JP7198447B2 - 電力測定装置及び電力測定方法 - Google Patents

Description

導電路に対して非接触の状態で交流電源から導電路を通して供給される電力を測定する電力測定装置及び電力測定方法

例えば、特許文献１（特開２００６－３４３１０９号公報）に記載されているように、従来から、電源電圧が印加されている電線の近傍に、検出電極を非接触に配置して電線の電圧波形を検出し、電力を測定する電力測定装置が知られている。特許文献１に記載の電力測定装置では、電線とプローブとを容量結合によって繋げることで、非接触でも電圧波形が測定できる構成となっている。

しかしながら、特許文献１に記載の電力測定装置では、測定対象の導電路の電圧または電流が歪むと測定される電力の測定精度が低下する。また、電線とプローブとの結合状況が変動して電線に生じている電圧とプローブに生じる電圧との関係が変動すると、特許文献１の電力測定装置では電力の測定精度が低下する場合がある。

導電路に非接触の状態で、導電路を通じて供給される電力を測定する電力測定装置には測定精度を向上するという課題がある。

第１観点の電力測定装置は、電圧検出部と、電流検出部と、電力算出部とを備える。電圧検出部は、交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源から電力を供給する導電路の交流電圧を非接触の状態で検出して、導電路の交流電圧の電圧波形に関する第１データを出力する。電流検出部は、導電路を流れる交流電流を非接触の状態で検出して、導電路の交流電流の電流波形に関する第２データを出力する。電力算出部は、第１データ及び第２データを入力し、第１データが示す電圧波形の第１瞬時電圧を所定値に基づいて変換して生成された第２瞬時電圧と、第２データが示す電流波形の瞬時電流との積から、導電路の有効電力を算出する。

第１観点の電力測定装置は、規定されている所定値を用いることにより、非接触で交流電圧を検出することによる電力算出への影響を抑えることができ、また第２瞬時電圧と瞬時電流との積から有効電力を算出することで高調波の影響を考慮することができるので、電力の測定精度が向上する。

第２観点の電力測定装置は、第１観点の電力測定装置であって、所定値は、交流電源の交流電圧の実効値またはピーク値であり、電力算出部は、導電路の有効電力の算出において、所定値に対する電圧波形が示す実効値またはピーク値の比率に基づいて、第１瞬時電圧を第２瞬時電圧に変換する。

第２観点の電力測定装置は、導電路の周囲の環境変化による所定値に対する電圧波形が示す実効値またはピーク値の比率の変化を高調波に反映させることができ、電力の測定精度を向上させることができる。

第３観点の電力測定装置は、電圧検出部と、電流検出部と、電力算出部とを備える。電圧検出部は、交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源から電力を供給する導電路の交流電圧を非接触の状態で検出して、導電路の電圧の電圧波形に関する第１データを出力する。電流検出部は、導電路を流れる交流電流を非接触の状態で検出して、電流波形に関する第２データを出力する。電力算出部は、第１データ及び第２データを入力し、第２データが示す電流波形の交流電流の大きさと、所定値と、第１データから得られる電圧波形の基本波と第２データから得られる電流波形の基本波との位相差とから、導電路の有効電力を算出する。

第３観点の電力測定装置は、規定されている所定値を用いることで電圧に高調波が重畳した場合でも電力算出への高調波の影響を抑えることができ、また位相差に電流波形の基本波を用いることでノイズによる位相差の誤差を抑制できるので、電力の測定精度が向上する。

第４観点の電力測定装置は、第１観点から第３観点のいずれかの電力測定装置であって、電圧検出部は、プローブと、入力部と、差動アンプと、調整器とを有する。プローブは、導電路に対して非接触に配置される電極を持ち、導電路と電極との間に容量成分を含むインピーダンスを生じさせる。入力部は、プローブに接続され、電極の電位に基づいて導電路の交流電圧の波形に応じた入力信号を発生させる。差動アンプは、入力部が発生させる入力信号を増幅して第１データである出力信号を出力する。調整器は、差動アンプの出力信号の大きさに基づいて差動アンプのゲイン及び入力部が発生させる入力信号の大きさのうちの少なくとも一方を調整し、差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収める。

第４観点の電力測定装置は、周囲環境の変化によってインピーダンスが大きく変化して電極の電位が大きく変化しても、調整器により、差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収めることができる。その結果、非接触電圧計測回路の計測する交流電源電圧の電圧波形の解像度の低下が抑制される。

第５観点の電力測定装置は、第４観点の電力測定装置であって、導電路は、第１電線及び第２電線を含む。プローブは、電極として第１電線と非接触に配置される第１電極及び第２電線と非接触に配置される第２電極を持ち、第１電線と第１電極との間に容量成分を含む第１インピーダンスを生じさせ、第２電線と第２電極との間に容量成分を含む第２インピーダンスを生じさせる。入力部は、第１電極と第２電極の間の電位差の波形に応じた入力信号を発生させる。

第５観点の電力測定装置は、周囲環境の変化によってインピーダンスが大きく変化して第１電極と第２電極との間に生じる電位差が大きく変化しても、調整器により、差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収めることができる。

第６観点の電力測定装置は、第４観点または第５観点の電力測定装置であって、調整器は、ゲインを最小に調整したときの差動アンプの出力信号の大きさを、ゲインを最大に調整したときの差動アンプの出力信号の大きさの２分の１よりも小さくすることができるように構成されている。

第６観点の電力測定装置では、差動アンプの入力信号が周囲環境の変化によって２倍以上に大きく変化するケースに対しても、調整器により、差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収めることができる。

第７観点の電力測定装置は、第４観点から第６観点のいずれかの電力測定装置であって、調整器が、差動アンプのゲインを決める抵抗値を、差動アンプの出力信号の大きさに基づいて変化させるプログラマブル抵抗器である。

第７観点の電力測定装置では、プログラマブル抵抗器が、差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収めるための制御を容易にする。

第８観点の電力測定装置は、第４観点から第６観点のいずれかの電力測定装置であって、入力部が、交流電源電圧を分圧するために電極に接続されている分圧回路を含む。分圧回路は、調整器によって調整されて入力信号の大きさを変化させる可変キャパシタ及び可変抵抗器のうちの少なくとも一方を持っている。

第８観点の電力測定装置では、可変キャパシタ及び可変抵抗器のうちの少なくとも一方が、差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収めるための制御を容易にする。

第９観点の電力測定装置は、第４観点から第６観点のいずれかの電力測定装置であって、入力部が、交流電源電圧を分圧するために電極に接続されている分圧回路を含んでいる。分圧回路は、調整器によって調整されて入力信号の大きさを変化させる可変キャパシタ及び可変抵抗器のうちの少なくとも一方を持っている。調整器は、差動アンプのゲインを決める抵抗値を、差動アンプの出力信号の大きさに基づいて変化させるプログラマブル抵抗器を含んでいる。調整器は、差動アンプの出力信号の大きさに基づいてプログラマブル抵抗器の抵抗値と可変キャパシタ及び可変抵抗器のうちの少なくとも一方の値とを変化させるように構成されている。

第９観点の電力測定装置では、プログラマブル抵抗器と、可変キャパシタ及び可変抵抗器のうちの少なくとも一方とは、差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収めるための制御を容易にする。

第１０観点の電力測定方法は、交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源から電力を供給する導電路の交流電圧の電圧波形を非接触の状態で検出し、導電路を流れる交流電流の電流波形を非接触の状態で検出し、電圧波形が示す第１瞬時電圧を所定値に基づいて変換して第２瞬時電圧を生成し、第２瞬時電圧と電流波形が示す瞬時電流との積から、導電路の有効電力を算出する。

第１１観点の電力測定方法は、交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源から電力を供給する導電路の交流電圧の電圧波形を非接触の状態で検出し、導電路を流れる交流電流の電流波形を非接触の状態で検出し、電流波形から交流電流の大きさを算出し、電流波形の基本波と電圧波形の基本波との位相差を算出し、所定値、電流波形の交流電流の大きさ、及び電流波形の基本波と電圧波形の基本波との位相差から、導電路の有効電力を算出する。

第１実施形態の電力測定装置の構成の概要と導電路との関係を示す模式図。 第１実施形態の電力測定装置の構成の一例を示す回路図。 導電路に取り付けられている３つのプローブの断面図。 第１電線に取り付けられているプローブの平面図。 第１電線に取り付けられているプローブの側面図。 入力部の構成を説明するための回路図。 プローブで検出される交流電圧の大きさを説明するためのグラフ。 第１実施形態の電力測定方法の態様を示すフローチャート。 第２実施形態の電力測定装置の構成の一例を示す回路図。 第２実施形態の電力測定方法の態様を示すフローチャート。 電力測定装置の構成の概要を示すブロック図。 プローブと電線との関係を説明するための模式的な断面図。 第３実施形態に係る電力測定装置の構成を示す回路図。 図１１の非接触電圧計測回路の構成の概要を説明するための概念図。 変形例３Ａに係る電力測定装置の構成を示す回路図。 第４実施形態に係る電力測定装置の構成を示す回路図。 変形例４Ｂに係る電力測定装置の構成を示す回路図。 第５実施形態に係る電力測定装置の構成を示す回路図。

＜第１実施形態＞
（１）全体構成
図１に、電力測定装置１が示されている。電力測定装置１は、交流電源９００のブレーカ９０１に接続されている。交流電源９００の交流電圧の大きさは、所定値に規定されている。この所定値は、例えば実効値で２００Ｖである。ここでは、実効値を用いて説明するが、交流電圧の大きさは実効値には限られない。所定値が、例えばピーク値で規定されていてもよい。例えば、交流電源９００は、交流電圧の大きさがピーク値で２８２Ｖに規定されているとしてもよい。また、第１実施形態では、交流電源９００の交流が三相交流である場合を例に挙げて説明するが、交流電源９００は二相交流など他の交流で電力を供給するものであってもよい。

交流電源９００には、導電路１００が接続されている。交流電源９００は、導電路１００を通して、空気調和機８００に電力を供給する。さらに具体的には、導電路１００は、空気調和機８００の室外機に接続され、導電路１００によって室外機に電力が供給される。

電力測定装置１は、導電路１００の有効電力を測定する。導電路１００の電力測定のために、電力測定装置１は、電圧検出部３と、電流検出部４と、電力算出部２とを備えている。

電圧検出部３は、交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源９００から電力を供給する導電路１００の交流電圧を非接触の状態で検出して、導電路１００の電圧の電圧波形に関する第１データｄａ１を出力する。電圧検出部３は、導電路１００の交流電圧を非接触の状態で検出するプローブ５を有している。電圧計測部３８は、プローブ５から出力される交流電圧を入力し、導電路１００の交流電圧に応じた第１データｄａ１を出力する。電流検出部４は、導電路１００を流れる交流電流を非接触の状態で検出して、電流波形に関する第２データｄａ２を出力する。電流検出部４は、導電路１００を流れる交流電流を非接触の状態で検出する変流器６を有している。電流計測部４８は、変流器６で変換された後の交流電流を入力し、導電路１００に流れる交流電流に応じた第２データｄａ２を出力する。

電力算出部２は、電圧検出部３が出力する第１データｄａ１を入力し、電流検出部４が出力する第２データｄａ２を入力する。電力算出部２は、第１データｄａ１及び第２データｄａ２を直接入力する場合だけでなく、第１データｄａ１及び第２データｄａ２の内容を間接的に入力してもよい。電力算出部２が第１データｄａ１及び第２データｄａ２の内容を間接的に入力する場合としては、例えば、次のような場合がある。アナログ信号で出力された第１データｄａ１及び第２データｄａ２をＡＤ変換器がデジタル信号に変換し、ＡＤ変換器がデジタル信号の第１データｄａ１及び第２データｄａ２を電力算出部２に直接出力する場合である。第１実施形態の電力算出部２は、ＡＤ変換器２５を内部に備えている。このような電力算出部２では、電圧検出部３及び電流検出部４が出力したアナログの第１データｄａ１及び第２データｄａ２を直接入力し、電力算出部２の内部でアナログデータからデジタルデータへの変換が行われる。

電力算出部２は、交流電流の大きさと、交流電圧の大きさと、交流電流と交流電圧の位相差から有効電力を算出する。電力算出部２は、電流波形の交流電流の大きさとして、第２データｄａ２によって示される大きさを用いる。電力算出部２は、交流電圧の大きさとして、交流電源９００の所定値を用いる。電力算出部２は、位相差として、第１データｄａ１から得られる電圧波形の基本波と第２データｄａ２から得られる電流波形の基本波との位相差を用いる。

電力測定装置１は、電力算出部２が算出した有効電力を、導電路１００の有効電力として出力する。

（２）詳細構成
導電路１００は、第１電線１０１、第２電線１０２及び第３電線１０３を有している。第１電線１０１は、交流電源９００のＲ相に対応し、第２電線１０２はＳ相に対応し、第３電線１０３はＴ相に対応している。

（２－１）電圧検出部３
図２に示されているように、電圧検出部３は、３つのプローブ５ｒ，５ｓ，５ｔと、電圧計測部３８とを有している。電圧計測部３８は、入力部３１と、ゲイン調整可能な増幅部３５とを含んでいる。図１に示されている３つのプローブ５とＲ相、Ｓ相及びＴ相との対応関係を明確にさせるときには、図２に示されているプローブ５ｒ，５ｓ，５ｔのように添え字をつけて区別する。

図３に示されているように、プローブ５ｒは、絶縁被覆１２１の上から第１電線１０１を挟み込むように、第１電線１０１に取り付けられる。同様に、プローブ５ｓが絶縁被覆１２２の上から第２電線１０２に取り付けられ、プローブ５ｔが絶縁被覆１２３の上から第３電線１０３に取り付けられる。プローブ５ｒの第１電極５１、プローブ５ｓの第２電極５２及びプローブ５ｔの第３電極５３は、それぞれ、絶縁被覆１２１，１２２，１２３の外周に配置される。絶縁被覆１２１，１２２，１２３、例えばプラスチックまたはゴムからなる。

図４及び図５には、プローブ５ｒを上方から見た形状と側面から見た形状が示されている。プローブ５ｓ，５ｔの形状は、プローブ５ｒと同じように、上方から見ても側面から見ても、実質的に長方形である。プローブ５ｒは、絶縁被覆１２１が延びる方向に沿って延びている。プローブ５ｒからは、第１電極５１に接続されている配線５５が引き出されている。図１及び図２に示されている配線５６，５７も、それぞれ、第２電極５２及び第３電極５３に接続されている。第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３は、交流電源電圧が印加される電線と非接触に配置される電極５０に含まれるものである。

プローブ５ｒ，５ｓ，５ｔは、それぞれ、導電路１００の第１電線１０１、第２電線１０２及び第３電線１０３に対して非接触に配置される第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３を持っている。プローブ５ｒ，５ｓ，５ｔは、それぞれ、導電路１００との第１電線１０１、第２電線１０２及び第３電線１０３との間に容量成分を含むインピーダンスを生じさせる。

図２に示されているように、プローブ５ｒ，５ｓ，５ｔは、それぞれ、配線５５～５７によって入力部３１に接続されている。入力部３１は、例えば、コンデンサＣｒ，Ｃｔを有するように構成される。コンデンサＣｒの両端には、第１電線１０１と第２電線１０２の間に生じる相間電圧に応じた交流電圧が発生する。同様に、コンデンサＣｔの両端には、第３電線１０３と第２電線１０２の間に生じる相間電圧に応じた交流電圧が発生する。

図６には、入力部３１の他の構成の概要が示されている。図６に示されている入力部３１は、抵抗とキャパシタからなる第１回路ＲＣ１と第２回路ＲＣ２とユニゲインオペアンプＵＡ１～ＵＡ４を有する。ユニゲインオペアンプＵＡ１の入力端子３１１，３１２には、アナロググランドＡＧＮＤとプローブ５ｒの配線５５の間に生じる交流電圧Ｖｒが入力される。ユニゲインオペアンプＵＡ１の入力端子３１１，３１２の間には、アナロググランドＡＧＮＤとプローブ５ｒの配線５５の間に生じる交流電圧Ｖｒが印加される。ユニゲインオペアンプＵＡ２，ＵＡ３の入力端子３１３，３１４の間には、アナロググランドＡＧＮＤとプローブ５ｓの配線５７の間に生じる交流電圧Ｖｓが印加される。ユニゲインオペアンプＵＡ４の入力端子３１５，３１６の間には、アナロググランドＡＧＮＤとプローブ５ｔの配線５６の間に生じる交流電圧Ｖｔが印加される。第１回路ＲＣ１は、ユニゲインオペアンプＵＡ１が出力するプローブ５ｒの電圧Ｖｒと、ユニゲインオペアンプＵＡ２が出力するプローブ５ｓの電圧Ｖｓとから、第１電線１０１と第２電線１０２の相間電圧に相似の電圧波形を持つ交流電圧Ｖｒｓを発生させ、出力端子３１７，３１８から交流電圧Ｖｒｓを出力する。第２回路ＲＣ２は、ユニゲインオペアンプＵＡ４が出力するプローブ５ｔの電圧Ｖｔと、ユニゲインオペアンプＵＡ３が出力するプローブ５ｓの電圧Ｖｓとから第３電線１０３と第２電線１０２の相間電圧に相似の電圧波形を持つ交流電圧Ｖｔｓを発生させ、出力端子３１９，３２０から交流電圧Ｖｔｓを出力する。このような第１回路ＲＣ１と第２回路ＲＣ２は、従来から知られた周知の回路で実現できるので、ここでは第１回路ＲＣ１と第２回路ＲＣ２の回路構成の説明を省略する。

入力部３１が出力する交流電圧Ｖｒｓ,Ｖｔｓの電圧波形の振幅は、プローブ５ｒ、５ｓ、５ｔの表面積、絶縁被覆１２１，１２２，１２３の厚さ、第１電線１０１～第３電線１０３の芯線の太さ及び電線表面の汚れ、プローブ５ｒ、５ｓ、５ｔの密着度、プローブ５ｒ、５ｓ、５ｔの周囲の温度及び湿度などの影響を受ける。

入力部３１を構成している電圧検出回路は、電圧波形を歪まず出力できるが、電圧波形の絶対値を検出できない。そのため、電力測定装置１の入力部３１の出力する交流電圧Ｖｒｓ、Ｖｔｓの電圧波形の振幅は規定値（例えば、実効値２００Ｖ）であるとして取り扱う。

図７には、入力部３１が出力する交流電圧Ｖｒｓとして、種々の電圧波形Ｖｒｓ１，Ｖｒｓ２，Ｖｒｓ３と基準値（例えばＡＣ２００Ｖ）と同じ大きさを持つ電圧波形ＶＲＳが示されている。図７に示されているように、高調波が重畳されて電圧波形ＶＲＳが歪んでいても、入力部３１が出力する電圧波形Ｖｒｓ１，Ｖｒｓ２，Ｖｒｓ３は歪んだ電圧波形ＶＲＳに対して相似形になる。

入力部３１が出力する交流電圧Ｖｒｓ、Ｖｔｓの電圧波形は、それぞれゲインを変更可能な増幅器３７ａ，３７ｂで増幅される。増幅器３７ａ，３７ｂは、例えば、プログラマブルゲインアンプである。増幅器３７ａ，３７ｂは、入力部３１が出力する電圧波形が小さすぎるとＡＤ変換誤差が大きいので、入力部３１が出力する電圧波形を適切な大きさに増幅して拡大する。増幅器３７ａ，３７ｂは、例えば、２倍，４倍，８倍，１６倍，３２倍などのうちから増幅の倍率を選択する。また、入力部３１が出力する電圧波形が大きすぎると波形を正しく変換できないので、適切な大きさに増幅して縮小する。増幅器３７ａ，３７ｂは、例えば、１／２倍，１／４倍，１／８倍，１／１６倍，１／３２倍などのうちから増幅する倍率を選択する。増幅器３７ａ，３７ｂの出力は、ＡＤ変換器２３ａ，２３ｂに入力される。

（２－２）電流検出部４
図２に示されている電流検出部４は、変流器６ａ，６ｂと、電流計測部４８とを有している。電流計測部４８は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と、増幅器６１，６２とを含んでいる。変流器６ａは、第１電線１０１に非接触に配置されている。変流器６ａは、第１電線１０１に流れる交流電流を変換して、第１電線１０１の交流電流とは大きさが異なる交流電流を出力する。抵抗Ｒ１１は変流器６ａに接続され、抵抗Ｒ１１には変流器６ａが出力する交流電流が流れる。変流器６ａから出力される交流電流の電流波形と同じ形状の電圧波形が抵抗Ｒ１１の両端に発生する。増幅器６１は、抵抗Ｒ１１の両端の電圧波形を増幅して、電圧波形を第１電線１０１の交流電流として扱える大きさにする。

変流器６ｂは、第３電線１０３に非接触に配置されている。変流器６ｂは、第３電線１０３に流れる交流電流を変換して、第３電線１０３の交流電流とは大きさが異なる交流電流を出力する。抵抗Ｒ１２は変流器６ｂに接続され、抵抗Ｒ１２には変流器６ｂが出力する交流電流が流れる。変流器６ｂから出力される交流電流の電流波形と同じ形状の電圧波形が抵抗Ｒ１２の両端に発生する。増幅器６２は、抵抗Ｒ１２の両端の電圧波形を増幅して、電圧波形を第３電線１０３の交流電流として扱える大きさにする。

（２－３）電力算出部２
電力算出部２は、ＡＤ変換器２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ及び電力計算部２１を有している。電力算出部２は、例えば、ＡＤ変換器を有するコンピュータで実現できる。電力計算部２１は、例えば、コンピュータでプログラムを実行することで、コンピュータのＣＰＵに形成される。ＡＤ変換器２２ａには増幅器６１が接続され、ＡＤ変換器２２ｂには増幅器６２が接続されている。ＡＤ変換器２２ａは、増幅器６１から出力される交流電流Ｉｒを示すアナログ信号の瞬時値を、デジタルデータに変換する。ＡＤ変換器２２ｂは、増幅器６２から出力される交流電流Ｉｔを示すアナログ信号の瞬時値を、デジタルデータに変換する。増幅器６１，６２から出力されるアナログ信号が示す交流電流Ｉｒ，Ｉｔの大きさは、それぞれ、変流器６ａ，６ｂから出力される交流電流の大きさになっている。増幅器６１，６２が出力するアナログ信号が、電流検出部４の出力する第２データである。変流器６ａ，６ｂから出力される交流電流の大きさ及び電流波形に関するデジタルデータが、ＡＤ変換器２２ａ，２２ｂによって電力計算部２１のメモリ２１１に出力される。

ＡＤ変換器２３ａには増幅器３７ａが接続され、ＡＤ変換器２３ｂには増幅器３７ｂが接続されている。ＡＤ変換器２３ａ，２３ｂは、それぞれ、増幅器３７ａ，３７ｂから出力される交流電圧Ｖｒｓ，Ｖｔｓを示すアナログ信号の瞬時値を、デジタルデータに変換する。増幅器３７ａ，３７ｂが出力するアナログ信号が、電圧検出部３の出力する第１データである。第１電線１０１と第２電線１０２の間に生じる電圧の電圧波形及び第３電線１０３と第２電線１０２の間に生じる電圧の電圧波形に関するデジタルデータが、ＡＤ変換器２３ａ，２３ｂによって電力計算部２１のメモリ２１１に出力される。

電力算出部２の電力計算部２１の比率決定部２１２，２１３では、所定値に対する交流電圧Ｖｒｓ，Ｖｔｓの電圧波形が示す実効値またはピーク値の比率α，βを決定する。例えば、交流電圧Ｖｒｓの２周期分のデジタルデータが、{Ｖｒｓ（１）、Ｖｒｓ（２）、Ｖｒｓ（３）、・・・、Ｖｒｓ（ｎ-1）、Ｖｒｓ（ｎ）}のｎ個あるとする。これらｎ個のデータの二乗平均平方根を計算して、交流電圧Ｖｒｓの実効値Ｖｒｓ_ｒｍｓを求める。同様に、交流電圧Ｖｔｓの２周期分のｎ個のデジタルデータ{Ｖｔｓ（１）、Ｖｔｓ（２）、Ｖｔｓ（３）、・・・、Ｖｔｓ（ｎ-1）、Ｖｔｓ（ｎ）}から、交流電圧Ｖｔｓの実効値Ｖｔｓ_ｒｍｓを求める。例えば、所定値が実効値で２００Ｖとすると、所定値を交流電圧Ｖｒｓの実効値Ｖｒｓ_ｒｍｓで除してαが求まり（α=２００／Ｖｒｓ_ｒｍｓ）、所定値を交流電圧Ｖｔｓの実効値Ｖｔｓ_ｒｍｓで除してβが求まる（β=２００／Ｖｔｓ_ｒｍｓ）。

また、変流器６ａ，６ｂで決まる電流変換係数γを用いて、第１電線１０１を流れる交流電流の瞬時値がｎ個のデータ｛γＩｒ（１）、γＩｒ（２）、・・・、γＩｒ（ｎ）｝であり、第３電線１０３を流れる交流電流の瞬時値がｎ個のデータ｛γＩｔ（１）、γＩｔ（２）、・・・、γＩｔ（ｎ）｝であるとすると、有効電力Ｐは、（１）式及び（２）式で表されるＰ１とＰ２との和で求まる。
Ｐ１＝（１/ｎ）×｛αＶｒ（１）×γＩｒ（１）+αＶｒ（２）×γＩｒ（２）+・・・+αＶｒ（ｎ）×γＩｒ（ｎ）｝ ・・・（１）
Ｐ２＝（１/ｎ）×｛βＶｔ（１）×γＩｔ（１）+βＶｔ（２）×γＩｔ（２）+・・・+βＶｔ（ｎ）×γＩｔ（ｎ）｝ ・・・（２）

上述の有効電力Ｐの計算には、実効値が用いられているが、所定値の実効値（例えば２００Ｖ）の代わりに所定値のピーク値（例えば２８２Ｖ）を用いてもよい。例えば、αは、２８２／（交流電圧Ｖｔｓのピーク値）で求められる。

図２に示されている乗算器２１４では、メモリ２１１に記憶されている交流電圧Ｖｒｓの瞬時値と、比率決定部２１２から出力される比率αとの乗算が行われる。乗算器２１４には、第１瞬時電圧の値が入力され、第２瞬時電圧の値が出力される。乗算器２１５では、メモリ２１１に記憶されている交流電圧Ｖｔｓの瞬時値と、比率決定部２１３から出力される比率βとの乗算が行われる。乗算器２１５には、第１瞬時電圧の値が入力され、第２瞬時電圧の値が出力される。係数出力部２１６は、メモリ２１１に記憶されている電流変換係数γを出力する。乗算器２１７では、メモリ２１１に記憶されている交流電流Ｉｒの瞬時値と、係数出力部２１６から出力される電流変換係数γとの乗算が行われる。乗算器２１８では、メモリ２１１に記憶されている交流電流Ｉｔの瞬時値と、係数出力部２１６から出力される電流変換係数γとの乗算が行われる。乗算器２１９では、乗算器２１４から出力された第２瞬時電圧の値と乗算器２１７から出力された瞬時電流の値の乗算が行われる。例えば、乗算器２１９では、αＶｒ（ｎ）×γＩｒ（ｎ）の計算が行われる。乗算器２２０では、乗算器２１５から出力された第２瞬時電圧の値と乗算器２１８から出力された瞬時電流の値の乗算が行われる。例えば、乗算器２２０ではβＶｔ（ｎ）×γＩｔ（ｎ）の計算が行われる。累算器２２１では、乗算器２１９，２２０からそれぞれ出力されるｎ個のデータの累算が行われる。乗算器２２３では、累算器２２１の出力と係数出力部２２２から出力される１/ｎの値を乗算して、乗算器２２３から有効電力Ｐ（＝Ｐ１+Ｐ２）の値が出力される。

（３）電力測定方法の概要
電力測定方法の概要を図８に沿って説明する。まず、電力測定装置１は、交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源９００から電力を供給する導電路１００の交流電圧の電圧波形を非接触の状態で検出する（ステップＳＴ１）。既に説明したように、第１電線１０１、第２電線１０２及び第３電線１０３に取り付けられたプローブ５ｒ，５ｓ，５ｔを用いて、電圧検出部３が、非接触で交流電圧の電圧波形を検出する。

電圧波形の検出（ステップＳＴ１）と同時に、電力測定装置１は、導電路１００を流れる交流電流の電流波形を非接触の状態で検出する（ステップＳＴ２）。既に説明したように、第１電線１０１及び第３電線１０３に取り付けられた変流器６ａ，６ｂを用いて、電流検出部４が、非接触で交流電流の電流波形を検出する。

電力測定装置１は、電圧波形が示す第１瞬時電圧を所定値に基づいて変換して第２瞬時電圧を生成する（ステップＳＴ３）。既に説明したように、第１実施形態では、乗算器２１４，２１５に与えられる値が、第１瞬時電圧の値である。第１瞬時電圧の値に、比率α，βを掛けることで、第２瞬時電圧の値が算出される。α及びβは、それぞれ、交流電源９００の交流電圧の所定値（実効値またはピーク値）に対する交流電圧Ｖｒｓ，Ｖｔｓの電圧波形が示す実効値またはピーク値の比率である。

電力計算部２１は、第２瞬時電圧と瞬時電流との積を用いて、導電路１００の有効電力を算出する（ステップＳＴ４）。電力測定装置１は、電力計算部２１が算出した導電路１００の有効電力を出力する（ステップＳＴ５）。

（４）特徴
（４－１）
第１実施形態の電力測定装置１または電力測定方法は、交流電源９００で規定されている所定値を用いることによって、プローブ５ｒ，５ｓ，５ｔを使って非接触で交流電圧を検出することによる電力算出への影響を抑えることができる。また、第１実施形態の電力測定装置１では、第２瞬時電圧と瞬時電流との積を用いて有効電力を算出することで高調波の影響を考慮することができるので、電力の測定精度が向上する。

（４－２）
第１実施形態の電力測定装置１または電力測定方法では、導電路１００の周囲の環境変化による所定値に対する電圧波形が示す実効値またはピーク値の比率α，βが変化する。例えば、プローブ５ｒ、５ｓ、５ｔの周囲の温度及び湿度などの影響を受けて、プローブ５ｒ、５ｓ、５ｔから出力される交流電圧の大きさが変化する。このような比率α，βが交流電流の高調波にまで反映させることができるので、電力測定装置１が出力する有効電力の測定精度を向上させることができる。

（５）変形例
（５－１）変形例１Ａ
第１実施形態では、交流電源９００が三相交流を供給するものである場合について説明した。しかし、第１実施形態で説明した技術が適用できるのは、三相交流を供給する交流電源には限られない。例えば、二相交流を供給する交流電源に、第１実施形態で説明した技術を適用することもできる。

（５－２）変形例１Ｂ
第１実施形態では、デジタルデータを用いた計算によって交流電圧の大きさを求める方法について説明した。しかし、交流電圧の大きさを求める方法は、このような方法に限られない。例えば、整流電圧計を用いて交流電圧の大きさを検出してもよい。あるいは、簡易的に、ＦＦＴ分析によって高調波を含む交流電圧の基本波の大きさを求めて、基本波の大きさを交流電圧の大きさとみなしてもよい。なお、ＦＦＴは、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform）の略語である。

＜第２実施形態＞
（６）電力測定装置の概要
第１実施形態では、電力算出部２において、瞬時電圧と瞬時電流の積を用いて有効電力Ｐを算出する場合について説明した。しかし、電力算出部２の構成は、以下で説明する第２実施形態のように変更することができる。電力測定装置１の電力算出部２は、図９に示されているように、フィルタ２３１～２３４と、ＡＤ変換器２３５～２３８と、位相差算出部２３９，２４０と、電流振幅算出部２４１，２４２と、演算部２４３とを有している。電力算出部２は、例えば、フィルタとＡＤ変換器を有するコンピュータで実現できる。電力計算部２１は、例えば、コンピュータでプログラムを実行することで、コンピュータのＣＰＵに形成される。

第２実施形態の電圧検出部３及び電流検出部４は、第１実施形態と同様である。電圧検出部３は、交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源から電力を供給する導電路１００の交流電圧を非接触の状態で検出する。電圧検出部３は、導電路１００の電圧の電圧波形に関する第１データである交流電圧Ｖｒｓ，Ｖｔｓの電圧波形を出力する。電流検出部４は、導電路１００を流れる交流電流を非接触の状態で検出する。電流検出部４は、電流波形に関する第２データである変流器６ａ，６ｂから出力される交流電流Ｉｒ，Ｉｔを示すアナログ信号を出力する。

フィルタ２３１，２３２は、それぞれ、電圧検出部３の増幅器３７ａ，３７ｂから出力される交流電圧Ｖｒｓ，Ｖｔｓの電圧波形を示すアナログ信号を濾波する。フィルタ２３１，２３２は、例えば交流電源９００の交流電圧の周波数が６０Ｈｚであれば、６０Ｈｚ以外の周波数を持つ電圧波形を減衰させる。言い換えると、フィルタ２３１，２３２は、交流電圧の基本波の電圧波形を示すアナログ信号を出力する。

フィルタ２３３，２３４は、それぞれ、変流器６ａ，６ｂの出力電流Ｉｒ、Ｉｔを示す電流検出部４の増幅器６１，６２の出力信号を濾波する。フィルタ２３３，２３４は、交流電源９００の周波数６０Ｈｚ以外の周波数を持つ電流波形を減衰させる。言い換えると、フィルタ２３３，２３４は、交流電流の基本波の電流波形と電流の大きさを示すアナログ信号を出力する。

ＡＤ変換器２３５，２３６，２３７，２３８は、それぞれ、フィルタ２３１，２３２，２３３，２３４の出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。

電流振幅算出部２４１，２４２は、それぞれ、ＡＤ変換器２３７，２３８の出力信号から交流電流の振幅を検出する。電流振幅算出部２４１，２４２は、それぞれ、例えば交流電流の実効値Ｉｒ_ｒｍｓ，Ｉｔ_ｒｍｓの大きさを示す出力信号を演算部２４３に出力する。

位相差算出部２３９は、ＡＤ変換器２３５の出力信号が示す交流電圧Ｖｒｓの基本波と、ＡＤ変換器２３７が示す交流電流Ｉｒの基本波の位相差Φ１を検出する。位相差算出部２４０は、ＡＤ変換器２３６の出力信号が示す交流電圧Ｖｔｓの基本波と、ＡＤ変換器２３８の出力信号が示す交流電流Ｉｔの基本波の位相差Φ２を検出する。交流電圧Ｖｒｓ、Ｖｔｓの基本波及び交流電流Ｉｒ，Ｉｔの基本波は、単純なsin波であるので位相差Φ１，Φ２の検出は従来から知られた方法で簡単に算出できるため、ここでは、位相差算出部２３９，２４０の詳細な説明は省く。

演算部２４３は、フィルタ２３３，２３４が出力する交流電流Ｉｒ，Ｉｔの基本波の大きさＩｒ_ｒｍｓ，Ｉｔ_ｒｍｓと、交流電源９００の電圧の大きさの規定値（ここでは、実効値２００V）と、交流電圧Ｖｒｓ、Ｖｔｓの基本波と交流電流Ｉｒ，Ｉｔの基本波との位相差Φ１，Φ２を使って有効電力Pを算出する。具体的には、次に示す（３）式と（４）式で与えられるＰ１とＰ２の和を、演算部２４３が計算する。なお、γは、変流器６ａ，６ｂで決まる電流変換係数である。
Ｐ１=２００×（γ×Ｉｒ_ｒｍｓ）×ｃｏｓΦ１ ・・・ （３）
Ｐ２=２００×（γ×Ｉｔ_ｒｍｓ）×ｃｏｓΦ２ ・・・ （４）

（７）電力測定方法の概要
電力測定方法の概要を図１０に沿って説明する。まず、電力測定装置１は、交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源９００から電力を供給する導電路１００の交流電圧の電圧波形を非接触の状態で検出する（ステップＳＴ１１）。既に説明したように、第１電線１０１、第２電線１０２及び第３電線１０３に取り付けられたプローブ５ｒ，５ｓ，５ｔを用いて、電圧検出部３が、非接触で交流電圧の電圧波形を検出する。

電力測定装置１は、電圧波形の検出（ステップＳＴ１１）と同時に、導電路１００を流れる交流電流の電流波形を非接触の状態で検出する（ステップＳＴ１２）。既に説明したように、第１電線１０１及び第３電線１０３に取り付けられた変流器６ａ，６ｂを用いて、電流検出部４が、非接触で交流電流の電流波形を検出する。

電力測定装置１は、電流波形から交流電流の大きさを算出する（ステップＳＴ１３）。既に説明したように、第２実施形態では、電流振幅算出部２４１，２４２が、それぞれ、例えば交流電流の実効値Ｉｒ_ｒｍｓ，Ｉｔ_ｒｍｓの大きさを算出する。また、電力測定装置１は、電流波形の基本波と電圧波形の基本波との位相差を算出する（ステップＳＴ１４）。電力測定装置１は、電力計算部２１において、交流電源９００の電圧の大きさを規定した所定値、電流波形の交流電流の大きさ、及び電流波形の基本波と電圧波形の基本波との位相差から、導電路１００の有効電力を算出する（ステップＳＴ１５）。電力測定装置１は、電力計算部２１が算出した導電路１００の有効電力を出力する（ステップＳＴ１６）。

（８）特徴
（８－１）
第２実施形態の電力測定装置１または電力測定方法では、交流電源９００の電圧の大きさとして規定されている所定値を用いることによって、プローブ５ｒ，５ｓ，５ｔを使って非接触で交流電圧を検出することによる電力算出への影響を抑えることができるので、電力の測定精度が向上する。

（９）変形例
（９－１）変形例２Ａ
第２実施形態では、交流電源９００が三相交流を供給するものである場合について説明した。しかし、第２実施形態で説明した技術が適用できるのは、三相交流を供給する交流電源には限られない。例えば、二相交流を供給する交流電源に、第２実施形態で説明した技術を適用することもできる。

（９－２）変形例２Ｂ
第２実施形態の電力測定装置１では、電流波形と電圧波形の基本波の検出に、フィルタ２３１～２３４を用いる場合について説明した。しかし、電流波形と電圧波形の基本波を検出方法は、フィルタ２３１～２３４を用いる方法には限られない。例えば、電力測定装置１は、電流波形と電圧波形の基本波を検出するために、ＦＦＴ分析を用いるように構成されてもよい。

＜第３実施形態＞
（１０）全体構成
電力測定装置１は、図１１に示されているように、導電路１００で供給される電力を測定する装置である。第３実施形態では、導電路１００が、第１電線１０１と第２電線１０２からなる場合について説明する。本開示において、「電線」というときには、導体のみで構成されている部分をいい、絶縁のために導体の周囲に配置される絶縁被覆を含まない。導電路１００には、交流電源電圧が印加されている。導電路１００に接続された機器で電力が消費されているときには、導電路１００に交流電流が流れる。

電力測定装置１は、図１１に示されているように、第１実施形態及び第２実施形態の電力算出部２に相当する電力計算回路２０と、第１実施形態及び第２実施形態の電流検出部４に相当する非接触電流計測回路１０と、第１実施形態及び第２実施形態の電圧検出部３に相当する非接触電圧計測回路３０とを備えている。

（１０－１）非接触電流計測回路１０
図１１に示されているように、非接触電流計測回路１０は、変流器６と電流計測部４８とを有している。変流器６は、第１電線１０１に非接触に配置される。変流器６は、第１電線１０１に流れる交流電流を変換して、第１電線１０１に流れる交流電流とは電流の大きさが異なる交流電流を出力する。電流計測部４８は変流器６に接続されている。電流計測部４８は、変流器６で変換された後の交流電流を入力し、第１電線１０１に流れる交流電流に応じたアナログ信号Ｉ１を出力する。

（１０－２）非接触電圧計測回路３０
非接触電圧計測回路３０は、プローブ５と電圧計測部３８とを有している。プローブ５は、導電路１００に対して非接触に配置される。プローブ５は、導電路１００に容量結合されている。電圧計測部３８は、図１３に示されているように、入力部３１と差動アンプ３２と調整器３３とを有している。

（１０－２－１）プローブ５
図１２には、導電路１００とプローブ５の関係が模式的に示されている。プローブ５は、電極５０を持っている。電極５０は、導電路１００と非接触に配置される。この電極５０には、第１電線１０１と非接触に配置される第１電極５１と、第２電線１０２と非接触に配置される第２電極５２とが含まれる。

導電路１００の周囲には、絶縁のための絶縁被覆１２０が設けられている。第１電線１０１の周囲には、例えばプラスチックまたはゴムからなる第１の絶縁被覆１２１が施されている。第２電線１０２の周囲には、例えばプラスチックまたはゴムからなる第２の絶縁被覆１２２が施されている。従って、プローブ５の電極５０が導電路１００と非接触に配置される場合には、導体からなる導電路１００の周りの絶縁被覆１２０に電極５０が接触する場合が含まれる。さらに詳細には、第１電極５１が、第１電線１０１に対して非接触に配置される場合には、第１電極５１が第１の絶縁被覆１２１に接触する場合が含まれる。第２電極５２が、第２電線１０２に対して非接触に配置される場合には、第２電極５２が第２の絶縁被覆１２２に接触する場合が含まれる。

図１３には、電力測定装置１の構成がさらに詳細に記載されている。図１３に示されているコンデンサＣ１は、第１電線１０１と第１電極５１と第１の絶縁被覆１２１とによって形成されているコンデンサである。絶縁被覆１２１が誘電体の役割を果たす。換言すると、第１電線１０１と第１電極５１とが容量結合されているということである。なお、ここでは、コンデンサＣ１のみを記載しているが、実際は、第１電線１０１と第１電極５１との間には、容量成分だけでなく、例えば抵抗成分も生じる。別の見方をすると、プローブ５が、第１電線１０１と第１電極５１との間に、図１４に示されているように、容量成分を含むインピーダンスＺａを生じさせているということである。

図１３に示されているコンデンサＣ２は、第２電線１０２と第２電極５２と第２の絶縁被覆１２２とによって形成されているコンデンサである。絶縁被覆１２２が誘電体の役割を果たす。換言すると、第２電線１０２と第２電極５２とが容量結合されているということである。なお、ここでは、コンデンサＣ２のみを記載しているが、実際は、第２電線１０２と第２電極５２との間には、容量成分だけでなく、例えば抵抗成分も生じる。別の見方をすると、プローブ５が、第２電線１０２と第２電極５２との間に、図１４に示されているように、容量成分を含むインピーダンスＺｂを生じさせているということである。

（１０－２－２）入力部３１
入力部３１は、プローブ５に接続している。入力部３１は、電極５０の電位に基づいて交流電源電圧の波形に応じた入力信号ＳＩを発生させる。図１３に示されている非接触電圧計測回路３０では、第１電極５１と第２電極５２の電位差が入力信号ＳＩになる。

（１０－２－３）差動アンプ３２
差動アンプ３２には、入力部３１が発生させる入力信号ＳＩが入力される。差動アンプ３２は、入力信号ＳＩを増幅して出力信号ＳＯを出力する。差動アンプ３２は、電力計算回路２０に出力信号ＳＯを出力する。

（１０－２－４）調整器３３
調整器３３は、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを所定範囲内に収めるために、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさに基づいて差動アンプ３２のゲイン及び入力部３１が発生させる入力信号ＳＩの大きさのうちの少なくとも一方を調整する。第３実施形態の差動アンプ３２は、調整器３３によりゲインを変更できる差動アンプである。第３実施形態の調整器３３は、差動アンプ３２のゲインを調整する機能を有している。入力部３１が発生させる入力信号ＳＩの大きさを調整する場合については他の実施形態で説明する。

所定範囲は、差動アンプ３２のフルスケール出力より小さく且つ、適切な分解能が保てる範囲に予め設定されている。所定範囲は、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさが差動アンプ３２のフルスケール出力に対して特定の割合になる範囲である。所定範囲は、例えば、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの実効値が差動アンプ３２の実効値のフルスケール出力に対して特定の割合になる範囲である。特定の割合は、例えば、出力信号ＳＯの実効値が、差動アンプ３２のフルスケール出力の６０％±５％の範囲、または６０％～５０％の範囲のように定められる。あるいは、所定範囲は、例えば、出力信号ＳＯのピーク値の絶対値が差動アンプ３２のピーク値の絶対値のフルスケール出力に対して特定の割合になる範囲である。

調整器３３は、差動アンプ３２のゲインを最小に調整したときの差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを、ゲインを最大に調整したときの差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさの２分の１よりも小さくすることができるように構成されることが好ましい。交流電源電圧の大きさが一定でも、１日の間で、入力信号ＳＩの大きさが環境（例えば、湿度、気温など）の変化によって２倍程度に変化する例が実験で観測されているからである。

（１０－３）電力測定装置１による電力測定
電力測定装置１は、非接触電圧計測回路３０の差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを示す信号を調整器３３にフィードバックして、非接触電圧計測回路３０が計測する電圧波形の大きさを調整する。電力測定装置１は、導電路１００に印加されている交流電源電圧の実効値が所定値であるとして、非接触電圧計測回路３０と非接触電流計測回路１０の計測結果に基づいて導電路１００により供給される電力を測定する。例えば、１００Ｖの商用の交流電源電圧であれば、実効値の所定値は１００Ｖである。

（１１）詳細構成
（１１－１）電力計算回路２０
電力計算回路２０は、電力計算部２１とＡＤ変換器２２，２３とを有している。電力計算部２１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）９０によって実現される。ＣＰＵ９０は、メモリ（図示せず）に記憶されているプログラムを実行することにより、電力計算部２１を形成する。電力計算回路２０は、ＡＤ変換器２２が出力する電流値とＡＤ変換器２３が出力する電圧値とを使って電力値を算出する。

ＡＤ変換器２２は、電流計測部４８に接続されている。ＡＤ変換器２２は、アナログ信号Ｉ１の瞬時値をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器２２が出力するデジタル信号の桁数は、後段のＣＰＵ９０が入力可能な桁数である。例えば、ＣＰＵ９０が１６ビットのデジタル信号を入力可能であれば、正負を示すために１ビットを使い、残りの１５ビット（１５桁）を瞬時値の大きさを表すために使う。

ＡＤ変換器２３は、差動アンプ３２の出力信号ＳＯを入力する。ＡＤ変換器２３は、アナログ信号である出力信号ＳＯの瞬時値をデジタル信号に変換してＣＰＵ９０に出力する。ＡＤ変換器２３が出力するデジタル信号の桁数は、後段のＣＰＵ９０が入力可能な桁数である。例えば、ＣＰＵ９０が１６ビットのデジタル信号を入力可能であれば、正負を示すために１ビットを使い、残りの１５ビット（１５桁）を瞬時値の大きさを表すために使う。

（１１－２）入力部３１
第３実施形態の入力部３１は、図１３に示されているように、コンデンサＣ３と抵抗器Ｒ１，Ｒ２とを備えている。コンデンサＣ３の一方端はプローブ５の第１電極５１に接続され、コンデンサＣ３の他方端はプローブ５の第２電極５２に接続されている。抵抗器Ｒ１の一方端は第１電極５１に接続され、他方端は接地されている。抵抗器Ｒ２の一方端は第２電極５２に接続され、他方端は接地されている。また、抵抗器Ｒ１の一方端は差動アンプ３２の一方の入力端子に接続され、抵抗器Ｒ２の一方端は、差動アンプ３２の他方の入力端子に接続されている。抵抗器Ｒ１の一方端の電位と抵抗器Ｒ２の一方端の電位との電位差が、差動アンプ３２によって増幅される。抵抗器Ｒ１の一方端の電位と抵抗器Ｒ２の一方端の電位との電位差が、入力信号ＳＩである。

入力部３１は、図１４に示されているように、プローブ５の第１電極５１と第２電極５２の間にインピーダンスＺｉを生じさせていると見なせる。図１４から分かるように、３つのインピーダンスＺａ，Ｚｉ，Ｚｂが第１電線１０１と第２電線１０２の間に直列に接続されている。従って、インピーダンスＺｉの両端に発生する電圧（電位差）は、第１電線１０１と第２電線１０２の間に印加されている交流電源電圧を分圧した電圧になる。

実質的には、Ｚａ≒コンデンサＣ１の容量値，Ｚｂ≒コンデンサＣ２の容量値，Ｚｉ≒コンデンサＣ３の容量値であるから、直列に接続されたコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３によって分圧された電圧になる。換言すれば、第３実施形態の入力部３１は、分圧回路を含んでいる。

（１１－３）調整器３３
調整器３３は、プログラマブル抵抗器Ｒ３を有している。プログラマブル抵抗器Ｒ３は、差動アンプ３２のゲインを変化させるゲイン抵抗器として機能する。図１３には、プログラマブル抵抗器Ｒ３が差動アンプ３２に外付けされている場合が示されている。しかし、ゲイン抵抗器として機能するプログラマブル抵抗器Ｒ３は、差動アンプ３２に内蔵されていてもよい。プログラマブル抵抗器Ｒ３は、フィードバックされる出力信号ＳＯの大きさを示す信号に応じて抵抗値を変化させる。

（１１－４）フィードバック回路４０
電力測定装置１は、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを示す信号を調整器３３にフィードバックするフィードバック回路４０を備えている。第３実施形態のフィードバック回路４０は、スイッチ４１と電圧信号判定部４２とを有している。

スイッチ４１は、ＡＤ変換器２３から与えられるデジタル信号を、電力計算部２１と電圧信号判定部４２のいずれに与えるかを選択的に切り換える。スイッチ４１は、ＣＰＵ９０によって実現される。ＣＰＵ９０は、メモリ（図示せず）に記憶されているプログラムを実行することにより、スイッチ４１を形成する。なお、ここでは、ＣＰＵ９０によってスイッチ４１が実現される場合を例に挙げて説明するが、スイッチ４１は、物理的な１個の部品として設けられてもよい。

電圧信号判定部４２は、ＣＰＵ９０によって実現される。ＣＰＵ９０は、メモリ（図示せず）に記憶されているプログラムを実行することにより、電圧信号判定部４２を形成する。なお、ここでは、ＣＰＵ９０によって電圧信号判定部４２が実現される場合を例に挙げて説明するが、電圧信号判定部４２は、物理的な１個の部品として設けられてもよい。

電圧信号判定部４２は、電力計算部２１が電力計算をする前に、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを判定する。そのため、電力計算の前に、スイッチ４１を切り換えて、ＡＤ変換器２３から与えられるデジタル信号を電圧信号判定部４２に与える。電圧信号判定部４２は、出力信号ＳＯの大きさが所定範囲に収まるように、出力信号ＳＯの大きさを示す信号を調整器３３に出力する。電圧信号判定部４２は、出力信号ＳＯの大きさが所定範囲に収まると、ＡＤ変換器２３から与えられるデジタル信号を電力計算部２１に与えるようにスイッチ４１を切り換える。

出力信号ＳＯが大きいときには、電圧信号判定部４２は、差動アンプ３２のゲインを小さくするようなフィードバック信号をプログラマブル抵抗器Ｒ３に出力する。言い換えると、差動アンプ３２のゲインを小さくするようなフィードバック信号は、出力信号ＳＯが大きいことを示す信号である。出力信号ＳＯが小さいときには、電圧信号判定部４２は、差動アンプ３２のゲインを大きくするようなフィードバック信号をプログラマブル抵抗器Ｒ３に出力する。言い換えると、差動アンプ３２のゲインを大きくするようなフィードバック信号は、出力信号ＳＯが小さいことを示す信号である。

（１２）全体動作
導電路１００に例えば空気調和機などの機器が接続されて運転されている場合、導電路１００に接続された機器で電力が消費される。このとき、機器に供給される電力に応じて、導電路１００には電流が流れる。導電路１００に交流電源電圧が印加されるので、電力の計算には、導電路１００で供給される電圧と電流の値だけでなく、力率を計算するために電圧波形と電流波形が必要になる。

非接触電流計測回路１０と電力計算回路２０による電流に関する処理は、従来から知られた公知の方法で行われるので、ここでは電流に関する処理についての説明を省略する。

１００Ｖの商用の交流電源に導電路１００が接続されている場合について例を挙げて説明する。この場合、電力計算回路２０は、例えば、メモリ（図示せず）に商用の交流電源が１００Ｖであるという情報を記憶している。電力計算部２１は、メモリの記憶から、計算しようとしている交流電力に関する交流電圧の実効値が１００Ｖ（所定値の例）であることを決定する。

電力計算部２１は、ＡＤ変換器２２から与えられる交流電流に関するデジタル信号より、交流電流の実効値を計算する。

電力計算部２１は、ＡＤ変換器２２とＡＤ変換器２３から与えられる交流電流と交流電圧に関するデジタル信号より、交流電流波形と交流電圧波形を用いて力率を計算する。この計算において、電力計算部２１は、調整器３３により、所定範囲内に大きさが収まるように調整された差動アンプ３２の出力信号ＳＯから得られる交流電圧波形を用いることができる。

電力計算部２１は、以上のように計算した交流電流の実効値及び力率と記憶している交流電圧の実効値を用いて消費電力を計算する。なお、ここでは、電力計算部２１が交流電流の実効値、交流電圧の実効値及び力率を用いて消費電力を計算する場合について説明したが、消費電力の計算方法はこのような方法に限られるものではない。例えば、電力計算部２１は、交流電流の瞬時値と交流電圧の瞬時値の積の平均から消費電力を計算するように構成されてもよい。例えば、第３実施形態の電力計算回路２０の構成は、第１実施形態の電力算出部２の構成と同じものであってもよい。例えば、第３実施形態の電力計算回路２０の構成は、第２実施形態の電力算出部２の構成と同じものであってもよい。

（１３）変形例
（１３－１）変形例３Ａ
第３実施形態では、フィードバック回路４０がフィードバックする信号を生成する期間と電力計算部２１が電力を計算する期間とを分ける構成を電力測定装置１が持つ場合について説明した。しかし、図１５に示されているように、電力測定装置１は、フィードバック回路４０でフィードバックする信号を生成しつつ電力計算部２１で電力を計算するように構成されてもよい。

図１５に示されているフィードバック回路４０は、例えば、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）４３を備えている。ＭＰＵ４３は、ＡＤ変換器２３の出力する交流電圧を示すデジタル信号を入力する。ＭＰＵ４３は、ＡＤ変換器２３のデジタル信号から差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを算出し、出力信号ＳＯを所定範囲内に収めることができるゲイン抵抗を求める。ＭＰＵ４３は、ゲイン抵抗を求めた値に変更する制御信号をプログラマブル抵抗器Ｒ３に出力する。

（１３－２）変形例３Ｂ
第３実施形態では、差動アンプ３２のゲインを調整する調整器３３がプログラマブル抵抗器Ｒ３である場合について説明した。しかし、差動アンプ３２のゲインを調整する方法は、ゲインを決める抵抗値を変化させる場合に限られるものではない。例えば、調整器と差動アンプの機能を一体化したプログラマブルゲインアンプを用いてもよい。また、調整器と差動アンプの機能を一体化した差動アンプは、例えば、外部から与えられる電圧の大きさに応じてゲインを変化させる差動アンプであってもよい。

＜第４実施形態＞
（１４）全体構成
第４実施形態の電力測定装置１が第３実施形態の電力測定装置１と異なる点は、非接触電圧計測回路３０及び調整器３３の構成である。そこで、第４実施形態の電力測定装置１及び非接触電圧計測回路３０については、非接触電圧計測回路３０と調整器３３の変更点を中心に説明し、他の部分の説明は省略する。

図１６に示されている第４実施形態の調整器３３は、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを所定範囲内に収めるために、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさに基づいて入力部３１が発生させる入力信号ＳＩの大きさを調整する。

（１５）詳細構成
（１５－１）入力部３１
第４実施形態の入力部３１は、図１６に示されているように、プログラマブルキャパシタＣ４と抵抗器Ｒ１，Ｒ２とを備えている。プログラマブルキャパシタＣ４の一方端はプローブ５の第１電極５１に接続され、プログラマブルキャパシタＣ４の他方端はプローブ５の第２電極５２に接続されている。抵抗器Ｒ１の一方端は第１電極５１に接続され、他方端は接地されている。抵抗器Ｒ２の一方端は第２電極５２に接続され、他方端は接地されている。また、抵抗器Ｒ１の一方端は差動アンプ３２の一方の入力端子に接続され、抵抗器Ｒ２の一方端は、差動アンプ３２の他方の入力端子に接続されている。抵抗器Ｒ１の一方端の電位と抵抗器Ｒ２の一方端の電位との電位差が、差動アンプ３２によって増幅される。抵抗器Ｒ１の一方端の電位と抵抗器Ｒ２の一方端の電位との電位差が、入力信号ＳＩである。

入力部３１は、図１４に示されているように、プローブ５の第１電極５１と第２電極５２の間にインピーダンスＺｉを生じさせていると見なせる。図１４から分かるように、３つのインピーダンスＺａ，Ｚｉ，Ｚｂが第１電線１０１と第２電線１０２の間に直列に接続されている。従って、インピーダンスＺｉの両端に発生する電圧（電位差）は、第１電線１０１と第２電線１０２の間に印加されている交流電源電圧を分圧した電圧になる。

実質的には、Ｚａ≒コンデンサＣ１の容量値，Ｚｂ≒コンデンサＣ２の容量値，Ｚｉ≒プログラマブルキャパシタＣ４の容量値であるから、直列に接続されたこれら３つのコンデンサによって分圧された電圧になる。換言すれば、第４実施形態の入力部３１は、分圧回路を含んでいる。

（１５－２）差動アンプ３２
第４実施形態の差動アンプ３２のゲインを定める抵抗器Ｒ４は、抵抗値を変更することができない固定抵抗器である。

（１５－３）調整器３３
第４実施形態の調整器３３は、図１６に示されているように、プログラマブルキャパシタＣ４を有している。プログラマブルキャパシタＣ４は、可変キャパシタである。プログラマブルキャパシタＣ４は、入力部３１が発生させる入力信号ＳＩの大きさを調整する可変キャパシタとして機能する。プログラマブルキャパシタＣ４は、フィードバックされる出力信号ＳＯの大きさを示す信号に応じて容量値を変化させる。

プログラマブルキャパシタＣ４は、容量を最小に調整したときの差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを、容量を最大に調整したときの差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさの２分の１よりも小さくすることができるように構成されることが好ましい。

（１５－４）フィードバック回路４０
電圧信号判定部４２は、出力信号ＳＯの大きさが所定範囲に収まるように、出力信号ＳＯの大きさを示す信号を調整器３３に出力する。出力信号ＳＯが大きいときには、電圧信号判定部４２は、差動アンプ３２の入力信号ＳＩを小さくするようなフィードバック信号をプログラマブルキャパシタＣ４に出力する。言い換えると、入力信号ＳＩを小さくするようなフィードバック信号は、出力信号ＳＯが大きいことを示す信号である。出力信号ＳＯが小さいときには、電圧信号判定部４２は、入力信号ＳＩを大きくするようなフィードバック信号をプログラマブルキャパシタＣ４に出力する。言い換えると、入力信号ＳＩを大きくするようなフィードバック信号は、出力信号ＳＯが小さいことを示す信号である。

（１６）変形例
（１６－１）変形例４Ａ
第４実施形態の電力測定装置１においても、変形例３Ａの電力測定装置１と同様に、フィードバック回路４０を、図１５に示されているＭＰＵ４３を用いたものに変更することができる。

（１６－２）変形例４Ｂ
第４実施形態の電力測定装置１及び非接触電圧計測回路３０においては、調整器３３がプログラマブルキャパシタＣ４を用いて構成されている。しかし、入力部３１が生成する入力信号ＳＩの大きさを制御するための調整器３３は、可変キャパシタ（プログラマブルキャパシタＣ４）を用いた構成には限られない。

例えば、図１７に示されているように、図１６の可変キャパシタＣ４の代わりに可変抵抗器Ｒ５を用いてもよい。可変抵抗器Ｒ５の一方端がプローブ５の第１電極５１に接続され、可変抵抗器Ｒ５の他方端がプローブ５の第２電極５２に接続される。可変抵抗器Ｒ５は、例えばプログラマブル抵抗器である。調整器３３は、可変抵抗器Ｒ５の抵抗値を変化させることにより入力部３１が発生させる入力信号ＳＩの大きさを調整することができる。

＜第５実施形態＞
（１７）全体構成
第５実施形態の電力測定装置１が第３実施形態の電力測定装置１と異なる点は、非接触電圧計測回路３０及び調整器３３の構成である。そこで、第５実施形態の電力測定装置１及び非接触電圧計測回路３０については、非接触電圧計測回路３０と調整器３３の変更点を中心に説明し、他の部分の説明は省略する。

図１８に示されている第５実施形態の調整器３３は、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを所定範囲内に収めるために、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさに基づいて差動アンプ３２のゲイン及び入力部３１が発生させる入力信号ＳＩの大きさを調整する。

（１８）詳細構成
（１８－１）入力部３１
第５実施形態の入力部３１は、図１８に示されているように、第４実施形態の入力部３１と同様に、プログラマブルキャパシタＣ４と抵抗器Ｒ１，Ｒ２とを備えている。

（１８－２）差動アンプ３２
第５実施形態の差動アンプ３２は、第３実施形態と同様に、プログラマブル抵抗器Ｒ３によりゲインを変更することができるように構成されている。差動アンプ３２には、入力部３１が発生させる入力信号ＳＩが入力される。差動アンプ３２は、入力信号ＳＩを増幅して出力信号ＳＯを出力する。差動アンプ３２は、電力計算回路２０に出力信号ＳＯを出力する。

（１８－３）調整器３３
第５実施形態の調整器３３は、図１８に示されているように、プログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４で構成されている。

プログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４は、抵抗値及び容量を最小に調整したときの差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを、抵抗値及び容量を最大に調整したときの差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさの２分の１よりも小さくすることができるように構成されることが好ましい。

（１８－４）フィードバック回路４０
電圧信号判定部４２は、出力信号ＳＯの大きさが所定範囲に収まるように、出力信号ＳＯの大きさを示す信号を調整器３３に出力する。出力信号ＳＯが大きいときには、電圧信号判定部４２は、差動アンプ３２の入力信号ＳＩを小さくするようなフィードバック信号をプログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４に出力する。出力信号ＳＯが小さいときには、電圧信号判定部４２は、入力信号ＳＩを大きくするようなフィードバック信号をプログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４に出力する。

（１９）変形例
（１９－１）変形例５Ａ
第５実施形態の電力測定装置１においても、変形例３Ａの電力測定装置１と同様に、フィードバック回路４０を、図１５に示されているＭＰＵ４３を用いたものに変更することができる。

（１９－２）変形例５Ｂ
第５実施形態の電力測定装置１及び非接触電圧計測回路３０においては、調整器３３がプログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４を用いて構成されている。しかし、入力部３１が生成する入力信号ＳＩの大きさを制御するための調整器３３は、プログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４を用いた構成には限られない。

例えば、変形例４Ｂの電力測定装置１と同様に、図１７に示されているように、第５実施形態の入力部３１の抵抗に可変抵抗器Ｒ５を用いて調整器３３を構成してもよい。

（２０）特徴
（２０－１）
上記各実施形態及び各変形例の非接触電圧計測回路３０は、プローブ５の電極５０と導電路１００との間に生じるインピーダンスが周囲環境の変化によって大きく変化する場合がある。さらに詳細には、図１４に示した第１電極５１と第１電線１０１の間のインピーダンスＺａ（第１インピーダンスの例）と第２電極５２と第２電線１０２の間のインピーダンスＺｂ（第２インピーダンスの例）が周囲環境の変化によって大きく変化する場合がある。

電極５０と導電路１００との間に生じるインピーダンスが大きく変化した場合、差動アンプ３２に入力される入力信号ＳＩが大きく変化する。しかし、調整器３３は、差動アンプ３２のゲインを調整して、差動アンプ３２の出力信号ＳＯを所定範囲内、例えば８０％±５％の範囲内に収めることができる。その結果、電力計算部２１が差動アンプ３２から得る電圧波形の解像度が適切な範囲に保たれる。このように、プローブ５の電極５０と導電路１００との間のインピーダンスが周囲環境によって変化しても、非接触電圧計測回路３０は、計測する交流電源電圧の電圧波形の解像度の低下を抑制することができる。このように非接触電圧計測回路３０が計測する交流電源電圧の電圧波形の解像度の低下が抑制されることにより、電力測定装置１が精度良く電力を測定することができる。

（２０－２）
調整器３３は、ゲインを最小に調整したときの差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを、ゲインを最大に調整したときの差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさの２分の１よりも小さくすることができるように構成されていることが好ましい。このように構成されている場合には、差動アンプ３２の入力信号ＳＩが周囲環境の変化によって２倍以上に大きく変化するケースに対しても、調整器３３により、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを所定範囲内に収めることができる。

（２０－３）
第３実施形態の非接触電圧計測回路３０においては、調整器３３がプログラマブル抵抗器Ｒ３で構成されている。このプログラマブル抵抗器Ｒ３は、差動アンプ３２のゲインを決める抵抗値を、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさに基づいて変化させる。そのために、プログラマブル抵抗器Ｒ３には、フィードバック回路４０から出力信号ＳＯの大きさに係わる信号がフィードバックされるように構成されている。プログラマブル抵抗器Ｒ３を用いると、非接触電圧計測回路３０は、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを所定範囲内に収めるように簡単に制御できる。

（２０－４）
第４実施形態の非接触電圧計測回路３０においては、調整器３３がプログラマブルキャパシタＣ４で構成されている。このプログラマブルキャパシタＣ４は、入力部３１の入力信号ＳＩの大きさを決める容量値を、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさに基づいて変化させる可変キャパシタである。そのために、プログラマブルキャパシタＣ４には、フィードバック回路４０から出力信号ＳＯの大きさに係わる信号がフィードバックされるように構成されている。プログラマブルキャパシタＣ４を用いると、非接触電圧計測回路３０は、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを所定範囲内に収めるように簡単に制御できる。

（２０－５）
第５実施形態の非接触電圧計測回路３０においては、調整器３３がプログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４で構成されている。このプログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４は、差動アンプ３２のゲインを決める抵抗値及び入力部３１の入力信号ＳＩの大きさを決める容量値を、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさに基づいて変化させる可変抵抗器及び可変キャパシタである。そのために、プログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４には、フィードバック回路４０から出力信号ＳＯの大きさに係わる信号がフィードバックされるように構成されている。プログラマブル抵抗器Ｒ３及びプログラマブルキャパシタＣ４を用いると、非接触電圧計測回路３０は、差動アンプ３２の出力信号ＳＯの大きさを所定範囲内に収めるように簡単に制御できる。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ 電力測定装置
２ 電力算出部
３ 電圧検出部
４ 電流検出部
５，５ｒ，５ｓ，５ｔ プローブ
１０ 非接触電流計測回路 （電流検出部の例）
３０ 非接触電圧計測回路 （電圧検出部の例）
３１ 入力部
３２ 差動アンプ
３３ 調整器
５０ 電極
５１ 第１電極
５２ 第２電極
１００ 導電路
１０１ 第１電線
１０２ 第２電線
Ｒ３ プログラマブル抵抗器
Ｒ５ 可変抵抗器
Ｃ４ プログラマブルキャパシタ （可変キャパシタの例）

特開２００６－３４３１０９号公報

Claims (10)

1. 交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源から電力を供給する導電路（１００）の交流電圧を非接触の状態で検出して、前記導電路の交流電圧の電圧波形に関する第１データを出力する電圧検出部（３，３０）と、
   前記導電路を流れる交流電流を非接触の状態で検出して、前記導電路の交流電流の電流波形に関する第２データを出力する電流検出部（４，１０）と、
   前記第１データ及び前記第２データを入力し、前記第１データが示す前記電圧波形の第１瞬時電圧を前記所定値に基づいて変換して生成された第２瞬時電圧と、前記第２データが示す前記電流波形の瞬時電流との積から、前記導電路の有効電力を算出する電力算出部（２）と
   を備え、
   前記電圧検出部は、プローブ（５，５ｒ，５ｓ，５ｔ）と、入力部（３１）と、差動アンプ（３２）と、調整器（３３）とを有し、
   前記プローブは、前記導電路に対して非接触に配置される電極（５０）を持ち、前記導電路と前記電極との間に容量成分を含むインピーダンスを生じさせ、
   前記入力部は、前記プローブに接続され、前記電極の電位に基づいて前記導電路の交流電圧の波形に応じた入力信号を発生させ、
   前記差動アンプは、前記入力部が発生させる前記入力信号を増幅して前記第１データである出力信号を出力し、
   前記調整器は、前記差動アンプの出力信号の大きさに基づいて前記差動アンプのゲイン及び前記入力部が発生させる前記入力信号の大きさのうちの少なくとも一方を調整し、前記差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収める、電力測定装置（１）。
2. 前記所定値は、前記交流電源の交流電圧の実効値またはピーク値であり、
   前記電力算出部は、前記導電路の有効電力の算出において、前記所定値に対する前記電圧波形が示す実効値またはピーク値の比率に基づいて、前記第１瞬時電圧を前記第２瞬時電圧に変換する、
   請求項１に記載の電力測定装置（１）。
3. 交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源から電力を供給する導電路（１００）の交流電圧を非接触の状態で検出して、前記導電路の電圧の電圧波形に関する第１データを出力する電圧検出部（３，３０）と、
   前記導電路を流れる交流電流を非接触の状態で検出して、電流波形に関する第２データを出力する電流検出部（４，１０）と、
   前記第１データ及び前記第２データを入力し、前記第２データが示す前記電流波形の交流電流の大きさと、前記所定値と、前記第１データから得られる前記電圧波形の基本波と前記第２データから得られる前記電流波形の基本波との位相差とから、前記導電路の有効電力を算出する電力算出部（２）と
   を備え、
   前記電圧検出部は、プローブ（５，５ｒ，５ｓ，５ｔ）と、入力部（３１）と、差動アンプ（３２）と、調整器（３３）とを有し、
   前記プローブは、前記導電路に対して非接触に配置される電極（５０）を持ち、前記導電路と前記電極との間に容量成分を含むインピーダンスを生じさせ、
   前記入力部は、前記プローブに接続され、前記電極の電位に基づいて前記導電路の交流電圧の波形に応じた入力信号を発生させ、
   前記差動アンプは、前記入力部が発生させる前記入力信号を増幅して前記第１データである出力信号を出力し、
   前記調整器は、前記差動アンプの出力信号の大きさに基づいて前記差動アンプのゲイン及び前記入力部が発生させる前記入力信号の大きさのうちの少なくとも一方を調整し、前記差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収める、電力測定装置（１）。
4. 前記導電路は、第１電線（１０１）及び第２電線（１０２）を含み、
   前記プローブは、前記電極として前記第１電線と非接触に配置される第１電極（５１）及び前記第２電線と非接触に配置される第２電極（５２）を持ち、前記第１電線と前記第１電極との間に容量成分を含む第１インピーダンスを生じさせ、前記第２電線と前記第２電極との間に容量成分を含む第２インピーダンスを生じさせ、
   前記入力部は、前記第１電極と前記第２電極の間の電位差の波形に応じて前記入力信号を発生させる、
   請求項３に記載の電力測定装置（１）。
5. 前記調整器は、前記ゲインを最小に調整したときの前記差動アンプの出力信号の大きさを、前記ゲインを最大に調整したときの前記差動アンプの出力信号の大きさの２分の１よりも小さくすることができるように構成されている、
   請求項３または請求項４に記載の電力測定装置（１）。
6. 前記調整器は、前記差動アンプの前記ゲインを決める抵抗値を、前記差動アンプの出力信号の大きさに基づいて変化させるプログラマブル抵抗器（Ｒ３）である、
   請求項３から５のいずれか一項に記載の電力測定装置（１）。
7. 前記入力部は、前記導電路の交流電圧を分圧するために前記電極に接続されている分圧回路を含み、
   前記分圧回路は、前記調整器によって調整されて前記入力信号の大きさを変化させる可変キャパシタ（Ｃ４）及び可変抵抗器（Ｒ５）のうちの少なくとも一方を持つ、
   請求項３から５のいずれか一項に記載の電力測定装置（１）。
8. 前記入力部は、前記導電路の交流電圧を分圧するために前記電極に接続されている分圧回路を含み、
   前記分圧回路は、前記調整器によって調整されて前記入力信号の大きさを変化させる可変キャパシタ及び可変抵抗器のうちの少なくとも一方を持ち、
   前記調整器は、前記差動アンプの前記ゲインを決める抵抗値を、前記差動アンプの出力信号の大きさに基づいて変化させるプログラマブル抵抗器を含み、前記差動アンプの出力信号の大きさに基づいて前記プログラマブル抵抗器の抵抗値と前記可変キャパシタ及び前記可変抵抗器のうちの少なくとも一方の値とを変化させるように構成されている、
   請求項３から５のいずれか一項に記載の電力測定装置（１）。
9. 交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源から電力を供給する導電路（１００）の交流電圧の電圧波形を非接触の状態で検出し、
   前記導電路を流れる交流電流の電流波形を非接触の状態で検出し、
   前記電圧波形が示す第１瞬時電圧を前記所定値に基づいて変換して第２瞬時電圧を生成し、
   前記第２瞬時電圧と前記電流波形が示す瞬時電流との積から、前記導電路の有効電力を算出する、電力測定方法であって、
   プローブの電極を前記導電路に対して非接触に配置して、前記導電路と前記プローブとの間に容量成分を含むインピーダンスを生じさせ、
   前記電極の電位に基づいて前記導電路の交流電圧の波形に応じた入力信号を発生させ、
   差動アンプにより、前記入力信号を増幅して、前記導電路の交流電圧の前記電圧波形に関する出力信号を前記差動アンプから出力し、
   前記差動アンプの出力信号の大きさに基づいて前記差動アンプのゲイン及び前記入力信号の大きさのうちの少なくとも一方を調整し、前記差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収める、電力測定方法。
10. 交流電圧の大きさが所定値に規定されている交流電源から電力を供給する導電路（１００）の交流電圧の電圧波形を非接触の状態で検出し、
    前記導電路を流れる交流電流の電流波形を非接触の状態で検出し、
    前記電流波形から交流電流の大きさを算出し、
    前記電流波形の基本波と前記電圧波形の基本波との位相差を算出し、
    前記所定値、前記電流波形の交流電流の大きさ、及び前記電流波形の基本波と前記電圧波形の基本波との位相差から、前記導電路の有効電力を算出する、電力測定方法であって、
    プローブの電極を前記導電路に対して非接触に配置して、前記導電路と前記プローブとの間に容量成分を含むインピーダンスを生じさせ、
    前記電極の電位に基づいて前記導電路の交流電圧の波形に応じた入力信号を発生させ、
    差動アンプにより、前記入力信号を増幅して、前記導電路の交流電圧の前記電圧波形に関する出力信号を前記差動アンプから出力し、
    前記差動アンプの出力信号の大きさに基づいて前記差動アンプのゲイン及び前記入力信号の大きさのうちの少なくとも一方を調整し、前記差動アンプの出力信号の大きさを所定範囲内に収める、電力測定方法。
    

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