JPS6047966A - デジタルマルチメ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、発電機に搭載して発電機から出力される直流
、交流および周波数などの各種の測定信号を検出してデ
ジタル表示を行なうデジタルマルチメータに関し、特に
発電機から出方される交流の電圧、電流を実効値で測定
する際にその信号処理系の簡易化を図ったデジタルマル
チメータに関するものである。

〔従来技術〕

従来よシ用いられているデジタルマルチメータとしては
、交流の電圧、電流を実効値で測定するのに、交流の電
圧、電流をそれぞれ検出する電圧、電流検出器と、これ
ら検出器で検出される電圧、電流によりそれぞれ実効値
を演算する演算回路とを設け、これら各演算回路から出
力される実効値をＡ−Ｄ（アナログ−デジタル）変換し
たうえ、デジタル表示するようにしたものがめる。しか
し、この種の従来のものは、演算回路にアナｐグ型式の
実効値演算回路を必要とするため、その回路構成が複数
化するとともに、コスト高になるという欠点があった。

〔発明の概要〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、発電機から出力される交流のうち電圧、電流を実効値
で測定する際にその信号処理系を簡易化することによシ
、簡便でかつ低コスト化を可能にしたデジタルマルチメ
ータを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、発電機か
ら出力される直流、交流などの各種の測定信号を検出し
てデジタル表示を行なうデジタルマルチメータにおいて
、前記発省■機から出力される交流のうち電圧または電
流のいずれか１つの信号を検出する信号検出器と、前記
信号検出器で検出される信号のピーク値を検出するピー
ク値検出器と、前記ピーク値検出器のピーク値をＡ−Ｄ
変換するＡ−Ｄ変換器と、前記Ａ−Ｄ変換器からのピー
ク値を入力データとしそのピーク値に一定値を掛算して
実効値をめる演算手段とを備え、前記演算手段にて算出
される実効値をデジタル表示するようにしたものである
。以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例によるデジタルマルチメーク
の回路構成図である。同図において、１は図示しないエ
ンジンの口伝によって正弦波の交流電圧を出力する通常
の発電機、２は発電機１から出力される交流電圧を一対
の整流用ダイオード４ａ＋４ｂで全波整流して直流を取
シ出す直流出力端子、３は発電機１から出力される交流
電圧を取シ出す交流出力端子、５は前記発電機１と直流
出力端子２間に流入する全波整流の直流電流を検出する
ために、その電流に比例した電圧を検出する抵抗Ｒ１と
該抵抗Ｒ１に対して接続された抵抗Ｒ２、コンデンサＣ
１を含むＣＢ回路よシなる直流電流検出器であシ、この
検出器５で検出される直流電流に比例した電圧は、オペ
アンプＯＰｉを含む通常周知のピーク値検出器６によっ
てピーク値を検出されるものとなっている。なお、前記
ピーク値検出器６において、几８は入力抵抗、几４は帰
還抵抗、ＲＶ　１　ハ可ｉ　抵抗、Ｄｌｉｊダイオード
、Ｒ５゜Ｒａは抵抗、ＣＢはコンデンサである。

また、７は発電機１から交流出力端子３に出力される交
流電圧を検出する電圧検出器であシ、電圧トランスＴｌ
　と該電圧トランスＴｌの２次側に並列接続された可変
抵抗ＲＶａよシなる。８は前記電圧検出器７で検出され
る交流電圧を入力とし、抵抗Ｒ７と該抵抗Ｒｖに対して
直列接続されたツェナーダイオードＺＤｌおよび抵抗Ｒ
８、Ｒｏを含む分圧回路よシなる入力保護回路、９はこ
の保護回路８の抵抗Ｒ８とＲ９との接続点に得られる交
流電圧を入力とし、その電圧のピーク値を検出するピー
ク値検出器であシ、これは、オペアンプＯＩ’２、ダイ
オードＤｉ　、抵抗＆０およびコンデンサＣＢを含む積
分回路と抵抗Ｒ１１から構成される。１０は前記電源ト
ランスＴｌの２次側の交流電圧を入力とし、その周波数
を検出するための周波数検出用波形整形回路である。

さらに、１１は発電機１から交流出力端子３に流れる交
流電流を検出するために、電流トランスＴ１１と該電流
トランスＴ３の２次側に並列接続された可変抵抗ＲＶ３
よシなる電流検出器、１２はこの電流検出器１１で検出
される交流電流に比例した電圧を入力とする入力保護回
路であり、この保護回路１２は、前記入力保護回路８と
同様に、抵抗ＲｚｇとツェナーダイオードＺＤｇおよび
抵抗Ｒ１ｓ、　Ｒ１４を含む分圧回路からなっている。

１３は前記入力保護回路１２の抵抗Ｒ１ａとＲ１４との
接続点に得られる交流電流に比例した電圧を入力としそ
の電圧のピーク値を検出するためのピーク値検出器であ
り、この検出器１３も前記ピーク値検出器９と同様に、
オペアンプＯＰｇ、ダイオードＤ８．抵抗Ｒ１５および
コンデンサＣ４を含む積分回路と抵抗Ｒ１ａから構成さ
れている。

丈た、１４は前記ピーク値検出器６，９および１３によ
って検出される直流電流、交流の電圧および電流に対応
したそれぞれのピーク値を入力信号としそれらをＡ−Ｄ
変換するＡ−Ｄ変換器、１５は前記Ａ−Ｄ変換器１４で
Ａ−Ｄ変換されるピーク値を入力データとすると共に前
記周波数検出用波形整形回路１０から出力されるデジタ
ルの周波数を入力データとする通常のマイクロプロセッ
サでアシ、このマイクロプロセッサ１５は、入力デ−夕
のうちピーク値に対応してそれぞれ一定値つまｈＶｖ’
２の定数を掛算して各々の実効値をめる演算手段を備え
ている。そしてマイクロプロセッサ１５は、モード選択
スイッチ１７の操作に伴なうモード選択信号およびオイ
ルセンサ１８のセンサ信号が入力回路１９を介して入力
されていて、上記直流電流、交流の電圧および電流の実
効値。

周波数の測定に際しモード選択スイッチ１７を順次操作
することにより、それに応じた測定データをデジタル表
示器１６に転送するとともに、オイルセンサ１８からの
センサ信号に応じた表示信号をデジタル表示器１６に転
送するものとなっている。

第２図および第３図は上記構成のデジタルマルチメータ
の構造を示す正面図およびその主要断面図である。これ
らの図において、２１はケース２２とカバー２３からな
る筐体でｓｂ、この筐体２１内にはデジタルマルチメー
タを機能毎にユニット化したプリント基板２４．２５が
装着されている。

一方のプリント基板２４は、ケース２２の下部位置に設
けであるインサートナツト２６に取付ネジ２７を挿入し
てネジ止めされ、主として上述の直流電流検出器５．電
圧検出器７および電流検出器１１などの信号処理回路が
主に搭載される。また、他方のプリント基板２５はケー
ス２２の上部位置においてダンパー２８を介在して取付
ネジ２９でネジ止めされておシ、その一方の面に上述の
Ａ−Ｄ変換器１４　、マイクロプロセッサ１５が主に搭
載され、もう一方の面上にはデジタル表示器１６をなす
液晶などからなる表示パネル３０と上記モード選択スイ
ッチ１７が搭載されている。そして、前記表示パネル３
０の面上にはそれと対向してケース２２の開口部内に取
付けられた透明窓３１が配置されるとともに、モード選
択スイッチ１７上にはケース２２に取付けられたキート
ップ３２が配置されている。なお、符号３３はブラケッ
ト、３４はプリント基板２５と表示パネル３０間に介在
された導電ラバー、３５は図示しない発電機から出力さ
れる直流、交流を取シ出す入力コードである。

次に上記実施例の動作について説明する。ここで、直流
出力端子２および交流出力端子３は所定の負荷にそれぞ
れ接続され、発電機１から出力される直流および交流の
電圧が供給されているものとする。しかして、発電機」
から直流出力端子２に流入する全波整流の直流電流は、
その検出器５で電流値に比例した電圧として検出され、
ピーク値検出器６によってピーク値が検出されたうえ、
Ａ−Ｄ変換器１４に入力される。これにより、Ａ−り変
換器１４は直流電流に比例した電圧をＡ　−り変換し、
その出力データがマイクロプロセッサ１５に入力される
。すると、マイクロプロセッサ１５は、Ａ−Ｄ変換器１
４から出力されるピーク値をそのピーク値に一定値（１
／ｉ′２）を掛算して実効値を算出することによシ、該
実効値をデジタル表示器１６に転送し、この表示器１６
は直流電流を実効値でデジタル表示する。

つぎに、モード選択スイッチ１７を押すと、その操作に
伴なうモード選択信号が入力回路１９を介してマイクロ
プロセッサ１５に入力され、このマイクロプロセッサ１
５は直流電流モードから交流電圧モードに切換わる。す
ると、このモードにおいて、発電機１から交流出力端子
３に出力される正弦波の交流電圧は電圧検出器７で検出
されたうえ、入力保護回路８を介してピーク値検出器９
のオペアンプＯＰｎに入力される。このとき、前記ピー
ク値検出器９において、コンデンサＣ８が初期状態にあ
ると、前記オペアンプＯＦ２は、コンパレータとして動
作し、上記入力電圧により出力端側に正の電圧を出力し
てダイオードＤ２を導通させ、負帰還ループを形成し、
入力電圧のピーク値を保持して検出する。そしてオペア
ンプＯＰｎはその出力電圧が入力電圧よシ大きくなると
きはダイオードＤ２が不導通となってオープンループの
コンパレータとして動作し、かかる動作を入力電圧の周
期毎に繰返すことにより、抵抗Ｒ１ｏとコンデンサＣ２
との接続点ａからはｉ４［Ｊに示す如く出力波形のピー
ク値が検出される。これによって、Ａ−Ｄ変換器１４は
、ピーク値検出器９で検出される第４図に示す出力波形
のピーク値をそれと−致したサンプリングのタイミング
でＡ−Ｄ変換し、そのピーク値を入力データとしてマイ
クロプロセッサ１５に入力する。そのため、マイクロプ
ロセッサ１５は、Ａ−Ｄ変換器１４から出力されるピー
ク値に一定値（１／θ）を掛算して実効値を算出すると
ともに、その実効値をデジタル表示器１６に転送し、該
表示器１６は交流電圧を実効値でデジタル表示する。

さらに、モード選択スイッチ１７を押すと、そのモード
選択信号がマイクロプロセッサ１５に入力され、マイク
ロプロセッサ１５は交流電圧モードから交流電流に切換
わる。すると、発電機１から交流出力端子３に流入する
正弦波の交流電流は電流検出器１１でその電流値に比例
した電圧として検出されたうえ、入力保護回路１２を介
してピーク値検出器１３に入力される。したがって、こ
のピーク値検出器１３は上述したピーク値検出器９と同
様に動作してピーク値を検出するとともに、Ａ−Ｄ変換
器１４においてもピーク値をＡ−Ｄ変換してそのピーク
値をマイクロプロセッサ１５に入力することによシ、マ
イクロプロセッサ１５は上述の交流電圧のときと同様に
ピーク値に一定値を掛算して実効値を算出する。

その結果、デジタル表示器１６は交流電流を実効値でデ
ジタル表示する。

さらにまた、モード選択スイッチ１７を押すと、そのモ
ード選択信号によシマイクロプロセツザ１５は交流電流
モードから周波数モードに切換わる。

すると、マイクロプロセッサ１５は、周波数検出用波形
整形回路１０から出力されるデジタルの周波数を処理し
てそのデータをデジタル表示器１６に転送することによ
り、周波数がデジタル表示されることになる。したがっ
て、さらにモード選択スイッチ１７を押すと、最初の直
流電流モードに復帰するため、モード選択スイッチ１７
を順次操作することにより、上記４種の測定信号を順次
選択して表示することができる。

このように、上記実施例によると、発電機１から出力さ
れる交流の、うち電圧、電流を実効値で測定する際に、
各電圧、電流のピーク値をピーク値検出器９および１３
で検出し、そのピーク値をＡ−Ｄ変換器１４にてＡ−Ｄ
変換したうえ、マイクロプロセッサ１５の演算処理によ
シピーク値に一定値を掛算して実効値をめる構成とする
ことによって、従来の如くアナログ型式の実効値演算回
路を用いるものに比べて、信号処理系を簡易化すること
ができ、したがって、簡便でかつ低コストのデジタルマ
ルチメータを実現できる。また、上記実施例では、ツェ
ナーダイオードと抵抗による分圧回路からなる入力保護
回路８および１２がピーク値検出器９および１３の前段
にそれぞれ付加されているため、正の異常電圧から各オ
ペアンプＯＰ２およびＯＰｓを保護するとともに、負の
異常に対して各オペアンプＯＰｇ　、　ＯＰｓに逆バイ
アスが許容値以下となるようにすることが可能になり、
ピーク値検出器の信頼性向上がはかれる利点を奏する。

なお、上述した実施例では、ピーク値検出器から出力さ
れる出力波形のピーク値をＡ−Ｄ変換器でＡ−Ｄ変換す
る際に、ピーク値をそれと一致したサンプリングのタイ
ミングで行なう場合であったが、そのタイミングによっ
てピーク値が異なるため、このようなときは一定時間（
−周期よシ大きい時間）内に何度か値をサンプリングし
て判定し、その最大値をピーク値とすることにより、測
定誤差を少なくすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のデジタルマルチメータに
よれば、発電機から出力される交流の電圧、電流を実効
値で測定する際に、ピーク値を検出してそのピーク値に
一定値を掛算して実効値をめるようにしたので、その信
号処理系を簡易化することが可能に々シ、シたがって、
簡便でかつ低コスト化のデジタルマルチメータを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるデジタルマルチメータ
の回路構成図、第２図および第３図はそのデジタルマル
チメータの構造を示す正面図および主要断面図、第４図
は第１図のピーク値検出器から出力される出力波形図で
ある。 １・・・・発電機、２・・・０直流出力端子、３　ｍ　
１１１１　ｍ交流出力端子、４ａ、４１）ｅａｓｅ整流
ダイオード、５・・脅・直流電流検出器、６・・・番ビ
ーク値検出器、７会・・・電圧検出器、８．１２−・・
−人力保護回路、９，１３・・・・ピーク値検出器、１
０−・・・周波数検出用波形整形回路、１１・・・・電
流検出器、１４働・・・ｉ”ｙ　−Ｄ変換器、１５・・
−・マイクロプロセッサ、１６・・・・デジタル表示器
、１７・・争・モード選択スイッチ。 特許出願人　株式会社小糸製作所 代理人　山川数回（（勤）１名） 簡２図 第４図 ｒ＼〜Ｊ′＼−Ｊへ〜 ￥Ｉｇ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電機から出力される直流、交流などの各種の測定信号
   を検出してデジタル表示を行にうデジタルマルチメータ
   において、前記発電機から出力される交流のうち電圧ま
   たは電流のいずれか１つの信号を検出する信号検出器と
   、前記信号検出器で検出される信号のピーク値を検出す
   るピーク値検出器と、前記ピーク値検出器のピーク値を
   Ａ−Ｄ変換する人−り変換器と、前記Ａ−Ｄ変換器から
   のピーク値を入力データとしそのピーク値に一定値を掛
   算して実効値をめる演算手段とを備え、前記演算手段に
   て算出される実効値をデジタル表示するようにしたこと
   を特徴とするデジタルマルチメータ。