JPS6025745B2 - 電力測定方法 - Google Patents
電力測定方法Info
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- JPS6025745B2 JPS6025745B2 JP54501369A JP50136979A JPS6025745B2 JP S6025745 B2 JPS6025745 B2 JP S6025745B2 JP 54501369 A JP54501369 A JP 54501369A JP 50136979 A JP50136979 A JP 50136979A JP S6025745 B2 JPS6025745 B2 JP S6025745B2
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- signal
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- 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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- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
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- H—ELECTRICITY
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- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/18—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging
- H03M1/181—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging in feedback mode, i.e. by determining the range to be selected from one or more previous digital output values
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電力測定方法、特に静的電気計器に用いられ
る電力測定方法に関する。
る電力測定方法に関する。
特許請求の範囲第１項の前文に記載された方法に従って
作動し基準信号の各周期においてそれぞれ電圧のデジタ
ル測定値と電流のデジタル測定値を求めるようにした測
定装置が以前に提案されている。
作動し基準信号の各周期においてそれぞれ電圧のデジタ
ル測定値と電流のデジタル測定値を求めるようにした測
定装置が以前に提案されている。
第２ａ図に図示したように電圧に比例する測定信号ｕ（
ｔ）が、好ましくは三角形波状に周期的に変化する基準
信号Ｕｒ（ｔ）と比較されパルス界山ｂ（第２ｃ図）が
形成される。このパルス列は両信号ｕ（ｔ）及びＵｒ（
ｔ）の交点Ｐ，〜Ｐ２に対応するそれぞれの時点ｔ，及
び時点ｔ２においてその論理状態が変化する。パルス期
間Ｔ，、すなわち時間差（ｔ２一ｔ，）は基準信号Ｕｒ
（ｔ）の周期Ｔｒにおける測定信号ｕ（ｔ）の平均値Ｕ
，＝（Ｕ，十Ｕ２）／２を示す尺度となる。ただしＵ，
ないしＵ２ は時点ｔ，ないしｔ２における測定信号ｕ
（ｔ）の瞬間値を示す。このパルス列Ｕ肋ま高周波のク
ロックパルスを用いて検出され、パルスカウンタによっ
て期讃歌，に対応するパルス数が計数される。このパル
ス数は電圧平均値のデジタル測定値を表わし同様にして
求められた電流のデジタル平均値と計算回路において掛
け算される。これによって電力の尺度が得られ積分する
ことによって電気エネルギーに対する尺度が得られる。
基準信号Ｕｒ（ｔ）の周波数は有限であるので測定信号
ｕ（ｔ）が一定値でなかったりサイン波形が低周波数で
ないときには原理に塞く測定誤差が発生する。例えば交
流終において電力を測定する場合、万一高調波が存在す
ると正しい測定をすることができなくなる。測定誤差は
基準信号Ｕｒ（ｔ）の周波数を充分高く選んだ場合には
許容限界内におさえることができる。例えば周波数を２
倍にすると測定誤差は４分の１となる。しかし回路素子
、例えばコンパレータの動作速度が有限であるので基準
信号Ｕｒ（ｔ）の周波数を任意に大きく選ぶことはでき
ない。従って、この発明の課題は基準信号Ｕｒ（ｔ）の
周波数を増大させることなく測定誤差を減少させること
である。
ｔ）が、好ましくは三角形波状に周期的に変化する基準
信号Ｕｒ（ｔ）と比較されパルス界山ｂ（第２ｃ図）が
形成される。このパルス列は両信号ｕ（ｔ）及びＵｒ（
ｔ）の交点Ｐ，〜Ｐ２に対応するそれぞれの時点ｔ，及
び時点ｔ２においてその論理状態が変化する。パルス期
間Ｔ，、すなわち時間差（ｔ２一ｔ，）は基準信号Ｕｒ
（ｔ）の周期Ｔｒにおける測定信号ｕ（ｔ）の平均値Ｕ
，＝（Ｕ，十Ｕ２）／２を示す尺度となる。ただしＵ，
ないしＵ２ は時点ｔ，ないしｔ２における測定信号ｕ
（ｔ）の瞬間値を示す。このパルス列Ｕ肋ま高周波のク
ロックパルスを用いて検出され、パルスカウンタによっ
て期讃歌，に対応するパルス数が計数される。このパル
ス数は電圧平均値のデジタル測定値を表わし同様にして
求められた電流のデジタル平均値と計算回路において掛
け算される。これによって電力の尺度が得られ積分する
ことによって電気エネルギーに対する尺度が得られる。
基準信号Ｕｒ（ｔ）の周波数は有限であるので測定信号
ｕ（ｔ）が一定値でなかったりサイン波形が低周波数で
ないときには原理に塞く測定誤差が発生する。例えば交
流終において電力を測定する場合、万一高調波が存在す
ると正しい測定をすることができなくなる。測定誤差は
基準信号Ｕｒ（ｔ）の周波数を充分高く選んだ場合には
許容限界内におさえることができる。例えば周波数を２
倍にすると測定誤差は４分の１となる。しかし回路素子
、例えばコンパレータの動作速度が有限であるので基準
信号Ｕｒ（ｔ）の周波数を任意に大きく選ぶことはでき
ない。従って、この発明の課題は基準信号Ｕｒ（ｔ）の
周波数を増大させることなく測定誤差を減少させること
である。
本発明による方法では測定値の検出と乗算の頻度が２倍
になり、それによって測定誤差は４分の１になる。
になり、それによって測定誤差は４分の１になる。
以下に交流網における電気エネルギーを測定する静的電
気計器を例にして本発明を詳細に説明する。
気計器を例にして本発明を詳細に説明する。
第１図の上半分には電圧測定回路１が、また下半分には
電流測定回路２がそれぞれ図示されている。
電流測定回路２がそれぞれ図示されている。
両側定回路１，２にはそれぞれ共通に矩形波発生器３、
この発生器によって制御される基準信号発生器４、クロ
ック発生器５並びに遅延回路６が接続される。電圧測定
回路１はコンパレータ１１、４つのアンドゲート１２〜
１５及び２つのパルスカウン夕１６，１７から構成され
、また電流測定回路２はコンパレータ２１、４つのアン
ドゲート２２〜２５及び２つのパルスカウンタ２６，２
７から構成される。測定すべき電圧に比例する電気信号
ｕ（ｔ）はコンパレータ１１の第１の入力に入力され、
測定すべき電流に比例する電気信号ｉ（ｔ）はコンパレ
ータ２１の第１の入力に入力される。
この発生器によって制御される基準信号発生器４、クロ
ック発生器５並びに遅延回路６が接続される。電圧測定
回路１はコンパレータ１１、４つのアンドゲート１２〜
１５及び２つのパルスカウン夕１６，１７から構成され
、また電流測定回路２はコンパレータ２１、４つのアン
ドゲート２２〜２５及び２つのパルスカウンタ２６，２
７から構成される。測定すべき電圧に比例する電気信号
ｕ（ｔ）はコンパレータ１１の第１の入力に入力され、
測定すべき電流に比例する電気信号ｉ（ｔ）はコンパレ
ータ２１の第１の入力に入力される。
基準信号発生器４の出力はそれぞれコンパレータ１１，
２１の第２の入力と接続される。コンパレータ１１の出
力はアンドゲート１２，１４を介してパルスカウンター
６のカウント入力Ｚに接続されると共にアンドゲート１
３，１５を介してパルスカウンター７のカウント入力Ｚ
に接続される。
２１の第２の入力と接続される。コンパレータ１１の出
力はアンドゲート１２，１４を介してパルスカウンター
６のカウント入力Ｚに接続されると共にアンドゲート１
３，１５を介してパルスカウンター７のカウント入力Ｚ
に接続される。
同機にコンパレータ２１の出力はアンドゲート２２，２
４を経てパルスカウンタ２６のカウント入力Ｚに接続さ
れると共にアンドゲート２３，２５を経てパルスカウン
タ２７のカウント入力Ｚと接続される。矩形波発生器３
の出力はアンドゲート１２，２２の入力とアンドゲート
１３，２３の反転入力と接続され、さらに遅延回路６を
経てパルスカウンタ１６，１７，２６，２７のリセット
入力Ｒと接続される。一方クロック発生器５はそれぞれ
アンドゲート１４，１５，２４，２５の入力と接続され
る。パルスカウンタ１６，１７，２６，２７はそれぞれ
データバスを介して計算回路７に接続される。
４を経てパルスカウンタ２６のカウント入力Ｚに接続さ
れると共にアンドゲート２３，２５を経てパルスカウン
タ２７のカウント入力Ｚと接続される。矩形波発生器３
の出力はアンドゲート１２，２２の入力とアンドゲート
１３，２３の反転入力と接続され、さらに遅延回路６を
経てパルスカウンタ１６，１７，２６，２７のリセット
入力Ｒと接続される。一方クロック発生器５はそれぞれ
アンドゲート１４，１５，２４，２５の入力と接続され
る。パルスカウンタ１６，１７，２６，２７はそれぞれ
データバスを介して計算回路７に接続される。
この計算回路は矩形波発生器３によって制御され、マイ
クロコンピュータによって構成される。計算回路７には
パルスカウン夕８が接続される。上に説明した回路は以
下のように動作する。
クロコンピュータによって構成される。計算回路７には
パルスカウン夕８が接続される。上に説明した回路は以
下のように動作する。
矩形波発生器３は周期期間がＴｒの対称な矩形波電圧Ｕ
ａを発生する（第２ｂ図）。矩形波発生器３によって制
御される基準信号発生器４は周期期間がＴｒの周期的に
変化する基準信号Ｕｒ（ｔ）を発生する。この基準信号
は図示例ではゼロ点に対して対称な三角波形電圧（第２
ａ図）であるが、周期期間がＴｒである他の所定の時間
関数の電圧であってもよい。コンパレータ１１によって
測定信号ｕ（ｔ）と基準信号Ｕｒ（ｔ）が比較される。
第２ａ図には点Ｐ，〜Ｐ４において基準信号Ｕｒ（ｔ）
と交叉する測定信号ｕ（ｔ）の経過曲線が図示されてい
る。コンパレータ１１から発生したパルス列肌（第２ｃ
図）は各交点においてその論理状態が変化する。この場
合、Ｔ，−Ｔｒ／２＝Ｋ・Ｕ・ Ｔｒ が成り立つので、コンパレータ１１は基準信号発生器４
と共にいわゆるマークスペース変調器として機能する。
ａを発生する（第２ｂ図）。矩形波発生器３によって制
御される基準信号発生器４は周期期間がＴｒの周期的に
変化する基準信号Ｕｒ（ｔ）を発生する。この基準信号
は図示例ではゼロ点に対して対称な三角波形電圧（第２
ａ図）であるが、周期期間がＴｒである他の所定の時間
関数の電圧であってもよい。コンパレータ１１によって
測定信号ｕ（ｔ）と基準信号Ｕｒ（ｔ）が比較される。
第２ａ図には点Ｐ，〜Ｐ４において基準信号Ｕｒ（ｔ）
と交叉する測定信号ｕ（ｔ）の経過曲線が図示されてい
る。コンパレータ１１から発生したパルス列肌（第２ｃ
図）は各交点においてその論理状態が変化する。この場
合、Ｔ，−Ｔｒ／２＝Ｋ・Ｕ・ Ｔｒ が成り立つので、コンパレータ１１は基準信号発生器４
と共にいわゆるマークスペース変調器として機能する。
ただしＴ，はパルス列血のパルス期間でありｋは定数で
ある。アンドゲート１２の出力にはパルス期間がＴ３の
パルス列肌ｃ（第２ｄ図）が発生し、アンドゲート１３
の出力にはパルス期間がＬのパルス列Ｕｄ（第２ｅ図）
が発生する。
ある。アンドゲート１２の出力にはパルス期間がＴ３の
パルス列肌ｃ（第２ｄ図）が発生し、アンドゲート１３
の出力にはパルス期間がＬのパルス列Ｕｄ（第２ｅ図）
が発生する。
パルス列Ｕｃのパルスはそれぞれ基準信号Ｕｒ（ｔ）の
最初の半周期において交点Ｐ，に対応する時点ｔ，から
始まり、基準信号の折り返し時点Ｔｒ／２であるその最
初の半周期の終了時に終了する。基準信号Ｕｒ（ｔ）の
２番目の半周期の開始時にそれぞれパルス列Ｕｄのパル
スが発生する。このパルスは交点Ｐ２に対応する時点ら
で終了する。パルス期間Ｔ３は時点りこおける測定信号
ｕ（ｔ）のアナログ測定値Ｕ，を表わし、またパルス期
間Ｌは時点ｔ２における測定信号ｕ（ｔ）のアナログ測
定値Ｕ２を表わす。すなわち Ｕ．＝砦（４ｔ−Ｔｒ） ‘１） Ｕ２＝砦（４Ｌ−ｍ ■ ただしＵｍは基準信号Ｕｒ（ｔ）の波高値である。
最初の半周期において交点Ｐ，に対応する時点ｔ，から
始まり、基準信号の折り返し時点Ｔｒ／２であるその最
初の半周期の終了時に終了する。基準信号Ｕｒ（ｔ）の
２番目の半周期の開始時にそれぞれパルス列Ｕｄのパル
スが発生する。このパルスは交点Ｐ２に対応する時点ら
で終了する。パルス期間Ｔ３は時点りこおける測定信号
ｕ（ｔ）のアナログ測定値Ｕ，を表わし、またパルス期
間Ｌは時点ｔ２における測定信号ｕ（ｔ）のアナログ測
定値Ｕ２を表わす。すなわち Ｕ．＝砦（４ｔ−Ｔｒ） ‘１） Ｕ２＝砦（４Ｌ−ｍ ■ ただしＵｍは基準信号Ｕｒ（ｔ）の波高値である。
クロツク発生器５は周期期間Ｔｒに比較して周波数が高
いクロックパルスを発生する。
いクロックパルスを発生する。
パルス期間Ｔ３の間ではクロツクパルスはアンドゲート
１４を通過するので、このパルス期間Ｔ３に比例する数
のパルスがパルスカウンタ１６に入力される。パルス期
間Ｂｒ４の間ではクロックパルスはアンドゲート１ ５
を通過するので、周期期間Ｔ４に比例する数のパルスが
パルスカウンター７に入力される。電圧測定回路１の動
作に関する説明は同様に電流測定回路２に対しても当て
はまる。
１４を通過するので、このパルス期間Ｔ３に比例する数
のパルスがパルスカウンタ１６に入力される。パルス期
間Ｂｒ４の間ではクロックパルスはアンドゲート１ ５
を通過するので、周期期間Ｔ４に比例する数のパルスが
パルスカウンター７に入力される。電圧測定回路１の動
作に関する説明は同様に電流測定回路２に対しても当て
はまる。
基準信号Ｕｒ（ｔ）の最初の半周期ではクロツクパルス
がパルスカウンタ２６に入力され次の半周期ではクロツ
クパルスがパルスカウンタ２７に入力される。その場合
カウントされたクロツクパルスの数はそれぞれ電流のデ
ジタル測定値を示す。周期Ｔｒの終了時パルスカウンタ
１ ６，１ ７，２６’２７の内容は計算回路７に移さ
れる。この計算回路ではパルスカウンタ１６の内容（な
いしこの内容から式‘１｝に従って計算された測定値）
とパルスカウンタ２６の内容が掛け算されると共に、パ
ルスカウンタ１７の内容とパルスカウソタ２７の内容が
掛け算される。このようにして計算された積の各々は電
力の瞬間値を示す尺度となる。リセット入力Ｒにパルス
が入るとパルスカウンタ１６，１７，２６，２７が再び
リセットされる。上に述べた過程は基準信号Ｕｒ（ｔ）
の各周期毎に改めて繰り返される。
がパルスカウンタ２６に入力され次の半周期ではクロツ
クパルスがパルスカウンタ２７に入力される。その場合
カウントされたクロツクパルスの数はそれぞれ電流のデ
ジタル測定値を示す。周期Ｔｒの終了時パルスカウンタ
１ ６，１ ７，２６’２７の内容は計算回路７に移さ
れる。この計算回路ではパルスカウンタ１６の内容（な
いしこの内容から式‘１｝に従って計算された測定値）
とパルスカウンタ２６の内容が掛け算されると共に、パ
ルスカウンタ１７の内容とパルスカウソタ２７の内容が
掛け算される。このようにして計算された積の各々は電
力の瞬間値を示す尺度となる。リセット入力Ｒにパルス
が入るとパルスカウンタ１６，１７，２６，２７が再び
リセットされる。上に述べた過程は基準信号Ｕｒ（ｔ）
の各周期毎に改めて繰り返される。
継続的に発生する電力の瞬間値に基づき計算回路７なし
、しパルスカウンタ８において積分することにより電力
の平均値ないし電気エネルギーが測定される。基準信号
Ｕｒ（ｔ）の各半周期においてそれぞれ電圧のデジタル
測定値Ｕ，ないしＵ２ ならびに電流のデジタル測定値
が求められ両側定値の積がつくられるので、各周期毎に
それぞれ電圧の平均値Ｕ，と対応した電流の平均値を掛
け算するだけの方法に比較して測定ならびに積の形成頻
度は２倍になりそれによって測定誤差は４分の１となる
。
、しパルスカウンタ８において積分することにより電力
の平均値ないし電気エネルギーが測定される。基準信号
Ｕｒ（ｔ）の各半周期においてそれぞれ電圧のデジタル
測定値Ｕ，ないしＵ２ ならびに電流のデジタル測定値
が求められ両側定値の積がつくられるので、各周期毎に
それぞれ電圧の平均値Ｕ，と対応した電流の平均値を掛
け算するだけの方法に比較して測定ならびに積の形成頻
度は２倍になりそれによって測定誤差は４分の１となる
。
第３図において第１図と同じ参照符号は第１図と同じも
のを示す。
のを示す。
コンパレータ１１の出力はアンドゲート１８の入力とま
たアンドゲート１９の反転入力と接続され、コンパレー
タ２１の出力はアンドゲート２８の入力とアンドゲート
２９の反転入力と接続される。クロック発生器５はアン
ドゲート１８，１９，２８，２９の第２の入力と接続さ
れる。この各アンドゲートの出力はそれに関連したパル
スカウンタ１６，１７，２６あるいは２７のカウント入
力Ｚと接続される。矩形波発生器３の出力は遅延回路６
を経てパルスカウンタ１６，２６のリセツト入力Ｒに接
続されると共に、ィンバータ８及び遅延回路９を経てパ
ルスカウンタ１７，２７のリセット入力Ｒと接続される
。さらに矩形波発生器３は直接ならびにィンバータ８を
介して計算回路７を制御する。次に第４図を参照してこ
の回路の動作を説明する。
たアンドゲート１９の反転入力と接続され、コンパレー
タ２１の出力はアンドゲート２８の入力とアンドゲート
２９の反転入力と接続される。クロック発生器５はアン
ドゲート１８，１９，２８，２９の第２の入力と接続さ
れる。この各アンドゲートの出力はそれに関連したパル
スカウンタ１６，１７，２６あるいは２７のカウント入
力Ｚと接続される。矩形波発生器３の出力は遅延回路６
を経てパルスカウンタ１６，２６のリセツト入力Ｒに接
続されると共に、ィンバータ８及び遅延回路９を経てパ
ルスカウンタ１７，２７のリセット入力Ｒと接続される
。さらに矩形波発生器３は直接ならびにィンバータ８を
介して計算回路７を制御する。次に第４図を参照してこ
の回路の動作を説明する。
基準信号Ｕｒ（ｔ）の周期Ｔｒにおいてパルス列Ｕｂの
パルス期間Ｔ，の間クロック発生器５のクロックパルス
がアンドゲート１８を通過する。パルスカウンタ１６に
おいてこの間のクロツクパルス数が計数される。このク
ロックパルス数はパルス期間Ｔ，に比例し、式▽，：砦
（汀，−Ｔｒ）‘３’ に従い測定信号ｕ（ｔ）の平均値 ▽，＝（▽，十口２ ）／２ 【４’に対
応するデジタル測定値を示す。
パルス期間Ｔ，の間クロック発生器５のクロックパルス
がアンドゲート１８を通過する。パルスカウンタ１６に
おいてこの間のクロツクパルス数が計数される。このク
ロックパルス数はパルス期間Ｔ，に比例し、式▽，：砦
（汀，−Ｔｒ）‘３’ に従い測定信号ｕ（ｔ）の平均値 ▽，＝（▽，十口２ ）／２ 【４’に対
応するデジタル測定値を示す。
同様にしてパルスカウンタ２６では電流の平均値に対応
したデジタル値を示すクロツクパルス数がカウントされ
る。周期Ｔｒの終了時パルスカウンタ１ ６と２６の内
容は計算回路７に移され、そこで式馴に従って平均値Ｕ
，に比例する測定値に変えられ互いに掛け算される。そ
の直後パルスカウンタ１６，２６はリセツトされる。基
準信号Ｕｒ（ｔ）の第２番目の半周期ならびに次に続く
基準信号の最初の半周期から成る周期、すなわち第４図
においてＴｒ／２から始まり３′虹ｒの時点で終了する
周期Ｔででは第２の平均値▽２ ＝（口２ 十口３ ）
／２ （５｝が形成される。
したデジタル値を示すクロツクパルス数がカウントされ
る。周期Ｔｒの終了時パルスカウンタ１ ６と２６の内
容は計算回路７に移され、そこで式馴に従って平均値Ｕ
，に比例する測定値に変えられ互いに掛け算される。そ
の直後パルスカウンタ１６，２６はリセツトされる。基
準信号Ｕｒ（ｔ）の第２番目の半周期ならびに次に続く
基準信号の最初の半周期から成る周期、すなわち第４図
においてＴｒ／２から始まり３′虹ｒの時点で終了する
周期Ｔででは第２の平均値▽２ ＝（口２ 十口３ ）
／２ （５｝が形成される。
ただしＵ３ は時点ｔ３、すなわち基準信号Ｕｒ（ｔ）
の次の周期Ｔｒにおける最初の交点Ｐ３の測定信号ｕ（
ｔ）の瞬間値を示す。周期Ｔｒ′でパルス列Ｕｂの休止
期間Ｔ２の間、すなわち時間差（ら一ｔ２）の間クロツ
クパルスがアンドゲート１９を通過する。パルスカゥン
タ１７において休止期間Ｌに比例し、式▽２＝砦（Ｔｒ
−の２） ■に従い測定信号ｕ（ｔ）の平均値
Ｕ２ に相当するデジタル測定値を示すクロックパルス
数がカウントされる。
の次の周期Ｔｒにおける最初の交点Ｐ３の測定信号ｕ（
ｔ）の瞬間値を示す。周期Ｔｒ′でパルス列Ｕｂの休止
期間Ｔ２の間、すなわち時間差（ら一ｔ２）の間クロツ
クパルスがアンドゲート１９を通過する。パルスカゥン
タ１７において休止期間Ｌに比例し、式▽２＝砦（Ｔｒ
−の２） ■に従い測定信号ｕ（ｔ）の平均値
Ｕ２ に相当するデジタル測定値を示すクロックパルス
数がカウントされる。
同様にパルスカウンタ２７では周期Ｔｒ′において周期
Ｔｒ′の電流平均値の尺度を示すクロックパルス数がカ
ウントされる。周期Ｔｒ′の終了時パルスカウンタ１７
，２７が続み出されその後リセットされる。計算回路７
ではこのようにして求められた測定値が式側に従って計
算され互いに掛け算される。上に説明した過程は基準信
号Ｕｒ（ｔ）の周波数で繰り返される。
Ｔｒ′の電流平均値の尺度を示すクロックパルス数がカ
ウントされる。周期Ｔｒ′の終了時パルスカウンタ１７
，２７が続み出されその後リセットされる。計算回路７
ではこのようにして求められた測定値が式側に従って計
算され互いに掛け算される。上に説明した過程は基準信
号Ｕｒ（ｔ）の周波数で繰り返される。
従って各周期Ｔｒ毎に電圧に対する２つの測定値Ｕ，及
びＵ２が求められ同様にして求められた電流の測定値と
掛け算されるので、第３図に図示した回路の場合にも従
来の方法に比較して測定値の検出ならびに掛け算の頻度
が２倍になり測定誤差は４分の１となる。測定信号ｕ（
ｔ），ｉ（ｔ）の平均値Ｕ，，Ｕ２に対応するデジタル
測定値は次のようにすることによっても求めることがで
きる。
びＵ２が求められ同様にして求められた電流の測定値と
掛け算されるので、第３図に図示した回路の場合にも従
来の方法に比較して測定値の検出ならびに掛け算の頻度
が２倍になり測定誤差は４分の１となる。測定信号ｕ（
ｔ），ｉ（ｔ）の平均値Ｕ，，Ｕ２に対応するデジタル
測定値は次のようにすることによっても求めることがで
きる。
すなわち式■‘５｝に従い瞬間値Ｕ，，Ｕ２，Ｕ３ に
対応するデジタル測定値から計算することもできる。言
い換えれば第１図に示した回路において計算回路７を次
のように、すなわち平均値Ｕ，，Ｕ２に対応するデジタ
ル測定値をパルスカウンタ１６，１７，２６，２７の計
数状態から計算するように動作させればよい。通常交点
Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４・・・・・・・・・をコンパレ
ータ１１，２１を用いて任意の精度で求めることができ
ないことは明らかである。
対応するデジタル測定値から計算することもできる。言
い換えれば第１図に示した回路において計算回路７を次
のように、すなわち平均値Ｕ，，Ｕ２に対応するデジタ
ル測定値をパルスカウンタ１６，１７，２６，２７の計
数状態から計算するように動作させればよい。通常交点
Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４・・・・・・・・・をコンパレ
ータ１１，２１を用いて任意の精度で求めることができ
ないことは明らかである。
交点を検出する場合コンパレータの動作速度が有限であ
るので、測定信号ｕ（ｔ），ｉ（ｔ）の信号レベルなら
びに傾斜に関係した避け難い時間遅れが発生する。第５
図には平均値Ｕ，，Ｕ２を上述のように測定する時その
ような時間遅れが発生しても測定結果にほとんど影響を
与えないことが図示されている。コンパレー夕がそれぞ
れ時点ら，ｔ２，ｔ３・・…．ではなく時間△ｔだけ遅
れた時点ｔ，′＝ら＋△ｔ，ら′＝ら＋△ｔ，ｔ３′＝
ｔ３十△ｔ……で切り換わると仮定すると、真の交点Ｐ
，，Ｐ２，Ｐ３・・・・・・ではなく見かけ上の交点Ｐ
，′，Ｐ２′，Ｐ３′…・・・が検出される。コンパレ
ー夕１１の出力には所望のパルス列Ｕｂではなくパルス
期間がＴ，′、休止期間がＴ２′であってパルス列Ｕｂ
‘こ比較して遅延したパルス列Ｕけが現われる。図示し
た例では見かけ上の交点Ｐ，′，Ｐ２′，Ｐ３′・・・
・・・は真の交点Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３・・・・・・とかな
り異なるけれども実際に検出された平均値Ｕ，′，Ｕ２
′は真の平均値Ｕ，，Ｕ２にほぼ等しくＵ，＝砦肌−Ｔ
ｒ）幻，′＝砦肌′−Ｔｒ）▽２砦（Ｔｒ−刈羽２′＝
砦（Ｔｒ−の２′）となる。
るので、測定信号ｕ（ｔ），ｉ（ｔ）の信号レベルなら
びに傾斜に関係した避け難い時間遅れが発生する。第５
図には平均値Ｕ，，Ｕ２を上述のように測定する時その
ような時間遅れが発生しても測定結果にほとんど影響を
与えないことが図示されている。コンパレー夕がそれぞ
れ時点ら，ｔ２，ｔ３・・…．ではなく時間△ｔだけ遅
れた時点ｔ，′＝ら＋△ｔ，ら′＝ら＋△ｔ，ｔ３′＝
ｔ３十△ｔ……で切り換わると仮定すると、真の交点Ｐ
，，Ｐ２，Ｐ３・・・・・・ではなく見かけ上の交点Ｐ
，′，Ｐ２′，Ｐ３′…・・・が検出される。コンパレ
ー夕１１の出力には所望のパルス列Ｕｂではなくパルス
期間がＴ，′、休止期間がＴ２′であってパルス列Ｕｂ
‘こ比較して遅延したパルス列Ｕけが現われる。図示し
た例では見かけ上の交点Ｐ，′，Ｐ２′，Ｐ３′・・・
・・・は真の交点Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３・・・・・・とかな
り異なるけれども実際に検出された平均値Ｕ，′，Ｕ２
′は真の平均値Ｕ，，Ｕ２にほぼ等しくＵ，＝砦肌−Ｔ
ｒ）幻，′＝砦肌′−Ｔｒ）▽２砦（Ｔｒ−刈羽２′＝
砦（Ｔｒ−の２′）となる。
第１図は静的電気計器のブロック回路図、第２図は電圧
と時間のグラフ図、第３図は静的電気言器の変形例を示
すブロック回路図、第４図及び５図は他の電圧時間グラ
フ図である。 １・・・・・・電圧測定回路、２・・・・・・電流測定
回路、３・・・・・・矩形波発生器、４…・・・基準信
号発生器、５・・・・・・クロック発生器、６・・…・
遅延回路、７・・・・・・計算回路、１１・・・・・・
コンパレータ、１６，１７・・・・・・パルスカウンタ
、２１……コンパレータ、２６，２７……パルスカウン
タ。 第１図 第２図ｏ 第３図 第４図ｏ 第５図
と時間のグラフ図、第３図は静的電気言器の変形例を示
すブロック回路図、第４図及び５図は他の電圧時間グラ
フ図である。 １・・・・・・電圧測定回路、２・・・・・・電流測定
回路、３・・・・・・矩形波発生器、４…・・・基準信
号発生器、５・・・・・・クロック発生器、６・・…・
遅延回路、７・・・・・・計算回路、１１・・・・・・
コンパレータ、１６，１７・・・・・・パルスカウンタ
、２１……コンパレータ、２６，２７……パルスカウン
タ。 第１図 第２図ｏ 第３図 第４図ｏ 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電圧に比例する第１の測定信号ならびに電流に比例
する第２の測定信号がそれぞれコンパレータにおいて周
期的に変化する基準信号と比較されて電圧ないし電流の
アナログ測定値を表わすパルス列が形成され、それぞれ
クロツクパルスを計数することにより電圧のアナログ測
定値ならびに電流のアナログ測定値がデジタル測定値に
変換されて計算回路で互いに掛け算される、特に静的電
気計器に用いられる電力測定方法において、基準信号Ｕ
ｒ（ｔ）と第１の測定信号ｕ（ｔ）を比較して基準信号
の各半周期において基準信号と第１の測定信号が交叉す
る時点ｔ＿１，ｔ＿２から基準信号の半周期時点Ｔｒ／
２までの期間Ｔ＿３，Ｔ＿４をデジタル的に測定し、ま
た基準信号と第２の測定信号ｉ（ｔ）を比較して基準信
号の各半周期において基準信号と第２の測定信号が交叉
する時点から基準信号の半周期時点までの期間をデジタ
ル的に測定し、前記期間Ｔ＿３，Ｔ＿４のデジタル測定
により各第１と第２の測定信号が基準信号と一致する時
点ｔ＿１，ｔ＿２における第１と第２の測定信号の瞬間
値に対応したデジタル測定値を求め、これらの両デジタ
ル測定値を互いに掛け算して電力を測定することを特徴
とする電力測定方法。 ２ 基準信号Ｕｒ（ｔ）の最初の半周期におけるデジタ
ル測定値はパルス列Ｕｂの切り換え時点ｔ＿１から基準
信号Ｕｒ（ｔ）の折り返し時点までのクロツクパルスを
計数することにより求められ、基準信号Ｕｒ（ｔ）の第
２番目の半周期におけるデジタル測定値は基準信号Ｕｒ
（ｔ）の折り返し時点からパルス列Ｕｂの次の切り換え
時点ｔ＿２までのクロツクパルスを計数することにより
求められることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の方法。 ３ 電圧に比例する第１の測定信号ならびに電流に比例
する第２の測定信号がそれぞれコンパレータにおいて周
期的に変化する基準信号と比較され、電圧ないし電流の
アナログ測定値を表わすパルス列が形成され、それぞれ
クロツクパルスを計数することにより電圧のアナログ測
定値ならびに電流のアナログ測定値がデジタル測定値に
変換されて計算回路で互いに掛け算される、特に静的電
気計器に用いられる電力測定方法において、基準信号Ｕ
ｒと第１の測定信号ｕ（ｔ）をそれぞれ比較して基準信
号の各周期Ｔｒにおいて基準信号と第１の測定信号が交
叉してから次に交叉するまでの期間Ｔ＿１並びに基準信
号の２番目の半周期と次の最初の半周期とを含む各周期
Ｔｒ′において基準信号と第１の測定信号が交叉してか
ら次に交叉するまでの期間Ｔ＿２をそれぞれデジタル的
に測定し、これらのデジタル測定を介し第１の測定信号
の平均値Ｕ＿１，Ｕ＿２に対応するデジタル測定値を求
め、また基準信号Ｕｒと第２の測定信号ｉ（ｔ）をそれ
ぞれ比較して第１の測定信号と同様に第２の測定信号の
平均値に対応するデジタル測定を求め、これらの両デジ
タル測定値を互いに掛け算することにより電力を求める
ことを特徴とする電力測定方法。 ４ 基準信号Ｕｒ（ｔ）の周期Ｔｒにおけるデジタル測
定値はパルス列Ｕｂの最初の切り換え時点ｔ＿１から２
番目の切り換え時点までのクロツクパルスを計数するこ
とにより求められ、基準信号の２番目の半周期と次の最
初の半周期を含む周期Ｔｒ′におけるデジタル測定値は
パルス列Ｕｂの第２の切り換え時点ｔ＿２から次の切り
換え時点ｔ＿３までのクロツクパルスを計数することに
より求められることを特徴とする特許請求の範囲第３項
に記載の方法。 ５ 測定信号ｕ（ｔ），ｉ（ｔ）の平均値Ｕ＿１Ｕ＿２
に対応するデジタル測定値を瞬間値Ｕ＿１，Ｕ＿２，Ｕ
＿３ に対応するデジタル測定値から求めるようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH12300/78-0 | 1978-12-01 | ||
| CH12300/78A CH648934A5 (de) | 1978-12-01 | 1978-12-01 | Verfahren zur messung elektrischer leistung. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55501067A JPS55501067A (ja) | 1980-12-04 |
| JPS6025745B2 true JPS6025745B2 (ja) | 1985-06-20 |
Family
ID=4381723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54501369A Expired JPS6025745B2 (ja) | 1978-12-01 | 1979-09-05 | 電力測定方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4356553A (ja) |
| EP (1) | EP0019621B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6025745B2 (ja) |
| CH (1) | CH648934A5 (ja) |
| DE (1) | DE2967421D1 (ja) |
| IT (1) | IT1127665B (ja) |
| WO (1) | WO1980001206A1 (ja) |
| YU (1) | YU290279A (ja) |
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| US4581705A (en) * | 1983-01-28 | 1986-04-08 | Cooper Industries, Inc. | Method and machine for metering electric parameters |
| US4720841A (en) * | 1985-05-15 | 1988-01-19 | Square D Company | Multi-channel voltage-to-frequency convertor |
| US4675649A (en) * | 1985-09-11 | 1987-06-23 | Halliburton Company | Apparatus and method for interfacing a transducer |
| US4924412A (en) * | 1987-06-25 | 1990-05-08 | Schlumberger Industries, Inc. | Integrated poly-phase power meter |
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| US4811136A (en) * | 1987-12-24 | 1989-03-07 | Jones Gregory D | Phase controller for processing current and voltage faults |
| US4812943A (en) * | 1987-12-24 | 1989-03-14 | Sundstrand Corp. | Current fault protection system |
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| CN1211665C (zh) * | 2000-10-26 | 2005-07-20 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 电子设备 |
| US20050232378A1 (en) * | 2004-04-15 | 2005-10-20 | Mediatek Incorporation | Apparatus and method for echo indicator generation |
| DE102007021079A1 (de) * | 2007-05-03 | 2008-11-13 | Voith Patent Gmbh | Verfahren zur Bestimmung von Arbeit/Leistung |
| DK2427949T3 (da) | 2009-05-07 | 2020-06-29 | Virginia Electric And Power Company | Voltage conservation using advanced metering infrastructure and substation centralized voltage control |
| US8907658B2 (en) | 2012-04-19 | 2014-12-09 | Kohler, Inc. | System and method of measuring power produced by a power source |
| US9553453B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-24 | Dominion Resources, Inc. | Management of energy demand and energy efficiency savings from voltage optimization on electric power systems using AMI-based data analysis |
| US9678520B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-06-13 | Dominion Resources, Inc. | Electric power system control with planning of energy demand and energy efficiency using AMI-based data analysis |
| US9582020B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-02-28 | Dominion Resources, Inc. | Maximizing of energy delivery system compatibility with voltage optimization using AMI-based data control and analysis |
| US9563218B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-02-07 | Dominion Resources, Inc. | Electric power system control with measurement of energy demand and energy efficiency using t-distributions |
| US9847639B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-12-19 | Dominion Energy, Inc. | Electric power system control with measurement of energy demand and energy efficiency |
| US10732656B2 (en) | 2015-08-24 | 2020-08-04 | Dominion Energy, Inc. | Systems and methods for stabilizer control |
| US9829948B2 (en) * | 2015-09-18 | 2017-11-28 | Apple Inc. | Current and input voltage sense circuit for indirectly measuring regulator current |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4056775A (en) * | 1977-01-07 | 1977-11-01 | General Electric Company | Electronic kWh meter having internal power supply and error correction system |
| DE2710712A1 (de) * | 1977-03-09 | 1978-09-14 | Heliowatt Werke | Verfahren zur messung elektrischer wirkleistung und energie mit kompensation von abtastzeitfehlern |
| US4077061A (en) * | 1977-03-25 | 1978-02-28 | Westinghouse Electric Corporation | Digital processing and calculating AC electric energy metering system |
| US4218736A (en) * | 1978-04-03 | 1980-08-19 | Takeda Riken Kogyo Kabushikikaisha | Effective value measuring apparatus |
| CH632847A5 (de) * | 1978-11-13 | 1982-10-29 | Landis & Gyr Ag | Einrichtung zur messung elektrischer leistung in einem wechselstromnetz. |
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| US4250552A (en) * | 1979-09-10 | 1981-02-10 | Westinghouse Electric Corp. | AC Electric energy meter utilizing a counter as an integrator |
-
1978
- 1978-12-01 CH CH12300/78A patent/CH648934A5/de not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-09-05 WO PCT/CH1979/000119 patent/WO1980001206A1/de unknown
- 1979-09-05 US US06/201,489 patent/US4356553A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-09-05 JP JP54501369A patent/JPS6025745B2/ja not_active Expired
- 1979-09-05 DE DE7979901005T patent/DE2967421D1/de not_active Expired
- 1979-11-27 YU YU02902/79A patent/YU290279A/xx unknown
- 1979-11-29 IT IT27683/79A patent/IT1127665B/it active
-
1980
- 1980-06-17 EP EP79901005A patent/EP0019621B1/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55501067A (ja) | 1980-12-04 |
| YU290279A (en) | 1982-06-30 |
| US4356553A (en) | 1982-10-26 |
| WO1980001206A1 (en) | 1980-06-12 |
| CH648934A5 (de) | 1985-04-15 |
| IT7927683A0 (it) | 1979-11-29 |
| EP0019621A1 (de) | 1980-12-10 |
| IT1127665B (it) | 1986-05-21 |
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| EP0019621B1 (de) | 1985-04-03 |
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