JPH01136016A - アナログ量計測装置 - Google Patents

アナログ量計測装置

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JPH01136016A
JPH01136016A JP62293645A JP29364587A JPH01136016A JP H01136016 A JPH01136016 A JP H01136016A JP 62293645 A JP62293645 A JP 62293645A JP 29364587 A JP29364587 A JP 29364587A JP H01136016 A JPH01136016 A JP H01136016A
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JP
Japan
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lpf
signal
display data
converter
frequency response
Prior art date
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Pending
Application number
JP62293645A
Other languages
English (en)
Inventor
Sukemasa Yamamoto
融真 山本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH01136016A publication Critical patent/JPH01136016A/ja
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  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電源機器のモニタリングシステムなどにお
ける電圧・電流等のアナログ量の計測に用いて有利なア
ナログ量計測装置に関するものである。
〔従来の技術〕
電源機器のモニタリングシステムは、例えば、OHM 
、第71巻第12号(1984年)P、22〜P、32
.rcVcF装置の技術変遷と今後の動向」に記載され
ている如く、第8図に示すような各種機能を備えている
。このようなモニタリングシステムでは、運用管理・保
守管理に必要な情報を、一定時間ごとの日報データとし
て記録するほか、異常発生時の時刻9発生内容2発生順
序、各種スイッチ類の状態と変化順序、電圧・電流等の
アナログ量の記録1表示などを行っている。
第9図はこのようなモニタリングシステムにおける従来
のアナログ量計測装置を示すブロック図であり、図にお
いて、1は電圧・電流等のアナログ量による計測信号、
2はこの計測信号1が入力されるアナログ回路で形成さ
れ九ローパスフィルタ(以下、LPFという)、3はと
のLPF2からのアナログ量による出力をデジタル化す
るアナログ・デジタル変換器(以下、A/D変換器とい
う)、4は例えば7セグメント発光ダイオード等による
表示器、5は前記A/D変換器3の出力に基づいて前記
表示器4に表示する表示用データを生成する制御装置で
あシ、6は前記制御装置5内にあって、前記A/D変換
器3のデジタル出力をサンプリングして平均値を得る平
均回路、7は同じく前記制御装置5内にあって、前記A
/D変換器3のデジタル出力を入力とするデジタルロー
パスフィルタ(以下、DLPF’という)である。
次に動作について説明する。ここで、計測信号1はリッ
プルを持った直流とする。
第9図(a)の場合では、LPF2によって、計測信号
1からリップル成分が除去された信号はA/D変換器3
によりデジタル信号に変換される。このデジタル信号は
、制御装置5に取り込まれ、表示用データとして表示器
4に送られて表示される。
第9図(b) 、 (C)の場合では、LPF2によっ
て、計測信号1からリップル成分が除去された信号はA
/D変換器3によシデジタル信号に変換される。
このデジタル信号は、制御装置5に取シ込まれ、平均値
を得る平均回路6もしくはDPLF7によシ、前記A/
D変換器3の分解精度による最下位ビット(以下、LS
Bという)のふらつきやノイズなどによる制御装置5の
表示用データのリップルへの影響を小さくし、表示器4
に表示される。
第9図(d)の場合では、計測信号1が直接A/D変換
器3によシデジタル信号に変換される。このデジタル信
号は、制御装置5に取シ込まれ、DLPF7によシ、前
記計測信号1のリップル成分が除去され、前記A/D変
換器3の分解精度によるLSBのふらつきやノイズなど
による制御装置5の表示用データのリップルへの影響を
小さくし、表示器4に表示される。
第9図(C)の場合について、第1O図を参照しながら
さらに詳細に説明する。LPF2によって計測信号1は
そのリップル成分が除去され、A/D変換器3に入力さ
れる。前記A/D変換器3の出力であるデジタル信号を
アナログ的に示すと、第1O図(a)に示す信号となる
。この第1O図(a)のVD変換信号のリップル成分は
、前記A/D変換変換器3屏 どによるものである。このふらつきが表示器4に出ない
ようにするには、DLPF70周波数応答特性を遅くす
ればよい。しかしながら、LSBのふらつき,ノイズな
どの周波数成分は非常に遅い場合も考えられるので、例
えば、表示器4が7セグメント発光ダイオードであれば
,A/D変換器3の出力信号が低周波で変動し、DLP
F7によってその低周波成分が減衰しなかった場合でも
、その低周波成分のふらつきが、扱者が見て苦痛を感じ
ない程度のものにしなければならない。従って、DLP
F7の応答は、0.1 〜0.0 1 rad /se
cが適当と考えられる。
第10図(b)に示す信号は、DLPF7の応答を遅く
した場合の、その出力信号である。第1O図(a)に示
すA/D変換信号のリップルの影響は減衰しているが、
時刻T1での当該A/D変換信号の変化には、追従性が
悪くなる。
第10図(C)の信号は、DLPF7の応答を速くした
場合のその出力信号である。時刻T1での前記A/D変
換信号の変化に対する追従性は良くなるが、そのリップ
ルの影響を受けやすくなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のアナログ量計測装置は以上のように構成されてい
るので、A/D変換器3の分解精度によるLSBのふら
つきやノイズなどによる表示データのリップルを小さく
しようとすると、計測信号の変化に対する表示データの
追従性が悪くなり、計測信号の変化に対する表示データ
の追従性を良くすると、表示データのリップルが大きく
なるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、表示データのリップルを小さくするとともに
、計測信号に対する表示データの追従性も良好なアナロ
グ量計測装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るアナログ量計測装置は、それ自身の入力
信号の一階差分に基づいて周波数応答特性を制御するこ
とが可能なローパスフィルタ(以下、可変LPFという
)を設け、その周波数応答特性を前記入力信号の一階差
分大きければ速く、小さければ遅くなるように制御する
ものである。
〔作 用〕
この発明におけるアナログ量計測装置は、可変LPFの
入力信号の一階差分を検出し、その差分が小さな場合に
は前記可変LPFの周波数応答特性を遅くすることで表
示データのリップルを小さく押さえ、その差分が大きな
場合には前記可変LPFの周波数応答特性を速くするこ
とで、計測信号に対する表示データの追従性を良くする
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、1は計測信号、2はLPF。
3はA/D変換器、4は表示器、5は制御装置であり、
第9図に同一符号を付した従来のそれらと同一、あるい
は相当部分であるため詳細な説明は省略する。また、8
は前記制御装置5内にめって前記A/D変換器3の出力
するデジタル信号を入力とし、それ自身の入力信号の一
階差分によってその周波数応答特性が制御可能な、DL
PFによる可変LPFである。
また、第2図は前記制御装置5の構成の一例を示すブロ
ック図であシ、10はこの制御装置5の制御を掌る中央
処理装置(以下、CPUという)、11はCPU1Qの
動作に必要なプログラムが格納されたメモリ、12は前
記A/D変換器3からのデジタル信号を受信してCPU
IQに入力する入力回路、13はCPU1Qの出力を前
記表示器4へ表示用データとして出力する出力回路、1
4はリセット用のスイッチであシ、第1図に示す可変L
PF 9はこれらによって形成される処理システムで、
前記メモリ11内に格納されたプログラムによって実現
される。
次に動作について説明する。
計測信号1は、LPF2によってリッグル成分の除去さ
れた直流となり、この直流がA/D変換器3にょシデジ
タル信号に変換され、制御装置5に取シ込まれる。制御
装置5はメモリ11に記憶されている可変LP13のプ
ログラムによって動作し、入力回路12から取り込まれ
たデジタル信号をCPUl0で演算処理などを行なって
、出力回路13 に表示用データとして出力する。表示
器4はこの表示用データに制御され、計測信号1を表示
する。
可変LPF3の動作説明を行なう前に、DLPFの構成
を第3図、第4図を参照しながら説明する。第3図は、
1次LPFを、抵抗器20とコンデンサ21とによるア
ナログ回路で構成したものである。今、入力信号をVi
(t)、出力信号をVo(t)とすると、この回路は次
式で表される。
(11式を離散時間Tsで離散化すると、Vo(k+1
) = Vo(k)+(1−e4 ”)(Vi (k)
−V。(。)= Vo (k) +G (Vi (k)
 −Vo (k) )(−、−051−・−RL″7“
)・・・・・・・・・(2)ここで、Tsは、 を満足するように選ばなければならない。
また、Gは訂Ts > 0であるので、G≦l    
 ・・・・・開明・・・・曲・・曲(4)となる。
第4図は、(2)式をブロック図で示したもので、図に
おいて、22はゲインGの乗算子、23はlサンプル時
間分の遅延演算子、24は入力信号Vi(k)と遅延演
算子23の出力とを加算する加算素子、25は乗算子2
2の出力と遅延演算子23の出力とを加算する加算素子
である。
可変LPF9の動作を、第5図を参照しながら説明する
。第5図は前記可変LPF動作の手順を示スフローチャ
ートでアシ、例えばプログラムとしてメモリ11内に格
納されている。
先ず、スイッチ14が押されると、制御装置5はリセッ
トされ、ステップST1にてメモリ11゜入力回路12
.出力回路13及びCPU10のなかのレジスタ等がイ
ニシャライズされ、次いでサンプリング時間Ts毎に割
込がかかるようにセットしてから、割込待ちの状態にす
る(ステップ5T2)。ここで、A/D変換器3よシ入
力回路12にデジタル信号が入力されて割込が発生する
と、CPU1QはステップST3〜ステップST9の処
理を実行し、終了するとステップST2の割込待ちの状
態へ戻る。ステップST3〜ステップST9の処理内容
は、可変LPF9の実際の動作であり、(2)式の計算
をゲインGを適応ゲインに制御しながら行うもので、詳
細は次に説明する。
まず、ステップ8T3ではA/D変換器3からデジタル
信号Vi(k)を入力する。次に、ステップ8T4にて
この入力信号V i (k)とlサンプリング前の入力
信号Vi(k−1)とを比較して、その差である一階差
分が所定値8より小さいか否かの判定を行う。
ここで、所定値εは、 x = r x (A/D変換器出力のふらつき)とす
る。
ステップ8T40判定の結果、入力信号の一階差分I 
Vi(k) −Vi(k−1) Iが所定値ε未満であ
る場合、ステップST5にてゲインGを低速ゲインGL
にして、可変LPFgの応答を遅<L、A/D変換器3
の出力のふらつきが出力信号vO(k)に及ぼす影響を
小さくする。
また、ステップST4の判定の結果、入力信号の一階差
分1 vi<k>−vi(k−x)lが所定値ε以上で
ある場合、ステップ8T5にてゲインGを高速ゲインG
Mにして、可変LPFgの応答を速くし、出力信号Vo
(k)がA/D変換器3の出力と等しくなるまでの時間
を速くする。
次いで、ステップSTγにてDLPFの演算を行なう。
ステップ8Tgでは得られた出力信号Vo(k+Bをv
O(k)とし、さらに次回のDLPFの演算に備えるた
め、今回の入力信号Vi(k)を1サンプリング前の入
力信号Vi(k−1)とする。
最後にステップ8T9にてその新たなVo (k)を表
示用データに変換して出力回路13へ出力し、表示器4
に表示する。
第6図は以上のアルゴリズムによる可変LPF8の動作
をアナログ的に示した波形図である。第6図(a)はA
/D変換器3の出力信号、第6図(b)は可変LPFg
の出力信号である。
TOかC,Titで(7)時11J[,1Vi(k) 
−Vi(k−1)1くeであるのでG=GLとなってお
り、可変LPF8の周波数応答特性は遅くなシ、表示用
データが第6図(a)に示すA/D変換信号のリップル
の影響を受けにくくなっている。
T1からT2までの時間は、計測信号に大きな変化2>
16 ツタタメニ、1Vi(k)−Vi(k−t)l≧
6となるのでG = GHとなシ、可変I、PFの周波
数応答特性が速くなって、表示用データが第6図(a)
のA/D変換信号に良好に追従する。
T2からTsiでの時間は、前記ToからT1までの時
間と同じようで、表示データがA/D変換信号のリップ
ルの影響を受けに〈〈なりている。
なお、上記実施例では、可変LPF8が1次フィルタの
場合について説明したが、2次以上のフィルタであって
もよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
また、上記実施例では、A/D変換器3の前にアナログ
回路で構成されたLPF2を設けたものを示したが、第
7図に示すように、このLPF2を割愛して制御装置5
の中に平均値を得る平均回路6、又はDLPF7を設け
、これらによって計測信号1のリップル成分を減衰させ
るようにしてもよく、リップル成分が減衰されれば、可
変LPF8によって、上記実施例と同様の効果が得られ
る。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、それ自身の入力信号
の一階差分に基づいて周波数応答特性の制御が可能な可
変LPFI設け、その周波数応答特性を前記入力信号の
一階差分が大きければ速く、小さければ遅くな°るよう
に制御するように構成したので、表示データのリップル
を増大させることなく、計測信号に対する表示データの
追従性を改善できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるアナログ量の計測装
置を示すブロック図、第2図はその制御装置の詳細を示
すブロック図、第3図及び第4図はDLPFの構成を説
明するためのLPFの回路図及びDLPFのブロック図
、第5図は可変LPFの動作手順を示すフローチャート
、第6図は可変LPFの動作説明のための波形図、第7
図はこの発明の他の実施例を示すブロック図、第8図は
従来のモニタリングシステムの機能説明図、第9図は従
来のアナログ計測装置を示すブロック図、第1O図はそ
の動作説明のための波形図である。 1は計測信号、3はA/D変換器、4は表示器、5は制
御装置、8はローパスフィルタ(可変LPF)。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人  三菱電機株式会社 代理人 弁理士  1)澤 博 昭1−(外2名) 第1図 1:計屓(」信号 第2図 1:計漫・j信号 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アナログ量による計測信号をアナログ・デジタル変換器
    にてデジタル化し、制御装置によつて表示器に表示する
    アナログ量計測装置において、前記制御装置に周波数応
    答特性を制御することが可能なローパスフィルタを設け
    、前記ローパスフィルタの周波数応答特性を、当該ロー
    パスフィルタの入力信号の変化率が大きければ速く、小
    さければ遅くなるように制御することを特徴とするアナ
    ログ量計測装置。
JP62293645A 1987-11-20 1987-11-20 アナログ量計測装置 Pending JPH01136016A (ja)

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JP62293645A JPH01136016A (ja) 1987-11-20 1987-11-20 アナログ量計測装置

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JPH01136016A true JPH01136016A (ja) 1989-05-29

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JP62293645A Pending JPH01136016A (ja) 1987-11-20 1987-11-20 アナログ量計測装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011095121A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Okuma Corp 位置検出装置
JP2012078227A (ja) * 2010-10-01 2012-04-19 Nsk Ltd 回転部材用物理量測定装置
JP2012150025A (ja) * 2011-01-20 2012-08-09 Hioki Ee Corp 測定装置
JP2014517307A (ja) * 2011-06-09 2014-07-17 玉山 ▲ハオ▼ 連続物理量のデータ集録方法及び装置
JP6222721B1 (ja) * 2017-05-18 2017-11-01 三菱重工業株式会社 信号処理装置、タービンシステム、信号処理方法及びプログラム

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