JPH039267A - 直流電流測定方法 - Google Patents

直流電流測定方法

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JPH039267A
JPH039267A JP14260089A JP14260089A JPH039267A JP H039267 A JPH039267 A JP H039267A JP 14260089 A JP14260089 A JP 14260089A JP 14260089 A JP14260089 A JP 14260089A JP H039267 A JPH039267 A JP H039267A
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Kazuo Kotani
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は交流電流に含まれる直流電流を測定する直流電
流測定方法に関し、特に、高精度の測定結果を得ること
ができる直流電流測定方法に関する。
〔従来の技術〕
交流電流に含まれる直流電流を測定する従来の方法とし
て、例えば、直流電流を含む交流電流をローパスフィル
タに通し、そこで交流電流を除去して直流電流のみを通
過させ、それを測定装置で測定する方法や、交流電流の
ゼロクロス点の時間差へT、周期T、および波高値■□
ゎを測定し、これらに基づいて直流電流roeをI n
c= I acXs!nΔT/4T・πの演算式から求
める方法等がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来の直流電流測定方法によると、ローパスフ
ィルタを通過させて直流電流を測定する方法では、交流
電流に単発的な雑音等が入っていたり、交流電流に非対
象的な歪がある場合にはそれらがローパスフィルタを通
過してしまうため、測定結果に誤差が生じるという問題
がある。また、交流電流のゼロクロス点時間差、周期、
および波高値を演算して直流電流を測定する方法では、
直流電流が交流電流より大きくなると、ゼロクロス点が
なくなるため、測定ができなくなるという不都合がある
従って、本発明の目的は交流電流に雑音等が入っていた
り、非対象的な歪がある場合でも高精度の測定結果を得
ることができる直流電流測定方法を提供することである
本発明の他の目的は直流電流が交流電流より大きい場合
でも直流電流を測定することができる直流電流測定方法
を提供することである。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は以上述べた目的を実現するため、交流電流を交
流電圧に変換して第1の交流電圧信号を生成し、第1の
交流電圧信号から直流電圧、および雑音を除去して第2
の交流電圧信号を生成し、第1および第2の交流電圧信
号のゼロクロス点の時間差を検出し、検出したゼロクロ
ス点の時間差に応じた直流電圧を第1の交流電圧信号に
重畳させて時間差を零にし、第1の交流電圧信号に重畳
させた直流電圧値に基づいて直流電流を測定するように
した直流電流測定方法を提供するものである。
即ち、本発明の直流電流測定方法は、完全に直流電圧、
および雑音が除去された第2の交流電圧信号を基準とし
て、第1の交流電圧信号と第2の交流電圧信号のゼロク
ロス点の時間差を零とするようなレベルの直流電圧を第
1の交流電圧信号に重畳させ、これによって、ゼロクロ
ス点の時間差が零になったとき、第1の交流電圧信号に
重畳させた直流電圧をもとに直流電流を測定することが
できる。第1および第2の交流電圧信号のゼロクロス点
の時間差を零にするための直流電圧の算出は、例えば、
第2の交流電圧信号の周!IJIT、第1および第2の
交流電圧信号のゼロクロス点の時間差ΔTo、第1の交
流電圧信号の波高値VPVから算出することができ、直
流電圧をV4.とすると、Vac=V++vXsinΔ
To/4T・πとなる。
〔実施例〕
以下、本発明の直流電流測定方法を添付図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
第1図は本発明の直流電流測定方法に適用される回路を
示し、被測定交流電流(直流電流を含む)を入力して交
流電圧信号に変換する電流電圧変換回路1は、該交流電
圧に後述する演算回路8によって算出されたレベルの直
流電圧を重畳させる直流電圧加算回路2に接続され、直
流電圧加算回路2はノイズ除去回路3、ゼロクロス検出
回路4B、およびピーク検出回路10に接続されている
。ピーク検出回路10は直流電圧加算回路2から出力さ
れた交流電圧の最大電圧値V mc+++m8、および
最小電圧値V acsinを検出し、それに接続された
A/D変換回路11を介して演算回路8に出力する。演
算回路8はピーク検出回路8から得られた最大電圧値V
 *(Tll@X 、および最小電圧値V acorn
に基づいて−(V、、、、X−V、c、、、、)/2の
演算を行い、波高値■□を算出する。演算回路8はD/
A変換回路9を介して直流電圧加算回路2に接続され、
後述する演算によって算出した値を直流電圧加算回路2
に出力することにより、交流電圧に含まれる直流電圧を
除去する。ノイズ除去回路3は直流電圧加算回路2から
の交流電圧信号から直流電圧および雑音を除去する。ノ
イズ除去回路3はゼロクロス検出回路4Aに接続され、
ゼロクロス検出回路4Aは交流電圧信号のゼロクロス点
の検出を行うとともにその検出に基づいて後述する基準
パルスになるパルスを発生する。一方、ゼロクロス検出
回路4Bは直流電圧加算回路2によって直流電圧が除去
された交流電圧のゼロクロス点の検出を行うとともにそ
の検出に基づいて後述する測定用パルスを発生する。ゼ
ロクロス検出回路4A、および4Bは信号弁別回路5に
接続され、信号弁別回路5はゼロクロス検出回路4Aか
ら出力されるパルスを1/2に分周して基準パルスとし
、また、接続された発振器6から出力される発振パルス
をゼロクロス検出回路4Bから出力されたパルスの正、
負に基づいて正あるいは負にする。これを計数用パルス
と呼ぶことにする。信号弁別回路5はカウンタ7に接続
され、カウンタ7は信号弁別回路5から出力される計数
用パルスを計数するとともに基準パルスの入力に基づい
てその計数をリセットし、同時に新たな計数をトリガー
する。カウンタ7における計数用パルスの計数は、その
パルスが正のときはカウントアツプし、負のときはカウ
ントダウンするようになっている。カウンタ7は演算回
路8に接続され、演算回路8は基準パルスの周期(カウ
ンタ7のリセット時間)に基づいて基準交流電圧の周期
Tを、その計数値に基づいてゼロクロス点時間差ΔT、
を求め、この周期T1およびゼロクロス点時間差ΔT0
、更にピーク検出回路10から出力される最大電圧値V
 mcmax、および最小電圧値V aeminから求
めた波高値■□に基づいてVdcl−VpvXsinΔ
TO/4T・πの演算を行い・、ゼロクロス点時間差Δ
Tを零にする直流電圧値(Vdco + Vac+ )
を算出する。
vdCoは今回の演算を行う前から加算されている直流
電圧値であり、これにVdC5を加算した値が新たな加
算値となる。
以下、本発明の直流電流測定方法を第2図(a)〜(i
)のタイミングチャートに基づいて説明する。
被測定交流電流(雑音、および直流電流を含んだ交流電
流)が電流電圧変換回路1に入力すると、電流電圧変換
回路lはそれを交流電圧信号(第2図(a))に変換す
る。この交流電圧信号は所定の直流電圧■。。を加算さ
れて第1の交流電圧信号にされる(第2図(b))。第
1の交流電圧信号はピーク検出回路10によって最大電
圧値V、。□、および最小電圧値V mcffiinを
測定され、その測定値をA/D変換回路11を介して演
算回路8へ出力する。
演算回路8は最大電圧値■acM、X、および最小電圧
値V ac++unに基づいて−(V acmax  
V acm=n )/2の演算を行い、波高値VPVを
算出する。直流電圧加算回路2はこの直流電圧を除去し
た交流電圧信号をノイズ除去回路3、ゼロクロス検出回
路4B、および前述の最大および最小の電圧値V !e
fiaX 、およびV acmi、、を検出するピーク
検出回路10にそれぞれ出力し、ノイズ除去回路3は該
交流電圧信号から直流電圧および雑音を除去する(第2
図(C))。ノイズ除去回路3としてコンデンサが使用
されるときは、90°進み位相が発生するが、ここでは
その図示を省略した。第2図(C)の交流電圧はゼロク
ロス検出回路4Aに入力し、そこでゼロクロス点の検出
が行われ、また、ゼロクロス検出回路4Bにおいても第
2図(b)の交流電圧のゼロクロス点の検出が行われる
。ゼロクロス検出回路4A、4Bがゼロクロス点を検出
すると、第2図(d)、(e)に示すパルスを発生する
。ここで、交流電圧が正→負になるときは正のパルスを
、負→正になるときは負のパルスを発生するようにした
が、この逆になるようにしても良い。第2図(d)、(
e)に示すパルスは信号弁別回路5に入力し、また、第
2図(g)に示す発振器6の発振パルスも信号弁別回路
5に入力する。ゼロクロス検出回路4Aのパルスは1/
2に分周されて第2図(f)に示す基準パルスとされ、
また、発振器6の発振パルスは、第2図(h)に示すよ
うに、ゼロクロス検出回路4Bの正のパルスによって正
のパルスとされ、負のパルスによって負のパルスとされ
た計数用パルスとされる。この計数用パルスはカウンタ
7によって計数される。この計数は基準パルスによって
リセットされ、同時に新たな計数をトリガーされる。カ
ウンタ7の計数結果を第2図(i)に示す。これより明
らかなように、正のパルスはカウントアツプされ、負の
パルスはカウントダウンされる。従って、ゼロクロス点
の時間差ΔTが大になると、カウンタ7は大きな負値に
なる。演算回路8はカウンタ7のリセットによって第2
図(C)の交流電圧の周期Tを求めると共にカウンタ7
の計数値によってゼロクロス点の時間差ΔT、を求める
。更に、ピーク検出回路10で検出された最大電圧値■
、。□、および最小電圧値V acainから波高値■
Pvを求め、これら周期T1ゼロクロス点の時間ΔTo
、および波高値VPVに基づいてVdcl −VpvX
sinΔTo/4T・πの演算を行い、ゼロクロス点の
時間差ΔT0を零にする直流電圧値(Vdco 十■d
oりを算出する。今まで加算していた直流電圧値Vdc
Oに代えて算出した直流電圧値(Vdc。
十■4c1)をD/A変換回路9を介して直流電圧加算
回路2に出力して第2図(a)の交流電圧に直流電圧値
(Vaco +Vdcl )を重畳させる。直流電圧(
Vaco + Vdc+ )を出力した後、同じように
してゼロクロス点時間差ΔT1を測定し、ゼロクロス点
時間差ΔT1が零でない場合には、更にゼロクロス点時
間差ΔT1が零となるように直流電圧(Vdco + 
Vac+ + Vacz )を第2図(a)の交流電圧
に重畳させる。このようにゼロクロス点時間差が零にな
るように直流電圧の加算を行う。その結果、直流電圧加
算回路2に加えられた直流電圧値から交流電流中に含ま
れる直流電流を測定することができる。
〔発明の効果] 以上説明した通り、本発明の直流電流測定方法によると
、交流電流を交流電圧に変換して第1の交流電圧信号を
生成し、第1の交流電圧信号から直流電圧、および雑音
を除去して第2の交流電圧信号を生成し、第1および第
2の交流電圧信号のゼロクロス点の時間差を検出し、検
出したゼロクロス点の時間差に応じた直流電圧を第1の
交流電圧信号に重畳させてその時間差を零にし、第1の
交流電圧信号に重畳させた直流電圧値に基づいて直流電
流を測定するようにしたため、交流電流に雑音等が入っ
ていたり、非対象的な歪がある場合でも高精度の測定結
果を得ることができ、また、直流電流が交流電流より大
きい場合でも測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の直流電流測定方法に適用される回路を
示すブロック図、第2図(a)〜(i)はタイミングチ
ャート。 符号の説明 1−・・−・−・−電流電圧変換回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 交流電流に含まれる直流電流を測定する方法において、 前記交流電流を交流電圧に変換して第1の交流電圧信号
    を生成し、 前記第1の交流電圧信号から直流電圧、および雑音を除
    去して第2の交流電圧信号を生成し、前記第1および第
    2の交流電圧信号のゼロクロス点の時間差を検出し、 検出したゼロクロス点の時間差に応じた直流電圧を前記
    第1の交流電圧信号に重畳させて前記時間差を零にし、 重畳させた直流電圧値に基づいて直流電流を測定するこ
    とを特徴とする直流電流測定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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