JPS6144362A - 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】 〔発明の技術分計〕 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
。

〔従来の技術亦穿〕

従来、この穏の電力量計として、アナログ乗算器を用い
る方式のものがあった。この方式のものでは、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？：！
ｒを実現することは困難である。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ている。

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）は上記第１のＡ／Ｄ
変換器（３）の出力信号、（５）はプロセッサ、（６）
は第１０Ａ／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、
叫は前記第２のＡ／Ｄ変換器（９）の出力信号である。

つぎに、上記構成の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（＝
　ａ　ｅｖ）の信号（４）Ｋ変換される。一方、入力端
子＋２１　Ｋ印加された電流値ｅｉ　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Ｖｉ　（＝ｂｅ
ｉ）の信号−に変換される。制御信号（６）は前記２つ
のＡ／Ｄｉ換Ｈａｌ　＋　（９１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　＝　Ｖｖ　Ｘ　Ｖｉ　＝　　ａｂｅｖｅｉを計算
する。そこで、タイミングｎにおけるｅｙとｅｉの値を
それぞれｅＶｎ　＋　ｅｉｌとすれば、Ｎすｆｉ＝　ｌ
　　　　　　　ｎ＝　１ から得ることができる。

従来のこの皿の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＋３１　、　＋９１を必要と
しなければならず、高価となる。また、プロセッサ（６
）Ｋ乗算回路や加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変換器を共有する方法
も考えられるが、この場合もプロセッサ（６）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
がかかるため、この場合ハードウェアに乗算機能をもた
せることが要求される。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、２つのＡ／Ｄ変換器の代りに２つ
のアナログ・パルス幅（以下、Ｖ−Ｔ変換器と称する）
を用い、かつ入力信号の極性を電子スイッチで反転させ
るようにすることにより、回路構成が簡単で、かつ安価
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。

〔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符号を付して説明を省略す
る。

同図に詔いて、（川は入力信号の一方、たとえば電圧値
ｅｙをパルス幅に変換する第１０Ｖ−Ｔ変換器、（１２
）は前記第１のＶ−Ｔ変換器（１１）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、１
３）は上記第１のＶ−Ｔ変換器（１１）の出力信号の立
上り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。’ａ４＋（イ）は第１の１対の電子スイッチ、（
１４ａ）　＋　（１４ｂ）はそれぞれ上記一方の電子ス
イッチθ荀のＭ１接続端子詔よび第２接続端子、（１５
ａ）　、　　（１５ｂ）はそれぞれ上記他方の電子スイ
ッチＯ０の第１接続端子および第２接続端子である。＋
ｌｌは他方の入力信号である電流値ｅＨをパルス幅に変
換する第２のＶ−Ｔ変換器、すηは高速パルス列Ｓ。が
印加される入力端子、：１８１はインバータ、０９１は
第１のＡＮＤゲート、（イ）は第２のＡＮＤデート、ｑ
ｌ）、ｎは第２の１対の電子スイッチで、上記第２のＶ
−Ｔ変換器０１１９の出力の接続を切換える働きをする
ものである。（２１ａ）　＋　（２１ｂ）はそれぞれ上
記一方の電子スイッチ体υの第１接続端子および第２接
続端子、（２２ａ）　、　（２２ｂ）はそれぞれ上記他
方の電子スイッチ（２）の第１接続端子および第２接続
端子、關は第２のＶ−Ｔ変換器θ匈からの出力のパルス
幅を計数するアップダウンカウンタ、Ｃ！嚇は表示装置
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ｆｌｌに印加された電圧値ｅｙは、増幅器（２
）を経由して第１のＶ−Ｔ変換器（川によって下記のパ
ルス幅に変換される。

但し、ｅ、は第１のＶ−Ｔ変換器（１１）の内部でもつ
基準電圧、δ１　は増幅器（２）と第１のＶ−Ｔ変換器
（１１）で発生するオフセット誤差、またＤｌ　　は第
１のＶ−Ｔ変換器（１すの出力信号が０になる区間で、
常にＤ１＋丘、＝１が成立する。

第１の７リツプ７０ツブ０匂の出力信号をＳＷＩ、第２
フリップフロップ−の出力信号をＳＷ２とする。５Ｗ１
＝１のとき、電子スイッチ０４）を第１接続端子（１４
ａ）に、電子スイッチ（国を第２接続端子（１５ｂ）に
それぞれ接続すれば、電子スイッチ０４１　。

（ｌｆｉｌ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ｂｅｉＬｖｒナログ信号が得られる。逆に５Ｗ１＝
０のとき、電子スイッチ圓を第２接続端子（１４ｂ）に
、電子スイッチ１１５）を第１接続端子（１５ａ）にそ
れぞれ接続すれば、増幅器（８）の出力に−ｂｅｉ　　
のアナログ信号が得られる。したがって、第２のＶ−Ｔ
変換器Ｏ・からは下記のパルス幅が得られる。

但し、ｅｒｚは第２のＶ−Ｔ変換器端の内部でもつ基準
電圧、δ２は増幅器（８）と第２のＶ−Ｔ変換器（１槌
で発生するオフセット誤差、また５□＝１−Ｄ２である
。

第１のＡＮＤゲーＨ１９）は、入力端子ａｎｒｔｃ印加
された高速のパルス列ｓｏ　ｔ−Ｄ２のパルス区間通過
させる鋤きをする。また第２のＡＮＤゲート１２（１１
は、パルス列Ｓ。を′５２のパルス区間通過させる働き
をする。一方、５Ｗ２＝１のとき、電子ス・「ツチ体１
１を第１接続端子（２１ａ）に、電子スイッチ１２２を
第１接続端子（２２ａ）にそれぞれ接続する。迎にＳ　
Ｓ’ｒ２＝００とき、電子スイッチｔ２１）を第２接続
端子（２１ｔ））　　に、電子スイッチ（２）を第２接
続端子（２２ｂ）に接続する。この様子を第８図のタイ
ムチャートで示す。したがって、アップダウンカウンタ
□□□には下記の値が得られる。

ｓｗｔ＝ｉで５Ｗ２＝１のときｐｌ＝Ｄ１（Ｄ２　　Ｄ
２）２ｅｒｌ　　　　ｅｒｚ ＳＷ１＝０で５Ｗ２＝１のときＩ）２　＝ＤＩ（Ｄ２　
Ｍ２）２ｅｒｌ　　　　ｅｒｚ ＳＷ１＝Ｏで５Ｗ２＝０のときＩ）３　＝−Ｄｌ（Ｄ２
−１）２＞２６ｒｌ　　　　ｅｒｚ ＳＷ１＝１で５Ｗ２＝０のときＩ）４＝−ＤＩ（Ｄ２　
　Ｄ２）２６ｒｌ　　　　　ｅｒｚ こうして、２ザイクル分のアップダウンカウンタ（２）
喝の計ｅ、ｍｔＪ、下記のようになる。

そこで、タイミングｎにおけるｅｙとｅｉ　の値を’Ｃ
し’ｔ：　しく！’ｖｎ　＋　ｅｉｌとすれば、２Ｎサ
イクル分の電力量は、 から得ることができＬｏ 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
誤差は比較的ゆっくりとしか変化しないので上記の近似
式が成立する。すなわち、電子スイッチ（１４、３５１
を用いて入力信号ｃＨの極性を反転させることにより、
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。

アップダウンカウンタ（至）の計数値は表示装置シ燭に
送られて表示される。

なお、上記実施例では、ｅＶ側にＶ−Ｔ変換器（１１）
と２つのフリップフロップＵ乃、Ｑ濁を、ｅｉ側に電子
スイッチ（１４１、３句とＶ−Ｔ変換器０６＋を設けた
ものを示したが、逆にｅＨ側ＫＶ−Ｔ変換器（川と２つ
のフリップフロップ０″８．０萄をｅｙ側に電子スイッ
チ０４）　、　０５）とＶ−Ｔ変換器端を設けてもよい
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればＡ／Ｄ変換器の代りに
２つのＶ−Ｔ変換器を用い、さらＶＣ電子スイッチで入
力信号の極性を切換えるように構成したので、乗算回路
や加算回路が不要になり、回路上発生するオフセット誤
差を簡単な回路構成で除去することができ、また同一精
度であればＡ／′Ｄ変換器よりも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。 （１１）・・・第１のＶ−Ｔ変換器、θ′４・・・第１
のフリップ７０ンプ、賎・・・第２のフリップフロップ
、α尋、−・・・第１の電子スイッチ、αト・・第２の
Ｖ−Ｔ変換器、ｇ＋）、（２）・・・第２の電子スイッ
チ、圏・・・アップダウンカウンタ。 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第
   １のアナログ・パルス幅変換器と、上記第１のアナログ
   ・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、上記出力信号の立上
   り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
   もつた第１の電子スイッチと、上記第１の電子スイッチ
   を介して導かれる前記第２のアナログ入力信号をパルス
   幅に変換する第２のアナログ・パルス幅変換器と、前記
   第２のフリップフロップの出力信号によつて制御されて
   上記第２のアナログ・パルス幅変換器の出力の接続を切
   換える第２の電子スイッチと、前記第２のアナログ・パ
   ルス幅変換器の出力パルスのパルス幅を前記第２の電子
   スイッチの制御下で計数するアップダウンカウンタとを
   備えた電子式電力量計。