KR101029016B1 - Power meter having error calibration function and method for calibrating phase error - Google Patents

Power meter having error calibration function and method for calibrating phase error Download PDF

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Abstract

본 발명은 전압 신호 및 전류 신호를 입력받아 전력을 계측하는 전력 계측기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 계측 과정에서 발생하는 위상 오차를 보정하는 기능을 갖는 전력 계측기 및 위상 오차 보정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power meter for measuring power by receiving a voltage signal and a current signal, and more particularly, to a power meter and a phase error correction method having a function of correcting a phase error occurring in a power measurement process.

본 발명에 따른 전력 계측기(3)는, 적어도 전압 신호 및 전류 신호를 전처리하는 전처리부(32); 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호 사이의 위상 오차를 보정하기 위한 보정 데이터를 입력받아 저장하는 비휘발성 메모리(37); 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호에 대하여 각각 독립적인 시점에서 샘플링하고 디지털 신호로 변환하여 전압 값 및 전류 값을 출력하는 A/D 변환부(34); 상기 비휘발성 메모리(37)에 저장된 상기 보정 데이터를 기초로 상기 A/D변환부(34)에서의 상기 샘플링에 필요한 샘플링 제어 신호를 출력하며, 상기 A/D변환부(34)에서 출력되는 전압 값 및 전류 값을 곱연산 및 누적 평균하여 평균 전력을 계산하되, 상기 곱연산도 상기 비휘발성 메모리(37)에 저장된 상기 보정 데이터를 기초로 수행되는, 연산 제어부(35)를 포함하며,The power meter 3 according to the present invention comprises: a preprocessor 32 for preprocessing at least a voltage signal and a current signal; A nonvolatile memory 37 for receiving and storing correction data for correcting a phase error between the voltage signal and the current signal preprocessed by the preprocessor 32; An A / D converter (34) for sampling the voltage signal and the current signal preprocessed by the preprocessor (32) at independent points of time and converting them into digital signals to output voltage and current values; A voltage is output from the A / D converter 34 by outputting a sampling control signal for the sampling in the A / D converter 34 based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37. And calculating a mean power by multiplying and accumulating a value and a current value, wherein the multiplicative degree is performed based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37.

전압 신호 및 전류 신호에 대하여 각각 독립적인 시점에서 수행되는 상기 샘플링의 시점은, 전체 보정시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 나머지인 보정시간(tc1)만큼 서로 차이나도록 하며, 상기 곱연산은, 전체 보정시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 몫인 인덱스 오프셋(Nos)만큼 어긋나게 곱하는 것임을 특징으로 한다.The time points of the sampling performed at independent time points for the voltage signal and the current signal may be different from each other by the correction time tc1, which is the remainder obtained by dividing the total correction time tc by the sampling period Ts. Is characterized in that the total correction time tc is multiplied by the index offset Nos which is the quotient obtained by dividing by the sampling period Ts.

전력 계측기, 위상차, 오차각, 고속 샘플링, 보정, 칼리브레이션 Power Meter, Phase Difference, Error Angle, High Speed Sampling, Calibration, Calibration

Description

오차 보정 기능을 갖는 전력 계측기 및 위상 오차 보정 방법{POWER METER HAVING ERROR CALIBRATION FUNCTION AND METHOD FOR CALIBRATING PHASE ERROR}POWER METER HAVING ERROR CALIBRATION FUNCTION AND METHOD FOR CALIBRATING PHASE ERROR}

본 발명은 전압 신호 및 전류 신호를 입력받아 전력을 계측하는 전력 계측기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 계측 과정에서 발생하는 위상 오차를 보정하는 기능을 갖는 전력 계측기 및 위상 오차 보정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power meter for measuring power by receiving a voltage signal and a current signal, and more particularly, to a power meter and a phase error correction method having a function of correcting a phase error occurring in a power measurement process.

또한, 본 발명은 고속 샘플링을 수행하는 전력 계측기에 대해서도 위상 오차의 보정이 용이한 전력 계측기 및 위상 오차 보정 방법에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a power meter and a phase error correction method that is easy to correct phase error even for a power meter that performs high-speed sampling.

일반적으로 전력 계측 방식은 전력 기기에 흐르는 전압 및 전류를 센싱하여 전력 계측기에 입력하며, 전력 계측기에서는 이를 전처리한 후 아날로그-디지털 컨버터(A/D Converter)에서 변환하며, 곱연산 및 누적 연산을 통해 싸이클당 평균을 구함으로써 평균 전력을 계산한다.In general, the power measurement method senses the voltage and current flowing through the power device and inputs it to the power meter, and the power meter preprocesses it and converts it in the analog-to-digital converter. The average power is calculated by finding the average per cycle.

전압 및 전류의 센싱 과정에서는 실제의 높은 전압과 전류를 신호전압 및 신호전류로 변환하기 위해서 PT(Potential Transformer)와 CT(Current Transformer) 를 사용하는데, PT 및 CT에서의 위상 지연 특성이 서로 다를 수 있다.In the process of sensing voltage and current, PT (Current Transformer) and CT (Current Transformer) are used to convert the actual high voltage and current into signal voltage and signal current. have.

또한, 전력 계측기에 입력된 신호전압 및 신호전류는 아날로그-디지털 컨버터(A/D Converter)의 입력단에 제공되기 위해서 추가적인 아날로그 회로들을 필연적으로 거치게 되는데(전처리 과정), 이 과정에서 추가적인 전압과 전류사이의 위상 지연 차이, 즉 위상 오차가 발생하게 된다. In addition, the signal voltage and signal current input to the power meter inevitably go through additional analog circuits in order to be provided to the input terminal of the analog-to-digital converter (pre-processing process). The phase delay difference, i.e., the phase error, is generated.

이렇게 전압과 전류 사이에 발생하는 위상 오차는 실제 계산되는 전력에 오차를 유발한다. 만약, 전압과 전류의 위상지연이 동일하게 발생했다면, 위상 오차가 0이기 때문에, 이 전압 신호 및 전류 신호를 ADC 샘플링하여 계산된 전력 값의 오차가 0이 된다.This phase error between voltage and current causes an error in the actual calculated power. If the phase delays of voltage and current occur equally, since the phase error is zero, the error of the power value calculated by ADC sampling the voltage signal and the current signal becomes zero.

이와 같이, 전압과 전류가 동일한 위상 지연 특성을 가질 경우 전력 값의 오차가 발생하지 않지만, 전압과 전류 상호간의 위상 지연 특성이 차이를 가질 경우 오차를 유발하게 된다.As such, when the voltage and the current have the same phase delay characteristics, an error of the power value does not occur, but when the phase delay characteristics between the voltage and the current have a difference, an error is caused.

도 1은 전압과 전류 사이의 위상 오차를 도시한 그래프이다.1 is a graph illustrating the phase error between voltage and current.

a는 기준 전압을 나타내고, b는 기준 전류를 나타내며, c는 지연 전류를 나타낸다. {도 1에서는 위상 지연에 있어서 전압과 전류의 상대적인 차이만을 전류에 반영하여 지연 전류만을 그래프에서 도식화하였다.}a denotes a reference voltage, b denotes a reference current, and c denotes a delay current. {In FIG. 1, only the relative difference between voltage and current in phase delay is reflected in the current, and only the delay current is plotted on the graph.}

아날로그-디지털 컨버터(A/D Converter)를 통해 얻게 되는 실제 샘플 값들은 a의 기준 전압과 c의 지연 전류 값들만 얻어지게 된다.The actual sample values obtained through the analog-to-digital converter (A / D converter) are obtained only with the reference voltage of a and the delay current values of c.

따라서 전압 신호 및 전류 신호의 위상 지연의 차이(위상 오차)로 인해 전력 계측기에서 계산되는 평균 전력에 오차가 발생되는 문제가 있다.Therefore, there is a problem that an error occurs in the average power calculated by the power meter due to the difference (phase error) of the phase delay of the voltage signal and the current signal.

상기 배경 기술의 문제를 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 전압 신호 및 전류 신호의 센싱 과정 및 전처리 과정에서 생기는 위상 지연의 차이로 인해서 발생되는 위상 오차를 보정할 수 있는 전력 계측기 및 위상 오차 보정 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the problem of the background technology, a power meter and a phase error correction method capable of correcting the phase error caused by the difference in the phase delay generated during the sensing and pre-processing of the voltage signal and the current signal In providing.

또한 본 발명의 다른 목적은, 고속 샘플링으로 인해 전압 및 전류 신호의 위상 오차가 샘플링 주기를 벗어난 경우에도 정확한 오차 보정이 가능토록 하는 전력 계측기 및 위상 오차 보정 방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a power meter and a phase error correction method that enables accurate error correction even when the phase error of the voltage and current signals out of the sampling period due to high speed sampling.

본 발명의 일 양상에 따른 전력 계측기는, 적어도 전압 신호 및 전류 신호를 전처리하는 전처리부(32); 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호 사이의 위상 오차를 보정하기 위한 보정 데이터를 입력받아 저장하는 비휘발성 메모리(37); 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호에 대하여 각각 독립적인 시점에서 샘플링하고 디지털 신호로 변환하여 전압 값 및 전류 값을 출력하는 A/D 변환부(34); 상기 비휘발성 메모리(37)에 저장된 상기 보정 데이터를 기초로 상기 A/D변환부(34)에서의 상기 샘플링에 필요한 샘플링 제어 신호를 출력하며, 상기 A/D변환부(34)에서 출력되는 전압 값 및 전류 값을 곱연산 및 누적 평균하여 평균 전력을 계산하되, 상기 곱연산도 상기 비휘발성 메모리(37)에 저장된 상기 보정 데이터를 기초로 수행되는, 연산 제어부(35)를 포함하며,According to an aspect of the present invention, a power meter includes a preprocessor 32 for preprocessing at least a voltage signal and a current signal; A nonvolatile memory 37 for receiving and storing correction data for correcting a phase error between the voltage signal and the current signal preprocessed by the preprocessor 32; An A / D converter (34) for sampling the voltage signal and the current signal preprocessed by the preprocessor (32) at independent points of time and converting them into digital signals to output voltage and current values; A voltage is output from the A / D converter 34 by outputting a sampling control signal for the sampling in the A / D converter 34 based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37. And calculating a mean power by multiplying and accumulating a value and a current value, wherein the multiplicative degree is performed based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37.

전압 신호 및 전류 신호에 대하여 각각 독립적인 시점에서 수행되는 상기 샘플링의 시점은, 전체 보정시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 나머지인 보정시간(tc1)만큼 서로 차이나도록 하며, 상기 곱연산은, 전체 보정시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 몫인 인덱스 오프셋(Nos)만큼 어긋나게 곱하는 것임을 특징으로 한다.The time points of the sampling performed at independent time points for the voltage signal and the current signal may be different from each other by the correction time tc1, which is the remainder obtained by dividing the total correction time tc by the sampling period Ts. Is characterized in that the total correction time tc is multiplied by the index offset Nos which is the quotient obtained by dividing by the sampling period Ts.

본 발명의 일 양상에 따른 전력 계측기의 위상 오차 보정 방법은, 전압 신호 및 전류 신호에 대하여 전처리하는 전처리부(32)와, 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호를 A/D변환하는 A/D변환부(34)를 포함하는 전력 계측기(3)에서의 위상 오차를 보정하는 방법에 있어서, 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호를 샘플링하되, 상기 위상 오차를 보정하기 위한 전체 보정 시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 나머지인 보정 시간(tc)만큼, 전압 신호 및 전류 신호에 대한 상기 샘플링의 시점이 서로 차이나게 샘플링하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 샘플링된 전압 신호 및 전류 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 신호로 된 전압 값 및 전류 값을 얻는 제 2 단계; 상기 전압 값 및 전류 값을 곱연산하고 상기 곱연산의 결과를 누적 평균하여 평균 전력을 얻되, 상기 곱연산은 상기 전체 보정 시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 몫인 인덱스 오프셋(Nos)만큼 어긋나게 곱연산하는 제 3 단계를 포함한다.A phase error correction method of a power meter according to an aspect of the present invention, the pre-processing unit 32 for pre-processing the voltage signal and the current signal, and the voltage signal and current signal pre-processed by the pre-processing unit 32 A / D In the method for correcting the phase error in the power meter (3) including the A / D conversion unit 34 to convert, the pre-processing unit 32 samples the voltage signal and the current signal, the phase error A first step of sampling the sampling time points for the voltage signal and the current signal different from each other by the correction time tc which is the remainder obtained by dividing the total correction time tc for correcting by the sampling period Ts; A second step of converting the voltage signal and the current signal sampled in the first step into a digital signal to obtain a voltage value and a current value of the digital signal; Multiply the voltage value and the current value and accumulate and average the result of the multiplication to obtain an average power, wherein the multiplication is performed by an index offset Nos which is a quotient obtained by dividing the total correction time tc by a sampling period Ts. And a third step of multiplying by misalignment.

본 발명은 전압 신호 및 전류 신호의 센싱 과정 및 전처리 과정에서 생기는 위상 오차를 보정할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of correcting the phase error generated during the sensing and pre-processing of the voltage signal and the current signal.

또한 본 발명은 고속 샘플링으로 인해 전압 및 전류 신호의 위상 오차가 샘플링 주기를 벗어난 경우에도 정확히 위상 오차를 보정할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that can accurately correct the phase error even when the phase error of the voltage and current signals out of the sampling period due to the high-speed sampling.

또한 본 발명은 고속 샘플링을 수행하는 전력 계측기에서도 광범위한 위상 오차를 손쉽게 보정할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that can easily correct a wide range of phase error even in a power meter that performs a high-speed sampling.

<제 1 실시예><First Embodiment>

도 2는 도 1의 'A'부분를 확대하여 ADC 샘플링 시점을 파형상에 표시한 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing an ADC sampling point on a waveform by enlarging the 'A' portion of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 전압(a)과 전류(c)를 동일 시간에 샘플링하게 되면 기호 △와 기호 *의 샘플을 선택하게 되며, 이 샘플을 사용하여 전력을 계산하면 오차가 발생한다. 따라서 전압의 샘플링 시간과 전류의 샘플링 시간을 다르게 하여 기호 △와 기호 ○의 샘플을 얻고 이 샘플로 A/D변환하고 전력을 계산하면 정확한 전력을 얻을 수가 있다. Referring to FIG. 2, when the voltage (a) and the current (c) are sampled at the same time, samples of the symbol Δ and symbol * are selected, and an error occurs when power is calculated using the samples. Therefore, if the sampling time of voltage is different from the sampling time of current, samples of symbols △ and ○ are obtained, A / D conversion to these samples, and the power is calculated to obtain accurate power.

이와 같이, 전압과 전류의 위상 오차에 해당하는 시간으로 샘플링 시점을 보정하여 샘플링하게 되면 원래 전류 신호의 정확한 샘플(기호 □)에 대한 값을 얻을 수 있다. {도 1 및 도 2의 도시에서는 전압 신호에 있어서 지연이 없는 것처럼 도시하였으나, 실제 전압 신호에 있어서도 지연이 있을 수 있으며, 설명의 편의상 지 연이 없는 것으로 도시하고 있을 뿐이다.}As such, when the sampling time is corrected and sampled by a time corresponding to a phase error of voltage and current, a value for an accurate sample (symbol □) of the original current signal can be obtained. {Although the diagrams of FIGS. 1 and 2 show that there is no delay in the voltage signal, there may be a delay in the actual voltage signal, and only the delay is shown for convenience of description.

전압 신호 및 전류 신호에 위상 지연이 각각 있을 수 있지만, 그 차이(즉, 위상 오차에 해당한다)만큼만 한 신호에 대하여 샘플링 시점을 조정함으로써 위상 오차를 보정할 수 있다. 그리고 샘플링 시점의 조정은 지연 보정이거나 진상 보정일 수 있다.Although there may be a phase delay in the voltage signal and the current signal, respectively, the phase error can be corrected by adjusting the sampling time point for one signal only by the difference (ie, the phase error). In addition, the adjustment of the sampling time point may be delay correction or enhancement correction.

도 3은 전압과 전류 사이의 위상 오차가 없는 경우에 대한 샘플링 타이밍도이며, 도 4는 전압에 비하여 전류가 더 지연된 경우 위상 오차를 보정하기 위한 샘플링 타이밍도이며, 도 5는 전류에 비하여 전압이 더 지연된 경우 위상 오차를 보정하기 위한 샘플링 타이밍도이다.3 is a sampling timing diagram for a case where there is no phase error between voltage and current, and FIG. 4 is a sampling timing diagram for correcting a phase error when a current is delayed more than the voltage. FIG. Sampling timing diagram for correcting phase error in case of further delay.

도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 오차 보정 기능을 갖는 전력 계측기, 전압-전류 발생기 및 제어 PC를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a power meter, a voltage-current generator, and a control PC having an error correction function according to one embodiment of the present invention.

예를 들면, 전력 계측기(3)를 생산한 다음 출하하기 전 또는 사용자가 전력 계측기(3)를 사용하기에 앞서서 전력 계측기(3)에 설정하는 과정이 필요하다.For example, a process of setting the power meter 3 before it is produced and shipped or before the user uses the power meter 3 is required.

상기 과정에서는 전력 계측기(3)외에 전압-전류 발생기(1) 및 제어 PC(2)가 별도로 필요하다. 다만, 전력 계측기(3)가 전압-전류 발생기(1) 및 제어 PC(2)의 기능을 내장하고 있는 경우에는 별도로 없어도 된다.In the above process, a voltage-current generator 1 and a control PC 2 are required separately from the power meter 3. However, when the power measuring device 3 has the functions of the voltage-current generator 1 and the control PC 2, they may be omitted separately.

전압-전류 발생기(1)는 제어 PC(2)의 제어 신호에 따라 기준 전압과 기준 전류를 발생하여 전력 계측기(3)에 인가한다. The voltage-current generator 1 generates a reference voltage and a reference current according to the control signal of the control PC 2 and applies it to the power meter 3.

제어 PC(2)는 전압-전류 발생기(1)로 기준 전압 및 기준 전류를 발생하도록 제어 신호를 출력하고, 발생되는 상기 기준 전압 및 기준 전류에 관한 정보로부터 평균 전력을 계산한다. 또한 제어 PC(2)는 전력 계측기(2)에서 계측된 평균 전력의 값을 입력받아 계산된 평균전력과 계측된 평균전력을 비교하여 보정 데이터를 산출하여 이를 전력 계측기(3)로 출력한다. 보정 데이터는 전력 계측기(3)가 위상 오차를 보정하기 위하여 사용되는 데이터이다.The control PC 2 outputs a control signal to the voltage-current generator 1 to generate a reference voltage and a reference current, and calculates an average power from the information about the reference voltage and the reference current generated. In addition, the control PC 2 receives the value of the average power measured by the power meter 2, compares the calculated average power with the measured average power, calculates correction data, and outputs the correction data to the power meter 3. The correction data is data used by the power meter 3 to correct the phase error.

전력 계측기(3)는 모드 인식부(31), 전처리부(32), A/D 변환부(34), 연산 제어부(35), 데이터 입출력부(36), 비휘발성 메모리(37) 및 표시부(38)를 포함한다.The power meter 3 includes a mode recognizer 31, a preprocessor 32, an A / D converter 34, an operation controller 35, a data input / output unit 36, a nonvolatile memory 37, and a display unit ( 38).

여기서, 모드 인식부(31)는 전력 계측기의 모드가 테스트 모드인지 정상 모드인지를 이용자로부터 입력받거나 스스로 인지하여 그 정보를 연산제어부(35)로 제공하는 기능을 수행한다. 테스트 모드는 전력 계측기(3)가 위상 오차를 보정하지 않는 상태로 동작시키는 모드이며, 상기 보정 데이터를 산출하여 전력 계측기(3)에 설정하기 위한 모드이다. 정상 모드는 전력 계측기(3)가 위상 오차를 보정하는 상태로 동작시키는 모드이다.Here, the mode recognizing unit 31 receives the input from the user or recognizes whether the mode of the power meter is the test mode or the normal mode and provides the information to the operation control unit 35. The test mode is a mode in which the power meter 3 operates in a state in which the phase error is not corrected, and is a mode for calculating and setting the correction data to the power meter 3. The normal mode is a mode in which the power meter 3 operates in a state of correcting a phase error.

전처리부(32)는 입력되는 전압 신호 및 전류 신호에 대하여 전처리를 수행한다. 테스트 모드에서 전처리부(32)는 도 6에 도시된 바와 같이 전압-전류 발생기(1)로부터 기준 전압 신호 및 기준 전류 신호를 입력받을 것이며, 정상 모드에서는 실제 측정하려는 부하에서 센싱된 전압 신호 및 전류 신호가 전처리부(32)로 입력될 것이다. {정상 모드에서도 전력 측정기(3)가 실제 정확히 동작하고 있는 지를 확인하기 위해서 도 6과 같이 전압-전류 발생기(1) 및 제어PC(2)를 연결할 수도 있을 것이다.}The preprocessor 32 performs preprocessing on the input voltage signal and current signal. In the test mode, the preprocessor 32 will receive the reference voltage signal and the reference current signal from the voltage-current generator 1 as shown in FIG. 6, and in the normal mode, the voltage signal and current sensed by the load to be measured in practice. The signal will be input to the preprocessor 32. {The voltage-current generator 1 and the control PC 2 may be connected as shown in FIG. 6 to check whether the power meter 3 actually operates correctly even in the normal mode.}

한편, 실제 부하에서 전압 신호 및 전류 신호를 센싱하기 위해서 사용되는 PT(Potential Transformer)와 CT(Current Transformer)를 고려하여 전압-전류 발생기(1)는 전압 신호 및 전류 신호 사이에 위상오차를 부여할 수 있다. 그리고 전처리부(32)는 노이즈 필터를 포함할 수 있으며, 이를 이용하여 PT(Potential Transformer)와 CT(Current Transformer)를 통해 변환된 신호의 노이즈를 제거한다. 이러한 PT(Potential Transformer) 및 CT(Current Transformer)와 노이즈 필터 등은 당업자에게는 자명한 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. On the other hand, considering the PT (Current Transformer) and CT (Current Transformer) used to sense the voltage signal and the current signal in the actual load, the voltage-current generator 1 is to give a phase error between the voltage signal and the current signal Can be. The preprocessing unit 32 may include a noise filter, and removes noise of a signal converted through PT (Potential Transformer) and CT (Current Transformer) using the noise filter. Since PT (Current Transformer), CT (Current Transformer), and noise filter are well known to those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.

A/D 변환부(34)는 연산 제어부(35)의 제어 신호에 따라 전처리부(32)에서 입력되는 전압 신호와 전류 신호를 적절한 주기로 샘플링하고 디지털 신호로 변환하여 전압 값 및 전류 값을 출력한다.The A / D converter 34 samples the voltage signal and the current signal input from the preprocessor 32 according to a control signal of the operation controller 35 at appropriate intervals, converts the signal into a digital signal, and outputs a voltage value and a current value. .

연산 제어부(35)는 A/D변환부(34)로 제어신호를 출력하며 A/D 변환부(34)로부터 입력되는 전압 값 및 전류 값을 곱연산 및 누적 평균하여 평균전력을 계산한다. 연산 제어부(35)는 A/D변환부(34)의 샘플링 주기와 샘플링 시점을 제어하며, 이를 위해 샘플링 제어신호를 출력한다.The operation control unit 35 outputs a control signal to the A / D converter 34 and multiplies and accumulates the voltage value and the current value input from the A / D converter 34 to calculate the average power. The operation control unit 35 controls the sampling period and the sampling time point of the A / D converter 34, and outputs a sampling control signal for this purpose.

테스트 모드일 경우 연산 제어부(35)는 전압 신호와 전류 신호에 대하여 동일한 시점에 샘플링이 이루어지도록 A/D변환부(34)를 제어한다(도 3을 참조). 반면, 정상 모드일 경우 연산 제어부(35)는 전압 신호와 전류 신호의 샘플링 시점을 제어함에 있어서, 위상 오차에 대한 보정 시간을 감안하여 전압 신호 및 전류 신호에 대한 샘플링 시점을 조정한다(도 4 및 도 5 참조). 정상 모드일 경우 연산 제어부(35)는 비휘발성 메모리(37)에 저장되어 있는 보정 데이터에 근거하여 전압 신호와 전류 신호의 샘플링 시점을 제어한다. 전압 신호 및 전류 신호에 대하여 각각 독립적인 시점에서 샘플링을 수행한다. 여기서, 보정 데이터는 도 4에 도시된 바와 같이 보정 시간(tc)를 반영하는 값으로 표현된다. 예를 들어, 전압 신호를 기준으로 하여 전류 신호를 지상 보정할 경우 보정 시간(tc)은 양수이며, 진상 보정할 경우 보정 시간(tc)은 음수이다. 정상 모드일 경우 연산 제어부(35)는 보정 시간(tc) 만큼 전압 신호 또는 전류 신호의 샘플링 시점을 상대적으로 지연 또는 진상시켜 샘플링 하도록 A/D변환부(34)를 제어한다.In the test mode, the operation control unit 35 controls the A / D converter 34 so that sampling is performed at the same time with respect to the voltage signal and the current signal (see FIG. 3). On the other hand, in the normal mode, the operation control unit 35 adjusts the sampling time point for the voltage signal and the current signal in consideration of the correction time for the phase error in controlling the sampling time point of the voltage signal and the current signal (FIG. 4 and 5). In the normal mode, the operation control unit 35 controls the sampling timing of the voltage signal and the current signal based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37. Sampling is performed at independent time points for the voltage signal and the current signal. Here, the correction data is expressed as a value reflecting the correction time tc, as shown in FIG. For example, the correction time tc is positive when the ground current correction is performed based on the voltage signal, and the correction time tc is negative when the phase correction is performed. In the normal mode, the operation control unit 35 controls the A / D converter 34 to relatively delay or advance the sampling point of the voltage signal or the current signal by the correction time tc.

비휘발성 메모리(37)는 전력 계측기(37)의 동작에 필요한 프로그램을 저장하며, 특히 A/D변환부(34)의 샘플링 시점을 제어하기 위한 상기 보정 데이터를 저장한다. 이 보정 데이터는 제어 PC(2)로부터 입력 받아 저장한다.The nonvolatile memory 37 stores a program necessary for the operation of the power meter 37, and particularly stores the correction data for controlling the sampling time of the A / D converter 34. This correction data is received from the control PC 2 and stored.

데이터 입출력부(36)는 전력 계측기(3)와 외부 장치와의 데이터 입출력 기능을 하며, 특히 계측된 평균전력을 제어 PC(2)로 출력하고 제어 PC(2)로부터 보정 데이터를 입력받는 기능을 수행한다.The data input / output unit 36 functions as a data input / output function between the power meter 3 and an external device. In particular, the data input / output unit 36 outputs the measured average power to the control PC 2 and receives a correction data from the control PC 2. To perform.

표시부(38)는 전력 계측기(3)가 계측한 각종 값이나 상태 정보를 디스플레이하며, 특히 계측된 평균전력을 디스플레이 한다.The display unit 38 displays various values and state information measured by the power meter 3, and in particular, displays the measured average power.

도 7은 본 발명 일 실시 형태에 따라 테스트 모드에서 전력 계측기의 위상 오차를 보정하기 위한 보정 데이터를 산출하는 과정을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a process of calculating correction data for correcting a phase error of a power meter in a test mode according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 제어 PC(2)는 전압-전류 발생기(1)에 대하여 기준 전압 및 기준 전류를 발생할 것을 명령한다(S1). 이때 제어 PC(2)는 기준 전압 및 기준 전류의 크기, 위상차, 사이클 등을 함께 설정할 수도 있다. 상기 단계 S10은 제어 PC(2)가 수행 하지 않고 인간에 의해서 수동으로 전압-전류 발생기(1)를 조작하여도 된다. 이에 따라 전압-전류 발생기(1)는 설정된 기준 전압 및 기준 전류를 발생하게 되고(S21), 발생된 기준 전압 및 기준 전류는 전력 계측기(3)에 입력될 것이다(미도시). First, the control PC 2 instructs the voltage-current generator 1 to generate a reference voltage and a reference current (S1). At this time, the control PC 2 may also set the magnitude, phase difference, cycle, and the like of the reference voltage and the reference current. In the step S10, the control PC 2 may operate the voltage-current generator 1 manually by a human being. Accordingly, the voltage-current generator 1 generates the set reference voltage and reference current (S21), and the generated reference voltage and reference current will be input to the power meter 3 (not shown).

제어 PC(11)은 전력 계측기(3)에 대하여 테스트 모드로 설정하고 전력 계측을 명령한다(S11). 단계 S11의 모드 설정 및 전력 계측 명령은 제어 PC(2)가 수행하지 않고 인간이 수동으로 조작할 수도 있다. 이에 따라 전력 계측기(3)는 전력 계측을 수행한다(S20).The control PC 11 sets the power meter 3 to the test mode and commands power measurement (S11). The mode setting and power measurement command in step S11 may be manually operated by a human being without the control PC 2 performing. Accordingly, the power meter 3 performs power measurement (S20).

{상기 단계 S10와 단계 S11 사이의 선후 관계가 바뀌거나 동시이어도 상관 없다. 또한 상기 단계 S20과 단계 S21 사이의 선후 관계가 바뀌거나 동시이어도 상관없다.}{It does not matter even if the posterior relationship between the above step S10 and step S11 is changed or simultaneous. It is also possible that the relationship between the steps S20 and S21 is changed or coincidental.

단계 S20에서 전력 계측기(3)는 전력 계측을 수행한다. 상기 전력 계측은 다음의 동작들을 포함한다. 전력 계측기(3)의 전처리부(32)는 전처리를 수행하고 A/D변환부(34)는 A/D 변환을 수행하여 A/D 변환된 전압 값 및 전류 값을 제공한다. 연산 제어부(35)는 상기 A/D변환부(34)를 제어하고 A/D변환부(34)로부터 출력되는 디지털 형태의 전압 값 및 전류 값으로부터 평균전력을 계산한다. 평균전력의 계산은 전압 값 및 전류 값을 곱하고 이를 미리 정해진 사이클 동안 누적 평균하여 구할 수 있다. 한편, 전력 계측을 위하여 연산 제어부(35)는 A/D변환부(34)에 대하여 샘플링 제어 신호를 출력한다.In step S20, the power meter 3 performs power measurement. The power measurement includes the following operations. The preprocessor 32 of the power meter 3 performs preprocessing, and the A / D converter 34 performs A / D conversion to provide A / D converted voltage values and current values. The operation control unit 35 controls the A / D converter 34 and calculates an average power from digital voltage values and current values output from the A / D converter 34. The average power can be calculated by multiplying the voltage and current values and accumulating them over a predetermined cycle. On the other hand, the calculation control unit 35 outputs a sampling control signal to the A / D conversion unit 34 for power measurement.

테스트 모드에서 연산 제어부(35)는 오차 보정을 하지 않는 샘플링 제어 신 호를 출력한다. 전압 신호 및 전류 신호 사이에 위상 오차가 있더라도 이를 보정하지 않고, 도 3에서와 같이 전압 신호 및 전류 신호에 대하여 동일한 시점에 샘플링될 수 있도록 샘플링 제어 신호를 출력한다.In the test mode, the operation control unit 35 outputs a sampling control signal without error correction. Even if there is a phase error between the voltage signal and the current signal, the sampling control signal is output so that the voltage signal and the current signal can be sampled at the same time as shown in FIG. 3 without correction.

단계 S30에서 전력 계측기(3)는 계측된 평균전력의 값을 제어 PC(2)로 제공한다.In step S30, the power meter 3 provides the value of the measured average power to the control PC 2.

그리고 제어 PC(2)는 전압-전류 발생기(1)에서 발생된 전압 및 전류에 관한 정보를 알고 있으므로, 이로부터 평균전력을 계산할 수 있다. 따라서 제어 PC(2)는 상기 계산된 평균전력과 전력 계측기(3)로부터 제공받은 평균전력을 비교하여 전압 및 전류 신호 사이의 위상 오차를 계산해 낼 수 있다. 제어 PC(2)는 계산된 위상 오차로부터 보정 데이터를 산출한다(S40).And since the control PC 2 knows the information about the voltage and the current which generate | occur | produced in the voltage-current generator 1, it can calculate average power from this. Therefore, the control PC 2 can calculate the phase error between the voltage and current signals by comparing the calculated average power with the average power provided from the power meter 3. The control PC 2 calculates correction data from the calculated phase error (S40).

제어 PC(2)는 산출된 보정 데이터를 전력 계측기(3)에 전송하여(S50), 전력 계측기(3)의 비휘발성 메모리(37)에 저장될 수 있도록 한다.The control PC 2 transmits the calculated correction data to the power meter 3 (S50), so that it can be stored in the nonvolatile memory 37 of the power meter 3.

한편, 정상 모드는 전력 계측기(3)가 위상 오차를 보정하여 실제 평균전력을 정확히 측정하여 전력 계측기(3)가 정상적으로 동작하는 모드이다. 실제 전력 계측기(1)가 사용되는 곳에서 사용자를 위해 동작하는 모드이기도 하다. {아울러 제품의 출하전 정상모드에서 상기 제어 PC(2) 및 전압-전류 발생기(1)와 연결하여 계산된 전력 값과 계측된 전력 값이 동일하게 되는지를 확인할 수도 있다.}On the other hand, the normal mode is a mode in which the power meter 3 corrects the phase error to accurately measure the actual average power so that the power meter 3 operates normally. It is also a mode that operates for the user where the actual power meter 1 is used. {In addition, it is possible to check whether the calculated power value and the measured power value are the same by connecting with the control PC 2 and the voltage-current generator 1 in the normal mode before shipment of the product.}

어찌되었던지 정상 모드에서 전력 계측기(3)는 비휘발성 메모리(37)에 저장된 보정 데이터에 기초하여 위상 오차를 보정하면서 전압 신호 및 전류 신호를 A/D 변환한다.In any case, in the normal mode, the power meter 3 A / D converts the voltage signal and the current signal while correcting the phase error based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37.

특히, 정상 모드에서 연산 제어부(35)는 비휘발성 메모리(37)에 저장된 보정 데이터에 기초하여 위상 오차의 보정을 위한 샘플링 제어 신호를 출력한다. 도 4 또는 도 5에서와 같이 전압 신호 및 전류 신호에 대해서 샘플링 시점을 조정한 샘플링 제어 신호를 출력한다. 샘플링 제어 신호는 전압 및 전류에 대하여 각각 별도로 존재하며, 예를 들면 각각의 샘플링 시점(즉, 홀드를 시작하는 시점을 말한다)에 하강에지를 가지는 신호일 수 있다(도 8의

Figure 112009025339443-pat00001
Figure 112009025339443-pat00002
와 같은 신호일 수 있다). 그러나, 이러한 신호에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 샘플링 시점을 표현하는 디지털 데이터 형태이어도 상관없다.In particular, in the normal mode, the operation control unit 35 outputs a sampling control signal for correcting the phase error based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37. As shown in FIG. 4 or FIG. 5, a sampling control signal obtained by adjusting a sampling time point for a voltage signal and a current signal is output. The sampling control signal exists separately with respect to the voltage and the current, and may be, for example, a signal having a falling edge at each sampling time point (that is, a start time of holding).
Figure 112009025339443-pat00001
And
Figure 112009025339443-pat00002
It may be a signal such as). However, the present invention is not limited to such a signal and may be, for example, a digital data type representing a sampling time point.

<제 2 실시예>&Lt; Embodiment 2 >

도 8은 A/D변환부(34)에서 타이밍 다이어그램의 일 예를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating an example of a timing diagram in the A / D converter 34.

CLK는 클럭신호이며,

Figure 112009025339443-pat00003
은 전압을 위한 샘플링 제어 신호를 나타내고
Figure 112009025339443-pat00004
는 전류를 위한 샘플링 제어 신호를 나타낸다. 시점 T1에 전압 신호를 샘플한다음 홀드하며, 시점 T2에 전류 신호를 샘플한 다음 홀드한다. 따라서 시점 T1과 시점 T2 사이의 시간차가 위상 오차를 보정하기 위한 보정시간이다.CLK is a clock signal,
Figure 112009025339443-pat00003
Represents the sampling control signal for voltage
Figure 112009025339443-pat00004
Denotes a sampling control signal for the current. The voltage signal is sampled and held at the time point T1, and the current signal is sampled and then held at the time point T2. Therefore, the time difference between the time point T1 and the time point T2 is a correction time for correcting the phase error.

그리고 D15-D0는 A/D변환 후의 디지털 데이터를 나타내며, DATA1은 전압에 대한 것이고 DATA2는 전류에 대한 것이다. D15-D0 represents digital data after A / D conversion, DATA1 is for voltage, and DATA2 is for current.

A/D변환부(34)는 일반적인 멀티 채널 ADC 칩으로 구현될 수 있는 데, A/D변환된 데이터를 출력하는 포트를 가진다. 멀티 채널인 경우 각 채널의 데이터는 동 일한 포트를 사용하여 연속적으로 출력되는 것이 일반적이다. 즉, A/D변환된 전압 값(DATA1)과 전류 값(DATA2)은 같은 포트를 이용하여 시차를 두고 출력된다.The A / D converter 34 may be implemented as a general multi-channel ADC chip, and has a port for outputting A / D converted data. In the case of multi-channel, data of each channel is generally outputted continuously using the same port. That is, the A / D converted voltage value DATA1 and the current value DATA2 are output with a time difference using the same port.

도 8에 도시된 바와 같이 각 샘플링 주기 마다 전압 및 전류 신호는 샘플링되어야 한다. 그리고 샘플링 제어 신호

Figure 112009025339443-pat00005
Figure 112009025339443-pat00006
의 active영역(0V인 부분)도 각 샘플링 주기마다 있어야, 샘플링 주기마다 전압 및 전류를 각각 샘플링하여 A/D변환할수 있다. 따라서 전압과 전류의 샘플링 시간 차이를 샘플링 주기보다 크게 하는 것은 생각하기 어렵다. 즉, 위상 오차에 대한 보정 시간을 샘플링 주기이상으로 부여하는 것은 어렵다고 생각하는 것이 통상적이었다. 그러나 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발명은 그 틀을 벗어나고자 하였다.As shown in FIG. 8, the voltage and current signals should be sampled at each sampling period. And sampling control signal
Figure 112009025339443-pat00005
And
Figure 112009025339443-pat00006
The active area of (0V part) must also exist in each sampling period, and A / D conversion can be performed by sampling voltage and current for each sampling period. Therefore, it is hard to think that the difference between the sampling time of voltage and current is larger than the sampling period. That is, it was common to think that it is difficult to give the correction time for phase error more than a sampling period. However, the invention according to the second embodiment of the present invention intends to depart from the framework.

본 발명의 제 2 실시예에서도 전력 계측기(3)의 구조는 제 1 실시예에 따른 전력 계측기(3)의 구조(도 6 참조)와 동일하다. 다만, 보정 데이터의 내용 및 위상 오차에 대한 보정 방법과, 전력 계산 방법이 제 1 실시예와 상이하다.Also in the second embodiment of the present invention, the structure of the power meter 3 is the same as that of the power meter 3 according to the first embodiment (see Fig. 6). However, the correction method for the content and phase error of the correction data and the power calculation method are different from those in the first embodiment.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 샘플링 타임을 모식적으로 도시한 도면이다.9 is a diagram schematically showing a sampling time according to the second embodiment of the present invention.

요구되는 전체 보정 시간(tc)은 샘플링 주기(Ts)를 벗어나 있다. 그렇지만, 각 샘플링 주기(Ts)마다 A/D변환부(34)는 전압 및 전류 신호에 대하여 모두 샘플링하고 있다. 각 샘플링 주기(Ts)내에서의 보정 시간(tc1)은 다음과 같이 계산된다.The total correction time tc required is outside the sampling period Ts. However, for each sampling period Ts, the A / D converter 34 samples both voltage and current signals. The correction time tc1 in each sampling period Ts is calculated as follows.

요구되는 전체 보정 시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나누어, 그 몫은 인덱스 오프셋(Nos)값으로 하고 나머지는 보정 시간(tc1)으로 한다. The total correction time tc required is divided by the sampling period Ts, and the quotient is the index offset Nos value, and the remainder is the correction time tc1.

즉, 전체 보정 시간(tc) = [인덱스 오프셋(Nos)*샘플링 주기(Ts)] + 보정 시 간(tc1)으로 나타난다. 예를 들면, 보정 시간(tc1)은 0이상이고 Ts보다 작은 양의 값으로 나타낸다. 인덱스 오프셋(Nos) 값은 지상 보정인 경우에는 0 또는 양의 값이며, 진상 보정인 경우에는 음의 값이 된다.That is, the total correction time (tc) = [index offset (Nos) * sampling period (Ts)] + correction time (tc1). For example, the correction time tc1 is represented by a positive value of zero or more and smaller than Ts. The index offset Nos value is 0 or a positive value in the case of ground correction, and a negative value in the case of fastening correction.

정상 모드에서, 연산 제어부(35)는 각 샘플링 주기(Ts)마다 전압 신호 및 전류 신호를 샘플링하되 정해진 하나에 대하여 다른 하나를 보정 시간(tc1) 만큼 지연시켜 샘플링하도록 샘플링 제어 신호를 출력한다.In the normal mode, the operation control unit 35 outputs a sampling control signal to sample the voltage signal and the current signal for each sampling period Ts, but delay the other one by a correction time tc1 for the predetermined one.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 정상 모드에서는 평균전력을 계산하는 방법이 제 1 실시예와는 상이하다.On the other hand, in the normal mode according to the second embodiment of the present invention, the method of calculating the average power is different from that of the first embodiment.

전압 값과 전류 값을 이용하여 평균전력을 계산하되, 상기한 인덱스 오프셋(Nos)값을 참조하여 계산하게 된다.The average power is calculated using the voltage value and the current value, but is calculated by referring to the above-described index offset value.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 전압 값 및 전류 값을 곱연산하는 모식도이다.10 is a schematic diagram of multiplying a voltage value and a current value according to the second embodiment of the present invention.

도 10에서 상단부의 각 칸은 전압 값들이 순차적으로 저장되어 있는 레지스터 또는 메모리를 나타내며, 하단부의 각 칸은 전류 값들이 순차적으로 저장되어 있는 레지스터 또는 메모리를 나타낸다. 예를 들면, V[0] 및 I[0]는 첫번째 샘플링 주기에서 샘플링된 전압 값 및 전류 값을 나타내며, 전압 값 및 전류 값은 이미 보정시간(tc1)을 반영하여 샘플링되어 있을 것이다.In FIG. 10, each column of the upper portion represents a register or a memory in which voltage values are sequentially stored, and each column of the lower portion represents a resistor or memory in which current values are sequentially stored. For example, V [0] and I [0] represent voltage values and current values sampled in the first sampling period, and the voltage values and current values will already be sampled to reflect the correction time t c1 .

도시된 바와 같이 인덱스 오프셋(Nos) 값이 2 일 경우 전압과 전류를 2 구간 어긋나게 곱연산을 수행한다.As shown in the figure, when the index offset value is 2, multiplication is performed by shifting the voltage and the current by two sections.

한편, 비휘발성 메모리(37)에는 보정 데이터가 저장되어 있다. 이 보정 데이터는 전체 보정시간(tc)에 관한 데이터이거나, 인덱스 오프셋(Nos)값과 보정 시간(tc1)에 관한 데이터가 될 수 있다. 보정 데이터는 제어 PC(2)에서 산출된 것을 전력 계측기(3)가 입력 받아 저장한다.On the other hand, correction data is stored in the nonvolatile memory 37. The correction data may be data relating to the total correction time tc or data related to the index offset Nos value and the correction time tc1. The correction data is received by the power meter 3 and stored in the control PC 2.

제어 PC는 보정 데이터로서 전체 보정 시간(tc)만 출력하거나, 전체 보정 시간(tc)에서 [전체 보정 시간(tc) = 인덱스 오프셋(Nos)*샘플링 주기(Ts) + 보정 시간(tc1)]이라는 산식을 이용하여 인덱스 오프셋(Nos) 및 보정 시간(tc1)을 산출하여 출력할 수 있다.The control PC outputs only the total correction time tc as the correction data, or in the total correction time tc, [total correction time (tc) = index offset (Nos) * sampling period (Ts) + correction time (tc1)] The index offset Nos and the correction time tc1 may be calculated and output using a formula.

그리고, 산출된 보정 데이터를 전력 계측기(3)의 데이터 입출력부(36)로 출력하고, 데이터 입출력부(36)는 보정 데이터를 입력 받는다. 이어서, 입력된 보정 데이터는 비휘발성 메모리(37)에 저장하고(S18) 테스트 모드를 종료한다. 이때, 제어 PC(2)에서 전체 보정 시간(tc)만 입력된 경우, 연산 제어부(35)는 전체 보정 시간(tc)으로부터 [전체 보정 시간(tc) = [인덱스 오프셋(Nos)*샘플링 주기(Ts)] + 보정 시간(tc1)]이라는 산식을 이용하여 인덱스 오프셋(Nos) 및 보정 시간(tc1)을 산출하고 이를 비휘발성 메모리(37)에 저장하거나, 실제 인덱스 오프셋(Nos) 및 보정 시간(tc1)이 필요한 시점에 즈음하여 이를 산출하게 할 수도 있다.The calculated correction data is then output to the data input / output unit 36 of the power meter 3, and the data input / output unit 36 receives the correction data. Subsequently, the input correction data is stored in the nonvolatile memory 37 (S18) and the test mode ends. At this time, when only the total correction time tc is input from the control PC 2, the arithmetic control unit 35 selects [total correction time tc = [index offset Nos] * sampling period from the total correction time tc. Ts)] + correction time (tc1)] to calculate the index offset Nos and the correction time tc1 and store it in the nonvolatile memory 37, or the actual index offset Nos and the correction time ( tc1) may be calculated when necessary.

본 발명 제 2 실시예에 따라 테스트 모드에서 전력 계측기의 위상 오차를 보정하기 위한 보정 데이터를 산출하는 과정은 제 1 실시예와 거의 유사하다. 다만, 전체 보정시간(tc)이 산출된 후, 이로부터 인덱스 오프셋(Nos)과 보정 시간(tc1)을 산출하는 것이 상이하다.According to the second embodiment of the present invention, the process of calculating correction data for correcting the phase error of the power meter in the test mode is almost similar to that of the first embodiment. However, after the total correction time tc is calculated, it is different from that for calculating the index offset Nos and the correction time tc1.

샘플링 수가 많은 고속 샘플링 시에는 샘플링 주기가 짧기 때문에 전압과 전류의 위상 오차가 샘플링 주기보다 큰 경우, 제 1 실시예에 따른 발명에서는 이를 보정하는데 한계가 있었다.In high-speed sampling with a large number of sampling, since the sampling period is short, when the phase error of voltage and current is larger than the sampling period, the invention according to the first embodiment has a limitation in correcting this.

하지만, 제 2 실시예에 따른 발명은 고속 샘플링에 의해 샘플링 주기(Ts)가 짧을 경우에도, 요구되는 전체 보정 시간으로부터 전압과 전류의 광범위한 위상 오차에 대해서 인덱스 오프셋과 보정 시간을 자동 산출하여 이용하기 때문에 고속 샘플링에 있어서 전체 보정 시간을 획기적으로 확대할 수 있으며, 따라서 전력 계측 정밀도를 높일 수 있다.However, the invention according to the second embodiment automatically calculates and uses the index offset and correction time for a wide range of phase errors of voltage and current from the required total correction time even when the sampling period Ts is short due to high speed sampling. Therefore, in the high-speed sampling, the total correction time can be significantly extended, and thus the power measurement accuracy can be improved.

도 1은 전압과 전류 사이의 위상 오차를 도시한 그래프이다.1 is a graph illustrating the phase error between voltage and current.

도 2는 도 1의 'A'부분를 확대하여 ADC 샘플링 시점을 파형상에 표시한 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing an ADC sampling point on a waveform by enlarging the 'A' portion of FIG. 1.

도 3은 전압과 전류 사이의 위상 오차가 없는 경우에 대한 샘플링 타이밍이다.3 is a sampling timing for the case where there is no phase error between voltage and current.

도 4는 전압에 비하여 전류가 더 지연된 경우 위상 오차를 보정하기 위한 샘플링 타이밍도이다.4 is a sampling timing diagram for correcting a phase error when a current is further delayed compared to a voltage.

도 5는 전류에 비하여 전압이 더 지연된 경우 위상 오차를 보정하기 위한 샘플링 타이밍도이다.5 is a sampling timing diagram for correcting a phase error when a voltage is further delayed compared to a current.

도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 오차 보정 기능을 갖는 전력 계측기, 전압-전류 발생기 및 제어 PC를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a power meter, a voltage-current generator, and a control PC having an error correction function according to one embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명 일 실시 형태에 따라 테스트 모드에서 전력 계측기의 위상 오차를 보정하기 위한 보정 데이터를 산출하는 과정을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a process of calculating correction data for correcting a phase error of a power meter in a test mode according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 8은 A/D변환부(34)에서 타이밍 다이어그램의 일 예를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating an example of a timing diagram in the A / D converter 34.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 샘플링 타임을 모식적으로 도시한 도면이다.9 is a diagram schematically showing a sampling time according to the second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 전압 값 및 전류 값을 곱연산하는 모식도이다.10 is a schematic diagram of multiplying a voltage value and a current value according to the second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

1 : 전압-전류 발생기1: voltage-current generator

2 : 제어 PC2: control PC

3: 전력 계측기3: power meter

31 : 모드 인식부31: mode recognition unit

32 : 전압-전류 전처리부32: voltage-current preprocessor

33 : 샘플 홀더33: sample holder

34 : A/D 변환부34: A / D converter

35 : 연산 제어부35: operation control unit

36 : 데이터 입출력부36: data input / output unit

37 : 비휘발성 메모리37: nonvolatile memory

38 : 표시부38: display unit

Claims (6)

삭제delete 적어도 전압 신호 및 전류 신호를 전처리하는 전처리부(32);A preprocessor 32 for preprocessing at least a voltage signal and a current signal; 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호를 샘플링하고 디지털 신호로 변환하여 전압 값 및 전류 값을 출력하는 A/D 변환부(34);An A / D converter 34 for sampling the voltage signal and the current signal preprocessed by the preprocessor 32 and converting the voltage signal and the current signal into digital signals to output voltage and current values; 상기 A/D변환부(34)에서 상기 샘플링을 수행할 때 전압 신호 및 전류 신호의 위상 오차를 보정하기 위한 보정 데이터를 입력받아 저장하는 비휘발성 메모리(37);A nonvolatile memory (37) for receiving and storing correction data for correcting a phase error of a voltage signal and a current signal when the A / D converter 34 performs the sampling; 상기 비휘발성 메모리(37)에 저장된 상기 보정 데이터에 기초하여 상기 A/D변환부(34)에서의 상기 샘플링에 필요한 샘플링 제어 신호를 출력하며, 상기 A/D변환부(34)에서 출력되는 전압 값 및 전류 값을 곱연산 및 누적 평균하여 평균 전력을 계산하는 연산 제어부;를 포함하며,A voltage is output from the A / D converter 34 by outputting a sampling control signal for the sampling in the A / D converter 34 based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37. And a calculation control unit for calculating an average power by multiplying and accumulating the value and the current value. 테스트 모드와 정상 모드를 가지며,Has a test mode and a normal mode, 상기 테스트 모드에서 상기 보정 데이터가 산출되는 것을 특징으로 하는 오차 보정 기능을 갖는 전력 계측기.And the correction data is calculated in the test mode. 적어도 전압 신호 및 전류 신호를 전처리하는 전처리부(32);A preprocessor 32 for preprocessing at least a voltage signal and a current signal; 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호 사이의 위상 오차를 보정하기 위한 보정 데이터를 입력받아 저장하는 비휘발성 메모리(37);A nonvolatile memory 37 for receiving and storing correction data for correcting a phase error between the voltage signal and the current signal preprocessed by the preprocessor 32; 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호에 대하여 각각 독립적인 시점에서 샘플링하고 디지털 신호로 변환하여 전압 값 및 전류 값을 출력하는 A/D 변환부(34);An A / D converter (34) for sampling the voltage signal and the current signal preprocessed by the preprocessor (32) at independent points of time and converting them into digital signals to output voltage and current values; 상기 비휘발성 메모리(37)에 저장된 상기 보정 데이터를 기초로 상기 A/D변환부(34)에서의 상기 샘플링에 필요한 샘플링 제어 신호를 출력하며, 상기 A/D변환부(34)에서 출력되는 전압 값 및 전류 값을 곱연산 및 누적 평균하여 평균 전력을 계산하되, 상기 곱연산도 상기 비휘발성 메모리(37)에 저장된 상기 보정 데이터를 기초로 수행되는, 연산 제어부(35)를 포함하며,A voltage is output from the A / D converter 34 by outputting a sampling control signal for the sampling in the A / D converter 34 based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37. And calculating a mean power by multiplying and accumulating a value and a current value, wherein the multiplicative degree is performed based on the correction data stored in the nonvolatile memory 37. 전압 신호 및 전류 신호에 대하여 각각 독립적인 시점에서 수행되는 상기 샘플링의 시점은, 전체 보정시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 나머지인 보정시간(tc1)만큼 서로 차이나도록 하며,The timings of the sampling performed at independent time points for the voltage signal and the current signal are different from each other by the correction time tc1 which is the remainder obtained by dividing the total correction time tc by the sampling period Ts. 상기 곱연산은, 전체 보정시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 몫인 인덱스 오프셋(Nos)만큼 어긋나게 곱하는 것임을 특징으로 하는 오차 보정 기능을 갖는 전력 계측기.The multiplication operation is a power meter having an error correction function, characterized in that the multiplication by multiplying by the offset offset (Nos) that is the quotient of the total correction time (tc) divided by the sampling period (Ts). 청구항 3에 있어서,The method of claim 3, 상기 보정 데이터는,The correction data is, 외부로부터 전력 계측기가 기준 전압 및 기준 전류를 인가받은 상태에서, 전압 신호 및 전류 신호 사이의 위상 오차를 보정하지 않고 계측된 평균 전력과, 상기 기준 전압 및 기준 전류로부터 계산되는 평균 전력을 비교하여 도출되는 것을 특징으로 하는 오차 보정 기능을 갖는 전력 계측기.Derived by comparing the average power measured from the reference voltage and the reference current with the measured average power without correcting the phase error between the voltage signal and the current signal in a state where the power meter receives a reference voltage and a reference current from the outside Power meter having an error correction function, characterized in that. 전압 신호 및 전류 신호에 대하여 전처리하는 전처리부(32)와, 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호를 A/D변환하는 A/D변환부(34)를 포함하는 전력 계측기(3)에서의 위상 오차를 보정하는 방법에 있어서,A power meter including a preprocessor 32 for preprocessing a voltage signal and a current signal, and an A / D converter 34 for A / D converting a preprocessed voltage signal and a current signal; In the method for correcting the phase error in 3), 상기 전처리부(32)에서 전처리된 전압 신호 및 전류 신호를 샘플링하되, 상기 위상 오차를 보정하기 위한 전체 보정 시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 나머지인 보정 시간(tc)만큼, 전압 신호 및 전류 신호에 대한 상기 샘플링의 시점이 서로 차이나게 샘플링하는 제 1 단계;The voltage signal and the current signal pre-processed by the preprocessor 32 are sampled, and the voltage signal is equal to the remaining time obtained by dividing the total correction time tc for correcting the phase error by the sampling period Ts. And a first step of sampling the time points of the sampling with respect to the current signal different from each other; 상기 제 1 단계에서 샘플링된 전압 신호 및 전류 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 신호로 된 전압 값 및 전류 값을 얻는 제 2 단계;A second step of converting the voltage signal and the current signal sampled in the first step into a digital signal to obtain a voltage value and a current value of the digital signal; 상기 전압 값 및 전류 값을 곱연산하고 상기 곱연산의 결과를 누적 평균하여 평균 전력을 얻되, 상기 곱연산은 상기 전체 보정 시간(tc)을 샘플링 주기(Ts)로 나눈 몫인 인덱스 오프셋(Nos)만큼 어긋나게 곱연산하는 제 3 단계; Multiply the voltage value and the current value and accumulate and average the result of the multiplication to obtain an average power, wherein the multiplication is performed by an index offset Nos which is a quotient obtained by dividing the total correction time tc by a sampling period Ts. A third step of mismatching multiplication; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계측기의 위상 오차 보정 방법. Phase error correction method of a power meter comprising a. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 전체 보정 시간(tc)은,The total correction time (tc), 외부로부터 상기 전력 계측기가 기준 전압 및 기준 전류를 인가받은 상태에서, 전압 신호 및 전류 신호 사이의 위상 오차를 보정하지 않고 계측된 평균 전력과, 상기 기준 전압 및 기준 전류로부터 계산되는 평균 전력을 비교하여 도출되는 것을 특징으로 하는 전력 계측기의 위상 오차 보정 방법.In the state where the power meter receives the reference voltage and the reference current from the outside, the average power measured without comparing the phase error between the voltage signal and the current signal is compared with the average power calculated from the reference voltage and the reference current. Phase error correction method of the power meter, characterized in that derived.
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