JPS6126873A - 電子式電力量計 - 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〕 この発明は、電圧値と電流値を表わす２つの入力信号か
ら電力量を計数する電子式電力量計に′関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来、この種電力量計として、アナログ乗算器を用いる
方式があった。この方式では、２つの入力信号のアナロ
グ乗算結果をアナログ・ディジタル変換器（以下、Ａ／
Ｄ変換器と呼ぶ）によってディジタル量に変換し、この
ディジタル量を加算して、電力量を計数している。しか
し、一般に高精度のアナログ乗算器を実現することは困
難であるＯ このため、第１図に示すようなデジタル式回路方式のも
のが提案された。同図において、（１）は入力端子、（
２）は増幅器、（３）は第１のＡ／Ｄ変換器、（４）は
前記第１のＡ／Ｄ変換器（３）の出力信号、（５）はプ
ロセッサ、（６）はＡ／Ｄ変換器（３）の制御信号、（
７）は入力端子、（８）は増幅器、（９）は第２のＡ／
Ｄ変換器、（１■は前記第２のＡ／Ｄ変換器（９）の出
力信号である。

つぎに第１図の回路動作について説明する。

入力端子（１）に印加された電圧値ｅｖを表わすアナロ
グ信号は、増幅器（２）（利得をａとする）を経由して
第１のＡ／Ｄ変換器（３）でディジタル値ｖｖ（＝ａｅ
ｖ）の信号（４）に変換される。一方、入力端子（２）
に印加された電流値＋３１を表わすアナログ信号は、増
幅器（８）（利得をｂとする）を経由して第２のＡ／Ｄ
変換器（９）でディジタル値ｖ・（＝ｂｅ、）の信号０
０）に変換される。制御信号（６）は前記２つのＡ／Ｄ
変換器＋３＋　、　（９）のサンプルタイミングを指示
するものである。プロセッサ（５）では、上記の２つの
ディジタル値から瞬時電力 Ｐｎ＝ｖｖＸｖ１＝ａｂｅｖｅｉ を計算する。そこで、タイミングｎにおけるｅｖとｅ・
　の値をそれぞれｅ　　、ｅ・　とすれば、ＮすＩ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｖｎ　　　
　　　Ｉｎイクル分の電力量は、 から得ることができる。

従来のこの種電力量計は以上のように構成されているの
で、２つのＡ／Ｄ変換器＋３＋　、　（９）を必要とし
なければならず、高価になる。またプロセッサ（５）に
乗算回路を内蔵した特殊なものが必要となる欠点があっ
た。１つのＡ／Ｄ変換器を共有させる方法も考えられる
が、この場合もプロセッサ（５）で乗算処理をすること
が不可欠である。ソフトウェアで高精度の乗算処理を実
行すれば処理時間がかかるだめ、この場合ノ・−ドウエ
アに乗算機能をもたせることが要求される。

〔発明の概要〕

この発明は上記従来のものの欠点を除去するだめになさ
れたもので、２つのＡ／Ｄ変換器のうちの一方にアナロ
グ信号をパルス幅に変換するアナログ・パルス幅変換器
（以下、Ｖ−Ｔ変換器と称す）を用い、これとＶ−Ｔ変
換器の出力によって反転動作する１対のフリップフロッ
プや入力信号の極性を反転させる電子スイッチを組み合
せ使用することによシ、乗算処理が不要となシ、しかも
、回路構成が簡略化されて安価に製作できる電子式電力
量計を提供することを目的としている〇〔発明の実施例
〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第２図はこの発明に係る電子式電力量計の一例を示すも
ので、第１図と同一部分には同一の符号を付して説明を
省略する。同図において、（１１）は入力信号、たとえ
ば電圧値ｅｖ　をパルス幅に変換するＶ−Ｔ変換器、ｕ
２は上記Ｖ−Ｔ変換器ｕＤの出力信号の立下りによって
出力が反転する第１のフリップフロップ、（１３１は上
記信号の立上力によって出力が反転する第２のフリップ
フロップである。０４）、０５）は上記第１のフリップ
フロップＵの出力信号によって制御される１対の電子ス
イッチであシ、上記出力信号によシ他方の入力信号であ
る電流値ｅ１の極性を反転させるものである。（１４ａ
）は前記一方の電子スイッチα４の第１接続端子、（１
４ｂ）は一方の電子スイッチ（１４１の第２接続端子、
（１５ａ）は前記他方の電子スイッチα５）の第１接続
端子、（１５ｂ）は他方の電子スイッチ（１９の第２接
続端子である。

つぎに、この発明の動作原理を第２図について説明する
。

入力端子（１）に印加された電圧値ｅｖは、増幅器（２
）を経由してＶ−Ｔ変換器回によって下記のノくルス幅
に変換される。

但し、ｅ　ｒ　’ｔｉ、　Ｎ’−Ｔ変換器（Ｉｌｌの内
部でもつ基準電圧、δｌは増幅器（２）とＶ−Ｔ変換器
ｕ１）で発生するオフセット誤差、また、石はＶ　、、
−Ｔ変換器（１１）の出力信号がＯになる区間で、常に
Ｄ＋Ｄ＝１が成立する。

第１のフリップフロッグ□□□の出力信号をＳＷｌ、第
２のクリップフロップ側の出力信号をＳＷ２とする。５
Ｗ１＝１のとき、一方の電、子スイッチ（１ωを第１接
続端子（１４ａ）に、他方の’に子スイッチ０５）を第
２接続端子（１５ｂ）に接続すれば、電子スイッチ＋１
４）　、　（１５）はそれぞれ増幅器（８）の非反転入
力端子と反転入力端子に接続されているので、増幅器（
８）の出力にｂ　ｅ　ｉのアナログ信号が得られる。

逆に５Ｗ１＝０のとき、一方の電子スイッチ（１４Ｊを
第２接続端子（１４ｂ）に、他方の電子スイッチ（１５
）を第１接続端子（１５ａ）に接続すれば、増幅器（８
）の出力に−ｂｅ・のアナログ信号が得られる。

したがって、Ａ／Ｄ変換器（９）の出力信号１０）とし
て、ｖ１＝ｂｅｉ÷δ２　または　−ｂｅｉ十δ２が得
られる。但し、δ箕は増幅器（８）とＡ／Ｄ変換器（９
）で発生するオフセット誤差である。

一方、プロセッサ（５）では、制御信号Ｓ１に同期して
、５Ｗ２＝１のときＡ／Ｄ変換器（９）からの出力Ｖｉ
を加算し、５Ｗ２＝０のときＡ／Ｄ変換器（９）からの
出力■１を減算することを繰シ返す。この様子を第３図
のタイムチャートで示す。すなわち、プロセッサ（５）
での上記Ｖｌの加減算の結果として下記の値が得られる
。

５Ｗ１＝１で５Ｗ２＝１のとき ５ＷＩ＝Ｏで５Ｗ２＝１のとき ＳＷＩす０で５Ｗ２＝０のとき ５Ｗ１＝１で５Ｗ２＝Ｏのとき したがって、２サイクル分の瞬時電力は下記のようにな
る。

そこで、タイミングｎにおけるｅｖとｅｉの値をそ：ｈ
（’し”ｖｎ、　ｅｉｎとすれば、２Ｎサイクル分の電
力量は、 から得ることができる。

一般に、オフセット誤差は温度変化や経年変化　・など
によって零点の位置が変動することにより発、生するが
、この誤差は比較的ゆっ〈シとしが変化しないので上記
の近似式が成立する。すなわち、１対の電子スイッチ（
１４１、（１５１を用いて入力信号の極性を反転させる
ことによシ、回路中に発生するオフセット誤差をほぼ完
全に除去することができる。

なお、上記実施例では、ｅｖ側にＶ−Ｔ変換器圓を、ｅ
ｉ側に電子スイッチ（１４１、αωを設けたものを示し
たが、逆にｅｉ側にＶ−Ｔ変換器＋１１１を、ｅｖ側に
電子スイッチ（ｉ４］　、　１１５）を設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、２つのＡ／Ｄ変換器
のうち１つをＶ−Ｔ変換器を用い、さらに、１対の電子
スイッチで入力信号の極性を反転させるように構成した
ので、プロセッサで乗算処理力不要１ｃ　すり、回路上
発生するオフセット誤差を簡易にして除去することがで
き、また同一精度であればＡ／Ｄ変換器よシもＶ−Ｔ変
換器の方が回路構成が簡単になるため、装置が安価とな
り、かつ高精度のものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子式電力量計の回路構成図、第２図は
この発明の一実施例による電子式電力量計の回路構成図
、第３図は第２図に示す回路の動作を説明するための信
号波形図である。 （５）・・・プロセッサ、（９）・・・アナログ・ディ
ジタル変換器、（１１）・・・Ｖ−Ｔ変換器、■・・・
第１フリツプフロツプ、　（１３）−・・第２フリツプ
フロツプ、　（１４）　、　（１５１・・・電子スイッ
チ。 なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、第１のアナログ入力信号をパルス幅に変換する
   アナログ・パルス幅変換器と、上記アナログ・パルス幅
   変換器の出力信号の立下りによつて出力が反転する第１
   のフリップフロップと、前記出力信号の立上力によつて
   出力が反転する第２のフリップフロップと、前記第１の
   フリップフロップの出力信号によつて制御されて第２の
   アナログ入力信号の極性を反転させる機能をもつた電子
   スイッチと、上記電子スイッチを介して導かれる前記第
   ２のアナログ入力信号をディジタル量に変換するアナロ
   グ・ディジタル変換器と、上記アナログ・ディジタル変
   換器の出力信号を入力信号とし、前記第２のフリップフ
   ロップの値によつて加算もしくは減算を繰り返す演算処
   理を実行するプロセッサとを備えた電子式電力量計。