JPS62287167A - 交流電力計 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明は交流、特に好ましくは可聴周波数以上の交流の
電力を測定する交流電力計に関する。

〈従来伎術〉 電力計としては、熱１対を用いたＲ−Ｒ型若しくはＣ−
〇紫電力計又はホール素子を用いたホール電力側が知ら
机でいる。これら（はいずれも通過型電力計であり、電
源と負荷との間に挿入して電源から負荷に供給される電
力を測定するものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、例えばＩＩＡ音波溶接別、焔畠波加工図、超
音波洗浄機等に使用される強力超音波を弁士する電歪望
の振動子に供給される電力を、このような電力泪で測定
する場合、′：ｆＡ歪型の振動子においては高インピー
ダンスを有するため、振動子に供給される電圧は高く、
一方電流は小さい攻に、誤差が多く測定精度がそれ程良
くない。史に前）本のように、電源と負荷との間に挿入
して測定するため、機器の使用状態におりる負荷に供給
される゛電力を補正なしで測定ケることが困難であり、
使用取板いが簡便であるとは言い難い。

本発明は前記諸点に鑑みなされたちのであり、その目的
とするところは、電源と負荷とを接続したままで負荷に
供給される電力を精度良く測定しくｑる電力計を提供す
ることにある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明によれば前記目的は、負荷に供給される電圧を検
出する電圧プローブと、前記負荷に供給される電流を検
出する電流プローブと、電圧プローブから送出される電
圧検出信号に、電流プローブから送出される電流検出信
号を乗じる乗算手段と、この東紳手段から送出される乗
算結果信号から交流成分を除去する除去手段とからなる
交流電力Ｓ１によって）主成される。

く具体例〉 次に本発明を、図面に示す好ましい一具体例に基づいて
説明する。

図において、負荷に供給される電圧を検出する電圧プロ
ーブ１は、切換スイッチ２の可動接点３に接続されてお
り、スイッチ２は固定接点４，５，６゜７．８及び９を
有しており、接点４はインピーダンス変換器１０の入力
に接続されており、接点５〜９は電圧分圧器１１の入力
に夫々接続されている。変換器１０の出力はスイッチ１
２の固定接点１３．１４．１５゜１６．１７及び１８の
一つの接点１３に接続されており、分圧器１１の夫々の
入力に対応する出力（よ接点１４〜１８に夫々接続され
ている。スイッチ１２の可動接点１９は乗算器２０の一
方の入力に接続されている。スイッチ２と１２とは運！
Ｉ］−ｉるように構成されており、例えば１３点３と４
とが切換により）妄続されると、同時に接点１３と１９
とが接続される。変換器１ｏは、供給される電力を測定
しようとする負？ｒ：ｒ２１のインピーダンスに対して
乗算器２０の人力インピーダンスがそれ程高くない場合
に用いられ、東ｐ器２０自体の入力インピーダンスが十
分に高い場合であってこれ自体で分圧しない場合には必
要ない。分圧器１１はプローブ１で検出される電圧を分
圧して出力する。すなわち、分圧器１１は例えば接点５
にプローブ１で検出される電圧検出信号が印加される際
には予め設定された比でこの電圧検出信号を分圧して１
３点１４に送出し、一方匿点６にプローブ１で検出され
る電圧検出信号が印加される際には前記と異なる予め設
定された比でこの電圧検出信号を分圧して接点１５に送
出する。接点７〜９等に関してし同様である。尚、分圧
器１１の入力インピーダンスが低い場合には、変換４１
０と同等の変換器を、接点５〜つと分圧器１１との間に
挿入するとよい。変換器１０、分圧器１１及びスイッチ
２，１２によって測定レンジを切換え設定する回路が偶
成されている。負荷２１に電力を供給する供給線２１ａ
に電磁誘導的に結合して供給線２１ａに流れる電流、換
言すれば負荷２１に流れる電流を検出する電流プローブ
２２は変換器１０と同様のインピーダンス変換器２３の
入力に接続されている。変換器２３からの電びこ検出信
号は増幅器２４の入力に接続されており、増幅器２４の
電流検出信号は乗算器２０の他方の入力に接続されてい
る。増幅器２４自体の入力インピーダンスが十分高い場
合には、変換器２３は必要なく、また所定の大きざのレ
ベルで電流を検出しくｑる場合には、増幅器２４（Ｘ）
必要４ぷい。乗算器２０は、）＆点１９から供給される
電圧検出信号に、増幅器２４がら供給される電流検出信
号を乗じ、この東Ω結宋イアー１号をフィルタ２５に送
出する。フィルタ２５は東ε）結果信号から交流成分を
除去して直流成分のみを増幅器２６に送出する。増幅器
２６の出力には表示器としてのメーター２１が接続され
てよｊす、メーター２７は増幅器２６から送出される直
流信号の大きさに対応して指釦を振らゼる。

このように構成された交流電力計３０の動作を、交流電
源２８から超音波洗浄機などの振動子からなる貴簡２１
に供給される電力を測定する場合について説明する。電
源２８から負荷２１の両端に印加される電圧はプローブ
１によって検出され、負荷２１に流れる電流はプローブ
２２によって検出される。負荷２１にリアクタンス分を
含んでいると、電圧Ｖと電流ｉとは以下の式で表わされ
る。

Ｖ＝、／’丁ｙ　　ｓｉｎω［ １＝Ｊ２１　５ｉｎ（ωｔ−φ） ここで　Ｖ：電圧の実効値 Ｉ；電流の実効値 ω：角周波数 φ：雷電圧電流との位相差 従ってプローブ１からは検出電圧信号 Ｋ　　Ｖ＝Ｋ　　（Ｔ　Ｖ　ｓｉｎωｔ　　（但１．．
に１は定１）が、プローブ２２からは検出電流信号に２
　ｉ＝Ｋ　　（”Ｅ　Ｉ　　５ｉｎ（ωし−φ）（但し
に２は定数）が夫々送出され、これらは夫々、変換に１
０若しくは分圧器１１及び変換器２３に供給される。こ
こで測定レンジに対応してスイッチ２及び１２は適宜選
択切換されている。変換器１０若しくは分圧器１１から
は、電圧検出信号に１■に比例した電圧検出信号が出力
され、この電圧検出信号は東口器２０に入力される一方
、変換器２３からは、電流検出信号に２１に比例した電
流検出信号が出力され、この７１１２流検出信号は増幅
器２４で増幅されて東口器２０に入力される。乗算器２
０では、供給される電圧検出信号に、同じく供給される
電流検出信号を乗じて乗算結果信号をフィルタ２５に供
給する。すむわら乗算器２０は下記の式で示される乗算
を行う。

ｋＰ＝に１　ｖ・Ｋ２１− に１　Ｋ２■・ｌ　（ｃｏｓφ−ｃｏｓ（２ωを一φ）
）〈但し、Ｋ＝Ｋ　　−に２であって、変換器１０．２
３、分圧器１１及び増幅器２４のスケールファクタ（比
例定数）を省略している。〉 フィルタ２５では乗算結果信号ＫＰから交流会に１に２
■・Ｉ　ｃｏｓ（２ω［−φ）が除去され、有効電力に
比例した成分ＫＩ　Ｋ２　Ｖ　−１ｃｏｓφがフィルタ
２５から出力され、この成分に１に２Ｖ−ＩＣＯＳφは
増幅器２Ｇで増幅されて指示器２７に供給され、指示器
２７は成分に１に２■・ｌ　ｃｏｓφに対応した指示を
行う。すなわら、指示器２７によって負荷２１におけろ
有効電力Ｖ−ＩＣＯ３φに対応した電力指示がなされる
。

このような電力計３０では、プローブ１を、貴簡２１の
両端の電圧を検出するように、負荷２１の両端に接続し
、プローブ２２を、負荷２１に流れる電流を検出するよ
うに、負荷２１への電力供給線２１ａに結合することに
よって、負荷２１に供給される電力を測定し得、電力測
定のために電源２８とｆｉＭ２１＝！＝を一旦分離する
必要がない上に、電源２８と負荷２１との間に電力晶１
を挿入することによる不都合をなくしくりる。換言すれ
ば実際の使用状態における負荷２１への供給電力を測定
しく９る。

尚、前記具体例では、指示器２７として指釦型のものを
用いたが本発明はこれに限定されず、いわゆるデジタル
贋ｍ１１１のものでもよく、また記録計に記録させる型
であってもよい。加えて、スイッチ２，１２１’ｔよ６
レンジを可変設定し１９るようにしたが、更に多数のレ
ンジを可変設定しＩＦｌるように構成してもよい。

前記の如く、本発明によれば、測定しようとづ。

る機器において使用状態のまま電力を測定し得、従って
実際に供給される電力を測定しｑｌまた測定に際して、
電源と負荷とを切離す作業をなくし１ｑ、迅速に゛電力
測定を行い得、加えて電圧、電流波形に影ｇされること
なく、任意の電圧、電流波形に対して正確に電力を測定
することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による好ましい一員体例のブロック図である
。 １・・・・・・電圧プローブ、２０・・・・・・乗０器
、２２・・・・・・電流プローブ、２５・・・・・・フ
ィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷に供給される電圧を検出する電圧プローブと
   、前記負荷に供給される電流を検出する電流プローブと
   、電圧プローブから送出される電圧検出信号に電流プロ
   ーブから送出される電流検出信号を乗じる乗算手段と、
   この乗算手段から送出される乗算結果信号から交流成分
   を除去する除去手段とからなる交流電力計。