JPS62128398A - 利用設備の使用量計量器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的に住宅用ま７’（は業務用に用いられる
電力・ガス等の利用設備？計量する計量器、より詳細に
ｌａ電力、水道、ガス等の利用設備の消費景會計量する
マイクロプロセッサペース自動遠隔ｔ“°愉装置に関す
る。

〔従来の技術〕

現在、電力、水道、ガス等の利用設備は家庭及び業務用
消費者に対して計量された使用量を基にして販売されて
いる。一般的に、各利用設備について個別計量装置が使
用され、消費者もしくは供給会社の検針員が各計量器ケ
定期的に読み取る必要がある、今日使用されている大多
数の計量器に機械もしくは電子機織装置であり、計量さ
れた利用設備の消費ｆｋヲある種の回転運動に変換して
回転ダイヤルやシリンダー全通め利用設備（ユーティリ
ティ）消費量の可視表示？与える。この種の機械もしく
は電子機械計量器は本質的に不正確であり、特に低消費
世においてそうである。例えば、従来の電力計や電力量
計は代表的に６２内至６８ワット秒以下のエネルギ値で
は応動じない。電力会社にとって、この値以下のエネル
ギ消費は非請求工坏ルギを表わ丁Ｃ全消費者ペースで年
間総計すると、この取り損う端末の累積効果は相当なも
のとなる。さらに、電子機械計量器は計量を行うのに′
…、力會消費する。代表的な電力計の消費電力は消費者
当り年間平均でおよそ２．２４０円（＄１２．８０　）
である。従って、より正確で動車的なメータハ電力会社
及び消費者の双方にとってＭ益である。

不正確で消費電力が高い他に、従来の利用設Ｖ使用ｍｔ
ｔ針器は遠隔読取１１ヒカが無く且つ遠隔読取能力を持
つように容易に変更することができない。

遠隔読取能力があると戸別に歩き廻って各ｉｔ　ｉ器を
読み取る時間と費用が省かれるため、非常に望ましい。

現在の多くの計量器は例えは−ケ月間隔で手動読み取り
ｔ行い、当日までの累積総消費賃の読み取りで与えるよ
うに設計されている。従来の計量器は使用時情報、丁な
わち予め選定された時刻における瞬時消費量に関する情
報全提供しない。例えば、電力産業では、使用時情報が
極めて有用で重要である。通常電力消費は−８中均一で
はない。

例えば夏期には、通常空調装置が運転される一日の暑い
時間帯の電力消費量が遥かに高い。大都市圏、特に重工
業地帯では、空調器負荷が商業及び産業負荷と一致して
年間の平均需要電力よりも遥かに＾い尖頭エネルギ需要
を生じる。停電を避は節を全行なうには、電力会社はこ
の尖頭電力需要ｔまかなうのに充分な予備発電装置を持
たなければならない。オフビーク時にはこの予備発電装
置は使用されない。当然ながら、尖頭需要？まかなう予
備発電装置を維持するのは費用がかかり、予備発電装置
が周期的に運転休止するため特にそうである。従ってビ
ーク時の消費電力は高料金とし、オフビーク時には低料
金とするのが望ましい。正しい料率を適用するには、電
力使用量だけでなく使用時刻も決定できることが必要で
ある。従って、使用時計量が非常に漬まれる。

ビーク／オフビーク料金の几めの使用時計量の他Ｋ、使
用時データは将来の拡張計画、利用設備の使用量ネット
ワークの最適化及び供給停止や供給中断の解決上行う際
に顧客ペースの利用設備の使用量ニーズを監視するのに
潜在的に有用である。

例えは、電力産業では、三相配電系統ケ平衡させて各相
負荷七同等にしたり、電力サージやドロップアウトの原
因を究明して解決する際に配電変圧器の定格電力を選定
するのに使用時情報が有用である。今日の利用設備の使
用量計量器は一般的にこの情報の供給能力が不足してい
る。

本発明は従来技術の利用設備の使用量計量器を署しく改
良するものである。本発明は少くとも１個、また任意に
数個の利用設備の使用量感知装置全具備している。電力
消費量はホール効果装置を含む磁界応答装置全使用して
計量される。センサは低消費エネルギ値においても極め
て正確であり、精度に影＃’ｌ＋−及ぼ丁ような挿入損
は生じない。電力消費量を感知する他に、本発明は水量
センサ、ガス流量センサ及び他の利用設備の使用量計量
装置を含む他の利用設備の使用量センサから信号を受信
し、調整し処理することができる。

本発明はさらに、利用設備の使用量センナやセンナに応
答して利用設備の使用量を示すデジタル情報を出力する
プロセッサもしくはマイクロプロセッサ會具備している
。ランダムアクセスメモリ等のメモリがプロセッサに接
続されていてデジタル情報を記憶する。プロセッサはま
た利用数（至）の使用量センサのアナログ信号音デジタ
ル信号に変換して、マイクロプロセッサで処理するため
のアナログ／デジタルインターフェイス装置も含んでい
る。ＬｇＤもしくは液晶７セグメントデイスプレイ等の
ディスプレイがプロセッサに応答してプロセッサが出力
するデジタル情報の可視表示を与える。さらに、通信装
置がプロセッサに接続されていて、計量器から離れた位
置にデジタル情報全送信する。通信装置は電話網−％’
光ファイバ網や送電線及び無線リンク金含む他の通信リ
ンク？介して通信するようにすることもできる。電話通
信全使用する場合には、プロセッサは出力？出してモデ
ム回路と優列通信ケ行う。

ディスプレイにより利用設備の使用量の明視表示ケ与え
且つ通信装置を介して遠隔表示？与える他に、本発明は
さらに受信時もしくは周期的間隔でプロセッサにデジタ
ル情報を監視させ且つ所定の故障状態に応答して事故警
報表示？与える制御装置も含んでいる。例えば、プロセ
ッサは事故の記録及び事故発生時刻ヶメモリ内に記憶す
ることにより供給中断やサービス低下に応答するように
プログラムすることができる。メモリには通信装的紮介
して遠隔アクセス全行って、発生後であっても警報事故
の詳細を得ることができる。替りに、プロセッサはｊ＋
ｊｉ信装＃會介して中央事務所、監視サブステーション
もしくは他の遠隔位置へ自動的に）報事故表示ケ与える
ことができる。本発明の′α子回路は主動作電力を利用
設備の使用量自体から引き出し、且つ蓄電池及び低バッ
テリ電圧検出回路からなるバックアップ電源を含むこと
ができる。主電源故障時には、バッテリバンクアップ電
源がプロセッサ及び関連回路？作動させてデータの消失
奮防ぐ。

本発明は包囲体内に収納され電子回路と他の物とが物理
的に接触するの？防いでいる。函体１ｆ含む全体パッケ
ージは既存の四つのあご形計量器ソケット内に載置する
ことができる。包囲体は函体を付随しプロセッサに接続
された接触検出装置で含んでいる。タンパ検出装置は接
触警報信号を送信し、プロセッサがそれｋ　’＞’＊０
信装置ｋ介してホームオフィスや監視サブステーション
へ出力する。

プロセッサの非作動による計量器の故障に対してさらに
保護するために、監視回路がプロセッサに接続されてお
りプロセッサの所定時間の非作動に応答してリセット信
号音出力する。接触もしくは不要電力線信号によりプロ
セッサが非作動丁なわちロックアツプされると、監視回
路がこの状態を検出してプロセッサ制御ルーチンを再開
する。

〔実施例〕

第１図ヲ参照として、本発明の利用設備の使用量計量器
を一般的に符号２０に示す。計量器２０は立上り配管２
４の下端に取り付けられた従来の四つのあご型計量器ソ
ケット２２内に取り付けられる。計量器ソケット２２は
建物構造２６や電柱や他の適切な取付構造に固定されて
いる。電力は１本もしくは数本の活導体と中性線を含に
とができる引込ケーブル２８？介して引き込まれる。

富力は立上り耐雷２４、ソケット２２を通り次に。

引込ケーブル３０’に介して建物構造内へ入る。後記す
るように、計量器２０は入力電流が発生する出界を測定
する。引込ケーブル３０は建物構造２６へ入り、通常の
ヒユーズやサーキットブレーカｔＭする分電盤２７へ接
続される。

′　　本発明の一つの利点は商業電話線、無線伝送、光
フアイバケーブル、専用伝送線、交流電力線等を介した
遠隔装置により送１ぎされるデータを含む異々るいくつ
かの遠隔装置により容易に遠隔計量器読取能力が与えら
れることである。本発明は任意の遠隔装置を使用して実
施できるが、商業電話線が広範に使用されているため好
ましい。従って、第１図は通常の方法でネットワークイ
ンターフェイス３４に入る電話引込１２３２　全示して
いる。好ましくは、ネットワークインターフェイス３４
の顧客測子なわち加入者側には計量器インターフェイス
ユニツ）３６（Ｍ工Ｕ）が取りつけられている。

計量器インターフェイスユニット３６は計量器２０に接
続されていて計量器と画業電話網間の通信を行う。Ｄｒ
望する場合、計量器インターフェイスユニット３６は利
用設備の使用量計量器２０保護包囲体内に収納すること
ができる。

本発明のもう一つの利点は電力の似に他の利用設備の使
用量の監視能力があることである。一般的に、本発明は
ガス及び水道を含む任意の＃量ユーティリティを監視す
ることができる。本発明のこの局面を示すために、第１
図に水道計３８とガスメータ４０　’＜示す。計量器３
Ｂ及び４０は接続線４２を介して本発明の計量器２０に
接続されている。計量器３８及び４０は電気読取能力で
含むかもしくは新たに施された従来の流量測定器とする
ことかできる。計量器３８及び４０からの電気的読取信
号は接続線４２會介して本発明の利用設備の使用倚計量
器２０へ送出される。計量器２０に送出されるこれらの
読取信号は分析、記憶及び処理され後に電話＃３２を介
して適切な供給会社によりアクセスされる。計量器２０
は任意所与時刻にどの利用設備の使用量信号（電力、ガ
ス、水道等）が入力、記憶及び分析されるか全調整する
。

利用設備の使用量信号はサンプリングエラー會無視でき
るような充分速い速度で１−次サンプルされる。

次に第２図に、商業電話網全使用した好ましいデータ遠
隔装置？示す。第２図は一般的に符号４４に示す（水道
やがス等の）第２の任意利用設備の使用量計量器全有す
る利用設備の使用量計量器２０ｖ示す。説明の都合上、
計量器インター７エイスユニツ）（Ｍ工Ｕ）３６は計量
器２０の外部に示されている。もちろん、前記したよう
に、計量器インターフェイスユニット３６は利用設備の
使用量計オ゛器パッケージ自体内圧内蔵することができ
る。計量器インター７エイスユニツト３６は第６Ａ図で
使用され後記する個別称号ＲＸＤ、　ＴＸＤ及びＴＲ工
ＣｋｋＭする入力４森４６によジ計メ器２０に接続され
ている。計量器インターフェイスユニット３６の出力は
商業電話網の試験中継線のチップワイヤ４８及びリング
ワイヤ５０に接続されている。次にチップ及びリングワ
イヤはネットワークインターフェイス３４を介して電話
会社ネットワーク丁なわちループ５２に接続され、それ
は電話会社中央事務所５４内のスイッチング回路により
ユーティリティ顧客の呼田しの径路指定を行う。

試験中継線はスイッチング回路により従来の方法でアク
セスして鳴鐘装置を起動することなく顧客の電話回路を
アクセス丁ゐことができる。

計量器インターフェイスユニットと通信するために、ユ
ーティリティ会社、例えば電力会社、はデータ通信端末
装置５ｔｉｋＮｔ、それはコンピユータ化されたプロセ
ッササブシステム５Ｂとデータ適化インターフェイスユ
ニット６０を含み、後者は電話網°木しくは専用電話線
６２に介して電話会社中央事務所内のＭＲＡＣユニット
６４へ接続されている。特定顧客の計量器を読み取る場
合、コンピユータ化されたプロセッササブシステム５８
が中央事務所５４内のＭＲＡＣユニツ）　６４　’ｔｃ
ダイアル丁なわちアクセスしである顧客の計量器の読取
要求を送出する。ＭＲＡＣユニット６４は試験中継線を
介して顧客の電話線ｔアクセスする。ＭＲＡＣユニット
は顧客電話回線音間くがリング信号は出さない（従って
家庭の電話器は鳴らない）。替りに、ＭＰ、ＡＣユニッ
トは特殊トーンを出して計量器インターフェイスユニッ
ト３６ｔ−）リガーする。

トリガーされると、計量器インターフェイスユニット３
６は後記する計量器２０の回路により供給″：！−する
利用設備の使用量に対応するデータ全貌み取る。次にΔ
１量益インターフェイスユニットはデータｒ予め定めら
れたフォーマット丁なわちプロトコルに岨み立てパッケ
ージしてＭＲＡＣ６４へ返送する。次にＭＲＡＣはＭ工
Ｕデータ金解読了なわちアンパッケージし℃コンピュー
タ化されたプロセッササブシステム５８へ報告し戻し、
そこで顧客の利用設備の消費量及び使用時データが分析
される。

他の通信回路も可能ではあるが、実施例の計量器インタ
ーフェイスユニツ）ｆｌ少くとも１個のユニバーサル非
同期送受（ｇ器（ＵＡＦＩＴ　）と、ベル１０５像準モ
デム回路（３（１０ｆｆ−）と能動帯域藷波器を含んで
いる。好ましくは、計量器インターフェイスユニツ）’
　ｈ　ＣＭＯ８集積回路七使用して実施して全ユニット
が電話線から供給される電力で作動する。適切な計量器
インターフエイスユニットハニュージャージー州、トレ
ントン、ベース１０システムズ社から入手できる。しか
しながら、他の計量器インターフェイスユニットも使用
できる。

第６図、第４図及び第９図は本発明の実施例の物理的レ
イアウト２示す。本発明はソケット２２１４９図）等の
既存の四つのあご型計量器ソケツト内へ直接プラグ止め
するようにされている。回路は保護ガラスもしくはプラ
スチック包囲体６６内に収納されており・、それは従来
の電力量計のガラス包囲体に匹敵する全体サイズ及び形
状ｋＮしている。所望する場合、マイクロスイッチ６７
もしくは他のセンサを包囲体６６と接触配置して包囲体
の取り外し？検出することができる。第６図及び第４図
は包囲体を取り外した計量器を示す。

好ましくは、計量器２０會構成する亀子回路は２枚の間
隔のとられた平行回路板６８．７０上に組み立てられる
。両回路板共円形で保護包囲体６６の内部形状と一致し
ている。回路板６８は電流センサ板であり、回路板７０
１１−１ｃプロセツサ／デイスプレイ板である。

好ましくは、回路板６８及び７（１：ボルト７４及びス
ペーサもしくは離隔部材７６によりベース板７２上へ組
み立てられる。回路板は裏側を互いに対面して組み立て
ることができる。プロセッサ、ディスプレイ板７０の構
成要素側には一連の７セグメント’［、ＦＤもしくは液
晶アルファニューメリックディスプレイ装置７８がある
。ディスプレイ装置ＩＬ７８は表板カバー８２（第９図
）内の矩）ト開ロア９の後方に配置され、従って保護包
囲体６６金通して見ることができる。

電流センサ板６８は少くとも１個のトロイド状ホール効
果センサ８４（第８図には２個會示す〕を載置している
。ホール効果センサ８４は板６８の類似開口と一致した
円形開口８）１ｍし、七の中へ電流配送導体が通される
。第４図は６本の個別導体８８．９０及び９２からなる
引込ケーブル３（１−示す。導体９２は中性導体であり
導体８８及び９０は柱上もしくはパッド上降圧変圧器の
２次巻線に接続された電流配送導体である。習慣に従っ
て、導体８８及び９０は終局的に中性導体９２と共に分
電盤に配線される。次に標準１１０ｖアウトレツトが中
性導体９２と導体８８及び９０の一方もしくは他方との
間に接続される。所望する場合、２２０　アウトレット
が導体８８と９０間に配Ｍされる。導体８８及び９０は
共に活導体であり１８０°位相偏移し友１１Ｌ流を運ぶ
。建物に配送される全電力が計量且つ料金請求されるの
全保障するため、導体８８及び９０は共に１個のトロイ
ダルホール効果センサ８４の円形開口８６へ通される。

これら２導体の電流は互いに位相偏移しているため、一
方の導体は開口８６中金上向きに通され他方の導体は開
口８６中を下向きに通され、従って２導体周りの磁界は
互いに加えられる。これ全第４図及び第８図に示す。

第８図に示す別の実施例において、２個のトロイダルホ
ール効果センサ８４が示されており、１万は使用される
が他方は使用されない。多相応用に使用するのに第２）
さらには第６のホール効果センサを含むことができる。

替りに、もう１個のホール効果センサ全使用して同じ住
所の異なる顧客の電力消費量全計量することができる。

従って、複層住戸では１個の計量器を両テナントに使用
することができる。単一顧客の単相の応用の場合、所望
ならば付加ホール効果センサを省くことができる。

第５図に回路板６８に関連する電力センサ回路を示す。

を流センサ回路は一般的に符号９４に示“丁給電回路を
具備している。給電回路９４はヒユーズ９６ｔ−介して
コネクタ８Ｂ及び９０に接続することによりｔ気エネル
ギを受電する。次にヒユーズ９６は２対の２次巻線出力
１（１０及び１０２七Ｍする降圧変圧器９８の１次導線
に接続されている。金属酸化物バリスタ（ＭＯＶ　）　
１０４が各ヒユーズと外部接地１０６間に接続されてい
てサージ保＠全行う。２次導線１０２は濾波コンデンサ
１１０が接続された全波ブリッジ整流器１０８に降圧交
流上供給する。整流器１０８の負側は接地され正側は電
圧調整器１１４及び１１６が接続された給電母線１１２
に接続されている。好ましくは、電圧調整器１１４は中
流１２　　’に供給し電圧調整器１１６は直流５ｖｋ供
給する。

２次導線１（１０は抵抗器回路網１１Ｂ會介してトロイ
ダルホール効果センサ８４に接続されている。抵抗器回
路網１１８は可調整レオスタット１２０及び温度補償サ
ーミスタ１２２を含んでいる。ホール効果センサ８６は
フロリダ州、オーランド、エフ、タプリュ、ベル社製Ｐ
Ｉシリーズ電流／ワットセンサ全使用して実施すること
ができる。センサ８６は２本のバイアス導ｆｆＭｓ１及
びＳ４と２本の出力溝ｆｉ１１９２及び８３ｋＮしてい
る。

センサ８６はアンペアの法則に従って作動し、それは導
体内の電流により導体の周りに電流に比例した磁界が生
じること？意味する。センサは間隙のあるトロイダルコ
ア全含みホールジェネレータが間隙内に載置されている
。コアには導体内を流れる電流により生じる磁界が集中
し、この磁界がホールジェネレータに通される。ホール
ジェネレータは磁気感知半導体であり、その表面に直角
な磁界とバイアス電圧をかけた時にそこ電流れる制御電
流との積に比例した出力電圧？生じる。制御電流はバイ
アス端子Ｓ１及びｓ４２介して供給される。（電流及び
バイアス電圧に応答する）ホール効果センサは消費電力
に比例する。センサ８６の出力電圧は帰還コンデンサ１
２６によＶ積分器として働くように構成された演算増幅
器１２４に送出される。演算増幅器１２４の出力はセン
サ８４が感知する電力の時間積分に比例したアナログ直
流値である。

調整レオスタット１２０の他に、回路は演算増幅器１２
４の信号入力値を調整するバイアスボテ′ンショメータ
１２８も含んでいる。一対の試験端子１３０が両センサ
出力端子８２及びＳ６に設けられている。校正中に試験
端子１３０を短絡することにより、センサ８４は回路か
ら有効に切り離され演算増幅器１２４には入力信号は供
給されない。この状態で、ポテンショメータ１２８を調
整して増幅器１２４の出力に直流Ｏｖｔ生じることがで
きる。端子１３０の短絡全解除しセンサ８４の開口８６
に既知の試験電流を流子かもしくは試験電流を流さない
ようにして、調整レオスタット１２０を同調させ演算増
幅器１２４に正しい出力音生じることができる。

演算増幅器１２４の出力はＬＭ１３１集積回路？使用し
た電圧／周波数変換器１３２に送出される。電圧／周波
数変換器は一種のアナログ／デジタル変換？行う。変換
は導線１３４上の変換器出力全所定時間サンプリングし
、発生するパルス丁なわち発振数をカウントして行われ
る。発生するパルス丁なわち発振数は増幅器１２４の供
給する直流値に比例する。サンプリング時間間隔が判っ
ておれば、カウントされるパルス数は直流値に比例し、
従ってセンサ８４の円形開口８６１に流れるエネルギ全
表わ丁。出力溝＋！１３４にはゾルアップ抵抗器１３６
が接続されており、それは５　給電源に接続されていて
変換器１３２の出力音デジタル論理値と一致させる。

次に第６Ａ図及び第６Ｂ図を参照として、プロセッサ／
ディスプレイ回路はインテル８７５１マイクロプロセツ
サ等のマイクロプロセッサ１３８を具備している。第６
Ａ図において、マイクロプロセッサ１３８の入出力等線
には慣例的な名称が付されている。外部クリスタル１４
０が４ＭＨｚ時間ペースを与える。マイクロプロセッサ
１３８はアドレス／データバス１４２と通信し、８並列
データビットと１６並列アドレスビットを与える。

マイクロプロセッサ１３８は８個の直列入出力ポートＰ
１．０〜Ｐ１．７も含んでいる。マイクロプロセッサ１
３８は内部ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含み、
アドレス／データバス１４２を介して外部メモリをアド
レスすることができる。内部メモリを使用すると、マイ
クロプロセッサ１３８のｇＡ端子はジャンパ接続１４４
により５ｖ給電源ヘジヤンパされる。内部メモリの替り
に外部メモリを使用すると、ＥＡ端子はジャンパ１４６
により大地ヘジャンパされる。マイクロプロセッサ１３
８は外部タイマ入力（ＴＯ）を含み、それには゛電圧／
周波数変換器出力４１１１ｊ１３４が接続される。

送受信直列データ端子（ＲＸＤ及びＴＸＤ　）は（トリ
ガ信号に使用する）入出カポ−）　Ｐ　１．０と共に、
ユニット３６（第２図）のような計量器インターフェイ
スユニットと通信を行５゜マイクロプロセッサ１３８は
また割込端子ｌＮＴ１及びＩＮＴ［ｌ及びリセット端子
ＲＥＳＥＴを含んでいる。マイクロプロセッサ１３Ｂと
外部メモリ間の適切なインターフェイスを行５ために、
ラッチ回路１４８が設けられる。ラッチ１４８は７４Ｌ
Ｓ３７３集積回路を使用して実施され、アドレス／デー
タバス１４２の共用アドレス／データ線に接続される。

ラッチ１４８の出力は１６ビツトアドレス語の最下位ビ
ット（ＬＳＢ）からなっている。パス１４２の残りのア
ｒレス線と共に、ラッチ１４８の出力はアドレスバス１
５０に供給を行う。データバス１５２は入力尋勝からラ
ッチ１４８へ引き出される。アドレスラッチイネーブル
すなわちマイクロプロセッサ１３８のＡＬＥ端子はラッ
チ１４８の情報入力がアドレス情報であるかデータ情報
であるかを示す論理信号を与える。

実施例において、ＫＷＨ消費量の局部表示が７セグメン
トデイスプレイ装置７８により与えられる。

ディスプレイ装置１８はＩＣＭ　７２１８　Ｄ集積回路
とすることができるディスプレイドライバ回路１５４に
より駆動される。ディスプレイドライバはＡＤ、ＡＩ及
びＡ２アドレス巌によりアドレスされる。データはＤＯ
〜Ｄ３データ線上に与えられる。

マイクロプロセッサ１３８内の内部ランダムアクセスメ
モリの他に、本発明は持久記憶装置１５６及びオプシャ
ンプログラム記憶装置１５８も含んでいる。記憶装置１
５６は２８１６集槓回路等のｇＥＰＲＯＭ装置を使用し
て実施することができる。

使用する場曾、プログラムメモリ５８は２７１６集積回
路ＥＰＲＯＭ等とすることができる。マイクロプロセッ
サ１３８がデータ記憶装置１５６、プログラムメモリ１
５８もしくはディスプレイドライバ１５４を選択的にア
ドレスできるようにするために、装置選定回路１６０が
設けられる。７４ＬＳ１６８果槓回路とすることができ
る回路１６０が最上位アドレス巌Ａ１３〜Ａ１５に接続
されていて、ディスプレイドライバ１５４の賽込み端子
ＷＲ及びメモリ回路１５６及び１５８のチップイネーブ
ル端子ＣＥに装置選定出力信号を与える。

マイクロプロセッサ１３Ｂはアドレス＋！ｌｌ５ｉＡ１
３〜Ａ１５上に適切なアドレス信号を出力することによ
り、これらの装置のいずれをアドレスする必要があるか
を選定することができる。メモリ回路１５６及び１５８
はまた通常の方法でマイクロプロセッサ１３８の読み取
りＲＤ及び書き込みＷＲ端子にも接続されている。図示
するように、データバス１５２及びアドレスバス１５０
の最上位ピッ）Ａ８〜Ａ１５はプルアップ抵抗器バンク
１６２を介して５ｖ給電源へ接続されている。

前記したように、本発明の電子回路は主として交流入力
線に接続して給電される。回路はまた前記したように補
助バッテリ給電源１６７から給電してリアルタイムクロ
ック１６９を作動させることもでき、それはボー）　Ｐ
　１．４及び２１．５と連絡されて使用時間１ｉＩ１１
りに使用される。節電中の誤読み取りに対して保膿する
ために、電圧監視回路１６４が設けられる。回路１６４
は給電バス１１２（第５図）上のＶＴＥＳＴテスト点に
接続されたツェナーダイオード１６６を含んでいる。帽
嵐バス１１２の電圧がツェナー閾値以下に降下すると、
論理デート１６８が信号を生じそれにより論理デー）１
７０はマイクロプロセッサ１３８のＩＮＴＯ線上に割込
信号を生じる。ゼロ割込は優先順位の高い割り込みであ
り、それによってマイクロプロ屈ツサ１３８は電力遮断
ルーチンを実施し、現在処理中の全データがマイクロプ
ロセッサマシン状態と共に持久データ記憶装置１５６に
記憶される。

このようにして、ルーチンは妥当なデータを保存し潜在
的に不当な後続データを無視する。通切な電圧値が回ゆ
すると、マイクロプロセッサ１３８は前のマシン状、蝮
に回復され通常の方法でデータ処理を継続する。

プログラムロックアツプに対する保楯のために監視回路
１７２が設けられている。正規動作中Ｖてマイクロプロ
セッサ１３８は（内部メモリもしぐはプログラムメモリ
１５８に格納された）プログラムされた命令セットを実
行する。奄カサージや瞬時停電が生じたり、誰かがプロ
グラムされた命令をいじろうとすると、プログラムロッ
クアツプを行うことができる。ロックアツプはマイクロ
プロッサ１３８内のプログラムカウンタがプログラム内
で場所が判らなくなってマイクロプロセッサが意図せぬ
命令を実行しようとする時に生じ、しばしば予期せぬ結
果を生じる。このようなロックアツプに対して保瞳する
ために、マイクロプロセッサ１３８はポー）　Ｐ　１．
７を介して周期的に監視信号を送出するようにプログラ
ムされている。論理デート１７４及び１７６が監視信号
を監視し、監視信号が無い時はＲＥＳＥＴ端子を介して
マイクロプロセッサ１３８をリセットすることにより応
答する。このようにして、マイクロプロセッサ１３８が
ロックアツプして監視信号の送出を中止すると、プロセ
ッサは制御プログラム内の所定開始点ヘリセットされる
。

本発明の前記ハードウェアの説明を念頭において、次に
？ｔｌｌＪ　燐ノ゛ログラムについて説明する。第７図
を参照として、マイクロプロセッサ１３８が実行する制
御プログラムをその機能サブルーチンすなわちモジュー
ルにより説明する。第７図において、モジュールはプロ
グラム制御フローを示すために相互接続されたブロック
で表わされている。

割込イベントは円で示す。好ましくは制御プログラムは
アセンブリ語もしくは機械語で書かれており、マイク日
プロセッサの内部メモリもしくはオプションｆａダラム
メモリ１５８内のある梅の持久メモリに記憶されている
。制御プログラムは直接アセンブリ語命令としてコード
化するかもしくは・・イレベルコンピュータ語を使用し
てフンパイルすなわち翻訳し第７図のアルプリズムを実
行することができる。

好ましくは、制御プログラムは／＼−ドウエア及びソフ
トウェア割込みを実施し、従って制御プログラムは割込
ベクトル飛越表１７８を含んでいる。

ハードウェアもしくはソフトウェア割込みが生じると、
制御プログラムは割込ベクトル飛越表を調べ割込番号す
なわちアイデンティティに基いてどこでプログラム制御
を再開すべきかを決定する。

例えば、ＲＥＩＴ端子上のリセット信号は・・−ドウエ
アリセット割込みとして処理される。同様に、ＩＮＴＯ
及びｘｗ’ｒ１　綴止に受信される割込みも／Ｓ−ドウ
エア割込みである。第０割込み（ＩＮＴＯ）はパワーダ
ウンモードを開始するのに使用され、第１割込み（ＩＩ
ＪＴｌ）はデータ送信に使用される。ソフトウェア割込
みを含む他の割込みも飛越表に含めることができる。他
の割込みについてはこれらの割込みを生じるプログラム
部分と関連して検討する。

符号１８０においてパワーアップもしくはノ・−ドウエ
アリセットが行われると、プログラム制御は初期化ルー
チン１８２に入る。初期化ルーチンはマイクロプロセッ
サの直列ポートを通信ボーレート（例えば３（１０ボー
）に初期化する。マイクロプロセッサの内部タイマ１が
直列ポートボーレートを発生するのに使用される。直列
ボートは１開始ビツト、１停止ビツト及び８データビツ
トで構成されている。この時、直列ボートの割込みがイ
ネーブルされ第１割込み（、ｌＮＴ１　）もイネ−デル
される。次に初期化ルーチンはデータ記憶装置１５６を
読み取ってこれまでのエネルギ使用量を示す最終記憶デ
ータが得られる。次に、後記する更新ディスプレイルー
チン１８４を呼び出すことにより最終記憶データがディ
スプレイ装置７８に書き込まれる。初期化処理が終了す
ると、初期化ルーチン１８２は背景ルーチン１８６へ出
される。

背景ルーチ、ン１８６は正規動作ルーチンであり、そこ
から他のルーチンが呼び出される。それは他のルーチン
を調整し必要時に呼び出す。・・−ドウエア割込みによ
り指示されない限り、プログラム制御ば通常背景ルーチ
ン１８６からは出されない。

第７図に示すように、背景ルーチン１８６はタイマルー
チン１８８、外部メモリへ保管ルーチン１９０、センサ
データ送出ルーチン１９２．２進化１′０進桁上げルー
チン１９４及び更新ディスプレイルーチン１８４を含む
いくつかの異なるルーチンを呼び出すことができる。こ
れらのルーチンの一つが背景ルーチン１８６により呼び
出されると、制御はそのルーチンへ分岐し次に終了後背
景ルーチンへ戻る。

多くのルーチンが周期的時間間隔で背景ルーチン１８６
により呼び出される。タイマルーチン１８８及びタイム
チェックルーチン２０２は背景ルーチンへタイミング情
報を与える。タイマチェックルーチン２０２はマイクロ
プロセッサが内部的に発生するタイマ１割込みに応答す
る。タイマチェックルーチン２０２はソフトウェアカウ
ンタを増分してさまざまな時間間隔を測定し、ソフトウ
ェアフラグを設定して測定時間間隔の表示を与える。こ
のようなフラグの一つは１０ｍ５フラグであり、背景ル
ーチン１８６がタイマルーチン１８８を呼び出すのに使
用される。もう一つのフラグは校正フラグであり、それ
は１（１０ｍ５ごとにセット及びリセットされマイクロ
プロセッサボー　）　Ｐ　１．４及びＰｌ、４をセット
及びリセット状態間で交互にトグルさせる。計量器の校
正中に、ボー　）　Ｐ　１．４及びＰｌ、５は監視され
臨界タイミング関数が仕様書範囲内にあるかどうかを決
定する。

タイマルーチン１８８ｕタイマチエツクルーチン２０２
と共に稼動して背景から他のルーチンを呼び出す時刻を
追跡し続ける。タイマルーチン１８８はタイマチェック
ルーチン２０２により制御される１０ｍ５フラグが決定
するｉＱｍｓごとに背景から呼び出される。タイマルー
チン１８８は２０ｍ５，１（１０ｍ５及び１Ｓの時間間
隔を測定するソフトウェアカウンタを制御する。ソフト
ウェアフラグがセット及びリセットされてこのタイミン
グ情報を背景ルーチン１８６へ運ぶ。２０　ｍｓタイマ
はマイクロプロセッサからの書き込み命令に続いてデー
タ記憶装置１５６へデータを誓き込む速度を調整するの
に使用される。１（１０ｍ５タイマはボー）　Ｐ　１．
０上のトリが信号に応答して通信ポートへデータを送信
する速度をｔ９１Ｊ御するのに使用される。１秒タイマ
はクリープ防止に使用される。クリープはアナログ回路
内のノイズにより生じる現象であり、エネルギの非消費
時にはエネルギ使用ｉを示す値がゆるやかにクリープす
なわち増大する。このクリープはノイズ閾値以下のエネ
ルギ消費量データを廃粂して修正される。

毎秒１回データはクリープテストされ、ノイズ閾１直よ
りも高ければ、バッファルーチン１９６ヘムープカウン
トを呼び出すことにより現在の読取データが一時記憶バ
ツファへ格納される。ルーチン１９６は外部メモリへ保
管ルーチン１９０等の他のルーチンによりアクセスでき
るところへ現在の読取値を記憶する。

外部メモリへ保′ｇルーチン１９０は（タイマルーチン
１８８が決定する）　２０　ｍｓごとに背景ルーチン１
８６により呼び出される。ルーチン１９０は一時バツフ
ァからデータ記憶装置１５６へデータを移動する。好ま
しくはこのデータは２進化１０進もしくはＡＳＣＩエフ
オーマットで記憶される。

ルーチン１９０は２０　ｍｓ遅延により、一時バッファ
に捕捉されたデータを他のルーチンを遅延させることな
くデータ記憶装置１５６の比較的遅い持久記憶装置へ書
き込むことができる。

センサデータ送出ルーチン１９２は直列通信ボートヘデ
ータを送信する。計量器インターフェイスユニット３６
からトリガ信号を受信すると、１（１０　ｍｓ遅延後に
現在の計量器読取値が６（１０ボーの速度で偶数パリテ
ィで直列ボートへ送出される。ＡＳＣＩＩアステリスク
文字にさらに２つのＡＳＣＩＩ文字が続いて構成される
ヘッダが現在の計量器読取値を受信する。２進化１０進
デジツトとして記憶されていると、計量器読取値はＡＳ
ＣＩ　Ｉに変侠されてから送信される。サービス直列割
込み２０４はセンサデータ送出ルーチン１９２と共に稼
動する。サービス直列割込み２０４は計量器インターフ
ェイスユニットがマイクロプロセッサと通信したい時に
発生する割込みに応答する。

ルーチン２０６は通信要求がデータの受信なのか送信な
のかを決定する。送信要求が送出されると、ルーチン２
０６はフラグをセットしてセンサデータ送出ルーチン１
９２が使用できないようにする。

更新ディスプレイルーチン１８４はＷＨ消費量を示すデ
ータをディスプレイ装置１８上に表示させる。ルーチン
１８４は装置選定回路１６０ｆｔ使用してディスプレイ
ドライバ１５４を使用出来ないようにさせてこれを竹う
。次に、ドライバ１５４がアドレスされ、２進化１０ａ
フオーマツトでディスプレイ装置にデータが出力される
。２進化１０進７オーフツトを実施するために、２進化
１０進桁上はルーチン１９４が呼び出されて最上位桁が
１０を越えているかどうかをチェック且つ決定し、越え
ておれば次の１０進位置への桁上げが生じる。

背景ルーチンから呼び出されるルーチンの他に、プログ
ラムは他の割込み駆動ルーチンも含んでいる。パワーダ
ウンルーチン２（１０は電圧監視回路１６４により起動
される第０割込み（ＩＮＴＱ）に応答する。前記したよ
うに、交流線電圧が安全値以下に降下する時、回路１６
４は第０割込みを発生する。パワーダウンルーチン２（
１０は内部クロックを凍結し、全機能を停止させる。現
在の計情器絖取匝がメモリ１５６に保持され、・・−ド
ウエアリセットが開始されて電源が回復しルーチン１８
２で開側１が再開される。

＃１３４上の電力使用量データ？解読するルーチンはル
ーチン１９８上のカウントである。ルーチン上のカウン
トは内部カウンタゼロオーバフロー割込みに応答する割
込み駆動ルーチンである。

各１０　ｍｓ間隔の開始時に、背景ルーチンは内部セ゛
ロカウンタをセットして休止計量器状態を表わすＨｒ定
数のベースカウントをカウントする。各１０　ｍｓ間隔
の開始時に、ゼロカウンタがセットされてベースカウン
ト数をカウントする。ベースカウントをカウントした後
、１ワツトを作るのに必、要な線１３４上のパルス数が
決定される。１ワツトに達するとフラグがセットされる
。このフラグは背景チェックされてすでにメモリ内にあ
る２進化デジツトにワットが加えられる。カウントされ
る各ＷＨに対して、フラグ？セントして表示を更１ｒす
る。

実施例について本発明を説明してきたが、本発明の梢神
から逸脱することなくある楯の１１正や変更ｒ加えるこ
とができることをお判り願いたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、　＃ｌｌＱ＊４９４ｊＲ−十世器の設置例の
斜視図、第２図は好ましくは電話遠隔装置を使用した遠
隔読取計量器を示すブロック図、第６図は回路板レイア
ウトを示すために保護包囲体を除去した計量器の前面斜
視図、第４図は′電力センサ板の下側を示す実質的に第
６図の晦４−４に沿った断面図、第５図は本発明の電力
センサ板の略図、第６Ａ図及び第６Ｂ図は本発明のプロ
セッサ及びディスプレイ板の略図、第７図は本発明の制
御装置のソフトウェアブロック図、第８図は本発明の別
の実施例を示す第４図と類似の断面図、第９図は保蝕包
囲体及び表板を示す計量器の前面斜視図である。 参照符号の説明 ２０．３８．４０．４４・・・計量器 ２２・・・計量器ソケット ２７・・・分電盤 ２８・・・引込ケーブル ３２・・・電話引込機 ３４・・・ネットワークインターフェイス３６・・計量
器インターフェイスユニット４８・・・チップワイヤ ５０・・す／グワイヤ ５８・・・プロセッササブシステム ６０・・・データ通信インターフェイスユニット６２山
専用電話線 ６４・・・ＭＲＡＣユニット ６６・・・プラスチック包囲体 ６８．７０・・・平行回路板 ７２・・・ベース板 γ８・・ディスプレイ装置 ８２・・・表板カバー ８４−・ホール効果上ンサ ８８．９０．９２・・導体 ９４・・・給電回路 ９Ｂ・・・降圧変圧器 １０４・・・金い１酸化物バリスタ １０８・・・全波ブリッジ整流器 １１０・・・濾波コンデンサ １１４．１１６・・・７１ｉ圧、Ｊ−４整器１２０・・
・Ｏｊ調贅加減抵抗器 １２２・・・諷度ｔＩＩＩｒ賞サーミスタ１２４・・・
演ｎ湖幅器 １２８・・バイアスポテンショメータ １３２・・・電圧／周波数液戻器 １３Ｂ・・マイクロプロセッサ １４０・・外部クリスタル １４８・・・ラッチ １５４・・・ディスプレイドライバ回路１５６・・・持
久記憶装置 １５８・・・プログラム記憶装置 １６０・・・装置選定回路 １ｂ２・・・プルアップ抵抗器バンク １６４・・・電圧監視回路 １６６・・・ツェナーダイオード １６７・・補助バッテリ給電源 １６８．１７０．１７４．１７６・・・論理デート？６
９・・・リアルタイムクロック １１２・・・監視回路

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）利用設備の使用量を感知する装置と、前記感知装
   置に応答して利用設備の使用量を示すデジタル情報を出
   力するプロセツサ装置と、前記プロセツサ装置に接続さ
   れて前記デジタル情報を記憶するメモリ装置と、 前記プロセツサ装置に応答して前記デジタル情報の可視
   表示を出力するデイスプレイ装置と、前記プロセツサ装
   置に接続され前記デジタル情報を前記計量器から離れた
   位置へ送信する通信装置 とを具備する利用設備の使用量計量器。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量計
   量器において、前記プロセツサ装置は第２の利用設備の
   使用量を決定する補助入力装置を含む利用設備の使用量
   計量器。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量計
   量器において、さらに少くとも前記プロセツサ及び前記
   メモリを収納する包囲体と前記函体を付随し前記プロセ
   ツサ装置に接続され前記包囲体に物体が接触するのに応
   答して接触警報信号を送信する接触検出装置を具備する
   利用設備の使用量計量器。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量計
   量器において、前記通信装置は電話系統を介して通信を
   行うモデム回路装置を含む利用設備の使用量計量器。
5. （５）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量計
   量器において、前記通信装置は直列通信装置である利用
   設備の使用量計量器。
6. （６）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量計
   量器において、前記通信装置は非同期通信装置である利
   用設備の使用量計量器。
7. （７）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量計
   量器において、前記通信装置は任意の信号通信装置であ
   る利用設備の使用量計量器。
8. （８）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量計
   量器において、前記通信装置は任意の信号を発生する装
   置と前記任意の信号を光フアイバケーブルに接続する装
   置を含む利用設備の使用量計量器。
9. （９）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量計
   量器において、前記感知装置はホール効果センサを含む
   利用設備の使用量計量器。
10. （１０）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量
    計量器において、前記感知装置は磁界応答装置を含む利
    用設備の使用量計量器。
11. （１１）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量
    計量器において、前記感知装置は環状磁界応答装置と前
    記環状装置に接続されたホール効果装置を具備する利用
    設備の使用量計量器。
12. （１２）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量
    計量器において、さらに前記プロセツサに前記デジタル
    情報を監視させ所定故障状態に応答して事故警報表示を
    出力する制御装置を具備する利用設備の使用量計量器。
13. （１３）特許請求の範囲第１２項記載の利用設備の使用
    量計量器において、前記所定故障状態は利用設備のサー
    ビスの中断である利用設備の使用量計量器。
14. （１４）特許請求の範囲第１２項記載の利用設備の使用
    量計量器において、前記所定故障状態は利用設備サービ
    スの低下である利用設備の使用量計量器。
15. （１５）特許請求の範囲第１２項記載の利用設備の使用
    量計量器において、さらに前記プロセツサ装置に接続さ
    れて前記故障状態の時刻を決定するクロツク装置を具備
    する利用設備の使用量計量器。
16. （１６）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量
    計量器において、さらに前記プロセツサへ作動電力を供
    給する補助電源装置を具備する利用設備の使用量計量器
    。
17. （１７）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量
    計量器において、前記プロセツサ装置は所定時刻に前記
    デイスプレイ装置を非作動とする装置を含む利用設備の
    使用量計量器。
18. （１８）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量
    計量器において、さらに前記プロセツサ装置に接続され
    プロセツサの所定時間の非作動に応答して前記プロセツ
    サへリセツト信号を与える監視回路装置を具備する利用
    設備の使用量計量器。
19. （１９）特許請求の範囲第１項記載の利用設備の使用量
    計量器において、さらにバツテリバツクアツプ電源と低
    バツテリ電圧検出装置を具備する利用設備の使用量計量
    器。
20. （２０）利用設備の使用量を示す第１の信号を出力する
    少なくとも１個のセンサと、 前記センサに接続され前記第１の信号を示すデジタル信
    号を出力する変換器装置と、 前記デジタル信号を受信し且つ時間間隔を決定するタイ
    ミング装置を有するプロセツサ装置と、前記プロセツサ
    装置に接続されたメモリ装置と、所定時間間隔で前記プ
    ロセツサ装置に前記デジタル信号を示すデジタル値を前
    記メモリ装置内に記憶させる制御装置 とを具備する利用設備の使用量計量器。
21. （２１）特許請求の範囲第２０項記載の利用設備の使用
    量計量器において、前記センサはホール効果センサを含
    む利用設備の使用量計量器。
22. （２２）特許請求の範囲第２０項記載の利用設備の使用
    量計量器において、さらに前記プロセツサ装置に前記デ
    ジタル値を回復させ前記回復したデジタル値を前記計量
    器から離れた位置へ転送する問合せ装置を具備する利用
    設備の使用量計量器。