JPH04310868A - 補正形電子式電力測定装置 - Google Patents
補正形電子式電力測定装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
る補正形電子式電力測定装置に関する。
な原理のものが開発されているが、いずれも誤差の調整
を最初に行い、以後は電子部品の特性変化が無いものと
仮定し再調整は行わないのが普通である。しかし、実際
には電子部品には特性変化があり、そのため装置全体の
誤差の短期および長期の変化が生ずるので、そのような
変化をできだけ小さくするために、製作時に部品の選定
やエージングなどに十分な配慮が必要であった。したが
って高い精度と高い安定度を得るためには高価になるば
かりでなく、そもそも電子部品の特性上の限界があり、
ある一定のところで妥協せざる得なかった。
精度・高安定ではない安価な乗算変換素子等を用いて構
成されたにもかかわらず、その内部に生ずる変動誤差を
定期的かつ自動的に自己補正し、常に正しい入出力特性
を得ることの可能な補正形電子式電力測定装置を提供す
ることを目的とするものである。
に本発明の補正形電子式電力測定装置は、電圧および電
流にそれぞれ対応する2つの信号を入力しその積で表さ
れる電力に対応する信号を出力する乗算変換器と、乗算
変換器の入力側に設けられ、測定電圧および測定電流に
それぞれ対応する測定信号が入力される測定信号位置お
よび基準電圧および基準電流にそれぞれ対応する基準信
号が入力される基準信号位置を有し、測定信号位置また
は基準信号位置にサイクリックに切換えられる第1の切
換スイッチと、乗算変換器の出力側に設けられ、第1の
切換スイッチに対応する測定信号位置および基準信号位
置を有し、測定信号位置または基準信号位置に第1の切
換スイッチに同期して切換えられる第2の切換スイッチ
と、基準電圧および基準電流にそれぞれ対応する第1の
基準信号を第1の切換スイッチの基準信号位置に与える
と共に、第2の切換スイッチの基準信号位置に基準電圧
および基準電流の積に対応する第2の基準信号を与える
基準信号源と、第1および第2の切換スイッチがそれぞ
れ基準信号位置にある時、乗算変換器の出力信号と第2
の基準信号との間の偏差が減少するように乗算変換器の
内部誤差を補正する補正手段とを備えたものである。
2組設け、ある1組の乗算変換器の補正が完了した後、
ある一定期間他の乗算変換器と並列動作させ、同一の測
定信号に対しそれぞれ同一の波形および位相を持つ信号
が得られるよう補正して連続した出力信号が得られるよ
うにしたことを特徴とする。
、基準電圧および基準電流にそれぞれ対応する基準信号
を入力した時の出力信号が基準電圧および基準電流の積
に相当する基準電力に対応する基準信号に一致するよう
に、第1の切換スイッチおよび第2の切換スイッチの動
作に応じて乗算変換器の内部誤差がサイクリックに補正
される。
る。
。この実施例は同一回路構成の2組の測定ユニット10
および20を備え、両者の出力を合成して所要の出力信
号を得るようにした実施例を示すものである。
0は電圧と電流との積すなわち電力を演算するために乗
算変換器11を備えている。乗算変換器11は切換スイ
ッチ12,13を介して入力される電圧Vおよび電流I
を表す信号を入力し、両者の積すなわち電力X=V・I
を演算し、それに相当する電力信号を出力する。
切換位置、ここでは4つの切換位置1〜4を持っており
、両切換スイッチは次々と互いに同期して切換位置1〜
4を順序正しくとるように同期制御器2によりサイクリ
ックに切換えられる。同期制御器2はクロックパルス発
生器(CP)3によって発生されるクロックパルスを適
宜分配する形で切換信号を各切換スイッチに送出する。
れぞれ基準信号源4から第1および第2の基準電圧VS
1,VS2を表す信号が電圧基準信号として入力され、
切換位置3,4には共通に被測定電圧V1 に対応した
入力信号が導かれる。切換スイッチ13の切換位置1,
2にはそれぞれ基準信号源4から第1および第2の基準
電流IS1,IS2を表す信号が電流基準信号として入
力され、切換位置3,4には被測定電流I1 に対応し
た入力信号が導かれる。電圧および電流の基準信号は乗
算変換器11の補正のために用いられるもので、出力信
号が直流アナログ信号である場合は、例えば、VS1お
よびIS1はゼロに、VS2およびIS2は定格値に設
定すればよく、パルス出力の場合は、例えば、VS1お
よびIS1は定格値の10%程度に、またVS2および
IS2は定格値に設定すればよい。いずれにしても基準
信号としては、定格負荷点とゼロまたは定格値の10%
程度の軽負荷点との2点程度を設定すればよい。
2により切換スイッチ12,13に同期して切換動作す
るもう一つの切換スイッチ14が設けられている。この
切換スイッチ14の切換位置1,2はそれぞれ比較部1
5,17の各比較入力端子に接続され、切換位置3,4
から電力W1 =V1 ・I1 に相当する電力信号が
合成部5の第1の入力端子に入力される。合成部5は高
値優先回路として構成することができる。
して図示されているが、一般的には電子スイッチとして
構成される。比較部15,17の各基準入力端子には基
準信号源4からそれぞれ電力XS1=VS1・IS1お
よび電力XS2=VS2・IS2に相当する信号が基準
電力信号として入力される。
位置1,2にある補正期間において両入力端子に入力さ
れた両信号の偏差、すなわち乗算変換器11から出力さ
れる電力Xを表す信号と基準信号源4から出力される電
力XS1,XS2を表す信号とを比較し、偏差ΔX1
=XS1−X,ΔX2 =XS2−Xを表す信号を出力
する。この出力信号に基づき偏差ΔX1 ,ΔX2 を
ゼロにするようにそれぞれ補正器16,18を介して乗
算変換器11の再調整を行う。その場合、上述の基準電
圧VS1,VS2および基準電流IS1,IS2の設定
例の場合、XS1,XS2はそれぞれゼロ電力および定
格電力(100 %電力)に相当することになり、補正
器16,18は乗算変換器11のゼロ点調整用および定
格点調整用として用いられることになる。
定ユニット10と同一の構成を持っている。第1の測定
ユニット10の各構成エレメントは10番台の数字符号
によって表されているのに対し、第2の測定ユニット2
0には20番台の数字符号を付し、しかも1の位の数字
を第1の測定ユニット10のものに合わせることによっ
て同一機能要素が表現されている。切換スイッチ22〜
24も同期制御器2によって制御される。ただし、切換
スイッチ12〜14と切換スイッチ22〜24の切換周
期は同一であるが、一方の測定ユニットの切換スイッチ
(たとえば、切換スイッチ12〜14)が切換位置1,
2をとる補正期間TS の中心時点が、他方の測定ユニ
ットの切換スイッチ(たとえば、切換スイッチ22〜2
4)が切換位置3,4をとる測定期間TV の中心時点
にほぼ一致するように、ほぼ半周期だけ位相ずれを伴っ
た状態で切換動作する。
測定電圧V2 =V1 に対応する入力信号が導かれ、
切換スイッチ23の切換位置1,2には被測定電流I2
=I1 に対応する入力信号が導かれる。切換スイッ
チ22,23の切換位置3,4および比較部25,27
にはそれぞれ第1の測定ユニット10と同様の基準信号
が導かれる。切換スイッチ24の切換位置1,2を通し
て得られる第2の測定ユニット20の出力信号、すなわ
ち乗算変換器21によって算出された電力W2 =V2
・I2 に相当する第2の電力信号は合成部5の第2
の入力端子に入力される。
、アナログ信号やパルス周波数信号等、種々の形式があ
りうる。そこで乗算変換器11は所望の形式の出力信号
が得られるように乗算部とその演算結果を所望の形式の
出力信号に変換するための変換部とを一般に備えるもの
とする。変換部は単なる増幅器や電圧−パルス周波数変
換器などによって構成され、それらに零点調整機能およ
びゲイン調整機能などが付加されたものが一般に含まれ
る。もちろん乗算部自体も周知の零点微調整およびゲイ
ン微調整などの機能を備えるものとする。
,18との関係の一具体例を示すものである。乗算変換
器11,21の乗算部50の電圧信号入力側に、固定抵
抗52および可変抵抗53からなる分圧器51と、電圧
2Eボルトの直流電源54に直列抵抗55,56を介し
てポテンショメータ57を接続し、ポテンショメータ5
7から取出したオフセット電圧を抵抗58を介して乗算
部50に与えるようにしている。可変抵抗53の抵抗値
は固定抵抗52のそれに比べて著しく小さいものとする
。図1に示す補正器16はポテンショメータ57を介し
オフセット電圧を加減してゼロ点または10%負荷点な
どの軽負荷点を調整し、補正器18は分圧器51の可変
抵抗53を加減してゲイン調整すなわち定格点の調整を
行う。ポテンショメータ57および可変抵抗53の調整
位置はそれぞれ補正器16,18によって保持される。 なお、電流信号入力側も電圧信号入力側と同様に構成さ
れるが、図2では省略されている。
0を用いた例を示すものである。演算増幅器60には一
方の入力端側に演算抵抗として固定抵抗61,63およ
び可変抵抗62が接続されている。また、オフセット電
圧付与のための抵抗64が演算増幅器60の他方の入力
端側に接続されている。図2のものと同様のオフセット
電圧付与手段が設けられ、ポテンショメータ57から取
出されたオフセット電圧が他方の入力端に加えられる。 この実施例の場合は、補正器16により演算増幅器60
の軽負荷点調整が行われ、補正器18により可変抵抗6
2の抵抗値を加減してゲイン調整すなわち定格負荷点の
調整が行われる。以上のポテンショメータおよび可変抵
抗は低ビットの周知のD/A変換抵抗で構成され自動調
整されるものとすることができる。
られる変換部(たとえばA/D変換器)は周知の回路構
成のものによって構成される。
50の入力側に調整手段を配置した例を示すものである
が、乗算部50の出力側に調整手段を配置しても同様の
調整機能を達成することができる。
の切換位置1は軽負荷点調整位置であって、この切換位
置にある時は軽負荷点調整用の基準電圧VS1および基
準電流IS1を表す信号が切換スイッチ12,13およ
び22,23を介して乗算変換器11,21に入力され
る。 乗算変換器11,21から出力される電力信号は切換ス
イッチ14,24を介して比較部15,25にフィード
バックされ、ここで基準信号源4から与えられるゼロ電
力XS1を表す信号と比較される。この比較の結果得ら
れた偏差ΔX1 =XS1−Xがゼロになるように補正
器16,26を介して乗算変換器11,21のゼロ点調
整を行う。
の切換位置2は定格点調整位置であり、この切換位置に
ある時は定格点調整用の基準電圧VS2および基準電流
IS2を表す信号が切換スイッチ12,13および22
,23を介して乗算変換器11,21に入力される。乗
算変換器11,21から出力される電力信号は切換スイ
ッチ14,24を介して比較部17,27にフィードバ
ックされ、ここで基準信号源4から与えられる定格電力
XS2を表す信号と比較される。ここで得られた偏差Δ
X2 =XS2−Xがゼロになるように補正器18,2
8により乗算変換器11,21の定格点調整を行う。
14および22〜24の切換位置3および4は測定位置
であり、この切換位置にある時は、被測定電圧V1 ,
V2 および被測定電流I1 ,I2 を表す信号が切
換スイッチ12,13;22,23を介して乗算変換器
11,21に入力され、積W1 =V1 ・I1 ない
しW2 =V2 ・I2 なる電力を表す信号が乗算変
換器11,21から切換スイッチ14を介して得られる
。合成部5は、両入力を突合わせ、その高い値の方を出
力することによって、一方の測定ユニットの補正期間に
相当する測定値欠落部を他方の測定ユニットの測定値で
補完し、結果として欠落部の無い完全な出力信号を得る
ことができる。
上述の一連の動作をサイクリックに繰返す。
点の再調整をサイクリックに行いながら、通常の電力測
定を行うことになる。
れる電力信号W1 ,W2 の波形とその合成信号WH
の波形を示すものである。破線で示す期間TS は各
切換スイッチが切換位置1,2にある補正期間に対応し
、実線で示す期間TV は各切換スイッチが切換位置3
,4にある測定期間に対応している。補正期間TS は
、たとえば2ms程度であり、測定期間TV は100
〜 1000 ms程度でよい。各期間TS ,TV
は同期制御器2によって設定される。図4には、図示
の都合上、期間TS が期間TV に比べて相対的に長
すぎる状態で示されている。補正期間TS においては
、各乗算変換器から合成部5へと送出される電力信号W
1 ,W2 が欠落し、あるいは不完全になるので、そ
のままでは測定値に誤差を生ずるおそれがある。この不
都合は2組の測定ユニッット10,20を設け、両者の
出力を合成部5で、高値の信号を優先的に通すという形
で合成することにより回避することができる。いずれに
しても、補正期間TS は測定期間TV に比べて出来
るだけ小さくするのが望ましい。補正期間TS を極度
に小さくすることができれば、1組の測定ユニットのみ
によって十分な測定精度を達成することができるからで
ある。
ット10)のみで電力測定を行うものとする場合、アナ
ログ出力に対しては合成部5の代わりに平滑手段を設け
、測定期間TV における出力信号W1 を平滑して補
正期間TS でも連続出力することができるようにすれ
ばよく、またパルス出力に対しては測定期間TV だけ
利用してディジタル処理を行うようにすればよい。
換器31,41を用いる実施例を、図5を参照して説明
する。
圧と電流との積を演算する乗算器とその出力信号(電圧
で表現された)をパルス周波数に変換する電圧−パルス
周波数変換器とを備える形式のものであって、出力信号
として、電力を表すパルス周波数信号F1 ,F2 を
得るものである。比較部32,34,42,44は図1
の比較部15,17,25,27にそれぞれ対応してお
り、それぞれ対応関係にあるものは同一機能を遂行する
。同様に補正器33,35,43,45は図1の補正器
16,18,26,28にそれぞれ対応し、それぞれ同
一機能を遂行する。なお、各比較部に入力される基準電
力ZS1およびZS2を表す信号は、パルス周波数信号
である点を除き、機能的には図1の実施例で述べた電力
XS1,XS2を表す信号と変わりが無い。
切換位置1,2がそれぞれ軽負荷点および定格点の補正
のための位置であること、および切換位置4が測定位置
であることは図1の実施例と同様である。両者の違いは
、図5の実施例の場合、切換位置3は位相補正位置とし
て、自己の乗算変換器出力と相手方乗算変換器出力との
間の位相差を検出し、その位相差を無くすように位相差
検出補正器36,46を介して乗算変換器31,41の
位相調整を行う点にある。この実施例の場合においても
、一方の測定ユニットの切換スイッチ(たとえば、切換
スイッチ12〜14)が切換位置1,2,3をとる補正
期間TS の中心時点が、他方の測定ユニットの切換ス
イッチ(22〜24)が切換位置4をとる測定期間TV
の中心時点にほぼ一致するように、動作位相をほぼ半
周期だけずらした状態で切換動作するように各切換スイ
ッチは同期制御器2により制御される。他の部分は図1
の実施例に準じて構成されている。
えて測定期間TV に移行してから、他方の測定ユニッ
トが補正期間TS に移行するまでの間で、両測定ユニ
ット30,40が並列動作するためには、各出力パルス
信号F1 ,F2 の位相が完全に一致していなければ
ならない。 それが位相差検出補正器36,46を設けて位相補正を
行う理由である。
て図6を参照しながら説明する。一方の切換スイッチ、
たとえば切換スイッチ14が切換位置1,2,3をとっ
ている補正期間TS の時(図6:(a),(b)参照
)、他方の切換スイッチ24は切換位置4をとっている
測定期間TV である(図6:(c),(d)参照)。 補正期間TS は、切換スイッチが切換位置1をとって
いる軽負荷点補正期間T1 、切換位置2をとっている
定格点補正期間T2 、および位相差補正期間T3 か
らなっている。補正期間TS のうち、切換位置1,2
をとる軽負荷点補正期間T1 および定格点補正期間T
2 での動作態様は図1の場合と変わりが無い。その場
合、比較部32,42には基準信号源(図示せず)から
軽負荷電力に対応する基準パルス周波数信号ZS1が与
えられ、比較部34,44には定格電力に対応する基準
パルス周波数信号ZS2が与えられる。切換位置3をと
っているとき、すなわち位相差補正期間T3 において
、乗算変換器31(または、41)の測定出力信号F1
(またはF2 )の位相が、このとき切換位置4、す
なわち測定期間TV にある他方の測定ユニットの測定
出力信号F2 (またはF1 )の位相と位相差検出補
正器36(または46)において比較され、両測定出力
信号の位相差を無くすように乗算変換器31(または4
1)の内部補正を行う。この実施例のように出力信号が
パルスである場合、基準信号がゼロではパルスが発生し
ないので補正に意味もなく長時間かかったり補正不能の
事態になったりするので、軽負荷点として例えば定格値
の10%程度の負荷点を設定する訳である。
位相差補正期間T3から切換位置4の測定期間TV に
移行した直後の、両測定ユニット10,20とも測定期
間TV にあるオーバラップ期間TH では、両測定ユ
ニット10,20から合成部5に対して同時に送出され
、連続した測定結果を円滑に出力することができる。以
上のようにして各測定ユニットは、内部補正と電力測定
・出力を周期的に繰返しながら正確な測定結果を出力す
ることができる。
できることは明らかである。たとえば三相3線式では、
ブロンデルの定理により少なくとも2組の電力測定装置
があれば三相電力を測定することができるので、図1の
実施例に示すものと同じ電力測定装置を2組用意して両
者の出力を合成して三相電力を得てもよいが、サイクリ
ックに内部補正するという本発明の主旨からすれば、図
1の電力測定ユニット10または20と同じものをいま
1組追加して、それを第3の電力測定ユニット30(図
示せず)とし、ユニット10−20−30−10…と、
サイクリックに補正しながら、常にどれか2組を正常動
作させることによって補正された正確な三相電力測定を
実施することができる。その場合、3組の電力測定ユニ
ット間のタイムコントロールは同期制御器2によって行
えばよい。
その中の2組を電力測定用とし、他の1組の電力測定ユ
ニットを補完用専用とし、電力測定用のものの補正期間
すなわち欠落部発生期間の測定値を補完用専用のものに
よって補完することになる。その場合、補完用専用のユ
ニットは2組の測定用ユニットの一方から他方へ、また
その逆へと交互にサイクリックに切換えられることにな
る。
段ないし積分手段を設けることによって電力量を得るこ
とができることは明らかである。
するための乗算変換器の入出力側にスイッチを設け、周
期的に基準入力時の出力信号が基準出力信号と一致する
ように内部補正し、かつその補正量が記憶保持されるよ
うにしたもので、乗算変換器の特性の時間的変動を補正
し、常に正確な電力又は電力量の測定を行なえるように
したものであり、しかもその補正期間も別の同様な装置
を併設して連続した出力を得ることもできる。
オード、水晶発振器等で正しく設定しておけば、乗算変
換器などの途中の電子部品に必ずしも高精度つまり高価
なものを使用するまでもなく、また周波数特性は良いが
安定度の悪いアナログ乗算器を使用しても、正確な測定
結果を得ることができる。
装置のブロック図。
例とその補正の関係を説明するための図。
体例とその補正の関係を説明するための図。
波形と合成出力の波形の例を示す波形図。
定装置のブロック図。
パルスの同期関係について説明するためのタイムチャー
ト。
15,17,25,27 比較部 16,18,26,28 補正器 30,40 電力測定ユニット 31,41 乗算変換器 32,34,42,44 比較部 33,35,43,45 補正器
Claims (2)
- 【請求項1】電圧および電流にそれぞれ対応する2つの
信号を入力しその積で表される電力に対応する信号を出
力する乗算変換器と、この乗算変換器の入力側に設けら
れ、測定電圧および測定電流にそれぞれ対応する測定信
号が入力される測定信号位置と基準電圧および基準電流
にそれぞれ対応する第1の基準信号が入力される基準信
号位置とを有し、前記測定信号位置または基準信号位置
にサイクリックに切換えられる第1の切換スイッチと、
前記乗算変換器の出力側に設けられ、前記第1の切換ス
イッチに対応する測定信号位置および基準信号位置を有
し、前記測定信号位置または基準信号位置に前記第1の
切換スイッチに同期して切換えられる第2の切換スイッ
チと、前記基準電圧および基準電流にそれぞれ対応する
第1の基準信号を前記第1の切換スイッチの基準信号位
置に与えると共に、前記第2の切換スイッチの基準信号
位置に前記基準電圧および基準電流の積に対応する第2
の基準信号を与える基準信号源と、前記第1および第2
の切換スイッチがそれぞれ基準信号位置にある時、前記
乗算変換器の出力信号と前記第2の基準信号との間の偏
差が減少するように前記乗算変換器の内部誤差を補正す
る補正手段とを備えた補正形電子式電力測定装置。 - 【請求項2】前記乗算変換器を少なくとも2組設け、あ
る1組の乗算変換器の補正が完了した後、ある一定期間
他の乗算変換器と並列動作させ、同一の測定信号に対し
それぞれ同一の波形および位相を持つ信号が得られるよ
う補正して連続した出力信号が得られるようにしたこと
を特徴とする請求項1に記載の補正形電子式電力測定装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3077939A JPH0816686B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 補正形電子式電力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3077939A JPH0816686B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 補正形電子式電力測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04310868A true JPH04310868A (ja) | 1992-11-02 |
JPH0816686B2 JPH0816686B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=13648040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3077939A Expired - Lifetime JPH0816686B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 補正形電子式電力測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0816686B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114995569A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-02 | 思瑞浦微电子科技(苏州)股份有限公司 | 基准电压校准电路及校准方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56148702A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pickup arm |
JPS5828665A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 電力量計 |
-
1991
- 1991-04-10 JP JP3077939A patent/JPH0816686B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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---|---|---|---|---|
CN114995569A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-02 | 思瑞浦微电子科技(苏州)股份有限公司 | 基准电压校准电路及校准方法 |
CN114995569B (zh) * | 2022-06-07 | 2024-02-27 | 思瑞浦微电子科技(苏州)股份有限公司 | 基准电压校准电路及校准方法 |
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JPH0816686B2 (ja) | 1996-02-21 |
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