JPH0275971A - 電子式電力量計 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電力量を高精度に計測することができる電子
式電力岱計に関する。

（従来の技術） 第３図は電子式電力量計の一般的構成を示す。

同図において、１は配電線を介して負荷に供給される電
圧を検出し、該負荷電圧に比例した第１の電圧信号ｅｖ
を出力する補助変圧器であり、３は配電線を介して負荷
に流れる消費電流を検出し、該消費電流に比例した第２
の電圧信号ｅｉを出力する補助変流器である。この補助
変圧器１および電流検出部２からの第１の電圧信号ｅｖ
および第２の電圧信号ｅｉはパルス幅変調時分割乗算回
路５に供給される。パルス幅変調時分割乗算回路５にお
いて第１の電圧信号ｅＶと第２の電圧信号ｅ１とが乗算
され、両者の積である電力に相当する電圧信号がパルス
幅変調時分割乗算回路５から出力される。このパルス幅
変調時分割乗算回路５から出力される電圧信号は電圧＝
周波数変換回路７によって電力に比例する周波数信号に
変換され、表示部９で電力量として表示されるようにな
っている。

このように構成される電子式電力鎖計において、前記電
圧−周波数変換回路７は従来第４図に示すように構成さ
れている。すなわち、この電圧−周波数変換回路７には
パルス幅変調時分割乗算回路５からの正および負の出力
信号ｅ　ｏｐおよびｅ　ｏｎが供給され、これらの信号
ｅ　ｏｐ、　ｅ　ｏｎはアナログスイッチ１１８〜１１
ｄをブリッジ接続したブリッジスイッチ１１の対向する
一方の共通接続点間に供給されている。なお、パルス幅
変調ＦＲ分割乗締回路５からの出力信号ｅ　ｏｐ、　ｅ
　ｏｎはそれぞれ次式％式％ ここで、ｅｒは基準である。

ブリッジスイッチ１１のアナログスイッチ１１ａおよび
ｌｌｂの接続点は抵抗値Ｒ１の抵抗１３を介して積分回
路を構成する演算増幅器１５の反転入力に接続され、ア
ナログスイッチ１１ａまたは１１ｂの開閉によって信号
ｅ　ｏｐまたはｅ　ｏｎが交互に取り入れられ、演算増
幅器１５に供給されるようになっている。演算増幅器１
５の出力と反転入力との間には容＠ｃ１の積分コンデン
サ１７が接続されている。演算増幅器１５の非反転入力
はアースに接続されている。演算増幅器１５の出力（”
；ｊ　号ｅ　Ｏはヒスプリシスコンパレータ１９の非反
転入力に供給され、コンパレータ１９の反転入力に供給
されている比較電圧ｅｑと比較されるようにな−）てい
る。コンパレータ１９の出力ｅｐはインバータ２１で反
転されている。このインバータ２１の出力でブリッジス
イッチ１１のアナログスイッチ１１ａおよび１１ｄが制
御され、コンパレータ１９の出力信号でアナログスイッ
チ１１　ｂ　ｉＪ３よび１１Ｃが制御されている。また
、インバータ２１の出力電圧は直列接続された同じ抵抗
値の抵抗２３゜２５によって分圧され、比較電圧ｅｑと
してコンパレータ１９の反転入力に供給されでいる。

インバータ２１の出力は抵抗２７を介して積分回路を構
成する演算増幅器２９の反転入力に接続されている。演
算増幅器２つの出力は積分コンデンサ３１を介して自己
の反転入力に接続されるとともに、抵抗３３を介して演
算増幅器１５の反転入力に接続されている。

このように構成される電圧−周波数変換回路７において
、今、ある時間区間ｔａではアナログスイッチ１１ａが
オンして、正入力゛心任ｅ　ｏｐが取り入れられ、次の
時間ｔｂではアナログスイッチ１１ｂがオンして、負入
力電圧ｅ　ｏｎが取り入れられ、演算増幅器１５の積分
回路で積分される。一方、同時に、コンパレータ１９の
反転入力には比較電圧ｅｑがヒステリシスをもって印加
される。すなわち、時間区間ｔａでは、比較電圧ｅｑは
コンパレータ１９の出力ｅｐをインバータ２１で反転し
、更に抵抗２３．２５の分圧回路で分圧された一ｅｐ／
　２となり（ｅｑ＝−ｅｌ）／　２　）　、時間区間ｔ
ｂでは、比較電圧ｅＱはａｌｌ／　２となる（　ｅＱ＝
　ｅｐ／　２　＞。

そして、時間区間ｔａでは、正入力電圧ｅ　ｏｐが演算
増幅器１５の積分回路に供給されるので、積分回路の出
力電圧ｅＯは下降し、コンパレータ１９は非反転入力に
供給されている電圧ｅＯが比較電圧ｅｑ＝　−ｅｐ／　
２に達した時点で反転する。コンパレータ１９が反転す
ると１時間区間はｔｂに切り換わり、時間区間ｔｂでは
、負入力電圧ｅ　ｏｎが演算増幅器１５の積分回路に導
入されるので、積分回路の出力電圧ｅＯは上昇するとい
うように繰返し初作する。

したがって、コンパレータ１９の反転周期ｔｏは次式と
なる。

ｔｏ＝　ｔａ＋　ｔｂ ＝ｅｐＲ１ＣＩ／１ｅｏｐｌ ＋ｅｐＲ１Ｃ１／１ｅｏｎｌ ＝　２ｅｐ−ｅｒＲ１Ｃ１／ｅｉ　−ｅｖ従って、周波
数ｔｏは次式のようになるのである。

ｆｏ＝ｅｉ−ｅｖ／２ｅｌｅｒ　　ＲＩＣｌなお、ここ
で、入力電圧ｅ　ｏｐ、　ｅ　ｏｎまたは演算増幅器１
５およびコンパレータ１９等に含まれる演算増幅器のオ
フセット電圧の影響によって電力量計の誤差が大きくな
るので、従来、演算増幅器２９、コンデンサ３１、抵抗
２７からなる積分回路によってインバータ２１の出力を
積分して、第５図に示すようにオフセット電圧ｅ　ｏｓ
を検出し、この積分電圧を前記相分回路を構成する演算
増幅器１５の反転入力にフィードバックすることで自動
調整している。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、演件増幅器２９の積分回路からなるオ
フセット電圧自在調整回路を使用してオフセット電圧を
自＃Ｊ調整する従来の構成では、この自動調整回路に使
用した演算増幅器２つのオフセット電圧が゛心力吊計に
誤差を与えるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、オフセット電圧の影響を除去して誤差なく
高精度に計測できる電子式電力量計を提供することにあ
る。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明の電子式電力量計は
、負荷に供給される電圧および電流を検出し、両者の積
により篩用した電力に対応する正負の電圧信号をスイッ
チを介して取り込んで積分回路で積分し、比較回路を介
して前記スイッチを制御することで前記電圧信号を周波
数信号に変換して電力量として表示する電子式電力量計
において、前記正負の電圧信号を取り込んでいる前記ス
イッチの出力信号を２分の１に分圧して前記積分回路に
フィードバックする抵抗回路を有することを要旨とする
。

（作用） 本弁明の電子式電力量計では、正負の電圧信号を取り込
んでいるスイッチの出力信号を２分の１に分圧して積分
回路にフィードバックしで、オフセット電圧の影響を除
去している。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例にかかる電子式電力量計に適
用される電圧−周波数変換回路の回路図で°ある。この
電圧−周波数変換回路が適用される電子式電力量計は、
前述した第３図に示すものと同じ構成を有し、第３図の
電圧−周波数変換回路７の代りに第１図の電圧−周波数
変換回路を使用するものである。なお、電子式電力量計
における他の構成、すなわち補助変圧器１、補助変流器
３、パルス幅変調時分割乗算回路５および表示部９の構
成および作用は第３図のものと同じである。また、第１
図の電圧−周波数変換回路において、第４図の電圧−周
波数変換回路７と同じ構成要素には同じ符号が付されて
いる。

第１図において、ブリッジスイッチ１１、演算増幅器１
５、コンデンサ１７、抵抗１３、コンパレータ１９、イ
ンバータ２１、抵抗２３および２５の構成および作用は
第４図のものと同じである。

この構成において、入力信号ｅ　ｏｐ、　ｅ　ｏｎ、演
算増幅器１５Ｊ５よびコンパレータ１９等に含まれる演
算増幅器のオフセット電圧の影響による誤差を防止する
ために、第４図に示す従来の電圧−周波数変換回路では
演算増幅器２９からなる積分回路を用いたオフセット電
圧自８調整回路が使用されていたが、第１図に示す本電
圧−周波数変換回路では演算増幅器を使用する代りに抵
抗４１〜４５を使用し、オフセット電圧の影響がないよ
うにしている。

すなわち、ブリッジスイッチ１１の出力端の間に同じ抵
抗値の抵抗４１．４３を直列に接続し、ブリッジスイッ
チ１１からの出力信号Ｓ＋ｎ　、　Ｓｎを１／２に分圧
し、この１／２の電圧を抵抗４５を介して積分回路を構
成する演算増幅器１５の反転入力端子に供給しているも
のである。

第２図はブリッジスイッチ１１からの出力信号Ｓｍ　、
３ｎの波形を示すが、この出力信号にはオフセット電圧
ｅ　ｏｓが重畳されている。この信号Ｓｍ、３ｎの電位
差をＱｖから検出するため、ブリッジスイッチ１１の出
力端に抵抗４１．４３を接続し、これにより信＠Ｓｍ　
、３ｎの中点電位を検出してオフセット電圧ＣＯＳを求
め、このオフセット電圧ｅ　ｏｓを漬け増幅器１５の積
分回路にフィードバックし、オフセット自動調整を行な
っているのである。なお、このように構成することによ
りオフセット電圧の停年変化も除去でき、極めて高精度
で安定した電子式電力量計を構成することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、正負の電圧信号
を取り込んでいるスイッチの出力信号を２分の１に分圧
して積分回路にフィードバックして、オフセット電圧の
影響を除去しているので、オフセット電圧の停年変化も
除去でき、極めて高精度で安定した電子式電力量５１を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電子式電力量６１に適
用される電圧−周波数変換回路の回路図、第２図は第１
図の電圧−周波数変換回路における動作波形図、第３図
は電子式電力り計の全体的構成図、第４図は電子式電力
量計に適用される従来の電圧−周波数変換回路の回路図
、第５図は第４図の電圧−周波数変換回路における初任
波形図である。 １・・・補助変圧器　　　３・・・補助変流器５・・・
パルス幅変調時分割東線回路 ７・・・電圧−周波数変換回路 ９・・・表示部　　　　１１・・・ブリッジスイッチ１
５・・・積分用演障増幅器 １９・・・コンパレータ ４１、／１３．／１５・・・抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負荷に供給される電圧および電流を検出し、両者の積に
   より算出した電力に対応する正負の電圧信号をスイッチ
   を介して取り込んで積分回路で積分し、比較回路を介し
   て前記スイッチを制御することで前記電圧信号を周波数
   信号に変換して電力量として表示する電子式電力量計に
   おいて、前記正負の電圧信号を取り込んでいる前記スイ
   ッチの出力信号を２分の１に分圧して前記積分回路にフ
   ィードバックする抵抗回路を有することを特徴とする電
   子式電力量計。