JPH0648282B2 - 電子式電力量計 - Google Patents

電子式電力量計

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JPH0648282B2
JPH0648282B2 JP60130183A JP13018385A JPH0648282B2 JP H0648282 B2 JPH0648282 B2 JP H0648282B2 JP 60130183 A JP60130183 A JP 60130183A JP 13018385 A JP13018385 A JP 13018385A JP H0648282 B2 JPH0648282 B2 JP H0648282B2
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政義 戸田
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Mitsubishi Electric Corp
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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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/133—Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はデジタル乗算方式の電子式電力量計に関する
ものである。
〔従来の技術〕
第２図は例えば特公昭５７−５４６６号公報に示された
従来の電子式電力量計を略示的に表わしたブロツク図で
ある。
図において、(1)および(2)は被測定回路の電圧および電
流が入力される入力端子であり、それぞれＡ／Ｄ変換器
(5)および(6)の入力端子に接続される。(7)はデジタル
乗算器であり、その入力端子は上記Ａ／Ｄ変換器(5)お
よび(6)の出力端子に接続される。一方、出力端子はア
キュムレータ(8)の入力端子に接続される。アキュムレ
ータ(8)の出力端子は、電子式電力量計(100) の出力端
子(9)に接続される。
次に、上記構成の電子式電力量計(100) の動作について
説明する。入力端子(1)および(2)に入力された被測定回
路の電圧・電流に比例した電圧・電流が、それぞれＡ／
Ｄ変換器(5)および(6)に入力される。Ａ／Ｄ変換器(5)
および(6)は、入力された電圧・電流をＡ／Ｄ変換し、
乗算器(7)にデイジタル値を出力する。このデイジタル
値は被測定回路の瞬時電力に比例した値であり、アキュ
ムレータ(8)はこの値を累算していく。以下、前述の動
作を繰返し、アキュムレータ(8)の内部の値が一定の値
に達する毎にパルス出力を出力端子(9)に出力する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の従来の電子式電力量計(100) において、電子式電
力量計の精度を満定するためには、例えば電流信号側の
Ａ／Ｄ変換器(6)に極めて高精度のＡ／Ｄ変換器（例え
ば長ビツト数のＡ／Ｄ変換器）が要求されている。即
ち、電力量計に要求される性能は、電圧の変化の範囲は
定格値の±１０％程度において精度を保証するものであ
るが、電流の変化の範囲は定格値の１／60〜1/1 の範囲
においてその絶対精度の保証が求められている。例え
ば、定格の１／60の電流値において±１％の絶対精度を
保証しようとすれば、この点における量子化誤差は1/10
0 以下、即ち、1/128 ＝1/27 の分解能を要求され７ビ
ツトであることが必要である。
従つて、定格値においては６０倍の電流入力が入つてく
るため、少なくとも６４倍＝26倍（６ビツト）のダイナ
ミツクレンジが必要であり、Ａ／Ｄ変換器(6)としては
結果として、７ビツト＋６ビツト＝１３ビツトのＡ／Ｄ
変換器を必要とする。電子式電力量計はその使用される
用途から安価で高信頼度を有することが必要條件である
ため、その製作手段は大量生産が可能であること、即
ち、モノリシツクＩＣ化が可能であることが必須の條件
となる。しかるに、１３ビツトというような高分解能の
Ａ／Ｄ変換器はモノリシツクＩＣ化が極めて困難であ
り、低消費電力化、低コスト化、大量生産にとつて大き
な障害となつてきた。
この発明は上記のような欠点を解消するためになされた
ものであり、少ないビツト数の（低分解能の）A/D 変換
器で、広い負荷範囲において高い精度の電子式電力量計
を、低コスト・高信頼度で提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る電子式電力量計は、入力される電圧・電
流のアナログ加減算を行つた後にA/D 変換を行い、それ
ぞれのデイジタル値の２乗および互いの差を得ることに
より乗算を行わせるようにしたものである。
〔作 用〕
この発明においては、A/D 変換器に入力されるアナログ
電圧値が狭い範囲でのみ変化するため、少ないビツト数
のA/D 変換器により広い電流変化範囲で精度の高い演算
が行われる。
〔実施例〕
第１図はこの発明に係る電子式電力量計の一実施例を示
すブロツク図であり、第２図のものと同一部分には同一
の符号を付して説明を省略する。
図面において、(3)はアナログ加算器であり、その入力
端子の一方が電圧入力端子(1)へ、他方が電流入力端子
(2)に接続され、出力端子はA/D 変換器(50)へ接続され
る。(4)はアナログ減算器であり、その入力端子の一方
が電圧入力端子(1)へ、他方が電流入力端子(2)に接続さ
れ、出力端子はA/D 変換器(60)へ接続される。
次に上記構成の電子式電力量計(200) の動作について説
明する。
入力端子(1)および(2)に印加された電圧・電流はそれぞ
れアナログ加算器(3)およびアナログ減算器(4)の入力に
印加される。アナログ加算器(3)は入力された電圧・電
流の加算を行い、加算したアナログ電圧をA/D 変換器(5
0)に入力する。
アナログ減算器(4)は入力された電圧・電流の減算を行
い、減算したアナログ電圧をA/D 変換器(60)に入力す
る。
ＡＤ変換器(50)および(60)は入力されたアナログ電圧を
デイジタル値に変換する。
今、A/D 変換器(50)および(60)の構成がバイナリの１０
ビツトであるとすれば、このときに発生する量子化誤差
はA/D 変換器(50)および(60)のフルスケール入力を１０
〔Ｖ〕とすれば量子化誤差 △Ｖ＝10/210〔Ｖ〕となる。
入力端子(2)に印加される電流が定格値の１／60〜1/1
の範囲において変化するものとし、その比例したA/D 変
換器(50)(60)に入力される電圧値の電流成分に比例する
部分が定格において３〔Ｖ〕である場合について述べる
と次のようになる。
即ち、この電流成分と比例する部分の変化範囲は、定格
値の１／60において０．０５〔Ｖ〕，1/1 において３
〔Ｖ〕となり、入力端子(1)に入力される電圧の定格値
におけるA/D 変換器(50)(60)に入力される電圧値の電圧
成分に比例する部分を５〔Ｖ〕となるように構成してお
けば、ＡＤ変換器(50)および(60)に入力される電圧値は
表１の如くなる。
まず、入力端子(2)に入力される電流値が定格値の1/1
においては、A/D 変換器(50)において発生する量子化誤
差をその入力される電圧に対して％表示をすれば、 となる。
A/D 変換器(60)において発生する量子化誤差は、同様に となる。
この量子化誤差をデイジタル２乗演算することにより、
A/D 変換器(50)から得られるデイジタル値に対応した誤
差は、0.122 ×２＝0.244〔％〕、A/D 変換器(60)に対
応した誤差は、0.326 ×２＝0.65〔％〕となる。
これらの２乗された値の差の演算が行われることによ
り、その誤差は演算される数値の重みにより加算される
ため、総合の誤差は、 となる。
次に、入力端子(2)に入力される電流の値が定格値の１
／60の場合、A/D 変換器(50)および(60)における量子化
誤差を％表示すれば、A/D 変換器(50)においては、 となる。
A/D 変換器(60)においては、 で表わされる。
これらの値をデイジタル的に２乗し、その差をとること
から総合の誤差は同様に、 となる。
なお、上記の実施例においては、A/D 変換器(50)(60)を
並置した構成例について述べたが、アナログ加減算器
(3)(4)の後にアナログスイツチを設け、二つのアナログ
信号を一つのA/D 変換器により行わしめても同一の目的
を達成できる。
また、アナログ加算器(3)、アナログ減算器(4)を独立し
たものとして並置した実施例を示したが、入力される電
圧・電流の極性を転極により同一のアナログ加算器で構
成してもよい。
〔発明の効果〕
この発明は以上のように、従来のものでは例えば1/60〜
1/1 の範囲で１．０％の誤差を補償するためには、１３
ビツトのA/D 変換器が必要であつたが、アナログ加減算
を行つた後A/D 変換を行い、デイジタル処理を行うこと
により、１０ビツトのA/D 変換器で同等の性能を得ら
れ、単純に約1/8 の分解能のA/D 変換器で済ませること
ができる。このため、モノリシツクＩＣ化により大量生
産を前提とする電子式電力量計においては、低コストで
低消費電力、高信頼度のものの提供が可能となり、極め
て大きな効果を得るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す電子式電力量計を示
すブロツク図、第２図は従来の電子式電力量計を示すブ
ロツク図である。 図において、(1)は電圧入力端子、(2)は電流入力端子、
(3)はアナログ加算器、(4)はアナログ減算器、(50)(60)
はA/D 変換器、(7)は乗算器、(8)はアキュムレータ、
(9)は出力端子である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被測定回路の電圧・電流に比例した信号
    を、互いに加算，減算するアナログ加算器とアナログ減
    算器、上記アナログ加算器とアナログ減算器の出力をデ
    イジタル変換するA/D 変換器、上記A/D 変換器からのア
    ナログ加算値および減算値に対応したデイジタル値を各
    々２乗して差を得、これを累算することにより電力量を
    計量する演算制御部を備えてなる電子式電力量計。
JP60130183A 1985-06-14 1985-06-14 電子式電力量計 Expired - Lifetime JPH0648282B2 (ja)

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US06/873,983 US4752731A (en) 1985-06-14 1986-06-13 Electronic type electric energy meter

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