JPH0343589B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0343589B2 JPH0343589B2 JP55088023A JP8802380A JPH0343589B2 JP H0343589 B2 JPH0343589 B2 JP H0343589B2 JP 55088023 A JP55088023 A JP 55088023A JP 8802380 A JP8802380 A JP 8802380A JP H0343589 B2 JPH0343589 B2 JP H0343589B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- converter
- voltage
- digital
- arithmetic unit
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電子式電力量計に関する。
従来の電子式電力量計は、第１図に示すよう
に、負荷電圧検出部１１と消費電流検出部１２と
で、負荷電圧と消費電流を正確に測定し、その測
定値を電力／電圧変換器（以下Ｗ／Ｖ変換器）１
３に入力して乗算することにより電力を算出し、
かつその電力値を電圧値に変換して出力し、しか
る後、電圧／周波数変換器（以下Ｖ／Ｆ変換器と
いう）１４にて周波数変換し、それをカウンタ１
５で計数して表示部１６で表示するようになつて
いる。
に、負荷電圧検出部１１と消費電流検出部１２と
で、負荷電圧と消費電流を正確に測定し、その測
定値を電力／電圧変換器（以下Ｗ／Ｖ変換器）１
３に入力して乗算することにより電力を算出し、
かつその電力値を電圧値に変換して出力し、しか
る後、電圧／周波数変換器（以下Ｖ／Ｆ変換器と
いう）１４にて周波数変換し、それをカウンタ１
５で計数して表示部１６で表示するようになつて
いる。
このような方式による電力計にあつては、負荷
電圧検出部１１、消費電流検出部１２さらには
Ｗ／Ｖ変換器１３、Ｖ／Ｆ変換器１４などを、高
精度なものにしないと、電力量計として満足する
ものは得られなかつた。したがつて、従来から上
記各構成要素は高精度なものが使用され、特に負
荷電圧検出部１１、消費電流検出部１２は高精度
なものが使用されているので高コストになつてい
た。また、負荷電圧検出部１１にはP.T、消費電
流検出部１２にはC.Tを使用するので形状も大形
になつていた。
電圧検出部１１、消費電流検出部１２さらには
Ｗ／Ｖ変換器１３、Ｖ／Ｆ変換器１４などを、高
精度なものにしないと、電力量計として満足する
ものは得られなかつた。したがつて、従来から上
記各構成要素は高精度なものが使用され、特に負
荷電圧検出部１１、消費電流検出部１２は高精度
なものが使用されているので高コストになつてい
た。また、負荷電圧検出部１１にはP.T、消費電
流検出部１２にはC.Tを使用するので形状も大形
になつていた。
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、
高精度な測定を可能とし、低コスト化を図り、か
つ小形化を図ることができる電子式電力量計を提
供することを目的とする。
高精度な測定を可能とし、低コスト化を図り、か
つ小形化を図ることができる電子式電力量計を提
供することを目的とする。
以下この発明の一実施例を図面を参照して説明
する。第２図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図と同一部分には同一符号が付されてい
る。したがつて、重複する部分の説明は省略す
る。
する。第２図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図と同一部分には同一符号が付されてい
る。したがつて、重複する部分の説明は省略す
る。
第２図において、２１は負荷電圧測定回路、２
２は消費電流測定回路であり、負荷電圧測定回路
２１は、２つのフオトカプラPC1，PC2と抵抗R1
〜R4から構成されている。上記フオトカプラ
PC1，PC2はフオトダイオードD1，D2とフオトト
ランジスタT1，T2で構成され、フオトトランジ
スタT1のエミツタは上記抵抗R3を介して＋VDDの
電圧供給端子に接続され、フオトトランジスタ
T2のエミツタは上記抵抗R4を介して−VDDの電圧
供給端子に接続されている。また、上記フオトダ
イオードD1の両端には抵抗R1を介して負荷電圧
υが印加され、フオトダイオードD2の両端には
抵抗R2を介して負荷電圧υが印加されるように
なつている。これにより、負荷電圧υの変化によ
りフオトダイオードD1，D2の光の強さが変化し
て、それをフオトトランジスタT1，T2で検知し、
Ｗ／Ｖ変換器１３に対して負荷電圧υに対応した
信号を出力する動作を行なうものである。
２は消費電流測定回路であり、負荷電圧測定回路
２１は、２つのフオトカプラPC1，PC2と抵抗R1
〜R4から構成されている。上記フオトカプラ
PC1，PC2はフオトダイオードD1，D2とフオトト
ランジスタT1，T2で構成され、フオトトランジ
スタT1のエミツタは上記抵抗R3を介して＋VDDの
電圧供給端子に接続され、フオトトランジスタ
T2のエミツタは上記抵抗R4を介して−VDDの電圧
供給端子に接続されている。また、上記フオトダ
イオードD1の両端には抵抗R1を介して負荷電圧
υが印加され、フオトダイオードD2の両端には
抵抗R2を介して負荷電圧υが印加されるように
なつている。これにより、負荷電圧υの変化によ
りフオトダイオードD1，D2の光の強さが変化し
て、それをフオトトランジスタT1，T2で検知し、
Ｗ／Ｖ変換器１３に対して負荷電圧υに対応した
信号を出力する動作を行なうものである。
一方、消費電流検出回路２２はコアと組合わせ
た磁気抵抗素子Ｍが用いられている。すなわち、
第３図に示すようにコア２３にコイルＣを巻き付
けて消費電流ｉを流し、この電流ｉの変化によつ
て変化する磁界の強さＨにより、抵抗素子Ra，
Rbの抵抗値が変化することを利用したものであ
る。そして、この抵抗素子Ra，Rbの分圧電圧は
差動増幅器２４の正側入力端に供給されている。
この差動増幅器２４の出力側は上記Ｗ／Ｖ変換器
１３に接続されているとともに抵抗R5，R6を介
して接地されている。この抵抗R5，R6の接続点
は差動増幅器２４の負側入力端に供給されてい
る。
た磁気抵抗素子Ｍが用いられている。すなわち、
第３図に示すようにコア２３にコイルＣを巻き付
けて消費電流ｉを流し、この電流ｉの変化によつ
て変化する磁界の強さＨにより、抵抗素子Ra，
Rbの抵抗値が変化することを利用したものであ
る。そして、この抵抗素子Ra，Rbの分圧電圧は
差動増幅器２４の正側入力端に供給されている。
この差動増幅器２４の出力側は上記Ｗ／Ｖ変換器
１３に接続されているとともに抵抗R5，R6を介
して接地されている。この抵抗R5，R6の接続点
は差動増幅器２４の負側入力端に供給されてい
る。
しかして、上記Ｗ／Ｖ変換器１３からの出力は
Ａ／Ｄ変換器２５、デイジタル演算器２６を介し
てカウンタ１５に供給されるようになつている。
そして、上記デイジタル演算器２６にはパラメー
タ設定回路２７からパラメータが供給されてい
る。
Ａ／Ｄ変換器２５、デイジタル演算器２６を介し
てカウンタ１５に供給されるようになつている。
そして、上記デイジタル演算器２６にはパラメー
タ設定回路２７からパラメータが供給されてい
る。
次にデイジタル演算器２６及びパラメータ設定
回路２７について説明する。ここで、負荷電圧設
定回路２１、消費電流測定回路２２は、共に電圧
または電流の入力側と出力側とはフオトカプラ
PC1，PC2や磁気抵抗素子Ｍにより電気的に絶緑
されているので、ノイズやサージによる破損が少
なく、充分な信頼度が得られるようになつてい
る。しかしながら、上記フオトカプラPC1，PC2
や磁気抵抗素子Ｍはその伝達特性が一様でなく、
非線形特性となつている問題があるが、たとえ非
線形特性であつても、その非線形特性が数式化で
きれば演算によつて線形化することは容易であ
る。
回路２７について説明する。ここで、負荷電圧設
定回路２１、消費電流測定回路２２は、共に電圧
または電流の入力側と出力側とはフオトカプラ
PC1，PC2や磁気抵抗素子Ｍにより電気的に絶緑
されているので、ノイズやサージによる破損が少
なく、充分な信頼度が得られるようになつてい
る。しかしながら、上記フオトカプラPC1，PC2
や磁気抵抗素子Ｍはその伝達特性が一様でなく、
非線形特性となつている問題があるが、たとえ非
線形特性であつても、その非線形特性が数式化で
きれば演算によつて線形化することは容易であ
る。
すなわち、上記フオトカプラPC1，PC2の伝達
特性を vx＝fx・ｖ ……(1) とし、上記磁気抵抗素子Ｍの伝達特性を vy＝fy・ｉ ……(2) とすれば、これによる乗算結果（Ｗ／Ｖ変換器１
３の出力）は vz＝（fx・fy／fz）ｖ・ｉ ……(3) となる。ただし、上記(1)〜(3)式においてfx、fyは
素子固有関数、fzはＷ／Ｖ変換器１３の関数であ
る。ここで、fx、fyは次の要因により決定され
る。
特性を vx＝fx・ｖ ……(1) とし、上記磁気抵抗素子Ｍの伝達特性を vy＝fy・ｉ ……(2) とすれば、これによる乗算結果（Ｗ／Ｖ変換器１
３の出力）は vz＝（fx・fy／fz）ｖ・ｉ ……(3) となる。ただし、上記(1)〜(3)式においてfx、fyは
素子固有関数、fzはＷ／Ｖ変換器１３の関数であ
る。ここで、fx、fyは次の要因により決定され
る。
(a) 入力する正弦波交流の周波数（周波数が既知
の正弦波を入力して決定する） (b) フオトカプラ（または磁気抵抗素子）の入
力：出力のレベル誤差 (c) フオトカプラ（または磁気抵抗素子）の入
力：出力の位相角誤差 (d) フオトカプラと磁気抵抗素子の時間誤差（電
圧と電流の位相角誤差） このうち要因(a)によりfx、fyを決定する場合、
フオトカプラの入力電圧、磁気抵抗素子の入力電
流を正弦波交流と考えれば、(1)式、(2)式は次のよ
うになる。
の正弦波を入力して決定する） (b) フオトカプラ（または磁気抵抗素子）の入
力：出力のレベル誤差 (c) フオトカプラ（または磁気抵抗素子）の入
力：出力の位相角誤差 (d) フオトカプラと磁気抵抗素子の時間誤差（電
圧と電流の位相角誤差） このうち要因(a)によりfx、fyを決定する場合、
フオトカプラの入力電圧、磁気抵抗素子の入力電
流を正弦波交流と考えれば、(1)式、(2)式は次のよ
うになる。
vx＝K1・Vn・sin（ωt） ……(4)
vy＝K2・In・sin（ωt−ψ） ……(5)
ただし、K1、K2は定数、Vnは入力電圧の最大
値、Inは入力電流の最大値である。(4)、(5)式から
vx、vyは時間の関数であるから、（ωt）＝Ｘ、（ωt
−ψ）＝Ｙとすれば、fx＝ｆ（sinx）、fy＝ｆ（siny）
と表すことができる。一般的に、fx、fyの関数
は、 fx＝a1x＋b1x2＋c1x3＋d1x4…… fy＝a2y＋b2y2＋c2y3＋d2y4…… などの高次式で近似することが可能であり、４次
式〜５次式でかなりの近似精度を持つことができ
るようになつている。ここで、予め周波数のわか
つている正弦波交流を種々入力して、a1やa2など
の定数項を定めて予めfx、fyを決定しておく。
値、Inは入力電流の最大値である。(4)、(5)式から
vx、vyは時間の関数であるから、（ωt）＝Ｘ、（ωt
−ψ）＝Ｙとすれば、fx＝ｆ（sinx）、fy＝ｆ（siny）
と表すことができる。一般的に、fx、fyの関数
は、 fx＝a1x＋b1x2＋c1x3＋d1x4…… fy＝a2y＋b2y2＋c2y3＋d2y4…… などの高次式で近似することが可能であり、４次
式〜５次式でかなりの近似精度を持つことができ
るようになつている。ここで、予め周波数のわか
つている正弦波交流を種々入力して、a1やa2など
の定数項を定めて予めfx、fyを決定しておく。
このようにして得られたfx、fyはパラメータ設
定回路２７にそれぞれ複数づつテーブル化されて
記憶されている。具体的には、パラメータ設定回
路２７のROM内に上記関数fx、fyが複数づつテ
ーブル化されて記憶される。そして使用している
各フオトカプラPC1，PC2及び磁気抵抗素子Ｍに
対応した素子固有関数fx、fyがマニユアル操作に
より選択されて、デイジタル演算器２６へ送出さ
れるようになつている。
定回路２７にそれぞれ複数づつテーブル化されて
記憶されている。具体的には、パラメータ設定回
路２７のROM内に上記関数fx、fyが複数づつテ
ーブル化されて記憶される。そして使用している
各フオトカプラPC1，PC2及び磁気抵抗素子Ｍに
対応した素子固有関数fx、fyがマニユアル操作に
より選択されて、デイジタル演算器２６へ送出さ
れるようになつている。
このデイジタル演算器２６は、上記Ｗ／Ｖ変換
器１３の関数fzを有し、パラメータ設定回路２７
からの各素子固有関数fx、fyを受けて前記第３式
のvzを（fx・fy／fz）で除算し、かつこの除算結
果をパルス化してカウンタ１５へ送出する機能を
持つたものである。なお、このデイジタル演算器
２６はマイクロコンピユータにより構成されて多
少の非線形演算でも数10ｍsec程度で処理できる
ようになつている。
器１３の関数fzを有し、パラメータ設定回路２７
からの各素子固有関数fx、fyを受けて前記第３式
のvzを（fx・fy／fz）で除算し、かつこの除算結
果をパルス化してカウンタ１５へ送出する機能を
持つたものである。なお、このデイジタル演算器
２６はマイクロコンピユータにより構成されて多
少の非線形演算でも数10ｍsec程度で処理できる
ようになつている。
このような構成であれば、負荷電圧ｖの変化に
よりフオトダイオードD1、D2の光の強さが変化
し、負荷電圧測定回路２１から負荷電圧ｖに対応
した信号がＷ／Ｖ変換器１３へ送られ、これとと
もに消費電流ｉの変化により磁界の強さＨが変化
し、消費電流検出回路２２から消費電流ｉに対応
した信号がＷ／Ｖ変換器１３へ送られる。この
Ｗ／Ｖ変換器１３は上記各信号を受けて乗算を行
なつて電圧信号として出力する。この出力はＡ／
Ｄ変換器２５でデイジタル変換されてデイジタル
演算器２６に送られる。このデイジタル演算器２
６はパラメータ設定回路２７からの各素子固有関
数fx、fyを受けてデイジタル化されたＷ／Ｖ変換
器１３の出力を（fx・fy／fz）で除算する。この
除算結果がパルス化されてカウンタ１５でカウン
トされて表示部１６で電力量として表示される。
よりフオトダイオードD1、D2の光の強さが変化
し、負荷電圧測定回路２１から負荷電圧ｖに対応
した信号がＷ／Ｖ変換器１３へ送られ、これとと
もに消費電流ｉの変化により磁界の強さＨが変化
し、消費電流検出回路２２から消費電流ｉに対応
した信号がＷ／Ｖ変換器１３へ送られる。この
Ｗ／Ｖ変換器１３は上記各信号を受けて乗算を行
なつて電圧信号として出力する。この出力はＡ／
Ｄ変換器２５でデイジタル変換されてデイジタル
演算器２６に送られる。このデイジタル演算器２
６はパラメータ設定回路２７からの各素子固有関
数fx、fyを受けてデイジタル化されたＷ／Ｖ変換
器１３の出力を（fx・fy／fz）で除算する。この
除算結果がパルス化されてカウンタ１５でカウン
トされて表示部１６で電力量として表示される。
以上説明したようにこの発明によれば、負荷電
圧および消費電流を測定する手段として、フオト
カプラおよび磁気抵抗素子などの半導体変換素子
を用いたので、P.TやC.Tが不要で低コスト化お
よび小形化が図れ、しかもノイズやサージによる
影響を除去できる高精度な電子式電力量計を提供
することができる。
圧および消費電流を測定する手段として、フオト
カプラおよび磁気抵抗素子などの半導体変換素子
を用いたので、P.TやC.Tが不要で低コスト化お
よび小形化が図れ、しかもノイズやサージによる
影響を除去できる高精度な電子式電力量計を提供
することができる。
第１図は従来の電子式電力量計の構成図、第２
図はこの発明の一実施例による電子式電力量計の
構成図、第３図は第２図の要部の一例を具体的に
示す図である。 １３……Ｗ／Ｖ変換器、１５……カウンタ、２
５……Ａ／Ｄ変換器、２６……デイジタル演算
器、２７……パラメータ設定回路、PC1，PC2…
…フオトカプラ、Ｍ……磁気抵抗素子。
図はこの発明の一実施例による電子式電力量計の
構成図、第３図は第２図の要部の一例を具体的に
示す図である。 １３……Ｗ／Ｖ変換器、１５……カウンタ、２
５……Ａ／Ｄ変換器、２６……デイジタル演算
器、２７……パラメータ設定回路、PC1，PC2…
…フオトカプラ、Ｍ……磁気抵抗素子。
Claims (1)
- １ 給電線の負荷電圧を測定する光利用の半導体
変換器と、前記給電線の消費電流を測定する磁気
利用の半導体変換器と、これら半導体変換器から
のアナログ出力を入力して乗算したのち電圧値と
して出力する電力／電圧変換器と、この電力／電
圧変換器からのアナログ値をデイジタル値に変換
するアナログ／デイジタル変換器と、このアナロ
グ／デイジタル変換器からの上記電力／電圧変換
器出力に掛る前記半導体変換器の伝達関数を除算
するデイジタル演算器と、前記光利用および磁気
利用の半導体変換器の非線形伝達関数を前記負荷
電圧の周波数により線形化してメモリし前記半導
体変換器に応じた線形化された伝達関数を前記デ
イジタル演算器に送出する手段と、前記デイジタ
ル演算器からの出力を積算して表示する手段とを
具備したことを特徴とする電子式電力量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8802380A JPS5713365A (en) | 1980-06-28 | 1980-06-28 | Electronic system electric energy meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8802380A JPS5713365A (en) | 1980-06-28 | 1980-06-28 | Electronic system electric energy meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5713365A JPS5713365A (en) | 1982-01-23 |
| JPH0343589B2 true JPH0343589B2 (ja) | 1991-07-03 |
Family
ID=13931226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8802380A Granted JPS5713365A (en) | 1980-06-28 | 1980-06-28 | Electronic system electric energy meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5713365A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101158309B1 (ko) * | 2011-05-20 | 2012-06-19 | 한국전력공사 | 광통신 포트를 통하여 오차시험이 가능한 전자식 전력량계 |
-
1980
- 1980-06-28 JP JP8802380A patent/JPS5713365A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5713365A (en) | 1982-01-23 |
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