JPH11108971A - 電力メータ - Google Patents

電力メータ

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JPH11108971A
JPH11108971A JP9266628A JP26662897A JPH11108971A JP H11108971 A JPH11108971 A JP H11108971A JP 9266628 A JP9266628 A JP 9266628A JP 26662897 A JP26662897 A JP 26662897A JP H11108971 A JPH11108971 A JP H11108971A
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JP
Japan
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power
line
hall element
passing
plug
Prior art date
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Pending
Application number
JP9266628A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaharu Niizawa
正治 新沢
Shoji Kuma
彰二 隈
Hisafumi Tate
尚史 楯
Takehiro Sugiyama
剛博 杉山
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 家電製品の消費電力を簡便に計測できる電力
メータを提供する。 【解決手段】 電力の入力用のプラグ2と出力用のコン
セント3とを設けた本体4に、これらプラグ2からコン
セント3へ電力を供給するライン5を収容し、このライ
ン5を通過する電力を計測する電力計測手段6を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器の消費電
力を計測する電力メータに係り、特に、家電製品の消費
電力を簡便に計測できる電力メータに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電流と電圧とはそれぞれ単独に別々の装
置で計測するのが一般的である。また、電流の計測と電
圧の計測とを一つの装置でスイッチにより切り替えて行
うテスタも一般的に知られている。電力は、瞬時瞬時の
電流値と電圧値とを掛け算すれば得られるので、電力メ
ータを実現する方法は、別々の装置で計測した電流値と
電圧値とから計算で電力値を得る方法や計測及び計算を
一つの装置で行う方法など様々に考えられる。電力メー
タは、上記した瞬時値の電力を計測表示する他に、電力
を一定時間に亘って平均化して表示することも可能であ
り、この平均値を表示する方法が一般的に採用されてい
る。
【0003】従来の電力メータは、電流計測用の端子と
電圧計測用の端子との最低2組の端子があり、利用者は
消費電力を計測したい電気機器にこれら2組の端子に対
応する端子を設け、これら対応する端子同士を結線する
必要があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力メータは、
特殊な工業用計測装置或いは研究室用計測装置であり、
一般の人が簡便に使用できるようなものではない。例え
ば、一般の人が家電製品の消費電力を簡便に計測できる
ような電力メータは存在しない。簡便に使用できない理
由は、上記したように電流と電圧とを同時に計測するた
めの2組の端子があるため、結線が繁雑であり、また、
利用者が計測の度に結線を行うことから、結線間違いが
起きやすいことにある。
【0005】しかし、近年では、パソコン、電灯、空調
機、冷蔵庫等の昼夜連続して使用する家電製品が増加
し、その消費電力が重要な問題となっている。各家庭に
おいて一般の人が容易にかつ結線の間違いもなく家電製
品の消費電力を計測できるような電力メータが望まれて
いる。
【0006】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、家電製品の消費電力を簡便に計測できる電力メータ
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電力の入力用のプラグと出力用のコンセン
トとを設けた本体に、これらプラグからコンセントへ電
力を供給するラインを収容し、このラインを通過する電
力を計測する電力計測手段を設けたものである。
【0008】上記電力計測手段にホール素子を用いても
よい。
【0009】上記ホール素子の材料が、GaAs,Al
As,InSb,Siのいずれかを含む材料であっても
よい。
【0010】上記ホール素子の電流入力端子に上記ライ
ンの通過電力の電圧に比例する電流を印加すると共に、
このホール素子に上記ラインの通過電力の電流に比例す
る磁場を印加することにより、このホール素子の出力電
圧を上記ラインの通過電力に比例させてもよい。
【0011】上記計測された電力の一定時間の積算値を
検出する積算値検出手段を設けてもよい。
【0012】上記積算値検出手段が、上記ホール素子の
出力電圧をその出力電圧にパルス出現頻度が比例するパ
ルス列に変換し、このパルスの数を計数することによ
り、積算値に比例する計数値を検出してもよい。
【0013】電力計測のために消費する電力が上記通過
電力の一部から供給されてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0015】図1の実施形態による電力メータ1は、家
電製品の消費電力を計測するものであり、家庭用コンセ
ントに嵌合する入力用プラグ2と計測対象の家電製品の
プラグに嵌合する出力用コンセント3とを備えている。
なお、これら入力用プラグ2及び出力用コンセント3の
具体的な構造は説明を省略するが、相手側のコンセント
やプラグなどの接続要素に対して簡易に装着できるもの
であればよい。また、計測対象は家電製品に限定される
ものではなく、入力用プラグ2と出力用コンセント3と
は、ひとつの本体4に設けられている。本体4について
の具体的な構造は説明を省略するが、この本体4は、入
力用プラグ2と出力用コンセント3とを一体構造とする
ためのものである。従って、入力用プラグ2や出力用コ
ンセント3を本体4内に組み込んだ構成としてもよい
し、本体4から伸ばしたコードに入力用プラグ2や出力
用コンセント3を取り付けた構成としてもよい。
【0016】この本体4には、入力用プラグ2から出力
用コンセント3へ電力を供給するライン5が収容されて
いる。また、このライン5を通過する電力を計測する電
力計測手段6が設けられている。さらに、計測された電
力の一定時間の積算値を検出する積算値検出手段(積算
回路)7、計測した電力や積算値を表示する表示器8
a,8bが設けられている。これら電力計測手段6、積
算値検出手段7、表示器8a,8bが電力計測のために
消費する電力は、ライン5の通過電力の一部から供給さ
れるようになっている。
【0017】この電力メータの利用者は、入力用プラグ
2を家庭用コンセントに差し込み、計測対象の家電製品
のプラグを出力用コンセント3に差し込む。入力用プラ
グ2から出力用コンセント3まではライン5によって導
通しているので、計測対象の家電製品には通常の使用時
と変わりなく電力が供給できる。また、電力メータ自体
の電力も供給できる。電力計測手段6はライン5を通過
する電力を計測するので、家電製品を運転すると、家電
製品が消費している電力を計測することができる。この
ように、本発明の電力メータは、家庭用コンセントと計
測対象の家電製品との間に挿入するだけで計測が可能で
あるため、結線の煩わしさや間違いがなく、一般の人で
も容易に利用することができる。
【0018】計測された家電製品の消費電力は、平均化
回路9により一定の周期や一定の期間を平均して表示器
8aに表示することができ、また、積算回路7により一
定時間積算して表示器8bに表示することができる。
【0019】さて、次に、電力計測手段について詳細に
説明する。
【0020】この実施形態では、電力計測手段6は、G
aAs基板を用いたホール素子をその主要な構成部品と
している。GaAs基板を用いたホール素子は、入出力
抵抗の温度に対する変化が少なく、また、磁場に対する
ホール起電圧の直線性がよいことから、本発明の電力メ
ータには最適である。GaAsの代わりにAlAs,I
nSb,Siを用いてもよいことは勿論である。
【0021】ホール素子は、入力端子間に電流を流し、
磁場を印加すると、出力端子間に電流と磁場とのそれぞ
れに比例した(つまり電流と磁場との掛け算に比例し
た)ホール起電圧を発生する素子である。従って、本発
明のように、ライン5の通過電力の電圧に比例した電流
をホール素子の入力端子間に流し、ライン5の通過電力
の電流に比例した磁場をホール素子に印加すれば、ホー
ル素子の性質によって出力端子間にはラインの通過電力
に比例した出力電圧を得ることができる。
【0022】そこで、図1に示されるように、本発明の
電力メータは、ライン5中にコイル11を形成し、この
コイルが発生する磁気回路内にホール素子12を設置し
たものである。これにより、コイル11を流れる電流に
比例した磁場がホール素子12に印加される。一方、ホ
ール素子12の入力端子13は所定の抵抗値を持つ抵抗
器14を介してライン5に接続する。これにより、ライ
ン5,5間の電圧に比例した電流をホール素子12の入
力端子13,13間に流すことができる。従って、ホー
ル素子12の出力端子16,16間に挿入した電圧計1
5により、ライン5の通過電力に比例した電圧が計測で
きる。
【0023】計測する電力の電圧や電流は直流である必
要はないが、交流や様々に変動する波形を持つ電力の場
合、電圧と電流との位相がずれないように、これらの位
相を揃えて電流及び磁場をホール素子に印加するとよ
い。また、ホール素子やその他に使用されている部品
は、周波数特性を持つので、計測する電力の電圧や電流
に含まれている周波数成分に応じて周波数特性を考慮し
た計測を行うとよい。
【0024】電圧計15で計測した電圧は、ライン5の
通過電力に比例しているので、電力に変換して表示器8
aに表示する。計測する電力の電圧や電流が変動する場
合には、ホール素子12の出力電圧も変動する。この場
合、出力電圧を平均化回路9により一定期間、平均化処
理をするとよい。また、ホール素子12の出力電圧を電
圧増幅回路17で増幅したり、図示されない補正回路で
各種の補正を加えたりすることにより、計測の精度を高
めたり、演算しやすくするとよい。
【0025】本発明の作用効果の確認のため、ホール素
子を用いた電力計測手段を作成した。即ち、ドーナツ状
のフェライトリングを半径方向に切断することにより、
周の一箇所を幅1.0mmの幅で除去した。この間隙に
厚さ0.9mmのホール素子を挿入し、エポキシ系の樹
脂で封止してフェライトリングに固定した。磁場がホー
ル素子に垂直に(即ち、厚さ方向に)印加されるよう
に、上記フェライトリングの切断は周に対して垂直に行
った。フェライトリングに直径が約1.5mmの銅のエ
ナメル被覆線を巻き、1Aの電流を流したときに約0.
05T(テスラ)の磁場がホール素子に印加されるよう
に、エナメル被覆線の巻き数を調整した。ホール素子1
2の電流入力端子13には抵抗器14を介してライン5
に接続し、ライン5,5間の電圧が約100Vのとき約
1mAの電流がホール素子12に流れるように抵抗値を
選んだ。
【0026】ホール素子12の出力電圧が電圧増幅回路
17で増幅され、平均化回路9で平均化処理した値が電
力表示器8aに表示される。50Hzで100Vの交流
電圧がライン5,5間に印加されているとき、計測対象
の家電製品の消費電力100Wに対して出力値が10m
Vとなるようにゲインを調節した。この状態にて、交流
電圧を50V〜150Vの範囲で変化させ、また、ライ
ン通過電流が0.2A〜1.5Aの範囲で変化させて電
力を計測し、電力計測の精度を検討したところ、実際の
電力に対する誤差は2%以下であった。計測の安定性や
計測精度の改善は、出力電圧を様々な条件に適合するよ
うに補正する装置を導入することで実現できる。
【0027】図1の実施形態による電力メータ1には、
積算電力の計測のために、積算値検出手段である積算回
路7が設けられている。積算電力の表示器として、電力
表示器8aとは別に、積算電力表示器8aが設けられて
いる。積算回路7は、電力値に比例するパルスを発生さ
せるものであり、具体的には、平均化回路9の出力電圧
にパルス出現頻度が比例するパルス列を発生させ、この
パルスの数を積算するものである。計測対象の家電製品
の積算電力は、積算回路7で積算されたパルスの数と比
例していることが確認された。従って、積算電力の計測
開始時期と終了時期とを設定することにより、任意の期
間に消費された積算電力の計測が可能である。
【0028】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0029】(1)入力用プラグを電源コンセントに差
し込み、計測対象の機器のプラグを出力用コンセントに
差し込むだけで使用できるので、結線に煩わされること
なく簡便に、かつ間違わずに計測できる。
【0030】(2)電力計測手段にホール素子を用いた
ので、小型軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す電力メータの構成図
である。
【符号の説明】
2 入力用プラグ 3 出力用コンセント 4 本体 5 ライン 6 電力計測手段 7 積算値検出手段 11 コイル 12 ホール素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 剛博 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンタ内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力の入力用のプラグと出力用のコンセ
    ントとを設けた本体に、これらプラグからコンセントへ
    電力を供給するラインを収容し、このラインを通過する
    電力を計測する電力計測手段を設けたことを特徴とする
    電力メータ。
  2. 【請求項2】 上記電力計測手段にホール素子を用いた
    ことを特徴とする請求項1記載の電力メータ。
  3. 【請求項3】 上記ホール素子の材料が、GaAs,A
    lAs,InSb,Siのいずれかを含む材料であるこ
    とを特徴とする請求項2記載の電力メータ。
  4. 【請求項4】 上記ホール素子の電流入力端子に上記ラ
    インの通過電力の電圧に比例する電流を印加すると共
    に、このホール素子に上記ラインの通過電力の電流に比
    例する磁場を印加することにより、このホール素子の出
    力電圧を上記ラインの通過電力に比例させたことを特徴
    とする請求項2又は3記載の電力メータ。
  5. 【請求項5】 上記計測された電力の一定時間の積算値
    を検出する積算値検出手段を設けたことを特徴とする請
    求項1〜4いずれか記載の電力メータ。
  6. 【請求項6】 上記積算値検出手段が、上記ホール素子
    の出力電圧をその出力電圧にパルス出現頻度が比例する
    パルス列に変換し、このパルスの数を計数することによ
    り、積算値に比例する計数値を検出することを特徴とす
    る請求項5記載の電力メータ。
  7. 【請求項7】 電力計測のために消費する電力が上記通
    過電力の一部から供給されることを特徴とする請求項1
    〜6いずれか記載の電力メータ。
JP9266628A 1997-09-30 1997-09-30 電力メータ Pending JPH11108971A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7511471B2 (en) 2003-09-30 2009-03-31 Loyal Port Company Limited Magnetic bridge electric power sensor
WO2012098698A1 (ja) 2011-01-20 2012-07-26 富士通株式会社 テーブルタップ及び電力測定システム
JP2014166013A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 分電盤

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