JPH0638084B2 - Distorted wave AC characteristics measuring device - Google Patents

Distorted wave AC characteristics measuring device

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JPH0638084B2
JPH0638084B2 JP62053048A JP5304887A JPH0638084B2 JP H0638084 B2 JPH0638084 B2 JP H0638084B2 JP 62053048 A JP62053048 A JP 62053048A JP 5304887 A JP5304887 A JP 5304887A JP H0638084 B2 JPH0638084 B2 JP H0638084B2
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sampling
signal
synchronization signal
wave
cycle
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誠一 鈴木
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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高調波成分を含むひずみ波交流の実効値電圧、
実効値電流、電力、及び力率を高精度で測定するディジ
タル演算型測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an effective value voltage of a distorted wave alternating current containing a harmonic component,
The present invention relates to a digital arithmetic measurement device that measures RMS current, power, and power factor with high accuracy.

〔従来技術〕[Prior art]

近年、家庭の応接室等で調光用に用いられるライトコン
トローラや台所で使用される電熱器等では、電力制御用
にサイリスタ素子を用い、交流波形の一部をカットし
て、導通角を変化させることにより電力を調整すること
が行なわれている。
In recent years, in a light controller used for dimming in a drawing room at home or an electric heater used in a kitchen, a thyristor element is used for power control, and a part of the AC waveform is cut to change the conduction angle. The power is adjusted by controlling the power.

前記サイリスタをスイッチング素子として電力の調整を
行なう場合には、通常、各定常波形毎に一部をカットす
ることによって行うために電流波形が著しくひずんだ波
形、所謂ひずみ波交流を生じる。
When the power is adjusted by using the thyristor as a switching element, the current is remarkably distorted, that is, a so-called distorted wave alternating current, which is generated by cutting a part of each steady waveform.

このような著しくひずんだひずみ波交流の実効値電圧、
実効値電流を計測する場合には、白金線等の抵抗変化素
子を用いて熱量に変換し、それによる白金線の温度変化
による電気抵抗の変化から上記ひずみ波交流の各実効値
を求める方法が通例である。また、ホール素子を用いて
ひずみ波交流の電力値をアナログ量で求める方法が用い
られている。
RMS voltage of such distorted wave AC, which is remarkably distorted,
When measuring the rms value current, the method of calculating each rms value of the distorted wave alternating current from the change in the electrical resistance due to the temperature change of the platinum wire by converting it to the amount of heat using a resistance change element such as a platinum wire It is customary. In addition, a method of using a Hall element to obtain the electric power value of the distorted wave AC by an analog amount is used.

しかしながら、いずれの方法も高精度な測定結果を得る
には十分でない。しかも近年急速に要請の高まったデー
タのディジタル化、自動制御系への組み込み、電力の集
中管理、データの長距離伝送等に十分対応できないとい
う問題があった。
However, neither method is sufficient for obtaining highly accurate measurement results. Moreover, there has been a problem that it is not possible to sufficiently cope with the digitization of data, the incorporation into an automatic control system, the centralized management of electric power, the long-distance data transmission, etc., which have been rapidly required in recent years.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、特に著
しいひずみ、例えば波形の一部がカットされているよう
なひずみ波交流の実効値電圧、実効値電流、有効電力、
力率等のひずみ波交流の特性値を簡単な操作で且つ高精
度に計測できる特性測定計を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above problems, particularly significant distortion, for example, the effective value voltage of the distorted wave AC such that a part of the waveform is cut, the effective value current, the active power,
It is an object of the present invention to provide a characteristic measuring instrument capable of measuring a characteristic value of a distorted wave AC such as a power factor with high accuracy by a simple operation.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

以上の目的を達成するための本発明のディジタル演算型
の特性測定装置の構成は、基本波成分と高調波成分を含
むひずみ波交流の前記基本波成分に同期した同期信号を
発生する同期信号発生回路と、同期信号が得られたか否
かを判別する手段と、同期信号の周期の整数倍に相応す
るサンプリング時間を設定するサンプリング時間設定手
段と、予め設定したサンプリング回数を設定するサンプ
リング回数設定手段と、前記ひずみ波交流の瞬時値を前
記基本波周期より短い時間間隔でサンプリングするサン
プリング手段と、該サンプリング手段の出力をディジタ
ル信号に変換して出力するA/D変換回路と、該ディジ
タルデータに基づいて前記ひずみ波交流の特性値を演算
する演算手段とを設け、前記同期信号が得られたと判断
された場合には前記サンプリング時間に達するまで、前
記サンプリング手段によりサンプリングを行い、また、
同期信号が得られないと判断された場合には前記サンプ
リング回数に達するまで、前記サンプリング手段により
サンプリングを行うことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the configuration of the characteristic measuring apparatus of the digital arithmetic type of the present invention is such that a synchronizing signal generation for generating a synchronizing signal synchronized with the fundamental wave component of a distorted wave AC including a fundamental wave component and a harmonic wave component. A circuit, a means for determining whether or not a sync signal is obtained, a sampling time setting means for setting a sampling time corresponding to an integral multiple of the cycle of the sync signal, and a sampling frequency setting means for setting a preset sampling frequency. A sampling means for sampling the instantaneous value of the distorted wave alternating current at a time interval shorter than the fundamental wave period; an A / D conversion circuit for converting the output of the sampling means into a digital signal and outputting the digital signal; And a calculating means for calculating the characteristic value of the distorted wave alternating current based on the Until the sampling time, it was sampled by the sampling means,
When it is determined that the synchronization signal cannot be obtained, the sampling means performs sampling until the number of times of sampling is reached.

本発明の前記ひずみ波交流の特性値とは、実効値電圧、
実効値電流、電力及び力率を指し、本発明の実施に当り
その中から所望の特性値を適宜選定して実施する。
The characteristic value of the distorted wave alternating current of the present invention, the effective voltage,
It refers to the effective value current, power and power factor, and in carrying out the present invention, a desired characteristic value is appropriately selected from among them and implemented.

本発明の前記特性値の演算は、 (1)電圧の実効値 (2)電流の実効値 (3)有効電力 (4)皮相電力はP=V・I(VA) (5)無効電力は (6)力 率 (但し、Pは皮相電力) によってそれぞれ算出することができる。The calculation of the characteristic value of the present invention is (1) the effective value of the voltage (2) Effective value of current (3) Active power (4) Apparent power is P 2 = V · I (VA) (5) Reactive power is (6) Power factor (However, P 2 is the apparent power).

ここでv,v〜vは電圧データ20aの各データ
値、i〜iは電流データ20bの各データ値、Nは
電圧データ20a,電流データ20bの各データの個数
であり、量子化理論によると正弦波波形の場合1サイク
ル当りサンプル数が3個でよいとされている。
Here, v 1 and v 2 to v N are the respective data values of the voltage data 20a, i 1 to i N are the respective data values of the current data 20b, N is the number of the respective data of the voltage data 20a and the current data 20b, According to the quantization theory, in the case of a sine wave waveform, the number of samples per cycle is three.

例えば、基本波を50Hzとし2kHzまでの高調波を測定
目標とすると、2kHzの周期は500μ secであり、量
子化理論によると2kHzの1周期当りの最低サンプル数
3個を必要とするためサンプリング間隔は167(50
0μ sec÷3)μ secとなり、又、サンプル数はサンプ
リング時間を基本波の1週期とした場合、120個(3
個×2000Hz÷50Hz)となる。通常のひずみ波形に
対しては100μ sec程度のサンプル間隔とするので実
用上十分である。即ち、本発明の前記構成要素中の予め
設定した高調波とは、前記例示においては2kHzを指
す。
For example, if the fundamental wave is 50 Hz and the harmonics up to 2 kHz are the measurement target, the cycle of 2 kHz is 500 μsec, and according to the quantization theory, the minimum number of samples per cycle of 2 kHz is 3, so the sampling interval Is 167 (50
0 μ sec ÷ 3) μ sec, and the number of samples is 120 (3 when the sampling time is one week of the fundamental wave).
Number of pieces x 2000Hz ÷ 50Hz). A sampling interval of about 100 μsec is set for an ordinary distorted waveform, which is practically sufficient. That is, the preset harmonic in the constituent elements of the present invention refers to 2 kHz in the above example.

前記サンプリング時間の設定、つまり基本波周期の整数
倍の値は、通常3〜10程度の範囲を選定できるように
構成することによって、更に測定誤差が小さくなる。
By setting the sampling time, that is, a value that is an integral multiple of the fundamental wave period, so that a range of about 3 to 10 can be selected, the measurement error is further reduced.

ひずみ波形によっては、同期信号が得られないときがあ
る。このとき、測定不能となったのでは実用上好ましく
ない。したがって、本発明装置のプログラムには、同期
信号が得られない場合、サンプリング時間を基本波周期
の10倍(50サイクルのとき200msec )とし、サ
ンプリング数を2000個(200msec ÷0.1mse
c )として特性値を計算するとよい。この場合測定およ
び演算に多少時間を要する。
Depending on the distorted waveform, the sync signal may not be obtained. At this time, it is not preferable for practical use that measurement becomes impossible. Therefore, in the program of the device of the present invention, when the synchronization signal cannot be obtained, the sampling time is set to 10 times the fundamental wave period (200 msec at 50 cycles), and the sampling number is 2000 (200 msec ÷ 0.1 mse).
The characteristic value should be calculated as c). In this case, it takes some time for measurement and calculation.

即ち、本発明の前記構成要素中の非同期信号が得られな
い場合のサンプリング個数は、前記例示においては、サ
ンプリング周期100μ sec、サンプリング個数を20
00個を指す。なお同期信号が得られない場合であって
も、基本的な周波数を予め予想・確認することは一般に
可能であるから、サンプリングパルスの周波数を決定す
る高調波を予め設定することは可能である。
That is, the sampling number when the asynchronous signal in the constituent elements of the present invention is not obtained is, in the above example, a sampling cycle of 100 μsec and a sampling number of 20.
Indicates 00. Even if the synchronization signal cannot be obtained, it is generally possible to predict and confirm the basic frequency in advance, and therefore it is possible to preset the harmonics that determine the frequency of the sampling pulse.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を対照して一実施例により本発明を具体的に説
明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an embodiment with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示したブロック図、第2図
は第1図で計測するひずみ波交流の波形図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a waveform diagram of the distorted wave AC measured in FIG.

第1図において、1は変換装置であり、一対の電圧−電
圧変換器(以下PTと略記する)2a,2bと一対の電
流−電圧変換(以下CTと略記する)3a,3bを備
え、それぞれ対応する入力電圧又は入力電流を所定の倍
率の電圧に変換して出力する。第1図に示す実施例で
は、ひずみ波交流の被測定電源としてA相とB相を有す
る単相3線式の交流100Vに用いている。即ちA相側
の電源電圧をPT2aに、電源電流をCT3aに与える
とともにB相側の電源電圧をPT2bに、電源電流をC
T3bにそぞれ与えている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a converter, which includes a pair of voltage-voltage converters (hereinafter abbreviated as PT) 2a and 2b and a pair of current-voltage converters (hereinafter abbreviated as CT) 3a and 3b, respectively. The corresponding input voltage or input current is converted into a voltage of a predetermined magnification and output. In the embodiment shown in FIG. 1, a single-phase three-wire type AC 100V having an A phase and a B phase is used as a power source to be measured of a distorted wave AC. That is, the power supply voltage on the A phase side is supplied to PT2a and the power supply current is supplied to CT3a, and the power supply voltage on the B phase side is supplied to PT2b and the power supply current is C.
It is given to T3b respectively.

4a,4b,4c及び4dは減衰器(以下ATTと略記
する)であり、変換装置1からの入力電圧を入力レンジ
切換スイッチ5の指定する減衰率(入力レンジ切換信
号)に応じて減衰する。減衰器4a,4cの出力はアナ
ログスイッチ6aに、又減衰器4b,4dの出力はアナ
ログスイッチ6bに与えられる。各アナログスイッチ6
a,6bは、入力したA相側及びB相側の信号の内、マ
イクロプロセッサ8の切換信号に基づいて、いずれか一
方の指定された相の信号を出力する。
Reference numerals 4a, 4b, 4c and 4d denote attenuators (hereinafter abbreviated as ATT), which attenuate the input voltage from the converter 1 according to the attenuation rate (input range switching signal) designated by the input range switching switch 5. The outputs of the attenuators 4a and 4c are given to the analog switch 6a, and the outputs of the attenuators 4b and 4d are given to the analog switch 6b. Each analog switch 6
Among the input signals on the A-phase side and the B-phase side, a and 6b output the signal of one of the designated phases based on the switching signal of the microprocessor 8.

10は同期信号発生回路であり、減衰器4aの出力、即
ち第2図(X)に示すようなA相側の電圧信号が与えら
れており、被測定電源の基本波成分の周期に同期した同
期信号11を出力する。
Reference numeral 10 is a synchronizing signal generating circuit, which is provided with the output of the attenuator 4a, that is, the voltage signal on the A phase side as shown in FIG. 2 (X), and is synchronized with the cycle of the fundamental wave component of the power source to be measured. The sync signal 11 is output.

前記同期信号発生回路10の動作を第2図によって具体
的に説明すると、第2図(X)に示すように第1の閾値
とVと第1の閾値Vより低い値の第2の閾値とV
を設定したシュミット型のコンパレータ回路を内蔵して
おり、第2図(Y)に示すように電圧信号の値が第1の
閾値Vを越えてから第2の閾値Vに達するまでのあ
いだ、前述したコンパレータ回路がオンし、逆に第2の
閾値Vから次の第1の閾値Vに達するまでのあいだ
コンパレータ回路がオフする。この様な動作をくり返す
ことにより、例えば同期信号の立ち上り時間間隔から電
圧信号、即ち被測定電源の基本波成分の周期に同期した
同期信号11を出力する。なお、第2図(Z)に示すよ
うにA相側の電流信号に基づいて同期信号11を出力す
るようにしてもよい。この場合、減衰器4bの出力を同
期信号発生回路10に与えてやればよい。
The operation of the synchronizing signal generating circuit 10 will be described in detail with reference to FIG. 2. As shown in FIG. 2 (X), the first threshold value, V H, and the second threshold value lower than the first threshold value V H are used. Threshold and V L
A Schmitt type comparator circuit in which is set is built in, and as shown in FIG. 2 (Y), from when the value of the voltage signal exceeds the first threshold value V H until it reaches the second threshold value V L. The comparator circuit described above is turned on, and conversely, the comparator circuit is turned off from the second threshold value V L until the next first threshold value V H is reached. By repeating such operations, for example, the voltage signal, that is, the synchronization signal 11 synchronized with the cycle of the fundamental wave component of the power source to be measured is output from the rising time interval of the synchronization signal. The synchronization signal 11 may be output based on the current signal on the A phase side as shown in FIG. 2 (Z). In this case, the output of the attenuator 4b may be given to the synchronizing signal generating circuit 10.

12はサイクル設定回路であり、同期信号11の周期の
整数倍、例えば第2図(Y)で示すように2倍に相当す
るサンプリング時間Toを設定する。即ち、マイクロプ
ロセッサ8に内蔵したカウンタタイマコントローラ(以
下CTCと略記する)13から出力される所定周期、例
えばパルス間隔100μsec のパルス14を入力する
と、サイクル設定回路には、サンプリング時間Toのあ
いだだけパルス14をA/D変換器15a,15bに対
する変換指令信号16として出力する。このパルス14
のパルス幅は、通常2〜4μ sec程度の値である。
Reference numeral 12 denotes a cycle setting circuit, which sets a sampling time To corresponding to an integral multiple of the cycle of the synchronizing signal 11, for example, double as shown in FIG. That is, when a pulse 14 having a predetermined period output from a counter timer controller (hereinafter abbreviated as CTC) 13 incorporated in the microprocessor 8 is input, for example, a pulse interval of 100 μsec, the cycle setting circuit is pulsed only for the sampling time To. 14 is output as a conversion command signal 16 to the A / D converters 15a and 15b. This pulse 14
The pulse width is usually about 2 to 4 μsec.

各A/D変換器15a,15bは変換指令信号16を入
力すると、A/D変換を開始すると同時に、その直前に
ホルード信号17a,17b(以下それぞれEOC1、
EOC2と略記する)をそれぞれ対応するサンプルホー
ルド回路18a,18bに出力する。なお、このEOC
1、EOC2は、それぞれA/D変換が終了するまで出
力され続ける。
When each of the A / D converters 15a and 15b receives the conversion command signal 16, it starts A / D conversion, and immediately before that, the hold signals 17a and 17b (hereinafter, EOC1 and
EOC2) is output to the corresponding sample hold circuits 18a and 18b. In addition, this EOC
1 and EOC2 continue to be output until the A / D conversion is completed.

各サンプルホールド回路18a,18bは、ホルード信
号17a,17bを入力すると、対応する電圧信号、電
流信号の各瞬時値(アナログ値)をA/D変換器15
a,15bに出力し、A/D変換器15a,15bで対
応する12ビット並列ディジタル信号に変換する。そし
て、変換が終了すると、EOC1、EOC2はそれぞれ
電圧LOW レベルになり、それぞれ電圧データ20a,電
流データ20bとしてマイクロプロセッサ(以下プロセ
ッサと略記する)8に送出される。EOC1、EOC2
は21aのオアゲートを介してプロセッサ8に出力され
るので、15a、15b両方とも変換終了したときのみ
電圧LOW レベルになり、21の出力信号を割込み信号と
している。
When the hold signals 17a and 17b are input, the sample and hold circuits 18a and 18b convert the instantaneous values (analog values) of the corresponding voltage and current signals into the A / D converter 15 respectively.
a and 15b, and the A / D converters 15a and 15b convert the corresponding 12-bit parallel digital signals. When the conversion is completed, the EOC1 and EOC2 are respectively set to the voltage LOW level and sent to the microprocessor (hereinafter abbreviated as processor) 8 as voltage data 20a and current data 20b, respectively. EOC1, EOC2
Is output to the processor 8 via the OR gate of 21a, so that both 15a and 15b become the voltage LOW level only when the conversion is completed, and the output signal of 21 is used as an interrupt signal.

割込信号21をプロセッサ8に出力してプロセッサ8に
内蔵されるメモリに対して前述のディジタル化された電
圧データ20a,電流データ20bを格納する。プロセ
ッサ8は、関数IC22とこの関数ICを制御するCP
U等で形成される演算手段を内蔵しており、CPUのプ
ログラム制御による演算ルーチンに従って所望の特性値
の演算を行なう。
The interrupt signal 21 is output to the processor 8 to store the above-mentioned digitized voltage data 20a and current data 20b in the memory incorporated in the processor 8. The processor 8 has a function IC 22 and a CP for controlling this function IC.
It has a built-in calculation means formed of U or the like, and calculates a desired characteristic value according to a calculation routine under the program control of the CPU.

プロセッサ8での上記演算が終了すると、この演算結果
は表示コントロールCPU23に転送され、2進数を1
0進数に変換した後、表示データ24として表示部25
に出力する。表示部25は表示データ24に基づいて演
算結果、本実施例では電圧、電流の実効値、有効電力、
力率を10進数で表示する。また、プロセッサ8は電圧
データ20a、電流データ20bの各データを監視して
おり、不適正なデータである旨を検出すると、エラー信
号27を出力してデータエラー表示部28に対してエラ
ー表示を指令する。29は測定モードスイッチであり、
第1図に示す被測定電源のA相、B相またはA相+B相
かの測定モードを設定する。
When the above calculation in the processor 8 is completed, the calculation result is transferred to the display control CPU 23 and the binary number is set to 1
After being converted into a decimal number, the display data 25 is displayed on the display unit 25.
Output to. The display unit 25 calculates results based on the display data 24. In this embodiment, the effective values of voltage and current, active power,
Displays the power factor in decimal. Further, the processor 8 monitors each data of the voltage data 20a and the current data 20b, and when detecting that the data is incorrect, it outputs an error signal 27 and displays an error display on the data error display unit 28. Order. 29 is a measurement mode switch,
The measurement mode of A-phase, B-phase or A-phase + B-phase of the power source to be measured shown in FIG. 1 is set.

第3図はプロセッサ8に内蔵されるCPUのメインプロ
グラムを示したフローチャート、第4図はデータのサン
プリング制御を示したフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing the main program of the CPU incorporated in the processor 8, and FIG. 4 is a flowchart showing the data sampling control.

第3図及び第4図を参照して本発明の動作を説明する。The operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

第3図に示すようにステップS1で電源が投入するか、
又はステップS2でリセットスイッチを操作すると、ス
テップS3に進み、関数IC22,CTC13等が初期
設定される。ステップS4では測定モードスイッチ29
の操作に応じてあらかじめ設定されている測定モードを
判別する。ステップS5では同期信号11の有無を判別
し、サンプリングの方式として同期式か非同期式かを決
定する。即ち、同期信号11が得られるとステップS
6,S7へ進み同期式によるサンプリングを実行し、逆
に同期信号11が得られない場合はステップS8へ進み
非同期式によるサンプリングを実行する。
Whether power is turned on in step S1 as shown in FIG.
Alternatively, when the reset switch is operated in step S2, the process proceeds to step S3, and the functions IC22, CTC13, etc. are initialized. In step S4, the measurement mode switch 29
Determine the preset measurement mode according to the operation. In step S5, the presence / absence of the synchronization signal 11 is discriminated to determine whether the sampling method is synchronous or asynchronous. That is, when the synchronization signal 11 is obtained, step S
6, the processing proceeds to S7, and the sampling by the synchronous method is executed. On the contrary, when the synchronization signal 11 cannot be obtained, the processing proceeds to step S8 and the sampling by the asynchronous method is executed.

次に測定モードがA相+B相を設定した場合について示
した第4図を参照して同期式及び非同期式によるサンプ
リングを詳細に説明する。
Next, the synchronous and asynchronous sampling will be described in detail with reference to FIG. 4 showing the case where the measurement mode is set to the A phase + B phase.

まず、ステップS5において、同期信号11が得られた
ことが判別されると、ステップS6へ進みサイクル設定
回路12に内蔵されたサイクル設定用ディップスイッチ
のサイクル設定数を読み込む。即ち、第2図(Y)に示
すようにサイクル設定数が例えば2であることを読み取
る。もちろんこのサイクル設定用ディップスイッチは2
以外の適宜の整数、例えば3〜10に設定することがで
き、サイクル設定数の値と同期信号11の周期とでサン
プリング時間Toが決定される。上記の例ではサンプリ
ング時間Toは以下のように設定される。即ち被測定電
源の電源周波数を50Hzとすると、 ステップT1ではCTC13を駆動して所定のパルス1
4を発生する。
First, in step S5, when it is determined that the synchronization signal 11 is obtained, the process proceeds to step S6, and the number of cycle settings of the cycle setting DIP switch built in the cycle setting circuit 12 is read. That is, it is read that the set cycle number is 2, for example, as shown in FIG. Of course, this cycle setting DIP switch is 2
It can be set to an appropriate integer other than, for example, 3 to 10, and the sampling time To is determined by the value of the set cycle number and the cycle of the synchronization signal 11. In the above example, the sampling time To is set as follows. That is, if the power supply frequency of the power supply to be measured is 50 Hz, In step T1, the CTC 13 is driven to drive the predetermined pulse 1
4 is generated.

ステップT2では同期信号11の読み込みと同時にステ
ップT3で前記パルス間隔100μsec のパルス14を
サイクル設定回路12へ出力する。ステップT4では各
アナログスイッチ6a,6bに対して被測定電源のA相
側への切換を指令する。ステップT5ではA相のアナロ
グ電圧、電流のホールドによるサンプリング、そしてA
/D変換が行われるが、実際はプログラムを必要としな
い。
At step T2, at the same time as the reading of the synchronizing signal 11, the pulse 14 having a pulse interval of 100 μsec is outputted to the cycle setting circuit 12 at step T3. In step T4, the analog switches 6a and 6b are instructed to switch the power source to be measured to the A phase side. In step T5, analog voltage of phase A, sampling by holding current, and A
Although / D conversion is performed, no program is actually required.

即ち、このとき、第1図で説明したとおりCTCからパ
ルス14が出力されると、各A/D変換器15a,15
bからは対応するサンプルホールド回路18a,18b
にホールド信号(EOC1、EOC2)17a,17b
を出力すると、入力される電圧、電流のアナログ値がサ
ンプリングされ、その後ディジタルデータに変換され
る。上記ディジタル変換が終了するとステップT6で変
換終了信号、即ち割込信号(EOC)21が各A/D変
換器15a,15bからプロセッサ8に与え、ステップ
T7でディジタル変換されたA相側の電圧データ20a
及び電流データ20bをメモリに格納する。ステップT
8では各アナログスイッチ6a,6bに対して被測定電
源のB相側への切換を指令する。ステップT9からステ
ップT11までは、前記A相について行なったと同じ操
作をB相について行ない、B相に与えられたメモリ領域
にデータを格納する。
That is, at this time, when the pulse 14 is output from the CTC as described in FIG. 1, each A / D converter 15a, 15
From b, corresponding sample hold circuits 18a and 18b
Hold signals (EOC1, EOC2) 17a, 17b
Is output, the analog values of the input voltage and current are sampled and then converted into digital data. When the digital conversion is completed, a conversion end signal, that is, an interrupt signal (EOC) 21 is given from the A / D converters 15a and 15b to the processor 8 at step T6, and the voltage data on the A phase side digitally converted at step T7. 20a
And the current data 20b are stored in the memory. Step T
At 8, the analog switches 6a and 6b are instructed to switch the power source to be measured to the B-phase side. From step T9 to step T11, the same operation as that performed for the A phase is performed for the B phase, and the data is stored in the memory area given to the B phase.

続いてステップT12では同期信号発生回路10から出
力される同期信号11の信号周期を監視しており、同期
信号11の信号周期がサイクル数2に相応する時間、即
ちサンプリング時間Toを経過したかどうかを判別し、
サンプリング時間Toに達していない場合は再びステッ
プT4に戻りA相及びB相のサンプリングを継続する。
また、サンプリングを開始してからサンプリング時間T
oを経過するとステップS9へ進みサンプリング動作を
終了する。
Subsequently, in step T12, the signal cycle of the sync signal 11 output from the sync signal generation circuit 10 is monitored, and whether the signal cycle of the sync signal 11 has passed the time corresponding to the number of cycles 2, that is, the sampling time To. To determine
If the sampling time To has not been reached, the process returns to step T4 to continue sampling of the A phase and the B phase.
In addition, the sampling time T from the start of sampling
When o has passed, the process proceeds to step S9 to end the sampling operation.

次に非同期式によるサンプリングを説明する。即ちステ
ップS5で非同期式であることが判別されるとステップ
T13では、CTC13からパルス間隔100μsec の
パルス14をサイクル設定回路12に出力する。ステッ
プT14では各アナログスイッチ6a,6bに対して被
測定電源のA相側への切換を指令する。ステップT15
でサイクル設定回路12は前記パルス14をそのまま各
A/D変換回路15a,15bに制御信号16として与
え、上記ステップT5と同様にデータを処理し、ステッ
プT16でディジタル変換を終了した各A/D変換回路
15a,15bは(EOC)信号21をマイクロプロセ
ッサに与え、ステップT17でディジタル変換したA相
側の電圧データ20a及び電流データ20bをメモリに
格納する。
Next, asynchronous sampling will be described. That is, if it is determined in step S5 that it is an asynchronous type, in step T13, the CTC 13 outputs the pulse 14 having a pulse interval of 100 μsec to the cycle setting circuit 12. At step T14, the analog switches 6a and 6b are instructed to switch the power source to be measured to the A phase side. Step T15
Then, the cycle setting circuit 12 gives the pulse 14 as it is to the respective A / D conversion circuits 15a and 15b as the control signal 16, processes the data in the same manner as in the step T5, and completes the digital conversion in the step T16. The conversion circuits 15a and 15b supply the (EOC) signal 21 to the microprocessor and store the voltage data 20a and the current data 20b on the A phase side, which are digitally converted in step T17, in the memory.

ステップT18では各アナログスイッチ6a,6bに対
して被測定電源のB相側への切換を指令し、ステップT
19〜T21ではステップT15〜T17と同様の操作
をB相について実行し、B相のデータに与えられたメモ
リ領域に格納する。
In step T18, the analog switches 6a and 6b are instructed to switch the power source to be measured to the phase B side, and step T18 is executed.
In 19 to T21, the same operation as in steps T15 to T17 is executed for the B phase and stored in the memory area given to the B phase data.

ステップT22ではサンプリングの回数を監視してお
り、サンプリングの回数が所定数以下、例えば2000
回以下である場合には、再びステップT14に戻りA相
側及びB相側のサンプリングを継続する。ここでサンプ
リングの回数が2000回に達すると、サンプリングは
終了しステップS9に進む。なお、上記サンプリング回
数は回数を多く設定すれば精度は向上するが測定時間と
演算時間がより長くなる。50Hzの場合2000回で
0.2秒の測定時間を要することとなる。
In step T22, the number of times of sampling is monitored, and the number of times of sampling is less than or equal to a predetermined number, for example, 2000.
If the number of times is less than or equal to the number of times, the process returns to step T14 again to continue sampling on the A phase side and the B phase side. Here, when the number of sampling times reaches 2000, the sampling ends and the process proceeds to step S9. If the number of samplings is set to a large number, the accuracy improves, but the measurement time and the calculation time become longer. In the case of 50 Hz, 2000 times requires a measurement time of 0.2 seconds.

再び第3図を参照するに、以上のようにサンプリングが
終了すると、ステップS9において、入力レンジ切換ス
イッチ5の入力レンジに応じてメモリに格納した電圧デ
ータ及び電流データの各データ値を補正する。ステップ
S10では関数IC22を始動して被測定対照の各特性
値を演算する。ステップS11では演算結果を表示コン
トロールCPU22へ転送すると共にステップS4に戻
り測定動作を繰返す。
Referring to FIG. 3 again, when the sampling is completed as described above, in step S9, each data value of the voltage data and the current data stored in the memory is corrected according to the input range of the input range changeover switch 5. In step S10, the function IC22 is started to calculate each characteristic value of the measured contrast. In step S11, the calculation result is transferred to the display control CPU 22, and the process returns to step S4 to repeat the measurement operation.

次に演算結果の表示動作について説明する。表示コント
ロールCPU22ではステップS12に示すようにプロ
セッサ8から割り込み信号を入力すると、ステップS1
3で演算結果を受信する。この演算結果は2進数である
ため、ステップS14で10進数に変換される。ステッ
プS15では10進数に変換した表示データ24を出力
して表示部25に演算結果の表示を指令し、ステップS
12に戻り、次の計算結果の転送信号により表示動作を
繰り返す。
Next, the operation of displaying the calculation result will be described. In the display control CPU 22, when an interrupt signal is input from the processor 8 as shown in step S12, step S1
In 3, the calculation result is received. Since this operation result is a binary number, it is converted to a decimal number in step S14. In step S15, the display data 24 converted into a decimal number is output and the display unit 25 is instructed to display the calculation result.
Returning to step 12, the display operation is repeated by the transfer signal of the next calculation result.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明によれば、基本波成分と高調
波成分を含むひずみ波交流に基本波成分の周期に同期す
る同期信号発生回路を設け、同期信号が得られると予め
設定した高調波1サイクル中から少なくとも3回サンプ
リングする周波数のサンプリングパルスを、基本波周期
の複数倍のサンプリング回数を前記サンプリング手段に
与え、また同期信号が得られないと、予め設定したサン
プリング回数を前記サンプリング手段に与えるようにし
たので、著しいひずみ波形のひずみ波交流の場合でも、
その特性値を簡単な操作で且つ高精度に計測することが
できる。
As described above, according to the present invention, a distorted wave alternating current including a fundamental wave component and a harmonic wave component is provided with a synchronizing signal generating circuit that synchronizes with the cycle of the fundamental wave component, and when a synchronizing signal is obtained, a preset harmonic wave is obtained. A sampling pulse having a frequency of sampling at least three times from one cycle is given to the sampling means a plurality of times of sampling times of the fundamental wave period, and if a synchronization signal is not obtained, a preset sampling number is given to the sampling means. Since it is applied, even in the case of a distorted alternating current with a significantly distorted waveform,
The characteristic value can be measured with high accuracy by a simple operation.

即ち、本発明のひずみ波交流特性測定装置は、前記の各
特性値をディジタル値で高精度に演算できるので、単に
測定器の利用に止まらずこれらの演算結果を他の中央管
理装置にそのまま転送することができ、電力等を効果的
に遠隔的に監視、収録する監視システムを容易に実現す
ることができるので高度産業社会、且つ情報化社会の要
求に対応することができる。
That is, since the distorted wave AC characteristic measuring apparatus of the present invention can calculate each characteristic value with a digital value with high accuracy, the calculation results are not limited to the use of the measuring device and the calculation results are directly transferred to another central control unit. Since it is possible to easily realize a monitoring system for effectively remotely monitoring and recording electric power and the like, it is possible to meet the demands of a highly industrialized society and an information society.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示したブロック図、第2図
は第1図で計測する被測定電源のひずみ波交流の波形
図、第3図はマイクロプロセッサに内蔵されるCPUの
メンイプログラムを示したフローチャート、第4図はデ
ータのサンプリング制御を示したフローチャートであ
る。 1……変換装置、2a,2b……電圧−電圧変換器、3
a,3b……電流−電圧変換器、4a〜4d……減衰
器、5……入力レンジ切換スイッチ、6a,6b……ア
ナログスイッチ、8……マイクロプロセッサ、10……
同期信号発生回路、12……サイクル設定回路、13…
…CTC、15a,15b……A/D変換器、22……
関数IC、23……表示コントロールCPU、25……
表示部、28……データエラ表示部、29……入力レン
ジ切換スイッチ。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of a distorted wave AC of a power source to be measured measured in FIG. 1, and FIG. 3 is a main memory of a CPU incorporated in a microprocessor. FIG. 4 is a flowchart showing a program, and FIG. 4 is a flowchart showing data sampling control. 1 ... Converter, 2a, 2b ... Voltage-voltage converter, 3
a, 3b ... Current-voltage converter, 4a-4d ... Attenuator, 5 ... Input range selector switch, 6a, 6b ... Analog switch, 8 ... Microprocessor, 10 ...
Sync signal generation circuit, 12 ... Cycle setting circuit, 13 ...
... CTC, 15a, 15b ... A / D converter, 22 ...
Function IC, 23 ... Display control CPU, 25 ...
Display unit, 28 ... Data error display unit, 29 ... Input range selector switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基本波成分と高調波成分を含むひずみ波交
流の前記基本波成分に同期した同期信号を発生する同期
信号発生回路と、同期信号が得られたか否かを判別する
手段と、同期信号の周期の整数倍に相応するサンプリン
グ時間を設定するサンプリング時間設定手段と、予め設
定したサンプリング回数を設定するサンプリング回数設
定手段と、前記ひずみ波交流の瞬時値を前記基本波周期
より短い時間間隔でサンプリングするサンプリング手段
と、該サンプリング手段の出力をディジタル信号に変換
して出力するA/D変換回路と、該ディジタルデータに
基づいて前記ひずみ波交流の特性値を演算する演算手段
とを設け、前記同期信号が得られたと判断された場合に
は前記サンプリング時間に達するまで、前記サンプリン
グ手段によりサンプリングを行い、また、同期信号が得
られないと判断された場合には前記サンプリング回数に
達するまで、前記サンプリング手段によりサンプリング
を行うことを特徴とするひずみ波交流特性測定装置。
1. A synchronization signal generation circuit for generating a synchronization signal synchronized with the fundamental wave component of a distorted wave alternating current including a fundamental wave component and a harmonic component, and means for determining whether or not the synchronization signal is obtained. Sampling time setting means for setting a sampling time corresponding to an integer multiple of the cycle of the synchronizing signal, sampling number setting means for setting a preset sampling frequency, and an instantaneous value of the distorted wave AC for a time shorter than the fundamental wave cycle. Sampling means for sampling at intervals, an A / D conversion circuit for converting the output of the sampling means into a digital signal and outputting the digital signal, and an arithmetic means for calculating the characteristic value of the distorted wave AC based on the digital data are provided. If it is determined that the synchronization signal is obtained, the sampling means performs sampling until the sampling time is reached. Perform ring, also to the case where it is determined that the synchronization signal can not be obtained reaches the number of samplings, the strain wave AC testing apparatus characterized by performing sampling by the sampling means.
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