KR0122844B1

KR0122844B1 - 광범위한 동적 전류 측정 장치

Info

Publication number: KR0122844B1
Application number: KR1019890006006A
Authority: KR
Inventors: 로버트 버바네트 윌림; 트랙 에름스 로버트
Original assignee: 엠.피. 린치; 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1989-05-04
Publication date: 1997-12-05
Also published as: CA1312652C; US4876502A; KR890017536A; MX168120B; JPH0249168A

Abstract

내용없음

Description

광범위한 동적 전류 측정 장치

제1도는 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 개략도.

제2도는 제1도에 도시된 전류 측정 장치의 일부분을 구성하는 마이크로 콘트롤러의 프로그램에 대한 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 전류 트랜스, 5 : 1차 권서,

7: 2차 권선, 11 : 부하 저항,

13,17 : A/D 변환기, 15 : 마이크로 프로세서 수단,

21 : 전류 제한 수단, 29 : 기준 저항,

33 : 증폭기 수단.

본 발명은 교류를 정확하게 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 말하자면 광범위한 전류를 정확하게 측정하는 장치에 관한 것이다.

전류 트랜스는 그의 1차 권선을 통하여 흐르는 전류와 비례하는 2차 권선 전류를 구비한다. 전류 트랜스는 보호 계전기의 작동과 전류 감지용 출력 시스템에서 AG 전류의 상태를 정확하게 재생시키는데 응용된다.

반전 시간 계전기와 순시 과도 전류 계전기는 전류 트랜스를 사용하는 계전기의 한 형태이다. 이러한 계전기는 특정 레벨(픽업 레벨)에서 입력 전류를 검출하고 상기 픽업 레벨 이상의 전류에 근거된 반전 시간 보호 기능 또는 픽업 레벨 이상의 전류에 대해 순시 보호 기능을 수행한다.

상기 픽업 레벨은 광범위하게 변화되어 필요로 하는 작동 범위가 증대하게 된다. 픽업 범위는 0.5[A]~12[A]이고 전류 범위는 40×픽업부터 240[A]까지이다. 이는 상기 장치가 0.5[A]~240[A] 즉 480:1의 전류 범위를 정확하게 처리할 수 있어야 한다는 것을 의미한다.

종래에는 광범위한 입력 전류를 조절하려면 전류 트랜스의 권선비를 변경시키거나 픽업 레벨에 의해 2차의 부하 저항을 변환시키므로써 실행되었다. 두 경우중 한가지에 있어서, 네트 효과는 2차의 부하 저항 양단의 고정 전압을 소정의 픽업 레벨로 제공하는 것이다.

부하 저항의 변화는 스위치 또는 계전기와 직렬 접속된 다수의 저항기에 의해 획득되고 권선 비의 변화는 1차 권선수를 수동적으로 변화시키는 탭블록에 의해 획득된다.

본 발명은 주 목적은 부하 저항을 절환시키거나 전류 트랜스 권선비를 변경할 필요가 없이 광범위한 입력 전류를 정확하게 측정할 수 있는 장치를 제공한 것이다.

본 발명의 1차 권선과, 상기 1차 권선을 통해 흐르는 전류에 의해 2차 전류를 유도하는 2차 권선으로 구성된 전류 트랜스를 구비하는 광범위한 동적 전류 측정 장치로서 디지탈 신호에 가해진 전압 신호를 변환하는 A/D 변환기와, 상기 2차 권선에 직렬로 접속되어 상기 2차 전류의 기선택된 작은 값으로 전 범위의 값을 가진 상기 A/D 변환기용 전 범위의 제1차 전압 신호를 발생하는 오옴값을 가진 제1부하 저항과; 상기 제1부하 저항과;을 통해 흐르는 전류를 상기 기선택된 2차 전류의 작은 값으로 제한하는 전류 제한 수단과; 상기 2차 전류와 비례하지만 2차 전류보다 크기가 적은 기준 전류를 발생하는 수단과; 상기 기준 전류에 비례하는 제2전압 신호를 발생하는 증폭기 수단과; 상기 2차 전류가 상기 기선택된 낮은 값 이하일때 상기 제1전압 신호를 상기 디지탈 신호를 변환하도록 상기 A/D 변환기에 인가하고, 상기 2차 전류가 상기 기선택된 낮은 값 이상일 때 상기 제2전압 신호를 상기 디지탈 신호로 변환하도록 상기 A/D 변환기에 인가하며, 상기 제1 및 제2전압 신호가 상기 디지탈로 변환됨에 따른 상기 디지탈 신호와 스케일 인자를 포함하는 출력 신호를 발생하기 위해 프로그램화 되는 마이크로 프로세서 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조로 해서 더욱 상세히 설명하고자 한다.

본 명세서에는 광범위한 동적 전류를 측정하는 장치가 기술되어 있는데, 상기 장치는 전류 트랜스, A/D 변환기, 증폭기 출력이 기설정된 한계값을 초과할 때 과도 신호를 발생하는 프로그램 가능한 이득 증폭기, 제2차 전류에 비례하는 신호를 증폭기에 인가하는 수단, 증폭기의 출력을 A/D 변환기에 인가하는 수단 및 과도 범위의 신호를 발생시킴이 없이 증폭기의 프로그램 가능한 최고 이득율을 선택하여 A/D 변환기에 의해 발생된 디지탈 신호를 포함하는 출력 신호와 증폭기의 선택된 이득율의 함수인 스케일 인자를 제공하는 제어 수단을 포함한다.

바람직하게도, 상기 A/D 변환기는 복수의 개별적인 기준 전압을 갖고, 이 기준 전압으로 A/D 컨버터에 의해 발생된 디지탈 신호에 대한 복수의 분석능(resolution)을 제공하며, 상기 제어 수단은 디지탈 신호에 대한 가장 우수한 분석능을 제공하며 증폭기의 이득율과 A/D 변환기의 선택된 기준 전압의 함수인 스케일 인자를 제공한다.

또, 본 발명에 있어서, 전류 트랜스의 제2차 전류는 부하 저항에 의해 전압 신호로 변환되어 디지탈 신호의 선택 가능한 분석능을 제공하는 선택 가능한 기준 전압에 의해 A/D 변환기에 인가된다. 제2차 전류의 크기에 응답하는 수단은 디지탈 신호의 가장 우수한 분석능을 제공하도록 A/D 변환기의 기준 전압을 선택한다. 상기 수단은 A/D 변환기에 의해 발생된 디지탈 신호와 선택 기준 전압에 의해 발생된 스케일 인자를 포함하는 출력 신호를 공급한다.

게다가 본 장치의 바람직한 형태는 부하 저항 양단에 발생된 제1전압 신호를 갖는데, 이 신호는 전류 트랜스를 통하는 작은 값의 전류에 의해 디지탈 신호로 변환되고 증폭기의 출력은 고전류에 사용된다. 이를 위해, 부하 저항은 기선택된 낮은 값의 2차 전류로도 A/D 변환기에 대한 전 범위의 전압 신호를 발생하는 오옴값을 갖는다. 전류 제한 수단은 부하 저항을 통과하는 전류를 기선택된 낮은 값으로 제한한다. 다른 수단은 제2차 전류에 비례하지만 제2차 전류보다 크기가 작은 기준 전류를 제2전압 신호를 발생하는 증폭기에 가한다. 마이크로 프로세서는 제2차 전류가 기선택된 낮은 값 이하일 때 부하 저항 양단에 발생된 제1전압 신호를 A/D 변환기에 가하고, 제2차 전류가 기선택된 낮은 값 이상일 때 증폭기로부터 나온 제2전압 신호를 A/D 변환기에 가하면, 제1 및 제2전압이 디지탈 신호로 변환되는 것에 따라 A/D 변환기에 의해 발생된 디지탈 신호를 포함하는 출력 신호와 스케일 인자를 발생하도록 프로그램화된다. 특히 본 발명에 있어서, 상기 A/D 변환기는 선택 가능한 기준 전압을 갖고, 증폭기는 선택 가능한 이득율을 가지며, 마이크로 프로세서는 프로그래밍되어 과 범위의 신호를 발생하지 않는 증폭기의 최고 이득율과 디지탈 신호에 가장 좋은 분석능을 발생하는 기준 전압을 선택하고 선택된 기준 전압과 프로그램 가능한 이득율의 함수인 디지탈 신호에 대한 스케일 인자를 발생한다.

본 발명의 장치에 있어서, A/D 변환기는 8비트 디지탈 신호를 발생한다. A/D 변환기용 3개의 선택 가능한 기준 전압은 2개의 추가 비트를 제공한다. 증폭기는 분석용 4개의 추가 비트를 부가하기 위해 1, 1/2, 1/4 및 1/16의 이득율을 갖는다. 결국, 부하 저항의 값은 소정의 낮은 제2차 전류로 A/D 변환기에 전 범위 전압 신호를 제공하기 위해 선택되는데, 이런 A/D 변환기는 두개의 분석용 추가 비트를 부가하기 위해 선택된 최대 이득율로 증폭기로부터 나온 1/4 전 범위 신호만을 발생한다. 따라서, 바람직한 장치는 분석용 16비트와 8비트 정확도를 갖는 디지탈 신호를 발생한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전류 측정 장치는 측정될 전류 I_P가 흐르는 1차 권선(5)과 2차 권선(7)을 가진 통상적인 전류 트랜스(3)으로 구성된다. 1차 권선 대 2차 권선의 비율은 3000:1이다. 전파 정류기 브리지(9)는 2차 권선(7)의 AC 전류를 접지부에 대해 항상 (+)인 DC 전류 I_S로 변환한다.

제1부하 저항(11)은 전파 정류기(9)의 (+)출력 단자(9P)와 접지부 사이에 연결되어 DC 전류 I_S를 제1DC전압 V₁으로 변환시킨다. 상기 전압 V₁은 리드(12)에 의해 마이크로 콘트롤러(15)의 일부분을 형성하는 아날로그 멀티플렉서(13)의 ANO 입력에 인가된다. 아날로그 멀티플렉서(13)는 마이크로 콘트롤러(15)의 일부분을 형성하는 A/D 변환기에 선택된 아날로그 전압을 인가한다. 적절한 마이크로 콘트롤러(15)는 시멘스 콤포넌트 인코오포레이트사에 의해 제조된 SAB 80535 마이크로 콘트롤러이다. 상기 마이크로 콘트롤러(15)는 A/D 변환기(17)에 프로그램 가능한 기준 전압(19)을 공급한다. 5(V), 2.5(V) 및 1.25(V)의 선택 가능한 기준 전압은 A/D 변환기(17)에 의해 발생된 디지탈 출력에 2비트의 분석용 추가 비트를 제공한다. 따라서 A/D 변환기(17)는 아날로그 신호를 10비트의 분석능과 8비트 정확도를 갖는 디지탈 신호로 변환시킨다.

부하 저항(11)의 오옴값은 측정된 전류 범위의 저 단부에서 양호하게 전류를 측정하기 위해 충분히 큰값을 갖도록 선택된다. 부하 저항의 오옴값이 크면 클수록, 전압 V1이 커짐으로써 측정치의 정확도가 향상된다. 그러나 트랜스(3)가 전류원이므로, 측정된 전류 범위의 고단부에서 전류는 저항(11)에서 많은 양의 전력양을 소비하게 된다. 저항(11)에 필요한 전력 비율을 제한할 경우, 상기 저항(11)을 통한 전류는 DC 전원에 의해 역바이어스된 다이오드(21)에 의하여 제한된다. 따라서, 전압(V₁)이 전압원(23)의 전압과 다이오드(21) 양단의 순방향 전압 강하치를 합한 값에 도달할 때까지 모든 전류 I_S는 부하 저항(11)를 통해 흐른다. 예컨대, 5(V)의 전압원(23)과 2.82K 부하 저항(11)의 경우, 모든 전류는 전류 트랜스(3)의 1차 권선내의 3.75(A) 전류에 상당하는 전류 I_S에 이르기까지 제1부하 저항(11)을 통해 흐른다. 1차 전류가 클 경우, 과전류 I_S는 다이오드(21)에 의해 션트(shunt)된다. 따라서, 멀티플렉서(13)에 대한 ANO 입력은 약 5(V)에서 클램프된다.

좀더 큰 전류를 측정할 경우, 회로(25)는 전류 I_S에 비례하지만 전류 I_S보다 작은 전류를 발생한다. 상기 회로는 기준 저항(29)과 병렬로 접속된 제2부하 저항(27)을 포함한다. 상기 병렬 회로(25)는 접지부와 전파 정류기 브리지(9)의 (-) DC 단자(9n) 사이에 접속된다. 기준 저항(29)은 프로그램 가능한 증폭기(33)의 입력(31)에서 가상 접지부에 접속된다. 전류 I_B는 부하 저항(27)을 통해 흐르고 전류 I_in은 기준 저항(29)을 통해 흐른다. 전류 트랜스(3)가 전류원이기 때문에, I_B+I_in=I_S이다. 저항(27,29)의 오옴값은 전류 I_in이 전류 I_B보다 작도록 선택된다. 본 발명의 장치에서, 이들 저항값은 전류 I_in이 전류 트랜스(3)의 1차 권선(5)의 전류 I_P의 전 범위에 대해 0~1600[UA]의 범위를 갖도록 선택된다. 가장 적절한 저항값은 저항(27)에 대해 301[Ω]과 기준 저항(29)에 대해 21[KΩ]이다.

프로그램 가능한 증폭기(33)의 이득율은 리드(35)를 따라 마이크로 콘트롤러(15)에 의해 공급된 신호에 의해 제어된다. 1, 1/2, 1/4 및 1/16의 각 이득율은 예시된 증폭기에서 제공된다. 증폭기(33)는 증폭기의 출력이 미리 설정된 제한값을 초과할 경우 리드(39)를 따라 마이크로 콘트롤러(15)에 공급된 과도 범위의 신호를 발생하는 수단(37)을 구비한다. 이와 같은 시스템에서 프로그램 가능한 증폭기(33)는 전류 증폭기이다. 이 분야 기술자의 적절한 수정에 의해 상기 전류 증폭기 대신 전압 증폭기를 이용할 수도 있다.

과도범위 신호를 가진 프로그램 가능한 전류 증폭기는 미합중국 특허 제4,626,831호에 기재되어 있다. 출력 전류는 50KΩ 저항(41)에 의해 0~5[V] 신호까지 변환된다. 상기 신호(V₂)는 리드(43)를 거쳐 아날로그 멀티플렉서(13)의 AN1 입력에 인가된다.

마이크로 콘트롤러(15)는 A/D 변환기(17), 변환기의 기준 전압 및 증폭기(33)의 이득율에 의해 변환될 V₁또는 V₂를 선택하므로써 전류 I_P의 크기에 대해 가장 우수한 분석능을 갖는 디지탈 측정치를 제공하게 된다.

프로그램 가능한 증폭기(33)로부터 V₂만이 고려될 경우, 전류 트랜스(3)를 통하는 어떠한 1차 전류 I_P도 8비트의 정확도를 갖는 14비트의 분석능으로 디지탈화될 수 있다. 이에 따라, A/D 변환기의 10비트의 분석능에 증폭기(33)에 의해 제공된 4비트의 분석능이 더해진다(1/16의 이득율=1/24).

0-240(A)의 범위에 걸쳐 동작해야 하는 상기 언급된 계전기에 있어서,

0.5(A) 전류일 경우, 양호한 전류는 0.5(A)에서 3% 또는 34(A)에서 1%로 된다.

게다가 증폭기(33)의 전압 오프셋은 저 입력에서 정확하게 측정할 수 있다. 그러므로 저항(11)은 멀티플렉서(13)에 대한 최대 입력전압 +5[V]를 발생하기 위해 선택되는데, 증폭기(33)를 통과한 판독의 정확도와 분석능은 측정하기가 곤란하다. 이런 장치가 사용된 계전기에 있어서, 이런점은 3.75A의 1차 입력 전류 레벨에서 선택되므로, I_P=3.75[A]에서 저항기(11)에 인가된 전압은 5(V)이고 ANO 입력에서 마이크로 콘트롤러(15)로 변환되는 디지탈화된 수는 1024(2¹⁰)이다. I_P가 3.75(A) 이하 또는 3.75(A)에서, 변환된 분석능은

이다. 이러한 값은 V₂를 변환하는 입력 분석능보다 4배 이상이다. 본 발명의 장치에 대한 총 분석능은 16비트이다.

마이크로 콘트롤러(15)는 증폭기(33)로부터 나온 신호(V₂)에 따라 A/D 변환기(17)에 의해 발생된 디지탈 신호를 조사한다. 신호가 3.75(A) I_P를 나타내는 고정된 수 이하일 경우, 저항(11)로부터의 멀티플렉서 입력전압(V₁)이 변환된다. 신호가 상기 레벨에 근사할 경우, 마이크로 프로세서는 과도 신호를 발생하지 않은 증폭기(33)의 최고 이득율을 선택한다. 마이크로 프로세서는 전류 I_P를 나타내는 16비트 분석능의 출력 신호와 8비트 정확도와 같은 스케일 인자와 함께 A/D 변환기에 발생된 디지탈 신호를 사용한다. 상기 스케일 인자는 증폭기(33)의 선택된 이득율이나 또는 전압이 부하 저항(11)과 A/D 변환기 상에 선택된 기준 전압으로부터 결정된 베이스가 2인 지수함수이다.

제2도에는 마이크로 콘트롤러(15)에 대한 프로그램 순서도가 도시되어 있다. 상기 순서도에서, GAIN은 증폭기(33)의 이득율을 나타내고 REF은 프로그램 가능한 기준 전압(19)에 의해 설정된 A/D 변환기의 기준 전압을 나타내며, A/D 은 A/D 변환기(17)에 의해 발생된 8비트 디지탈 신호를 나타내고 SCALE은 베이스가 2인 스케일 인자의 지수함수를 나타낸다.

단계(45)에서 프로그램을 엔터할 경우, 단계(47)에서 측정된 전류 신호가 선택된다. 3상 위상 출력 전송라인에서 예컨대, 3상 전류 또는 제로 시퀀스 전류중 하나의 전류가 선택된다. 단계(49)에서 지시한 바와 같이 A/D 변환기에 대해 5(V)의 기준 전압과 1의 증폭기 이득이 선택되어 4로 스케일이 고정된다. 단계(51)에서, 과도 신호가 없는 경우, 증폭기(33)으로부터 나온 신호(V₂)는 A/D 변환기(13)에 의해 변환하기 위해 단계(53)에서 선택된다. 단계(55)에서 판단된 바와 같이, 변환된 신호가 128과 같거나 클 경우, (8비트 스케일 상에 0~255의 완전한 스케일의 1/2 이상) 단계(57)에서 출력 신호 RESULT는 (A/D)×2^SCALE와 같다.

소정의 예시된 스케일은 4이다.

단계(55)에서 변환된 신호가 128 미만이지만 단계(59)에서

64일 경우, 단계(61)에서 A/D 기준 전압은 2.5로 감소되고 SCALE는 3으로 변환된다. 증폭기(33)로부터 나온 V₂입력은 부호(63)에서 변환되어 단계(57)에서 출력으로 사용된다.

단계(59)에서, 변환된 V₂신호가 64 미만이지만 단계(65)에서 32 이상인 경우, SCALE는 단계(67)에서 2와 같게 되고 V₁신호는 단계(69)에서 변환되어 단계(57)에서 디지탈 출력으로 사용된다. 한편 변환된 V₂신호가 단계(71)에서 판단된 바와 같이, 16과 31 사이에 있다면, 프로그램 가능한 기준 전압원(19)은 2.5로 세트되어 SCALE이 단계(75)에서 1과 같게 되고 단계(69)에서 V₁은 변환되어 단계(57)에서 출력 신호로 사용된다. 단계(71)에서 변환된 V₂신호가 16 미만일 경우, 단계(17)에서 1.25 기준 전압은 선택되고 SCALE=0가 되어 변환된 V₁신호(69에서)는 단계(57)에서 출력 신호로 직접 판독된다.

증폭기로부터 나온 과도 범위한 신호가 단계(51)에서 검출될 때 단계(77)에서 이득율은 1/2로 감소되고 스케일 인자는 5로 증가한다. 단계(79)에서 판단된 바와 같이 과도 범위한 신호를 제거할 경우, 단계(63)에서 V₂가 변환되어 단계(57)에서 5스케일 갖는 디지탈 신호로 사용된다. 단계(79)에서 1/2 이득율이 여전히 과도 범위한 신호를 발생할 경우, 부호(81)에서 이득율은 1/4로 감소되어 SCALE는 6으로 증가한다. 단계(83)에서 판단된 바와 같이, 광범위한 신호가 이득율면에서 감소되어 없어지게 될 경우, 단계(63)에서 V₂신호는 변환되어 단계(57)에서 6 SCALE를 갖는 디지탈 출력 신호로 사용된다. 한편 단계(83)에서 과범위 신호가 여전히 존재하는 경우 단계(63)에서 V₂가 변환되어 단계(57)에서 8과 동일한 스케일을 갖는 출력 신호로 이용되기 전에 단계(85)에서 이득율은 1/16로 감소되고 SCALE는 8로 세팅된다.

다음표에는 장치의 작동이 기재되어 있다.

상기 표에는 제2도에 설명된 프로그램에 따라 제1도에 예시된 장치의 작동이 기술되어 있다. 두번째 열중 첫번째 I≥60는 60(A) 이상의 1차 전류에 대해 변환기에 의해 발생된 특별한 전류 및 전압의 값과 디지탈 수의 범위를 나타낸다. 이런 범위에 있어서, 증폭기 이득율 A/Dref와 SCALE의 값은 동일하기 유지된다. 첫번째 열은 완전한 스케일 I_P=240A에서 이들 값을 나타낸다. 표의 다른 열은 지시된 값의 범위를 가진 I_P에 대해 지시된 파라미터에 대한 값과 범위를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 트랜스 탭 또는 저항 회로망 및 스위치를 필요로 하지 않고 전류를 측정하기 위해 8비트 정확도, 16비트 동작 범위의 디지탈 신호를 구비한다. 따라서, 본 발명은 종래 기술을 개선 시켜 하드 웨어 비용을 저렴하게 할 수 있다.

Claims

1차 권선(5)과, 2차 전류가 상기 1차 권선(5)을 통해 흐르는 전류에 의해 유도되는 2차 권선(7)으로 구성된 전류 트랜스(3)를 구비하는 광범위한 동적 전류 측정 장치에 있어서, 디지탈 신호에 가해진 전압 신호를 변환하는 A/D 변환기(13,17)와; 상기 2차 권선에 직렬로 접속되어 기선택된 작은 값의 상기 2차 전류로 전범위의 값을 가진 상기 A/D 변환기에 대한 전범위의 제1차 전압 신호를 발생하는 오옴값을 가진 제1부하 저항기(11)와; 상기 제1부하 저항기를 통해 흐르는 전류(IS)를 상기 기선택된 2차 전류의 작은 값으로 제한하는 전류 제한 수단(21)과; 상기 2차 전류와 비례하지만 2차 전류보다 크기가 작은 기준 전류를 발생하는 수단(29,33)과; 상기 기준 전류에 비례하는 제2전압 신호를 발생하는 증폭기 수단(33)과; 상기 2차 전류가 상기 기선택된 낮은 값 이하일 때 상기 제1전압 신호(V₁)를 상기 A/D 변환기에 인가하여 상기 디지탈 신호로 변환하고, 상기 2차 전류가 상기 기선택된 낮은 값보다 이상일 때 상기 제2전압 신호(V₂)를 상기 A/D 변환기에 인가하여 상기 디지탈 신호로 변환하며, 상기 제1 및 제2전압 신호가 상기 디지탈로 변환됨에 따른 상기 디지탈 신호와 스케일 인자를 포함하는 출력 신호를 발생하기 위해 프로그램화되는 마이크로 프로세서 수단(15)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광범위한 동적 전류 측정 장치.

제1항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서는 상기 제2전압 신호로부터 A/D 변환기에 의해 발생된 상기 디지탈 신호의 값을 상기 기선택된 2차 전류에 대응하는 기선택된 값과 비교하여 상기 2차 전류가 상기 선택된 낮은 값 이하인가를 판단(59,65,71)하기 위해 프로그램화 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 A/D 변환기는 상기 디지탈 신호에 대한 복수의 분석능을 제공하는 복수의 개별 선택 기준 전압을 구비하고, 상기 마이크로 프로세서는 상기 디지탈 신호에 가장 양호한 분석능을 제공하는 개별 선택 기준 전압을 선택하고(49,61,76) A/D 변환기의 선택된 기준 전압의 함수인 상기 스케일 인자를 구비하는 출력 신호를 발생하기 위해 프로그램화 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증폭기 수단은 복수의 프로그램가능한 개별 이득율(예, 1, 1/2, 1/4, 1/16)과, 증폭기의 출력이 기설정된 제한값을 초과할 경우 과도 신호를 발생하는 수단(37)을 구비하고, 상기 마이크로 프로세서는 과도 신호를 발생하지 않고 상기 증폭기에 최대 이득율을 제공하는 개별 이득율 선택하고(49,77,81,85), 상기 선택된 증폭기의 이득율의 함수인 상기 스케일 인자를 가진 출력 신호를 발생하기 위해(57) 프로그램화 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2차 권선 양단에 접속되고 (+) 및 (-) dc 단자(9p,9n)를 갖는 정류기 브리지(9)와; 상기 정류기 브리지의 DC 일단자와 접지부 사이에 상기 제1부하 저항기를 연결하는 수단을 추가로 구비하는데, 상기 제1부하 저항기를 통해 흐르는 전류를 제한하는 수단(21)은 전압원(23)과 상기 부하 저항기와 병렬로 접속된 상기 전압원에 의해 역바이어스되는 다이오드(21)를 구비하고, 상기 기준 전류를 발생하는 상기 수단은 상기 정류기 브리지의 타단자(9n)와 접지부 사이에 연결된 제2부하 저항(27)와, 적어도 상기 제2부하 저항기의 오옴값보다 크기가 큰 오옴값을 갖고 상기 제2부하 저항기와 병렬로 접속된 기준 저항기(29)를 구비하며, 상기 증폭기는 가상 접지부에서 상기 기준 저항기와 직렬로 연결된 압력 단자(31)를 갖고 상기 제2전압 신호로 전류 증폭기의 출력 전류를 변환하는 출력 저항기(41)를 가진 전류 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 a/d 변환기는 상기 디지탈 신호 분석을 위한 두개의 추가 비트를 제공하는 3개의 개별 선택 기준 전압(예, +5, 2.5, 1.25)을 구비하고, 상기 증폭기는 상기 디지탈 신호 분석을 위한 4개의 추가 비트를 제공하는 1, 1/2, 1/4 및 1/16의 개별 프로그램 가능한 이득율을 가지며, 상기 제1부하 저항기의 오옴값은 상기 증폭기가 상기 소정의 저 전류로 전 범위의 1/4의 신호만을 생성하는 반면에, 상기 소정의 저 전류로 전 범위의 전압 신호를 제공하도록 선택되고, 상기 마이크로 프로세서는 상기 선택된 기준 전압(49,61,75,76), 선택된 프로그램 가능한 이득율(49,77,81,85) 및 변환을 위해 선택된 전압(63,69)에 의해 상기 스케일 인자를 발생하기 위해 프로그램화 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.

1차 권선(5)과, 1차 권선을 통해서 흐르는 전류에 비례하는 2차 전류가 유도되는 2차 권선(7)으로 구성된 전류 트랜스(3)을 구비하는 광범위한 동적 전류 측정 장치에 있어서, 상기 2차 권선에 흐르는 전류를 전압 신호(V1)로 변환하는 수단(11)과; 발생된 디지탈 신호의 선택 가능한 분석능을 제공하는 선택 가능한 기준 전압(19)을 가진 A/D 변환기(13,17)와; 상기 전압 신호를 디지탈 신호로 변환하기 위해 상기 A/D 변환기에 인가하는 수단(12)과; 2차 전류의 크기에 응답하여 디지탈 신호의 가장 양호한 분석능을 제공하기 위해 A/D 변환기의 기준 전압을 선택하는 수단(25,33,19)과; A/D 변환기에 의해 발생된 상기 디지탈 신호와, 선택된 기준 전압에 의해 발생된 스케일 인자를 구비하는 출력 신호(57)을 제공하는 수단(15)을 구비하는 것을 특징으로 하는 광범위한 동력전류 측정 장치.

제7항에 있어서, 상기 A/D 변환기는 각각의 복수의 선택가능한 기준 전압(49,61,75,76)과 A/D 변환기에 대한 가장 양호한 디지탈 출력 신호를 제공하는 개별 선택 가능한 기준 전압을 선택하는 수단(19)을 포함하는 기준 전압 선택 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.