JPH0382970A - 交流波形の位相差測定装置 - Google Patents
交流波形の位相差測定装置Info
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- JPH0382970A JPH0382970A JP21982889A JP21982889A JPH0382970A JP H0382970 A JPH0382970 A JP H0382970A JP 21982889 A JP21982889 A JP 21982889A JP 21982889 A JP21982889 A JP 21982889A JP H0382970 A JPH0382970 A JP H0382970A
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- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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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。
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）
本発明は、位相差を測定しようとする一対の交流波形の
少なくとも一方に歪が含まれていてもその位相差を正確
に測定できる交流波形の位相差測定装置に関する。
少なくとも一方に歪が含まれていてもその位相差を正確
に測定できる交流波形の位相差測定装置に関する。
（従来の技術）
従来から、第２図に示すような一対の交流波形Ｘ（ｔ）
、Ｙ （ｔ）の位相差を測定する交流波形の位相差測定
装置としては、交流波形Ｘ （ｔ）、Ｙ （ｔ）の負か
ら正に変化するゼロクロス点Ｚ１、ｚ２の時間差を測定
するものが知られており、交流波形Ｘ（ｔ）と交流波形
Ｙ （ｔ）との位相差θは、ゼロクロス点ｚ１からゼロ
クロス点ｚ２までの時間差をｔｌ 交流波形の周期を
Ｔとすると、として求められる。
、Ｙ （ｔ）の位相差を測定する交流波形の位相差測定
装置としては、交流波形Ｘ （ｔ）、Ｙ （ｔ）の負か
ら正に変化するゼロクロス点Ｚ１、ｚ２の時間差を測定
するものが知られており、交流波形Ｘ（ｔ）と交流波形
Ｙ （ｔ）との位相差θは、ゼロクロス点ｚ１からゼロ
クロス点ｚ２までの時間差をｔｌ 交流波形の周期を
Ｔとすると、として求められる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、従来の交流波形の位相差測定装置では、
第３図に示すように、交流波形Ｘ （ｔ）、Ｙ （ｔ）
の一方、たとえば、交流波形Ｙ （ｔ）に歪Ｈがあって
交流波形Ｙ （ｔ）の−周期Ｔ内に、交流波形Ｙ （ｔ
）が複数回ゼロクロス軸Ｚを横切るようなことがあると
、複数個の時間差、たとえば、ｔｌＸ ｊ２が得られて
、複数個の位相差が求められることになり、位相差の測
定精度が低下する不具合がある。
第３図に示すように、交流波形Ｘ （ｔ）、Ｙ （ｔ）
の一方、たとえば、交流波形Ｙ （ｔ）に歪Ｈがあって
交流波形Ｙ （ｔ）の−周期Ｔ内に、交流波形Ｙ （ｔ
）が複数回ゼロクロス軸Ｚを横切るようなことがあると
、複数個の時間差、たとえば、ｔｌＸ ｊ２が得られて
、複数個の位相差が求められることになり、位相差の測
定精度が低下する不具合がある。
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて為され
たもので、その目的とするところは、位相差を測定しよ
うとする一対の交流波形が歪を有する場合でも、正確に
かつ高精度にその一対の交流波形の位相差を測定できる
交流波形の位相差測定装置を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、位相差を測定しよ
うとする一対の交流波形が歪を有する場合でも、正確に
かつ高精度にその一対の交流波形の位相差を測定できる
交流波形の位相差測定装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明に係わる交流波形の位相差測定装置は、上記の課
題を達成するため、 位相差を測定しようとする一対の交流波形と略同一周波
数の第１基準波形を発生する第１基準波形発生回路と、 該第１基準波形よりも位相が略π／２だけ遅れた第２基
準波形を発生する第２基準波形発生回路と、 前記第１基準波形と前記第２基準波形とに前記一対の交
流波形の一方をそれぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ
一周期分について積分することに基づき前記第１基準波
形に対する第１位相差を算出する一方、前記第１基準波
形と前記第２基準波形とに前記一対の交流波形の他方を
それぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ一周期分につい
て積分することに基づき前記第１基準波形に対する第２
位相差を算出し、前記第１位相差と前記第２位相差との
差に基づき前記一対の交流波形の位相差を算出する算出
手段と、 を備えているところにある。
題を達成するため、 位相差を測定しようとする一対の交流波形と略同一周波
数の第１基準波形を発生する第１基準波形発生回路と、 該第１基準波形よりも位相が略π／２だけ遅れた第２基
準波形を発生する第２基準波形発生回路と、 前記第１基準波形と前記第２基準波形とに前記一対の交
流波形の一方をそれぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ
一周期分について積分することに基づき前記第１基準波
形に対する第１位相差を算出する一方、前記第１基準波
形と前記第２基準波形とに前記一対の交流波形の他方を
それぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ一周期分につい
て積分することに基づき前記第１基準波形に対する第２
位相差を算出し、前記第１位相差と前記第２位相差との
差に基づき前記一対の交流波形の位相差を算出する算出
手段と、 を備えているところにある。
（作用）
本発明に係わる交流波形の位相差測定装置によれば、第
１基準波形発生回路が位相差を測定しようとする一対の
交流波形と略同一周波数の第１基準波形を発生し、かつ
、第２基準波形発生回路が該第１基準波形よりも位相が
略π／２だけ遅れた第２基準波形を発生する。算出手段
は前記第１基準波形と前記第２基準波形とに前記一対の
交流波形の一方をそれぞれ乗算して各乗算結果をそれぞ
れ一周期分について積分することに基づき前記第１基準
波形に対する第１位相差を算出する一方、前記第１基準
波形と前記第２基準波形とに前記−対の交流波形の他方
をそれぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ一周期分につ
いて積分することに基づき前記第１基準波形に対する第
２位相差を算出し、前記第１位相差と前記第２位相差と
の差に基づき前記一対の交流波形の位相差を算出する。
１基準波形発生回路が位相差を測定しようとする一対の
交流波形と略同一周波数の第１基準波形を発生し、かつ
、第２基準波形発生回路が該第１基準波形よりも位相が
略π／２だけ遅れた第２基準波形を発生する。算出手段
は前記第１基準波形と前記第２基準波形とに前記一対の
交流波形の一方をそれぞれ乗算して各乗算結果をそれぞ
れ一周期分について積分することに基づき前記第１基準
波形に対する第１位相差を算出する一方、前記第１基準
波形と前記第２基準波形とに前記−対の交流波形の他方
をそれぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ一周期分につ
いて積分することに基づき前記第１基準波形に対する第
２位相差を算出し、前記第１位相差と前記第２位相差と
の差に基づき前記一対の交流波形の位相差を算出する。
（実施例）
以下に、本発明に係わる交流波形の位相差測定装置の実
施例を説明する。
施例を説明する。
第１図において、１は第１基準波形発生回路としての正
弦波発生回路、２は第２基準波形発生回路としての余弦
波発生回路である。正弦波発生回路１は、ここでは、第
２図、第３図に示す交流波形Ｘ （ｔ）と略同−の周波
数の正弦波形Ｖｐ（ｔ）を発生する。ここでは、この正
弦波形■ρ（１）が歪のないｆｉ１基準波形である。余
弦波発生回路２は正弦波形Ｖｐ（ｔ）と同一の周波数を
有しかつその正弦波形Ｖｐ（ｔ）よりも位相がπ／２だ
け遅れた余弦波形Ｖｏ（ｔ）を発生する。ここでは、こ
の余弦波形Ｖｏ（ｔ）が歪のない第２基準波形である。
弦波発生回路、２は第２基準波形発生回路としての余弦
波発生回路である。正弦波発生回路１は、ここでは、第
２図、第３図に示す交流波形Ｘ （ｔ）と略同−の周波
数の正弦波形Ｖｐ（ｔ）を発生する。ここでは、この正
弦波形■ρ（１）が歪のないｆｉ１基準波形である。余
弦波発生回路２は正弦波形Ｖｐ（ｔ）と同一の周波数を
有しかつその正弦波形Ｖｐ（ｔ）よりも位相がπ／２だ
け遅れた余弦波形Ｖｏ（ｔ）を発生する。ここでは、こ
の余弦波形Ｖｏ（ｔ）が歪のない第２基準波形である。
正弦波形Ｖｐ（ｔ）はアナログ乗算回路３とアナログ乗
算回路５とに入力され、余弦波形Ｖｏ（ｔ）はアナログ
乗算回路４とアナログ乗算回路６とに入力されている。
算回路５とに入力され、余弦波形Ｖｏ（ｔ）はアナログ
乗算回路４とアナログ乗算回路６とに入力されている。
アナログ乗算回路３は正弦波形Ｖｐ（ｔ）と交流波形Ｘ
（ｔ）とを乗算する機能を有し、アナログ乗算回＃Ｆ
４は余弦波形Ｖａ（ｔ）と交流波形Ｘ （ｔ）とを乗算
する機能を有し、アナログ乗算回路５は正弦波形Ｖｐ（
ｔ）と交流波形Ｙ（１）とを乗算する機能を有し、アナ
ログ乗算回路６は余弦波形Ｖｏ（ｔ）と交流波形Ｙ （
ｔ）とを乗算する機能を有する。
（ｔ）とを乗算する機能を有し、アナログ乗算回＃Ｆ
４は余弦波形Ｖａ（ｔ）と交流波形Ｘ （ｔ）とを乗算
する機能を有し、アナログ乗算回路５は正弦波形Ｖｐ（
ｔ）と交流波形Ｙ（１）とを乗算する機能を有し、アナ
ログ乗算回路６は余弦波形Ｖｏ（ｔ）と交流波形Ｙ （
ｔ）とを乗算する機能を有する。
アナログ乗算回路３の乗算結果は積分回路７に入力され
、アナログ乗算回路４の乗算結果は積分回路８に入力さ
れ、アナログ乗算回路５の乗算結果は積分回路９に入力
され、アナログ乗算回路６の乗算結果は積分回路１０に
入力されている。積分回路７は交流波形Ｘ （ｔ）と正
弦波形Ｖｐ（ｔ）との乗算結果の一周期分を積分し、積
分回路８は交流波形Ｘ （ｔ）と余弦波形Ｖｏ（ｔ）と
の乗算結果の一周期分を積分し、積分回路９は交流波形
Ｙ（ｔ）と正弦波形■ρ（１）との乗算結果の一周期分
を積分し、積分回路ｌＯは交流波形Ｙ （ｔ）と余弦波
形Ｖｏ（ｔ）との乗算結果の一周期分を積分する。
、アナログ乗算回路４の乗算結果は積分回路８に入力さ
れ、アナログ乗算回路５の乗算結果は積分回路９に入力
され、アナログ乗算回路６の乗算結果は積分回路１０に
入力されている。積分回路７は交流波形Ｘ （ｔ）と正
弦波形Ｖｐ（ｔ）との乗算結果の一周期分を積分し、積
分回路８は交流波形Ｘ （ｔ）と余弦波形Ｖｏ（ｔ）と
の乗算結果の一周期分を積分し、積分回路９は交流波形
Ｙ（ｔ）と正弦波形■ρ（１）との乗算結果の一周期分
を積分し、積分回路ｌＯは交流波形Ｙ （ｔ）と余弦波
形Ｖｏ（ｔ）との乗算結果の一周期分を積分する。
ここで、交流波形Ｘ （ｔ）、Ｙ（ｔ）をフーリエ級数
を用いて表現することにしたとき、交流波形Ｘ （ｔ）
、Ｙ（ｔ）に歪Ｈがあると、以下の式で表現される。
を用いて表現することにしたとき、交流波形Ｘ （ｔ）
、Ｙ（ｔ）に歪Ｈがあると、以下の式で表現される。
Ｘ （ｔ） ＝ΣＥｘｎ−ｓｉｎ （ｎωｔ＋φｎ）
Ｙ （ｔ） ＝ΣＥｖｎ−ｓｉｎ （ｎωｔ＋Φｎ）
なお、Ｅ 、ｏ、 ＥＹ、はフーリエ展開された第ｎ
番目の正弦波形の振幅値、φ。、Φ。はフーリエ展開さ
れた第ｎ番目の正弦波形の第ｎ番目の位相角である。
Ｙ （ｔ） ＝ΣＥｖｎ−ｓｉｎ （ｎωｔ＋Φｎ）
なお、Ｅ 、ｏ、 ＥＹ、はフーリエ展開された第ｎ
番目の正弦波形の振幅値、φ。、Φ。はフーリエ展開さ
れた第ｎ番目の正弦波形の第ｎ番目の位相角である。
また、正弦波形ｖｐ（ｔ）、余弦波形Ｖｏ（ｔ）を以下
の式で表現する。
の式で表現する。
Ｖｐ （ｔ ） −Ｅ−ｓｉｎωｔ
Ｖｏ （ｔ） ＝Ｅ ８ｃｏｓωｔ
なお、Ｅは正弦波形Ｖｐ（ｔ）、余弦波形Ｖｏ（ｔ）の
振幅値である。
振幅値である。
積分回路７から出力される積分出力Ｘｐは、上記式をｎ
＝＝ １の場合と、ｎ＝１でない場合とに項分けして
、 積分表現すると、 上記式において、 右辺第２項の積分は数学の積 骨分式に基づき 「Ｏ」 となる。
＝＝ １の場合と、ｎ＝１でない場合とに項分けして
、 積分表現すると、 上記式において、 右辺第２項の積分は数学の積 骨分式に基づき 「Ｏ」 となる。
従って、
積分出力Ｘｐは、
上記式の第１項の積分
結果として、
となる。
同様に、
積分回路８から出力される積分出力
Ｘｏは、
Ｘ。
（１）
・ｖｏ（ｔ）ａｔ
Ｅ −Ｅ×１
ｓｉｎφ１
・・・■
同様にして、
積分回路９．
１０からそれぞれ出力
される積分出力Ｙ ｐ ｓ
ＹＱは、
■、
■式から、
振幅値の積Ｅ−Ｅｘ＋を消去する
と、
９−
Ｘｐｓｉｎφ＋ ＝ＸｏｃｏＳφ１
式を得る。
この■式の両辺を二乗して、
ｃｏｓ２φ＋＋５ｉｎ２φ＋＝１の式を用いて、上記■
式を変形すると、 Ｘｐ２（１−ｃｏｓ２φ＋ ） ＝Ｘｏ２ｃｏｓ２φ１
この■式を変形すると、 ・・・■ ・・・■ この■式において、φ１は正弦波形■ρ（１）からの第
１位相差を意味する。
式を変形すると、 Ｘｐ２（１−ｃｏｓ２φ＋ ） ＝Ｘｏ２ｃｏｓ２φ１
この■式を変形すると、 ・・・■ ・・・■ この■式において、φ１は正弦波形■ρ（１）からの第
１位相差を意味する。
同様に、■、■式を用いて、位相差Φ１は、として求め
られる。
られる。
ここで、Φ１は正弦波形Ｖｐ（ｔ）からの第２位相差を
意味する。
意味する。
よって、一対の交流波形の位相差θは、θ＝φ１−Φ１
・・・［相］０− として求められることになり、積分出力Ｘρ、ＸＱ％Ｙ
ρ、Ｙｏをアナログデジタル変換回路１１を介して、演
算回路１２に入力し、上記一連の式に基づいて演算回路
１２により演算を行うと、一対の交流波形の位相差θが
得られることになる。
・・・［相］０− として求められることになり、積分出力Ｘρ、ＸＱ％Ｙ
ρ、Ｙｏをアナログデジタル変換回路１１を介して、演
算回路１２に入力し、上記一連の式に基づいて演算回路
１２により演算を行うと、一対の交流波形の位相差θが
得られることになる。
従って、乗算回路３〜６、積分回路７〜１０、アナログ
デジタル変換回路１１、演算回路１２は第１基準波形と
第２基準波形とに一対の交流波形の一方をそれぞれ乗算
して各乗算結果をそれぞれ一周期分について積分するこ
とに基づき第１基準波形に対する第１位相差を算出する
一方、第１基準波形と第２基準波形とに一対の交流波形
の他方をそれぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ一周期
分について積分することに基づき第１基準波形に対する
第２位相差を算出し、第１位相差と第２位相差との差に
基づき一対の交流波形の位相差を算出する算出手段１３
として機能する。
デジタル変換回路１１、演算回路１２は第１基準波形と
第２基準波形とに一対の交流波形の一方をそれぞれ乗算
して各乗算結果をそれぞれ一周期分について積分するこ
とに基づき第１基準波形に対する第１位相差を算出する
一方、第１基準波形と第２基準波形とに一対の交流波形
の他方をそれぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ一周期
分について積分することに基づき第１基準波形に対する
第２位相差を算出し、第１位相差と第２位相差との差に
基づき一対の交流波形の位相差を算出する算出手段１３
として機能する。
（発明の効果）
本発明に係わる交流波形の位相差測定回路は、以上説明
したように構成されているので、位相差１ を測定しようとする一対の交流波形が歪を有する場合で
あっても、正確にかつ高精度に位相差を測定できるとい
う効果を奏する。
したように構成されているので、位相差１ を測定しようとする一対の交流波形が歪を有する場合で
あっても、正確にかつ高精度に位相差を測定できるとい
う効果を奏する。
第１図は本発明に係わる交流波形の位相差測定装置の要
部構成を示すブロック回路図、第２図、第３図は従来の
装置を用いての交流波形の位相差を測定するための交流
波形図、である。 １・・・正弦波形発生回路（第１基準波形発生回路）２
・・・余弦波形発生回路（第２基準波形発生回路）３〜
６・・・乗算回路、７〜１０・・・積分回路１１・・・
アナログデジタル変換回路 １２・・・演算回路、１３・・・算出手段２−
部構成を示すブロック回路図、第２図、第３図は従来の
装置を用いての交流波形の位相差を測定するための交流
波形図、である。 １・・・正弦波形発生回路（第１基準波形発生回路）２
・・・余弦波形発生回路（第２基準波形発生回路）３〜
６・・・乗算回路、７〜１０・・・積分回路１１・・・
アナログデジタル変換回路 １２・・・演算回路、１３・・・算出手段２−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 位相差を測定しようとする一対の交流波形と略同一周波
数の第１基準波形を発生する第１基準波形発生回路と、 該第１基準波形よりも位相が略π／２だけ遅れた第２基
準波形を発生する第２基準波形発生回路と、 前記第１基準波形と前記第２基準波形とに前記一対の交
流波形の一方をそれぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ
一周期分について積分することに基づき前記第１基準波
形に対する第１位相差を算出する一方、前記第１基準波
形と前記第２基準波形とに前記一対の交流波形の他方を
それぞれ乗算して各乗算結果をそれぞれ一周期分につい
て積分することに基づき前記第１基準波形に対する第２
位相差を算出し、前記第１位相差と前記第２位相差との
差に基づき前記一対の交流波形の位相差を算出する算出
手段と、 を備えていることを特徴とする交流波形の位相差測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21982889A JPH0382970A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 交流波形の位相差測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21982889A JPH0382970A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 交流波形の位相差測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382970A true JPH0382970A (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=16741679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21982889A Pending JPH0382970A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 交流波形の位相差測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0382970A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007047181A (ja) * | 2003-11-04 | 2007-02-22 | Toyoji Ahei | 漏洩電流検出装置及び方法 |
| JP2008249472A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Hokkaido Railway Co | 位相差計測システムおよび位相差計測方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4942076A (ja) * | 1972-07-31 | 1974-04-20 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP21982889A patent/JPH0382970A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4942076A (ja) * | 1972-07-31 | 1974-04-20 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007047181A (ja) * | 2003-11-04 | 2007-02-22 | Toyoji Ahei | 漏洩電流検出装置及び方法 |
| JP2008249472A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Hokkaido Railway Co | 位相差計測システムおよび位相差計測方法 |
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