JPH0798340A - オフセット電圧自動補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源ラインの周波数を測定する手段を設け、こ
れにより測定された電源周波数に応じてオフセット電圧
の測定時間を定めることにより、電源周波数のノイズを
除去し、以て測定周期を大幅に延ばすことなくオフセッ
ト電圧の正確な自動補正が可能な回路を提供を目的にす
る。 【構成】 入力端にオフセット電圧の補正用スイッチが
接続された入力回路、この入力回路を介して与えられる
被測定のアナログ入力をディジタル信号に変換するアナ
ログ・デジタル変換器、電源電圧の周波数を検出する周
波数検出回路、及び前記アナログ・デジタル変換器と周
波数検出回路の出力が与えられ電源電圧の周波数に同期
して前記オフセット電圧補正用スイッチを駆動する駆動
信号を出力し被測定のアナログ入力からオフセット電圧
を差し引く演算を行うプロセッサを具備したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電圧，電流，或いは電
力等の電気量を測定する測定回路に用いられるオフセッ
ト電圧の自動補正回路に関するものである。電圧，電
流，電力等の電気量を高精度で測定する装置において
は、この測定装置を構成する入力回路，或いはアナログ
・デジタル変換器等に生じるオフセット電圧を補正する
オフセット電圧補正回路を必要とする。

【０００２】

【従来の技術】以下、本発明の補正回路を説明する前
に、従来のオフセット電圧自動補正手段を備えた測定装
置を図２を用いて説明する。図２に於いて、１１は被測
定の交流入力が与えられる端子、１２は与えられた入力
を正規化する入力回路、１３は入力回路１２の出力をデ
ジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器、１４
はプロセッサである。Ｓはオフセット自動補正用のスイ
ッチで、入力端子１１と共通電位点ＣＯＭとの間に接続
されている。

【０００３】このような構成の装置に於いては、入力電
気量の測定に先立ち、スイッチＳを一定時間閉じて入力
を零にし、入力回路１２及びアナログ・デジタル変換器
１３等に存在するオフセット電圧を測定した後、スイッ
チＳを開にして入力電気量を測定し、プロセッサ１４に
おいてその測定値から先に検出したオフセット電圧を差
し引くことにより、オフセット電圧を自動的に補正する
ようになっている。

【０００４】しかし、このような従来のオフセット電圧
自動補正は オフセット電圧はスイッチＳを閉じることにより測定
されるが、Ｓを閉じている時間が電源電圧の周期より短
いと、電源ラインの周波数のノイズを除去することが難
しい。 スイッチＳを閉じる時間を長くすると、測定周期が長
くなる。等の問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電源ライン
の周波数周期を測定する手段を設け、これにより測定さ
れた電源周波数周期に応じてオフセット電圧の測定時間
を定めることにより、電源周波数のノイズを除去し、以
て測定周期を大幅に延ばすことなくオフセット電圧の正
確な自動補正が可能な回路を提供することを目的とした
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、その入力端に
オフセット電圧の補正用スイッチが接続された入力回
路、この入力回路を介して与えられる被測定のアナログ
入力をディジタル信号に変換するアナログ・デジタル変
換器、電源電圧の周波数周期を検出する周波数周期検出
回路、及び前記アナログ・デジタル変換器と周波数周期
検出回路の出力が与えられ電源電圧の周波数に同期して
前記オフセット電圧補正用スイッチを駆動する駆動信号
を出力し前記被測定のアナログ入力からオフセット電圧
を差し引く演算を行うプロセッサを具備したものであ
る。

【０００７】

【作用】このような本発明では、電源の周波数周期が検
出され、この周期に同期してオフセット電圧補正用のス
イッチが駆動される。

【０００８】

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例回路を説明
する。図１は本発明の一実施例を示した回路構成図で、
ここでは電力計に本発明に係わるオフセット電圧自動補
正回路を設けた場合を例示してある。図において、１
１，２１は電源ラインの交流電圧ｖ，同じく電流ｉが印
加される端子、３１は電源ラインの周波数ｆを測定する
為の端子である。

【０００９】１２は端子１１より与えられる電圧ｖを正
規化する増幅器で、その入力端子にはこれと並列にスイ
ッチＳ１が接続されている。２２は端子２１より与えら
れる電流ｉを正規化する増幅器で、その入力端子には直
並列に接続され、相補的な関係で動作する一対のスイッ
チＳ２とＳ３が接続されている。これらのスイッチＳ１
〜Ｓ３はオフセット電圧自動補正用のもので、Ｓ１とＳ
３の各一端は共通電位点ＣＯＭに接続されている。

【００１０】１３と２３はそれぞれアナログ・デジタル
変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）、１３ａはサンプ
リング・クロック発生器である。Ａ／Ｄ変換器１３と２
３はサンプリング・クロック発生器１３ａが出力するク
ロックにより増幅器１２と２２の出力をサンプリング
し、これをそれぞれデジタル信号に変換する。３２は端
子３１より得られた電源ラインの波形を矩形波に整形す
る波形整形回路である。

【００１１】４０はディジタル・シグナル・プロセッサ
（以下、ＤＳＰと言う）で、波形整形回路３２の出力が
入力されるポート４１とスイッチＳ１〜Ｓ３を駆動する
信号を出力するポート４２、及びＡ／Ｄ変換器１３と２
３からのデジタル信号を取り込み、両信号の掛算を行う
掛算機能等を備えている。５０は測定値等を表示する表
示器、６０はディジタル・シグナル・プロセッサ４０
と，表示器５０等を含む本測定装置全体の演算，制御を
司るマイクロ・プロセッサである。

【００１２】このような構成の本発明装置の動作をオフ
セット電圧検出モードと電気量測定モードについて説明
すると次の如くなる。 オフセット電圧検出モードについて。 端子３１より入力された電源ラインにおける電圧は、波
形整形回路３２に加えられて矩形波に波形整形された
後、入力ポート４１を介してＤＳＰ４０に取り込まれ、
その周期（周波数）が検出される。ＤＳＰ４０におい
て、取り込まれた電源の周波数周期に応じて、平均化に
必要なサンプル回数Ｎが求められる。例えば、電源周波
数が５０Ｈｚで、サンプリング・クロック発生器１３ａ
のクロック周波数ｎが例えば１００ＫＨｚの場合、Ｎ＝
１００ＫＨｚ／５０Ｈｚ＝２０００となる。ＤＳＰ４０
は、スイッチＳ１とＳ３をオン，Ｓ２をオフとする信号
（スイッチセット信号）を出力ポート４２より各スイッ
チに送出する。このスイッチセツト期間，入力信号は零
となり、オフセット電圧測定モードとして電圧回路１
２，１３，及び電流回路２２，２３のオフセット電圧は
それぞれＤＳＰ４０に取り込まれる。このオフセット電
圧のサンプリングはＮ回行われ、ＤＳＰ４０において下
式（１），（２）の平均化演算が行われる。得られたオ
フセット電圧の値はＤＳＰ４０内のメモリーに蓄えられ
る。 ｍｖ＝（１／Ｎ）Σｖ’ｎ …（１） ｍｉ＝（１／Ｎ）Σｉ’ｎ …（２） （１），（２）式において、 ｍｖ；電圧回路のオフセット値 ｍｉ；電流回路のオフセット値 ｖ’ｎ；Ａ／Ｄ変換器１３からの瞬時値 ｉ’ｎ；Ａ／Ｄ変換器２３からの瞬時値

【００１３】電気量測定モードについて。 ＤＳＰ４０より出力ポート４２を介して取り出される電
気量測定期間，ＤＳＰ４０はスイッチＳ１，Ｓ３がオ
フ，Ｓ２がオンになる信号（スイッチリセット信号）を
出力ポート４２より各スイッチに送出する。これによ
り、端子１１，２１より入力された交流電圧ｖ及び電流
ｉはそれぞれ増幅器１２，２２及びＡ／Ｄ変換器１３，
２３を介してＤＳＰ４０に取り込まれる。Ａ／Ｄ変換器
１３，２３でのサンプリング毎の瞬時値をｖｎ’，ｉ
ｎ’とする。ＤＳＰ４０はこのサンプリング毎の測定値
ｖｎ’，ｉｎ’と、前記メモリに蓄えられたオフセット
電圧ｍｖとｍｉにより下式の演算を行い、これによりオ
フセットを補償する。 ｖｎ＝ｖｎ’−ｍｖ …（３） ｉｎ＝ｉｎ’−ｍｉ …（４） （３），（４）式において、ｖｎ，ｉｎはオフセットを
補償後の入力電圧ｖ及び電流ｉの瞬時値を表す。このＤ
ＳＰ４０はこの電圧ｖ及び電流ｉの瞬時値を掛算し、瞬
時電力ｗｎを求める。 ｗｎ＝ｖｎ×ｉｎ …（５） ＤＳＰ４０は、更にこの瞬時電力を求める演算を電源の
周波数周期に応じた回数，即ちＮ回行い、その平均電力
ｓｗを求める。 ｓｗ＝（１／Ｎ）Σｗｎ …（６） 求めた平均電力ｓｗは、種々の加工演算が施され、ＣＰ
Ｕ６０の制御の基にデータ転送が行われ、その値は表示
器５０に於いて表示される。表示された電力ｗｎの値
は、オフセット電圧が自動的に補正された正確な値のも
のとなる。以上述べたＤＳＰ４０の動作フローを図２に
示す。なお、このフローにおいて、タイムデレーはスイ
ッチＳ１〜Ｓ３の応答時間待ちを表すものである。な
お、上述した実施例では本発明を電力計について説明し
たが、電力計に限るものではなく、電圧測定器，或いは
電流測定器等にも用いることができる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
電源ラインの周波数周期を検出し、オフセット測定周期
を電源周波数周期と同期させることにより、電源周波数
ノイズの影響を受けずにオフセットの測定ができるの
で、この測定したオフセット量を基にしてこのオフセッ
ト量を自動的に正確に補償することのできるオフセット
自動補償手段を備えた測定装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した回路構成図である。

【図２】図１の動作を説明する為のフローである。

【図３】従来例の回路構成図である。

【符号の説明】

Ｓ１〜Ｓ３ オフセット補償用スイッチ １１ 電圧入力端子 １２，２２ 入力回路 １３，２３ アナログ・デジタル変換器 ２１ 電流入力端子 ３１ 電源電圧入力端子 ３２ 波形整形回路 ４０ デジタル・シグナル・プロセッサ ５０ 表示器 ６０ マイクロプロセッサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力端にオフセット電圧の補正用スイッチが接続された
入力回路、この入力回路を介して与えられる被測定のア
ナログ入力をディジタル信号に変換するアナログ・デジ
タル変換器、電源電圧の周波数を検出する周波数検出回
路、及び前記アナログ・デジタル変換器と周波数検出回
路の出力が与えられ電源電圧の周波数に同期して前記オ
フセット電圧補正用スイッチを駆動する駆動信号を出力
し前記被測定のアナログ入力からオフセット電圧を差し
引く演算を行うプロセッサを具備したオフセット電圧自
動補正回路。
1. 【請求項１】