて、通信回路１２２は、処理回路１１８に、作動準備信号を示す情報を供給する。次に、処理回路１１８は、サービススイッチ回路１２０に第２の信号を供給し、これにより、サービススイッチ回路１２０は、遮断状態から作動準備状態に変化する。作動準備状態では、上述したように、スイッチ１２０ａ、１２０ｂは配線１０６を電力ライン１０２に即座には再接続しない。作動準備状態で、処理回路１１８は、好適には、ユーザ入力信号を、例えば、図示しない外部アクセスが可能なスイッチを介して受信してもよく、当該入力信号は、ユーザが電力システムへの再接続を希望する旨を示すものである。

表示部１２８は、処理回路１１８に動作可能に接続され、例えば計器１００の動作に関連する情報を視覚できる態様で表示する。例えば、表示部１２８は、計器１００のエネルギー消費計測動作に関する視認可能な表示を提供する。表示部１２８は、また、サービススイッチ回路１２０の状態を示すように構成され、あるいは、少なくともサービススイッチ回路１２０が作動準備状態のときにその旨を示すように構成されていてもよい。本明細書に開示するように、表示部１２８は、また、処理回路１１８が、計器１００の電力ラインにおける（例えば、スイッチ１２０ａ、１２０ｂのいずれかを介した）接続が、閾値を超える抵抗値を有すると判別した場合にその旨を表示するものであってもよい。

上述したように、サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂは、時折開閉する接点を備えており、比較的高い電圧及び電流を供給することが可能である。スイッチ１２０ａ、１２０ｂの接点は、摩耗する傾向がある。本発明の１の実施の形態に係る構成では、計器１００は様々な素子を含み、各スイッチ１２０ａ、１２０ｂの接点上の抵抗値の計測結果を生成する。当該抵抗値が高すぎる場合、スイッチ１２０ａ、１２０ｂは交換あるいは少なくとも修理の必要があることを示すことができる。

通常運転において、スイッチ１２０ａ、１２０ｂは閉じており、負荷１０４はそれぞれの配線１０６ａ、１０６ｂを介して電力ライン１０２ａ、１０２ｂから受電する。この状態で、電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄは、それぞれのアナログ電圧計測信号を生成し、電流センサ１１６ａ、１１６ｂは、それぞれのアナログ電流計測信号を生成する。処理回路１１８のＡ／Ｄ変換器１１８ａは、電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄ及び電流センサ１１６ａ、１１６ｂからアナログの計測信号を受信し、デジタルのサンプリング情報を生成する。当該情報は、サンプリングした波形を含む。サンプリングレートは、好ましくは、略１０００サンプル／秒またはそれより大きい値である。デジタル処理回路１１８ｂは、Ａ／Ｄ変換器１１８ａからデジタルのサンプリング波形を受信し、複数の算出結果を生成する。

特に、デジタル処理回路１１８ｂは、デジタルのサンプリング波形からエネルギー消費量を判別する。この実施の形態において、デジタル処理回路１１８ｂは、電圧センサ１１４ａ及び電流センサ１１６ａからの同時期のサンプルを乗算し、電圧センサ１１４ｂ及び電流センサ１１６ｂからの同時期のサンプルを乗算する。次に、デジタル処理回路１１８ｂは、得られた積を継続して累算し、負荷のエネルギー消費量を追跡して計測する。この基本算出式のバリエーション及び変更したものは公知であり、用いることができることも公知である。続いて、デジタル処理回路１１８ｂは、算出したエネルギー消費値を示す情報を表示部１２８及び／または遠隔通信のために通信回路１２２に供給する。

デジタル処理回路１１８ｂは、また、他の演算も行うが、例えば、センサ１１４ａから１１４ｄからの電圧及びセンサ１１６ａ、１１６ｂからの電流の二乗平均平方根（ＲＭＳ）の計算を行う。サンプリングした波形からＲＭＳ値を計算する手法は、公知である。この実施形態では、ＲＭＳ値は、サンプルの１秒から得られる。したがって、デジタル処理回路１１８ｂは、継続して、電圧センサ１１４ｃを介したスイッチ１２０ａの第１の側での電圧を示すＲＭＳ電圧値Ｖ１と、電圧センサ１１４ａを介したスイッチ１２０ａの第２の側での電圧を示すＲＭＳ電圧値Ｖ２と、電圧センサ１１４ｄを介したスイッチ１２０ｂの第１の側での電圧を示すＲＭＳ電圧値Ｖ３と、電圧センサ１１４ｂを介したスイッチ１２０ｂの第２の側での電圧を示すＲＭＳ電圧値Ｖ４と、を生成する。この実施の形態において、電圧Ｖ４は、基準電圧として設定され、従って、ＲＭＳ電圧は、常にゼロとなる。デジタル処理回路１１８ｂは、さらに、継続して、電流センサ１１６ａを介して第１のスイッチ１２０ａを流れる電流のＲＭＳ電流値Ｉ１と、電流センサ１１６ｂを介して第２のスイッチ１２０ｂを流れる電流のＲＭＳ電流値Ｉ２とを生成する。以下に詳細に説明するように、デジタル処理回路１１８ｂは、２つの異なった計測時刻における値Ｖ１、Ｖ２及びＩ１に基づいてスイッチ１２０ａの抵抗値を判別する。一般に、抵抗値は、２つの選択した計測時刻における電圧Ｖ１及びＶ２の変化と、電流Ｉ１の変化とに基づくものである。同様に、デジタル処理回路１１８ｂは、異なる２つの計測時刻におけるＶ３及びＩ２の値に基づいてスイッチ１２０ｂの抵抗値を判別する。一般に、抵抗値は、２つの選択した計測時刻における電圧Ｖ３の変化と、電流Ｉ２の変化とに基づくものである。

デジタル処理回路１１８ｂは、計測抵抗値をメモリ１１８ｃ及び／または１１８ｄに記憶する。ある実施の形態においては、デジタル処理信号１１８ｂは、計測抵抗値、あるいは複数の計測抵抗値に基づく平均もしくは他の統計的な値が所定の閾値を超える場合、表示部１２８に好適なメッセージを表示する。このメッセージは、計器を読む者、需要家あるいは他の者に、スイッチ１２０ａ及び／又は１２０ｂがメンテナンスを要することを示すものである。デジタル処理回路１１８ｂは、代替的もしくは追加的に、当該メッセージを、通信回路１２２を介して図示しない遠隔装置（例えば、電力事業者のコンピュータ）に送信する。

図２は、図１の計器１００内の計測用の構成２００のさらなる詳細を示し、当該構成は、スイッチ１２０ａ、１２０ｂの抵抗値を判別するためのものである。スイッチ１２０ａ、１２０ｂは、他の計器用素子と置換されて当該素子の抵抗値を判別してもよい。例えば、構成２００は、計器のブレードあるいは計器のコイルもしくは比較的低い抵抗で比較的大きな電圧を伝達する他の装置の抵抗値を判別するように構成しても良い。構成２００は、２あるいはそれ未満の数のスイッチまたは装置上の抵抗値を直ちに判別してもよい。

本明細書において説明する実施の形態に戻り、構成２００は、電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄと、電流センサ１１６ａ、１１６ｂと、計測回路１１８とを備える。図１と関連して上述したように、計測回路１１８は、アナログの計測信号をデジタル計測信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器１１８ａと、計測を行うように構成されたデジタル処理回路１１８ｂとの両方を備える。図２において、当該素子はひとまとめに処理回路１１８として示されている。

図２に示すように、第１の電圧センサ１１４ｃは、抵抗型分圧器を有し、その出力が処理回路１１８の第１の入力２０１と接続されている。同様に、第２の電圧センサ１１４ａ及び第３の電圧センサ１１４ｂは、それぞれ、抵抗型分圧器を有し、それぞれの出力が、処理回路１１８の第２、第３入力２０２、２０３と接続されている。この実施の形態における第４の電圧センサ１１４ｄは、基準電圧Ｖ４を定める単なるワイヤ接続で、他の電圧計測のすべてがここを基準としている。第４の電圧センサ１１４ｄは、第２のスイッチ１２０ｂの第１の側から処理回路１１８の基準入力２０４への単なる接続である。上述したように、処理回路１１８は、ＲＭＳ電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４をアナログの電圧計測値から生成する。

また、図２に示すように、電流センサ１１６ａは、処理回路１１８に第１の電流計測信号を供給するように動作可能に接続され、電流センサ１１６ｂは、処理回路１１８に第２の電流計測信号を供給するように動作可能に接続されている。上述したように、処理回路はＲＭＳ電流値Ｉ１、Ｉ２を第１及び第２の電流計測信号から生成する。

「動作論理について」
構成２００の動作論理について、以下に説明する。説明の便宜のため、スイッチ１２０ａの第１の側の実際のライン電圧をＶＳとし、スイッチ１２０ａの第２の側の実際のライン電圧をＶＬとする。また、スイッチ１２０ｂの第１の側の実際のライン電圧をＶｒｅｆとし、スイッチ１２０ｂの第２の側の実際のライン電圧をＶＲとする。第１のスイッチ１２０ａの抵抗値をＲＣ１とし、第２のスイッチ１２０ｂの抵抗値をＲＣ２とする。

サービススイッチ１２０ａ、１２０ｂの接点抵抗値の判別は、接点間の電圧差（例えば、Ｖ２−Ｖ１）を計測し、その結果を、スイッチを流れる電流（例えば、Ｉ１）で除算することで達成できる。スイッチ１２０ａ、１２０ｂの典型的な抵抗値は、略２００μオームと非常に低い。従って、スイッチ１２０ａを流れる１００アンペアの典型的な負荷電流について計測した電圧降下（例えば、Ｖ２−Ｖ１）は、典型的には、略１００アンペア×２００μオーム＝２０ミリボルトとなる。２４０ボルトの電圧が印加されたライン上の２０ミリボルトの信号を計測することは困難で、非常に安定度が高い器具が必要となる。また、そのような器具は、略１００デシベルあるいはそれよりも良好な高いコモンモード除去比を必要とする。スイッチ接点抵抗に求められる程度の安定性及びコモンモード除去比を有する器具は、電力量計には実用的でない。

特に、接点上の例えば２０ミリボルトの電圧降下は、典型的には、計器内のライン電圧の読みの電圧許容差未満である。例えば、センサ回路１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、コンポネント許容値や他の要素により、誤差許容範囲を有する。計器１００が製造された際、処理回路１１８には、校正値Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３がプログラミングされ、当該校正値はセンサ回路１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃのそれぞれの許容範囲を大幅に補償する。当該校正技術は公知のものである。しかしながら、典型的な校正技術は精度の限界を有する。

典型的な場合、電力量計計測電圧センサ回路、例えば、センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、略プラスマイナス０．１％の精度に校正されている。上述したように、スイッチ１２０ａ（あるいはＡＣライン電圧を伝達する他の導電素子）上の典型的な電圧降下は、略２０ミリボルトである。従って、典型的な２４０ボルトのライン電圧では、Ｖ_Ｓ及びＶ_Ｌの計測における誤差は、２４０ボルトの０．１％で２４０ミリボルトである。一方、Ｖ_ＳとＶ_Ｌとの間の差分の判別の場合は、２×２４０ミリボルト＝４８０ミリボルトである。その結果、スイッチ接点上の電圧降下を直接計測することは実用的ではない。これは、スイッチ１２０ａ上の電圧降下の大きさよりもはるかに計測誤差が大きいためである。

大きな電圧の存在下で小さな電圧を読み取ることは、器具に関してよく知られている技術的問題である。計測する２つの信号に共通する大きな電圧は、コモンモード電圧として基準となる。計測システムのコモンモード電圧を無視する能力は、コモンモード除去比と呼ばれている。

大きなコモンモード電圧による技術的問題は、図２に示す負荷側の電圧Ｖ_Ｒを読む際には存在しない。これは、処理回路１１８が、Ｖ_４までのすべての電圧を参照するためである。負荷電流がゼロで、電圧Ｖ_ｒは電圧Ｖ_４と等しい。従って、Ｖ_Ｒについてのコモンモード電圧は、ゼロとなる。

高いコモンモード電圧に関連する第２の技術的問題は、校正の際の温度の影響である。典型的なセンサ回路（すなわち、センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ）は電圧感知回路内に抵抗器を有し、当該抵抗器は、温度Ｃ毎に５０ｐｐｍの温度係数を有する。図２のセンサ回路１１４ｃにおいて、抵抗器が温度Ｃ毎にプラスマイナス５０ｐｐｍの温度係数を有する場合、処理回路１１８の入力２０１に印加される電圧信号Ｖ１は、温度Ｃ毎に最大でプラスマイナス１００ｐｐｍの誤差を伴うおそれがある。同様に、センサ回路１１４ａの入力２０２に印加する電圧は、温度Ｃ毎に最大でプラスマイナス１００ｐｐｍの誤差を伴うおそれがある。その結果、入力２０１と入力２０２との電圧差（すなわち、Ｖ２−Ｖ１）は、温度Ｃ毎に最大でプラスマイナス２００ｐｐｍの誤差を伴うおそれがある。校正の際の温度から１０°Ｃ温度が変化した場合、Ｖ_１とＶ_２との差の計測に含まれる誤差は、高くてプラスマイナス２０００ｐｐｍ、あるいは、２４０ボルトのライン信号の場合は４８０ミリボルトとなる。その結果、わずか１０度の温度変化が、読みにおいて４８０ミリボルトの変動を起こす場合には２０ミリボルトの接点抵抗は読みことができなくなってしまう。

本発明の１の観点によれば、高いコモンモード電圧及び校正の限度の問題は、ライン電流が変化した後に計測した電圧及び電流の「変化」に基づいて抵抗値を判別することで解消できる。

特に、構成２００は、比較的大きな負荷電流変化が生じる状況で一定期間抵抗値計測を行うように構成されている。例えば、負荷１０４の家電、例えば、電気式衣服乾燥機、温水器、エアコン等の電源が投入、停止されることで生じる負荷電流の変化によるスイッチ１０２ａ、１０２ｂの電圧降下の変化を、初期校正あるいは温度変化の影響を最小限にするようにして抵抗値を計測することに利用できる。例えば、負荷電流に変化が生じる前に計測されたスイッチ１０２ａの電圧降下を、負荷電流に変化が生じた後のスイッチ１０２ａの電圧降下と比較することで、大きなコモンモード電圧に伴う誤差を無効にすることができる。その結果、スイッチ１０２ａの抵抗値を従来の方法と比較して非常に高いレベルで判別することが可能となる。

以下に抵抗値を判別する様々な方法について説明する。一般に、処理回路１１８は、図３に示す動作を行い、図１及び２に示すスイッチ１２０ａ、１２０ｂの抵抗値を計測する。

ステップ３０５で、処理回路１１８は、第１の時刻ｔ１において、値Ｖ１、Ｖ２及びＩ１をセンサ１１４ｃ、１１４ａ、及び１１６ａのそれぞれから取得する。以下、このときのＶ１、Ｖ２、Ｉ１をＶ１_ｔ１、Ｖ２_ｔ１、Ｉ１_ｔ１とする。ステップ３１０で、処理回路１１８は、第２の時刻ｔ２において、値Ｖ１、Ｖ２及びＩ１をセンサ１１４ｃ、１１４ａ、及び１１６ａのそれぞれから取得する。以下、このときのＶ１、Ｖ２、Ｉ１をＶ１_ｔ２、Ｖ２_ｔ２、Ｉ１_ｔ２とする。後述して説明するように、処理回路１１８は、スイッチ１２０ａ上の抵抗値ＲＣ１を判別するためにこれらの値を用いる。

全く同じではないが同様にして、スイッチ１２０ｂについても計測を行う。ステップ３１５で、処理回路１１８は、第１の時刻ｔ１において、値Ｖ３、Ｖ４及びＩ２をセンサ１１４ｂ、１１４ｄ、及び１１６ｂのそれぞれから取得する。以下、このときのＶ３、Ｖ４、Ｉ２をＶ３_ｔ１、Ｖ４_ｔ１、Ｉ２_ｔ１とする。ステップ３２０で、処理回路１１８は、第２の時刻ｔ２において、値Ｖ３、Ｖ４及びＩ２をセンサ１１４ｂ、１１４ｄ、及び１１６ｂのそれぞれから取得する。以下、このときのＶ３、Ｖ４、Ｉ２をＶ３_ｔ２、Ｖ４_ｔ２、Ｉ２_ｔ２とする。

ステップ３２５で、処理回路１１８は、さらに、電流計測結果Ｉ１_ｔ１が後の電流計測結果Ｉ１_ｔ２と所定の量よりも大きく異なっているか、判別する。当該所定の量は、処理回路１１８に抵抗値計測のトリガーとなる電流変化の量を示すものである。最初の電流計測結果Ｉ１が、時刻ｔ１からｔ２にかけて大きく変化していなかった場合、この抵抗値計測の情報は、特に有益あるいは正確でない可能性がある。しかしながら、最初の電流計測結果Ｉ１が時刻ｔ１からｔ２にかけて所定の量よりも大きく変化していた場合には、抵抗値の算出を行ううえで有用である。所定の量あるいは閾値は、例えば、好適には「１００アンペア」である。

従って、ステップ３２５での判別結果がＮＯの場合、処理回路１１８は、処理をステップ３４０に進める。一方、ステップ３２５での判別結果がＹＥＳの場合、処理回路１１８は、処理をステップ３３０に進めて抵抗値を算出する。ステップ３３０で、処理回路１１８は、少なくとも部分的に第１の電圧計測結果Ｖ１_ｔ１、Ｖ１_ｔ２、第２の電圧計測結果Ｖ２_ｔ１、Ｖ２_ｔ２、及び第１の電流計測結果Ｉ１_ｔ１、Ｉ１_ｔ２に基づいて抵抗値ＲＣ１を判別する。

第１の実施の形態では、処理回路１１８は、以下の式に基づいて抵抗値を生成する。

ここで、Ｋ１はセンサ回路１１４ｃの校正定数または補正係数、Ｋ２はセンサ回路１１４ａの校正定数または補正係数である。本明細書に開示する実施の形態においては、校正定数または補正係数値Ｋ１、Ｋ２は、公知の方法で特定のセンサ１１４ａ、１１４ｃ向けに生成されたものである。例えば、校正は、処理回路１１８を介して、センサ回路１１４ａ、１１４ｃから提供された電圧計測結果を正確な電圧源からの予期される電圧値と比較することを含む。計器に適した様々なセンサ校正方法が公知である。この実施の形態では、値Ｋ１、Ｋ２は、センサ回路１１４ｃ、１１４ａのそれぞれの出力を、プラスマイナス０．１％の精度に補正する。

従って、式（１）により、２つの異なる電流レベルでのスイッチ１２０ａ上の電圧降下の差に基づいて抵抗値が得られる。スイッチ１２０ａ上の電圧降下の差は、電流レベルにおける対応する差分で除算される。しかしながら、式（１）に関する問題は、いくつかの校正レベルに対して、抵抗値計測における誤差が未だ相当なものである点である。

特に、電流に大きな変化があった後に計測したライン電圧（例えば、ＶＳ）における電圧振幅は、略１０ボルトになり得る。従って、Ｖ１_ｔ１−Ｖ１_ｔ２及びＶ２_ｔ１−Ｖ２_ｔ２ではそれぞれ最大で１０ボルトとなり得る。校正定数Ｋ１、Ｋ２が最大でプラスマイナス０．１％までの精度を得るためのものであれば、抵抗値計測における誤差は重大となり得る。特に、スイッチ１２０ａ上の電圧降下が略１００ミリボルト未満となりやすいからである。

従って、他の実施の形態では、処理回路１１８は以下の式を用いて計測抵抗値ＲＣ１を生成する。

上記式（２）は、以下の論拠に基づいて得られたものである。

式（１）において、値ＲＣ１は、負荷に起因して、Ｋ１、Ｋ２の校正精度及びソース電圧ＶＳの変動に大きな感度を示すものである。Ｋ１、Ｋ２の校正精度に対する感度を減らす手法として、ＲＣ１を算出するための式からそれら定数のいずれかを取り除くことが考えられる。ソース電圧ＶＳが一定（例えば、負荷電流の変化の後に１０ボルト変動がない）の場合、第１の電圧計測結果Ｖ１も変化しない。換言すると、Ｖ１_ｔ１＝Ｖ１_ｔ２となる。従って、ソース電圧が一定の場合には、式（１）の定数Ｋ１は、Ｖ１_ｔ１をＶ１_ｔ２に代入することで以下のように取り除くことができる。

ソース電圧ＶＳ（ひいてはＶ１）を一定に維持することで、校正定数Ｋ１が不要となるだけでなく、校正定数Ｋ２の誤差に与える影響を減らすことができる。従って、ソース電圧ＶＳが、電流変化の関数として大幅に変動しない場合は、上記式（３）をステップ３３０で適用することができる。

しかしながら、ソース電圧ＶＳが比較的一定にとどまることが期待できない場合には、Ｋ１等の誤差の要因の一つを取り除く、別の方法を用いる必要がある。式（１）からＫ１を取り除くことは、以下のように境界条件を適用することで達成できる。

ここで、ＲＬは負荷１０４についての一定の負荷抵抗値である。式（５）を用いて、式の両側に比（ＶＳ_ｔ１／ＶＳ_ｔ２）を掛けることで、時刻ｔ２におけるソース電圧ＶＳ_ｔ２は、時刻ｔ１におけるソース電圧ＶＳ_ｔ１と数学的に等しくできる。また、比（ＶＳ_ｔ１／ＶＳ_ｔ２）は、比（Ｖ１_ｔ１／Ｖ１_ｔ２）と等しい。

式（５）の両側を式（６）の同値と掛けると、以下のようになる。

式（７）は、ＶＳがＶ１の関数として、定数値Ｋ１なしで表せることができることを示している。各時刻ｔ１、ｔ２におけるＲＣ１についてオームの法則式を参照すると、以下の式が得られる。

式（９）の両側にＶ１_ｔ１／Ｖ１_ｔ２を乗算すると、以下の結果が得られる。

次に、式（８）の両側から式（１０）のそれぞれの側を減算すると、以下の式が得られる。

この式は以下のように簡易化できる。

そして、以下のように変更できる。

この最終式は、式（２）に帰結する。

従って、電圧ソースＶＳがｔ１とｔ２との間で大幅に変更した場合、及び、校正定数Ｋ１、Ｋ２が例えばプラスマイナス０．１％等の電力量計校正定数の通常の範囲内の場合において、式（２）は、ＲＣ１の計測誤差の大幅な低減を示すものである。

従って、ステップ３３０に戻り、校正定数Ｋ１、Ｋ２の精度及びｔ１とｔ２との間でのライン電圧ＶＳの典型的な変動によって、式（１）、（２）、（３）のいずれかを用いることができるが、式（２）が最も弾力的である。すべての式は、少なくとも部分的に時刻ｔ１とｔ２との間の電圧Ｖ２及び電流Ｉ１の変化に基づいてＲＣ１を判別する。ステップ３３０の後、処理回路１１８は、処理をステップ３３５に進める。

ステップ３３５で、処理回路１１８は、抵抗値ＲＣ１をメモリ１１８ｄに記憶する。抵抗値ＲＣ１は、単一の値（あるいは時間をかけて得た値の連続）として記憶されてもよいし、あるいは、日時スタンプを含むレコードとして記憶されてもよい。また、処理回路１１８は、好ましくは、複数のすでに記憶されたＲＣ１から平均の（あるいは統計的にふるいにかけた）ＲＣ１の値を算出して、ノイズデータを除去してもよい。いずれにしても、ステップ３３５の後、処理回路１１８は処理をステップ３４０に進める。

ステップ３４０で、処理回路１１８は、第２の電流計測結果Ｉ２_ｔ１が、後の電流計測結果Ｉ２_ｔ２から、ステップ３２５と同様に所定の量よりも大きく異なるか判別する。判別結果がＮＯの場合、処理回路１１８は処理をステップ３５５に進める。一方、判別結果がＹＥＳの場合は、処理回路１１８は処理をステップ３４５に進め、スイッチ１２０ｂの抵抗値ＲＣ２を算出する。ある実施の形態においては、スイッチ１２０ｂの抵抗値の計算は、ステップ３３５でスイッチ１２０ａの抵抗値が算出される都度、行われる。この場合、ステップ３４０の条件の提示は不要となる。

ステップ３４５で、第２のスイッチ１２０ｂの抵抗値の算出は、この実施の形態においては、スイッチ１２０ａの抵抗値の算出よりもシンプルなものとなる。一般に、処理回路１１８は、少なくとも部分的に第３の電圧計測結果Ｖ３_ｔ１、Ｖ３_ｔ２、第４の電圧計測結果Ｖ４_ｔ１、Ｖ４_ｔ２、及び第１の電流計測結果Ｉ２_ｔ１、Ｉ２_ｔ２に基づいて抵抗値ＲＣ２を判別する。Ｖ４は常に基準値として扱われ、変化を生じない。その結果、ＲＣ２用の算出式は式（１）と同等となる。

ここで、Ｋ３は電圧センサ１１４ｂの校正定数である。電圧センサ１１４ｄは単なる導電体なので、Ｋ４は１と考えることができる。また、Ｖ４は基準電圧で一定として扱われるので、上記の式は以下の通りとなる。

ステップ３４５の後、処理回路１１８は処理をステップ３５０に進める。

ステップ３５０で、処理回路１１８は、抵抗値ＲＣ２をメモリ１１８ｄに記憶する。抵抗値ＲＣ１と同様に、抵抗値ＲＣ２は、単一の値（あるいは時間をかけて得た値の連続）として記憶されてもよいし、あるいは、日時スタンプを含むレコードとして記憶されてもよい。また、処理回路１１８は、好ましくは、複数のすでに記憶されたＲＣ２からＲＣ２の平均値を算出して、ノイズデータを除去してもよい。いずれにしても、ステップ３５０の後、処理回路１１８は処理をステップ３５５に進める。

ステップ３５５で、処理回路１１８は図３に示すステップを繰り返す前に、適宜の時間待機する。タイマー割り込み命令あるいは処理回路１１８によって示される適宜の時間経過の後、処理回路１１８は、ステップ３０５に戻り、処理を繰り返す。時間間隔は、好ましくは、１秒である。

図３に示すタイミング及び動作のシーケンスは、様々な手法で実行できる。例えば、ステップ３０５及び３１０は、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｉ１及びＩ２のそれぞれの複数値（すなわち、２以上の値）を定期的に算出して記憶することを含んでもよい。このような場合、処理回路１１８は、いずれかの２つの値Ｉ１の好適な差分に基づいて、式（１）、（２）、（５）及び／または（１５）にどのサンプルを適用するか特定する。換言すると、処理回路は、電流の変化がいつ検出されたかに基づいて、図３の動作のためのサンプル時刻ｔ１、ｔ２を特定する。例えば、処理回路１１８は、負荷電流の変化の直前をサンプル時刻ｔ１とし、負荷電流の変化の直後をサンプル時刻ｔ２とする。

校正定数Ｋ１、Ｋ２及びＫ３の精度にさらに影響を及ぼす温度変化及び経年劣化に対処するため、サンプリング時刻ｔ１、ｔ２は、実時間で近接させ、２つの時刻ｔ１、ｔ２での温度条件がほぼ同一となるようにすることが好ましい。例えば、サンプリング時刻ｔ１、ｔ２は、１時間又は２時間よりも長く離れておらず、好ましくは、１５分よりも長く離れていない値である。

図４は、図３の動作の代替例であり、図２の構成においてどのようにタイミングの考慮がなされるかの例を示す。この例では、図４の動作はＮ秒毎のインターバルで実行される。処理回路１１８内のメモリ１１８ｃは、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｉ１及びＩ２のそれぞれについて、Ｍ個の過去の値を記憶する。１の例では、Ｎの値は好適には１５秒で、Ｍの値は好適には４である。従って、この例では、１分間分のＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｉ１、Ｉ２のサンプルがメモリ１１８ｃに記憶される。一般に、特定の時間に対応する任意のインターバルｎの間、メモリ１１８ｃは、Ｍ回の過去のインターバル以来、値Ｖ１_ｎ−１、Ｖ１_ｎ−２、…Ｖ１_ｎ−Ｍ、Ｖ２_ｎ−１、Ｖ２_ｎ−２、…Ｖ２_ｎ−Ｍ、等を記憶している。

ステップ４０５で、処理回路１１８は、図４のフローチャートの最後の実行からＮ秒経過したか判別し、次のインターバルｎを開始する。次に、処理回路１１８は、処理をステップ４１０に進め、Ｖ１_ｎ、Ｖ２_ｎ、Ｖ３_ｎ、Ｉ１_ｎ、Ｉ２_ｎを取得する。その後、ステップ４１５で、処理回路１１８は、カウンタをｘ＝１に設定する。ステップ４２０で、処理回路１１８は、Ｉ１_ｎがＩ１_ｎ―ｘから所定の量あるいは閾値よりも大きく異なっているか判別する。Ｉ１_ｎがＩ１_ｎ―ｘから所定の量よりも大きく異なっている場合、処理回路１１８は、処理をステップ４３５に進める。そうでない場合には、処理回路１１８は、ステップ４２５の処理を実行する。

ステップ４２５において、処理回路１１８は、ｘ＝Ｍか判別する。換言すると、処理回路１１８は、Ｉ１_ｎが、すでに記憶されている値Ｉ１のすべてと比較されたか、判別する。判別結果がＹＥＳの場合、処理は完了し、処理回路１１８は処理をステップ４３５に進める。判別結果がＮＯの場合、処理回路１１８はステップ４３０でｘをインクリメントし、上述したステップ４２０に処理を戻す。

ステップ４３５は、Ｉ１_ｎがＩ１_ｎ―ｘから所定の量よりも大きくことなっている場合に起きるが、このステップで、処理回路１１８は、Ｖ１_ｎ、Ｖ２_ｎ、Ｖ１_ｎ―ｘ、Ｖ２_ｎ―ｘ、Ｉ１_ｎ、Ｉ２_ｎ―ｘに基づいて、また、図３に関連した要因に応じて式（１）、（２）、（３）のいずれかを用いて抵抗値ＲＣ１を判別する。ステップ４３５で式（１）、（２）又は（３）を適用する際、ｎ―ｘの値にｔ１が代入され、またｎの値にｔ２が代入される。次に、処理回路１１８は、ステップ３３５に関連して上述したように、計算したＲＣ１の値を記憶、及び／または処理する。

ステップ４４０で、処理回路１１８は、Ｖ３_ｎ、Ｖ３_ｎ―ｘに基づいて、式（１４）を用いて抵抗値ＲＣ２を判別する。ステップ４４０で式（１４）を適用する際、ｎ―ｘの値にｔ１が代入され、またｎの値にｔ２が代入される。次に、処理回路１１８は、ステップ３３５に関連して上述したように、計算したＲＣ１の値を記憶、及び／または処理する。ステップ４４０の後、処理回路１１８は、処理をステップ４４５に進める。

ステップ４４５において、この実施の形態の処理回路１１８は、メモリ１１８ｃから値Ｖ１_ｎ―Ｍ、Ｖ２_ｎ―Ｍ、Ｖ３_ｎ―Ｍ、Ｉ１_ｎ―Ｍ、Ｉ２_ｎ―Ｍを取り除き、当該メモリ１１８ｃに値Ｖ１_ｎ、Ｖ２_ｎ、Ｖ３_ｎ、Ｉ１_ｎ、Ｉ２_ｎを記憶する。このようにして、処理回路１１８は、抵抗値を判別するのに利用する直近のＭ個の様々なＲＭＳ電圧及び電流値をメモリ内に維持する。少なくともこれらの値のいくつかは、特に、処理回路１１８内で別の目的に利用する場合には、より長い期間維持される。

図４に示す実施の形態では、式（１）、（２）、（３）及び／または（１４）を用いた計算の際のサンプル時刻ｔ１とｔ２との間の最大時間インターバルは、Ｍ＊Ｎである。Ｍ及びＮは、任意の好適な数値である。上述したように、ＭとＮとの積は１または２時間を超えないことが好ましい。これは、電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの温度が変化してしまい、計測の精度に影響を与えるからである。１の実施の形態においては、技術者または他の者が、外部装置から通信回路１２２を介して数値及び適切なコマンドを通信することによって、Ｍ及び／またはＮの値をプログラミングする。

図３及び／または４の動作と同時に、処理回路１１８は、電圧センサ１１４ａ、１１４ｂ及び電流センサ１１６ａ、１１６ｂから受信したサンプルに基づいてエネルギー計算を生成する。しかしながら、処理回路１１８が値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｉ１及びＩ２についてＲＭＳあるいはピーク値を用いるのに対して、処理回路１１８は、典型的には、従来知られているように、電圧計測信号及び電流計測信号の個別のサンプルを用いてエネルギー計算を生成する。上述したように、処理回路１１８は、好適には、表示部１２８に、１以上のエネルギー計算値を表示させる。

代替的な実施の形態においては、処理回路１１８は、電流に実質的な変化がなかったとしても、ＲＣ１及びＲＣ２の算出を行うことは可能である。そのような場合でも、任意のＲＣ１、ＲＣ２の算出について、ｔ１からｔ２までの電流の変化が所定の閾値を超えるか判別し、算出したＲＣ１、ＲＣ２の値を、ｔ１からｔ２までの負荷電流が閾値を超えるか否かに応じてメモリ１１８ｃ及び／または１１８ｄの別の場所に記憶することは処理回路１１８にとって有益である。

上述したように、処理回路１１８は、算出したＲＣ１、ＲＣ２の値のそれぞれを、タイムスタンプを含むレコードとして記憶してもよい。当該レコードは、タイムスタンプに加えて、あるいは、タイムスタンプの代わりに、ＲＣ１またはＲＣ２算出値に対応する負荷電流変化（例えば、Ｉ１_ｔ１―Ｉ１_ｔ２）を示す情報を含んでもよい。

上述したように、処理回路１１８、または他の外部装置は、複数のＲＣ１算出値を好適に平均化し、フィルターにかけたＲＣ１値を得ても良い。他の統計的な処理を適用してもよいことはもちろんである。いくつかの実施の形態において、平均あるいはフィルターにかけた値を生成するのに用いる抵抗値計測の回数は、通信回路１２２を介してプログラミング可能であり、メモリ１１８ｄに記憶される。

処理装置の性質のため、式（１）、（２）、（３）、（１５）を用いた計算は、複数のステップによって達成する必要がある場合もある。当該ステップの実行順序は、同じ全体計算を実行する場合であっても、変更しても良い。

上述した実施の形態はあくまでも説明のためのものであり、当業者にとって、本発明を実施するうえで適宜の応用及び変更が可能であるが、それらも本発明の技術的範囲に含まれるものである。

例えば、上述した構想を、単一の電流センサのみで２つの電流を計測する計器構成に適用可能であり、すなわち、２つの主導体（電力ライン）を備えた１つのＣＴに適用可能である。この構成は、住居用の３線式単相計器には共通のものである。このような場合、両方の電流の合計のみが計測され、個別の電流については計測されない。この計器設計では、接点の抵抗値を計測する上述した方法は、依然として利用可能であるが、２つの異なる接点抵抗値を判別する代わりに、接点抵抗値の平均を判別する。

あるいは、単一の電流センサを備える３線式単相計器における別の選択肢として、右側回路と左側回路との間で計測した「平均」電流値を、電流変化の結果である電圧変化の相対値に基づいて分離することが考えられる。右側及び左側回路は、３線式単相計器内で電流が計測される２つの導体である。このような場合、右側回路での電圧変化が、左側回路の２倍のとき、電流は分離されて、平均電流の３分の２が右側回路に割り当てられ、３分の１が左側回路に割り当てられる。次に、実質的に図３及び４に関連して説明したようにして処理が実行される。

Claims (14)

1. 素子の抵抗値を計測する方法であって、
   （ａ）ＡＣライン電圧が印加されるように動作可能に接続された前記素子の第１の側から、第１の時刻に、第１の電圧計測値Ｖ１Ａを取得し、
   （ｂ）前記素子の第２の側から、第１の時刻に、第２の電圧計測値Ｖ２Ａを取得し、
   （ｃ）前記素子を流れる第１の電流計測値ＩＡを、第１の時刻に取得し、
   （ｄ）前記素子の第１の側から、第２の時刻に、第３の電圧計測値Ｖ１Ｂを取得し、
   （ｅ）前記素子の第２の側から、第２の時刻に、第４の電圧計測値Ｖ２Ｂを取得し、
   （ｆ）前記素子を流れる第２の電流計測値ＩＢを、第２の時刻に取得し、
   （ｇ）少なくとも部分的に前記計測値Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂ、ＩＡ及びＩＢに基づいて、処理装置を用いて前記抵抗値を判別する、ことを含み、前記判別は、少なくとも部分的に以下の式を用いている、
   ことを特徴とする方法。
   

   
2. 前記ステップ（ｇ）は、さらに、以下の式に基づいて前記抵抗値を判別する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
   

   

   ここで、Ｋ２は、電圧計測回路に対応する精度に関する値である。
3. 前記ステップ（ａ）は、さらに、第１のアナログ電圧計測結果を取得し、前記第１のアナログ電圧計測結果から第１のデジタル信号を生成し、当該第１のデジタル信号は、前記第１の電圧計測値Ｖ１Ａを含むものである、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ステップ（ｂ）は、さらに、電圧計測回路から第２のアナログ電圧計測結果を取得し、前記第２のアナログ電圧計測結果から第２のデジタル信号を生成し、当該第２のデジタル信号は、前記第２の電圧計測値Ｖ２Ａを含むものである、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. さらに、前記処理装置を用いて前記値ＩＢが閾値量よりも大きく前記値ＩＡより異なるか判別することを含み、
   前記ステップ（ｇ）は、前記値ＩＢが閾値量よりも大きく前記値ＩＡより異なる旨の判別に応じて、前記処理装置を用いて前記抵抗値を判別する、
   ことを特徴とする先行する請求項１、２、３、又は４に記載の方法。
6. （ａ）電力量計の一部分を介して少なくとも１つの電力ラインを少なくとも１つの需要家負荷の複数の配線に電気的に接続し、前記一部分は導電性があると共に完全に前記電力量計の中に配置されており、少なくとも前記配線の一つを介して前記需要家負荷に交流電圧を供給し、
   （ｂ）前記電力量計の前記一部分の第１の側から、第１の時刻に、第１の電圧計測結果を取得し、
   （ｃ）前記一部分の第１の側から、第２の時刻に、第２の電圧計測結果を取得し、
   （ｄ）前記一部分を流れる第１の電流計測結果を、第１の時刻に取得し、
   （ｅ）前記一部分を流れる第２の電流計測結果を、第２の時刻に取得し、
   （ｆ）処理装置を用いて、前記第１の電流計測結果が、所定の量よりも大きく前記第２の電流計測結果から異なるか判別し、
   （ｇ）前記第１の電流計測結果が、前記所定の量よりも大きく前記第２の電流計測結果から異なる旨の判別に応じて、前記処理装置を用いて、少なくとも部分的に前記第１電圧計測結果、前記第２電圧計測結果、前記第１電流計測結果、及び前記第２電流計測結果に基づいて、抵抗値を判別し、
   （ｈ）判別された前記抵抗値が所定の閾値を超える場合、表示部に表示を行う、
   ことを含む、
   ことを特徴とする方法。
7. 前記電力量計の前記一部分の第２の側は、接地されている、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ステップ（ｇ）は、さらに、前記一部分の第２の側の、第１の時刻での第３の電圧計測結果と、前記一部分の第２の側の、第２の時刻での第４の電圧計測結果と、にさらに基づいて前記抵抗値を判別することを含む、ことを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
9. 前記ステップ（ｆ）は、さらに、前記第１の時刻と前記第２の時刻との間の時刻長が所定の時間量未満の場合のみ、前記処理装置を用いて、前記第１の電流計測結果が前記第２の電流計測結果から所定量よりも大きく異なるか判別することを含む、ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記所定の時間量は２時間未満である、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記所定の時間量は１５分未満である、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. さらに、前記処理装置を用いて、少なくとも電圧計測結果の１つと、少なくとも電流計測結果の１つと、に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１のエネルギー消費値を算出することを含む、ことを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記処理装置は、電力量計のハウジング内に配置されている、ことを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 電力量計に用いる回路であって、
    前記電力量計の一部分の第１の側に接続された第１の電圧計測回路と、
    前記電力量計の一部分の第２の側に接続された第２の電圧計測回路と、
    前記一部分に動作可能に接続されており、当該一部分を流れる電流の電流計測結果を取得する電流計測回路と、
    請求項１〜１３のいずれか１項に記載の処理を実行するように構成された処理回路と、
    を備えることを特徴とする回路。

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