KR20000052724A - 전기 에너지 계량기의 발진기 보상 방법 - Google Patents

Abstract

전기에너지를 계량하기 위한 방법 및 장치는 제1정확성 내의 제1클록 신호를 발생시키기 위한 제1발진기(32) 및 제2정확성 내의 제1클록 신호를 발생시키기 위한 제2발진기(34)를 포함하는 전기 계량기에 개시된다. 클록 신호와 관련되어 작동 가능한 프로세서(16)는 시간을 측정하고 주기적으로 제1발진기(32)의 정확성을 보상한다. 제1클록 신호는 전원이 상기 계량기에 적용될 때 시간을 측정하는데 사용되고 제2클록 신호는 전원이 상기 계량기로부터 제거될 때 시간을 측정하기 위하여 사용된다. 제1발진기(32)의 정확성은 메모리에 저장된 보상인자(factor)와 관련하여 주기적으로 보상된다.

Description

전기 에너지 계량기의 발진기 보상 방법 및 그 장치{Methods and Apparatus for Oscillator Compensation in an Electrical Energy Meter}

전기에너지의 다양한 형태를 측정하기 위한 계량기는 잘 알려져 있다. 공공사업회사 계량기는 3개의 일반적인 형태, 즉, 전기계(electro-mechanical)에 근거한 계량기(회전 디스크에 의하여 발생되는 출력), 순수한 전자요소에 근거한 계량기(어떠한 회전 부분없이 발생되는 출력 요소), 및 복합기계(전자 계량기로 구분될 수 있다. 상기 복합 계량기내에서 소위 전자 기록기(register)는 통상 광학적으로 회전 디스크에 연결된다. 회전디스크에 의하여 발생되는 펄스는 예를 들면 디스크상에 표시된 지점으로부터 반사되는 빛에 의하여, 전기 출력 신호를 발생시키기 위하여 이용된다.

전기에너지 계량기내의 전자요소가 그것들의 신뢰성 및 확장되는 주위의 작동 온도 범위 때문에 상당한 찬성을 얻어왔다고 여겨진다. 더욱이, 마이크로 제어기와 같은 현재의 전기 신호 처리 기기는 종래의 기계적 기기보다 전기에너지를 계산하는데 더 큰 정확 가능성을 갖는다. 결론적으로, 다양한 형태의 전기 계량기는 결국 이동부분이 없는 것이어야 한다고 제안되어 왔다.

전기 계량기의 예는 여기에서 참고자료로 통합된 헤밍거 등에 의한 미국특허 제5,548,527호와 먼데이 등에 의한 제5,555,508호에 개시되어 있다. 상기 계량기에서 신호처리는 일반적으로 디지털 신호를 처리하는 집적회로 기기와 미세 제어 기기 사이에서 일반적으로 분포되어 왔다. 분명히 클록 신호 발생은 상기 기기의 작동에 필수적이다. 상기 전자 기기가 사용시간(time-of-use) 측정과 같은 시간에 기초한 매개 변수를 모니터하기 위하여 사용되는 응용에 있어서 클록 신호의 정확성은 모니터 하는 자료의 정확성에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 계량 응용에 있어서, 클록 신호는 전형적으로 2가지 방법, 즉, 선 주파수와 관련되어 또는 내부 발진기의 사용을 통하여 발생된다.

미국에서는, 정정 클록 신호는 선 주파수, 즉, 정해진 수요자에게 공급되는 볼트 신호인 60Hz에 관하여 발생될 수 있다. 미국의 전원 그리드(power grid)의 주파수는 오랜 시간에 걸쳐 안정하다는 사실은 널리 알려져 있다. 국제적으로 클록 신호에 기초한 선 주파수의 신뢰도는 특히 제3세계 국가 내에서 일관성이 없다. 그러한 환경에서는 내부 발진기와 같은 몇몇 다른 방법이 시간을 모니터 하기 위하여 요구된다.

상기에 대하여, 전기에 기초한 에너지 계량기는 만약 모든 환경, 즉 그리드 주파수가 안정한 지역 및 그리드 주파수가 불안정한 환경에서 정확하게 시간을 모니터 할 수 있다면 최대의 수요를 갖게 될 것이다. 더욱이 사용시간(time-of-use) 계량기에 있어서 항상, 심지어 정전 시간 동안에도 실시간의 측정이 유지되어야 한다. 이 때문에 상기 특허에서 기술된 계량기는 2개의 결정 발진기를 결합시킨다. 그중 하나는 정전 동안, 즉, 낮은 전원 배터리 작동중의 실시간(real time)을 측정하기 위하여 사용된다.

결정 발진기의 정확성은 시간에 따라 일관된 신호를 발생시킬 수 있는 능력 여부에 의존한다. 이러한 특징은 PPM(파트수/100만)의 단위로 기재된다. ±10 PPM의 에러를 갖는 1 MHz 결정은 매초당 999,990과 1,000,010 사이의 펄스를 발생시킨다. 계량기 응용에 있어서, 전력 소비에 대한 청구는 측정된 시간에 기초하기 때문에 정확도(accuracy)는 매우 중요하다. 현재 많은 공공 회사들이 5 PPM의 정확도(accuracy)를 원한다.

정확한 결정 발진기 신호를 가능하게 하는 한 가지 방법은, 원하는 정확도(accuracy) 특징을 갖고, 상업적으로 이용 가능한 발진기를 구입하는 것이다. 불행하게도, 그러한 발진기는 상대적으로 비싸고 에너지 계량기와 같은 큰 부피를 차지하는 제품에 대하여 그러한 비용은 경제적인 면을 고려하면 지양된다. 더욱이, 정전동안 상기 발명들에서 기재된 것과 같은 계량기는 낮은 전원 모드를 취하게 된다. 32,768 KHz 결정 발진기는 값이 싸고 낮은 전원 작동에 적합하기 때문에 이에 사용된다. 불행하게도, 그러한 결정의 초기 및 장기 정확도(accuracy)는 50 PPM 또는 그 이상이다. 원하는 정확도(accuracy)를 갖는 발진기를 얻을지라도 비용 면에서는 비실용적이다.

결국, 정확하고 비용이 저렴한 결정 발진기를 포함하는 전자 계량기에 대한 요구가 여전히 존재한다.

본 발명은 전체적으로 전기 에너지 측정을 위한 공공사업회사 계량기의 분야와 관련된다. 특히, 본 발명은 전기 와트시(watthour) 계량기 또는 다른 시간에 예민한 기기에 사용되는 발진기의 정확성을 극대화하기 위한 방법 및 장치와 관련된다.

본 발명은 다음의 도면들과 함께 다음의 발명의 상세한 설명을 참고로 함으로써 보다 잘 이해되고 많은 목적 및 장점에 당해 기술 분야의 기술자에게 명확하게 될 것이다.

도1은 본 발명에 따라 구성되는 전자 계량기의 블록 선도이다.

도2는 도1에 나타난 A/D & DSP 프로세서의 블록 선도이다.

도3은 도1에서 개시된 미세 제어기내에 설치되는 프로그램의 흐름 차트이다.

도4는 도1에 개시된 미세 제어기내에서 설치되는 타이머, 스프트웨어 계수기 및 프로그램의 블록 선도이다.

도5는 도3에 개시된 프로그램 부분의 보다 상세한 흐름 차트이다.

전기 에너지를 측정하기 위한 신규의 계량기(meter)는 도1에서 보여지고 전반에 걸쳐 (10)으로 표시된다. 이 계량기가 장래에 더 높은 수준의 계측 기능을 수행하도록 지원될 수 있기 위하여 구성된다는 것이 처음부터 주목된다.

계량기(10)는 3개의 저항 전압 디바이더 연결망 12A, 12B, 12C; 제1 프로세서(14)는 ADC/DSP(analog-to-digital converter/digital signal processor) 칩(이후부터 DSP(14)로 표시한다); 바람직한 구체예에서 미쯔비시 모델 M38207 미세 제어기(이후부터 MCU(16)으로 표시한다)인 제2 프로세서(16); 18A, 18B, 18C로 표시되는 3개의 전류센서; 96-528V의 범위내에서 입력을 수용할 수 있는 12V의 교환(switching) 전원(20); 5V의 선형전원(22); 5V 전원(22)이 작동되지 않을 때 배터리(26)로 통하는 비휘발성(non-volatile) 전원(24); 2.5V의 정밀한 전압 기준(28); 액정화면(30); 32.768 kHz의 결정 발진기(32); 칩(14)으로 타이밍 신호가 MCU(16)로 6.14304 MHz의 클록 신호를 공급하도록 2.0으로 나뉘어진 타이밍 신호를 제공하는 12.28608 MHz의 결정 발진기(34); 16kByte의 EEPROM(35); 일련의 통신라인(36); 옵션 컨넥터(38); 및 계량기를 읽는데 사용될 수 있는 광통신 포트(40)로 구성된다.

상기 6.14304 MHz 클록 신호는 시스템 클록으로서 사용될 수 있다. 도1에서 120 Hz로서 보여지듯이 선주파수의 신호 표본이 또한 공급된다. 보다 적합한 구체예에서, 이 선주파수는 A전압 상태의 선주파수를 나타낸다. DSP(14), MCU(16), LCD(30), 결정발전기(32), 결정발전기(34) 및 EEPROM(35)의 특정한 면을 제외하고 도1에 나타난 모든 요소의 내적 관계는 상기에서 참고로 통합했던 미국특허 제5,555,508호에 제시되어 있다.

정전동안, 상기 발진기(14)내에서 MCU(16)는 낮은 전원 작동 모드로 전환되거나 선주파수는 시스템 클록의 소스가 되기를 중단하고 발진기(32)가 교체 시스템 클록이 된다. 상기 모드에서, 발진기(32)는 정전 지속 기간(power outage duration)을 정하기 위한 시간 기초로 사용된다.

바람직한 구체예에서, 발진기(34)는 상대적으로 안정하도록 선택된다. 즉 긴 기간에 걸쳐 3 PPM내로 선택된다. 그렇지만 실제 주파수는 지시값으로부터 다소 오프셋될 수 있다. 발진기(32)는 시간에 따라 약 50 PPM 정도로 덜 안정되도록 선택된다. 그러한 작동 특징은 긴 기간의 작동에 대하여는 좋지않은 결과를 나타내는 반면, 이러한 형태의 결정 발진기는 짧은 기간의 안정성을 나타낸다고 알려져 있다. 본 발명의 일면은 이같은 짧은 기간의 안정성을 이용하고, 받아들여질 수 있는 낮은 비용의 결정 발진기로써 긴 기간의 불안정성을 보상한다.

계량기(10)의 보다 바람직한 구체예에서, 발진기 보상의 2가지 단계는 장기간의 안정성을 책임지도록 이용된다. 첫째, 발진기(34)는 일정한 오프셋 보정 인자를 적용하기 위하여 MCU(16)을 사용함으로써 생산자에 의하여 목록에 실려진 값으로부터의 차이에 대하여 정정된다. 이처럼 안정한 시간 기준이 전원이 켜있는 동안 제공된다. 발진기(34)를 위한 오프셋 인자는 조립(assembly)동안 상기 발진기를 작동함으로써 결정될 수 있고 1주기의 시간동안 출력을 측정하고, 그러한 출력을 동일 시간 동안에 걸쳐 그것의 지시값과 비교한다. 결과로 나타나는 오프셋 값은 기술된 바와 같이 MCU(16)에 의하여 다음 사용을 위하여 메모리(35)에 저장될 수 있다.

둘째, 발진기(34)의 보정된 출력은 실시간 내의 발진기(32)의 출력을 모니터하기 위하여 MCU(16)에 의하여 사용된다. 그러한 실시간(real time)의 모니터는 발진기(32) 대신에 발진기(34)의 보정된 출력에 부분적으로 기초하여 MCU(16)가 보정 인자를 계산하도록 함으로써 달성된다. 정전동안, 배터리(26)를 사용하면서 MCU(16)는 발진기(32)에 기초한 시간 계산을 한다. 전원이 회복되었을 때, MCU(16)는 최종 결정된 보정 인자로써 측정된 시간을 곱함으로써 정전시간을 수정한다. 이 정전시간은 저장되고 현재 시간을 결정하기 위하여 정전이 시작된 시간에 더해진다.

보상 과정을 상세히 기술하기 전에 처음 계량기(10)의 전반적인 작동을 고려한다.

계량기 작동

전기 에너지는 전압과 전류 특성 모두를 갖는다고 인정된다. 계량기(10)와 관련하여, 전압신호는 저항 디바이더 12A-12C로 공급되고 전류신호는 전류 변환기(CT)로 유도되고 분로(shunt)로 만들어진다. 전류 변환기/분로 결합 18A-18C의 출력은 전기 에너지를 결정하는데 사용된다.

첫 번째, DSP(14)는 디바이더 12A-12C 및 분로(shunt) 18A-18C에 의하여 공급되는 전압 및 전류 신호를 수용하도록 연결된다. 하기에서 상세히 설명하는 것처럼 DSP(14)는 전압 및 전류 신호를 전압 및 전류 디지털 신호로 전환하며, 전압 및 전류 디지털 신호로부터 전기 에너지를 정하고 전기 에너지 결정을 나타내는 에너지 신호를 발생시킨다. DSP(14)는 항상 운반된 와트시(Whr Del) 및 받은 와트시(Whr Rec) 신호를 발생시키고 계측된 에너지의 형태에 의존하며 운반된 볼트-암페어 역행시(VARhr Del)/받은 볼트-암페어 역행시(VARhr Rec) 신호 또는 운반된 볼트-암페어시(VAhr Del)/받은 볼트-암페어시(VAhr Rec) 신호를 발생시킬 것이다. 적합한 구체예에서 전도체(42∼48)상의 전기(각각 낮은 로직으로부터 높은 로직 또는 그 반대)는 1 단위의 에너지 측정을 나타낸다. MCU(16)는 에너지 신호를 받고 에너지 신호를 나타내는 지시신호(indication signal)를 발생시킨다.

계량기(10)의 보다 적합한 구체예와 관련하여 전류 및 전압은 각각 전통적인 전류 변환기(CT'S) 및 저항 전압 디바이더를 사용하여 감지된다. 적절한 곱셈은 DSP(14)인 새로운 집적 회로로 달성된다. 비록 도2와 관련하여 보다 상세히 기술함에도 불구하고 DSP(14)는 필수적으로 A/D(analog to digital) 컨버터로 구성된 프로그램할 수 있는 디지털 신호 프로세서(DSP)이다. 상기 컨버터는 각각 20비트의 분해능(resolution)으로 14,400 Hz까지 동시에 3개의 입력 채널을 견본으로 조사할 수 있다.

계량기(10)는 사용시간(TOU) 계량기로서 작동하기 위하여 프로그램 될 수 있다. TOU 계량기는 전기 에너지가 크게 차이를 두고 지급 청구되기 때문에 점점 인기가 증가하고 있다고 인정된다. 예를 들면, 피크(peak) 시간동안 계측된 전기 에너지는 피크 시간대가 아닌 경우 동안 지급 청구된 전기에너지보다 다르게 청구될 수 있다. 하기에서 상세히 설명된 바와 같이 TOU 보드내에서 MCU(16)가 결정시간 즉, 하루의 시간뿐만 아니라 계절과 같은 시간에 대한 에너지 단위들을 측정하는 동안 DSP(14)는 전기 에너지의 단위를 측정한다.

대부분의 표시기 및 시험 특징은 스위치가 입력하는 탄력계에 의하여 LCD(30) 또는 광통신 포트(40)를 통하여 계량기(10)의 앞면(face)으로 나타난다. 게다가, 계전기(relay) 출력 또는 이격된 통신과 같은 다른 연결을 옵션 컨넥터(38)을 거쳐 계량기의 기준을 통하여 나타날 수 있다.

상기 전자공학을 위한 전원(20)은 낮은 전압을 갖는 선형 전원(22)에 공급하는 변환 전원(switching power supply)이다. 그러한 접근은 계량기(10)가 넓은 작동 전압 범위를 갖도록 한다.

본 발명의 보다 적합한 예에서, 소위 기준 계량기 부품 및 기록 전자공학은 전자공학 조립체로서 정의되는 단일의 프린트된 회로 기판에 위치되어 있다(보이지 않는다). 이러한 전자공학 조립체는 전원(20, 22, 24 및 28), 모든 3개의 상(phase)에 대한 저항 디바이더(resistive divider) 12A-12C, 18A-18C의 분로(shunt) 저항기 부분, 발진기(34), DSP(14), MCU(16), EEPROM(35), 발진기(32), 광포트요소(40), LCD(30) 및 옵션 보드 인터페이스(38)를 수용한다. 구성 및 대금 청구 자료는 EEPROM(35)에 저장된다. 이러한 같은 조립체가 단지 배터리(26)를 이용하고 EEPROM(35) 내부의 구성 자료를 재프로그램 함으로써 TOU 계량(metering) 응용을 위하여 사용된다.

에너지 단위들은 주로 전압과 전류의 곱으로부터 DSP(14)에 의하여 계산된다고 인정될 것이다. 적합한 구체예내에서 이용된 구체적인 공식들(formulae)은 테이블 1에 나열되어 있다. 도2에서 보여지듯이, DSP(14)는 A/D 컨버터(70) 및 프로그램할 수 있는 DSP(72)를 포함한다.

적합한 구체예에서, 3개의 전압입력, Va, Vb 및 Vc가 상기 A/D 중 하나에 의하여 표본화되고 3개의 전류 입력 Ia, Ib 및 Ic는 제2 A/D에 의하여 표본화된다. 제3 A/D는 Va, Vb, Vx 또는 Ib 중 어느 하나를 표본화하기 위하여 사용된다. 제3 컨버터에서 전압 또는 전류 입력을 표본화하는 것은 특정 응용에 있어서 추가적인 신호가 다른 상의 전압 및 전류와 같은 시간에서 표본화 되도록 의도되기 때문이다. 예와 같이, 소위 2개의 요소로 이루어지는 계량기는 B상의 전압이 선대선(line-to-line) 전압을 얻기 위하여 다른 상 전압과 함께 결합되는 것을 요구한다. 제3 A/D를 갖는 것은 이러한 항들이 동시에 표본화될 수 있도록 한다. 이로써 측정 정확도(accuracy)를 증진시킬 수 있다. 이는 또한 DSP(14)내의 잡음 비율에 있어서 신호가 좋아지도록 한다.

추가적인 입력 Vx는 여분의 채널 입력으로서 공급된다. 한가지 응용은 Vx 입력으로 온도를 나타내는 입력 신호를 공급하고 기준 전압을 더욱 보상하기 위하여 DSP를 사용함으로써 온도 보상을 하기 위하여 이 채널을 사용하는 것이다.

DSP(72)는 원하는 에너지 양을 변환된 전압 및 전류 표본으로부터 계산하는, 감소된 명령 세트(RISC) 프로세서이다. DSP(72)는 256 바이트의 자료를 수용할 수 있는 램(RAM) 메모리(80)와 합체되는 것으로 나타난다. 메모리(80)는 계산값과 하부루틴 더미(stack)를 저장하는데 사용된다.

롬(ROM)메모리(78)는 또한 2,304 바이트의 데이터를 수용할 수 있는 것으로 나타난다. 메모리(78)는 일반적인 에너지 계산에 공통적인 계량 하부루틴을 저장하기 위하여 사용된다. 또 다른 램(RAM) 메모리(76)가 그려지고 256 바이트의 데이터를 수용할 수 있다. 메모리(76)는 DSP(72)의 주흐름(main-line) 프로그램 및 특별화된 하부루틴을 저장하는데 사용된다.

DSP(72)는 또한 전압과 전류 디지털 신호를 처리하고 그럼으로써 전기적 에너지 정보를 발생시키기 위한 배율기(82) 및 누산기(84)를 포함하는 것으로 나타난다. 또한 배율기(82)와 누산기(84) 사이에 위치하는 산술적 공제 단위(86)가 포함된다.

상기로부터 프로그램 롬, 즉, 메모리(78)는 단계를 거쳐 산화물에서 규정된다고 인정된다. 이러한 규정 단계가 DSP(14)를 위한 제조공정에서 상대적으로 늦게 일어나기 때문에 전환은 최소의 노력으로 그러한 프로그램을 하도록 만들어진다.

각각의 상에 대한 조정상수 및 특정한 포텐셜 선형화 상수는 메모리(80)에 저장된다. 메모리(76 및 80)는 계량기(10)의 에너지 소비 증가(power-up)시 MCU(16)에 의하여 EEPROM(35)로부터 일렬로 다운로드된다. 그러한 구체예는 경제적으로 다양한 계량기 형태를 공급할 수 있고, 하드웨어의 수정없이도 조정할 수 있는 이익을 가능하게 한다. 그것은 또한 장래의 VAR 또는 VA도 계량하도록 추가할 수 있도록 한다. 상기 작동에 대한 식(formulae)은 테이블 1에 포함되어 있다. 더욱이, 장래의 규정되지 않은 복잡한 계측량도 단지 DSP(14)를 재프로그램함으로써 얻어질 수 있다.

DSP(14)는 또한 일련의 인터페이스(88), 단전(power fail) 감지 회로(90) 및 전위의 현재 출력 A, B 및 C를 포함한다. DSP(14)는 12,28608 MHz 결정 발진기(34)에 의하여 클록 신호를 제공 받는다. DSP(14)는 상기 DSP를 구동시키기 위하여 이 신호를 직접 사용하고 A/D 표본화를 위하여 간접적으로 사용한다. 이 주파수는 또한 발진기(34)의 출력(XIN 및 XOUT에서 DSP(14)로 입력된다)을 2로써 나누고, 나누어진 클록 신호를 매끄럽게 하며, MCU(16)로 CK에서 6,14304 MHz의 클록 신호를 출력하도록 돕는 클록 발생기(92)에 의하여 작동된다. 이 클록 출력은 2.0 VDC의 공급 전압까지 낮춰 작동하도록 구체화된다.

단전(power fail) 감지 회로(90)는 12V의 전원 공급 전압(20)의 나누어진 표현값을 정밀한 기준으로 비교하는 비교기(comparator)이다. 단전 신호(PFAIL)는 전원 공급 전압(20)의 상실에 기초하여 공급된다. 단전이 있는 경우 DSP(14)를 다시 시작시키는 것이 바람직하다. 그러한 상황에서는 Whr, Whd 등을 나타내는 출력 핀은 낮은 전압 단계로 논리화된다. 게다가, DSP(14)는 전원(22)에 의하여 야기된 전류를 줄이기 위하여 더 낮은 전원 모드로 진입한다. 이러한 더 낮은 전원 모드에서 비교기 및 발진기 작동을 영향을 받지 않고, 다만 DSP(72)가 작동을 멈출뿐이다.

상 A, B 및 C 전위의 표시기 출력은 DSP(14)의 제어하에 있고 일반적으로 전압의 존재로 표시된다. 비록 보이지는 않지만, A, B 및 C 출력은 각각의 상의 전압을 프로그램할 수 있는 문턱 값과 비교하는 것에 대한 응답으로 발생되는 논리단계 출력임이 주목된다. 도1 및 2에서 120 Hz로 표시된 신호선은 받은 선주파수에 비례하는 주파수, 즉 선주파수의 2배인 주파수를 제공한다. 이 주파수는 시간이 선주파수에 기초하도록 유지하기 위한 교체 구성내에서 MCU(16)에 의하여 사용될 수 있다.

발진기 작동

결정 발진기(32 및 34)의 작동과 MCU(16)와의 상호 작용을 고려한다. 공통적으로 50 또는 60 Hz인 선주파수가 시간을 측정하는데 사용되지 않고, 다만 발진기(32 및 34)가 이 목적을 위하여 사용된다고 생각된다. 그렇지만 상기 시스템(그리드) 주파수 또는 내부 발진기(34)가 시간을 측정하는데 사용되는지 여부에 관계없이 발진기 보상 작동이 실행된다는 것은 하기 설명을 검토한 후에 판단될 것이다.

전원이 켜진 동안 MCU(16)는 상기 기재된 바와 같이 DSP(14)로부터 6.14304 MHz의 클록 입력을 받는다. 이 신호는 16으로 나뉘어지고 결과 신호(383,940 Hz)는 제1 타이머, 타이머 X(도4의 132로 표시함)를 구동시키기 위하여 사용된다. 이러한 제1 타이머는 전원이 켜있는 동안 시간을 빠르게 하도록 사용된다. 단전이 일어나는 경우, MCU(16)는 낮은 전원 모드에서 시간을 추적하기 위하여 32.768 kHz의 결정 발진기(32)로 전환된다. 이때문에 오직 상기 32.768 kHz 발진기 및 종속된 타이머가 작동되는 모드내에 MCU(16)을 위치시키는 WIT 지시가 실행된다. 이러한 모드에 있는 동안 타이머는 초(second)를 세기 위하여 발진기(32)의 매 32,768 사이클로 MCU(16)를 작동시키기 시작한다.

다양한 타이머의 제어, 다양한 타이머 값의 포착, 및 발진기 보상의 계산은 바람직하게는 MCU(16)내에 설치된 소프트웨어에서 달성된다는 것은 하기의 설명으로부터 판단된다. 본 발명은 특정한 수행으로 제한되지 않는다. 그러나, 설명을 위하여 하기와 같이 기술될 것이다. 도3에 흐름 차트가 나타나 있다.

발진기의 불안정성을 보상하기 위하여 MCU(16)는 처음 100에서 특정 기능을 개시한다. 초기화에 대한 상기 요구는 MCU(16)가 재시작으로 진입할 때, 즉 비휘발성 전원(24)으로부터 전압이 약 2.5볼트 이하로 떨어지는 경우 발생한다. 그렇지 않으면, MCU(16)는 (102)에서 일어나는 정전으로부터 회복하기 위하여 작동을 수행한다.

초기화동안 MCU(16)는 발진기 보상이 시작되도록 하기 위하여 초기화하거나 특정 매개 변수를 설정한다. 발진기(32)는 전원이 켜진 작동 상태 동안 보정인자(이하에서 CF32)를 동적으로 계산하고 CF32에 의하여, 전원이 꺼진 작동 상태 동안 발진기(32)와 관련되어 정전 지속 시간 측정을 수정함으로써 보정된다. 이때문에 CF32는 0과 2.0 사이의 약간의 산술값을 갖게 된다. 초기화 동안 CF32는 발진기(32)가 정확하게 보정될 때 그것의 명목값인 1.0으로 세팅된다.

도4 및 5와 관련하여 상세히 설명한 바와 같이, CF32는 다양한 타이머, 즉, 타이머X(도4에서 132로 표시된다), 타이머Y(도4에서 154로 표시된다)에 의하여 이루어진 측정과 관련하여 계산된다. 적합한 구체예에서 타이머X 및 타이머Y는 MCU 하드웨어 타이머이며 그것들의 각각은 클록 신호에 응답하며 0까지 초읽기를 하는 값으로 설정된다. 초기화 동안, 타이머 X 및 타이머 Y는 애초의 값(default value)이 공급된다. 적합한 구체예에서, 타이머 X는 2,999로 설정되고 타이머 Y는 32,768로 설정된다. 이 값들의 중요성은 도4와 관련하여 아래에 기술된다. NUMSEC 32는 소프트웨어 타이머이다.

보통, MCU(16)는 전원이 켜지고 계량기(10)가 전기 에너지 소비 또는 발생을 측정하고 기록하는 주된 루프 루틴내에서 작동할 것이다. 그러나, 때때로 예를 들면 정전과 같이 전력이 끊어진다. 전원이 회복될 때, 상기와 같이 그것이 배터리의 잔여량을 잃고 재시작 상태로 진입한다면, MCU(16)는 오직 초기화 루틴만을 수행한다. 그렇지 않으면, MCU(16)는 정전으로부터 회복하기 위하여 작동을 수행하며, 이는 102에서 일어난다.

MCU(16)이 CF32를 계산함으로써 발진기(32)의 안정성 한계를 보상한다는 것은 상기로부터 생각해낼 수 있다. 이 계산은 X0, X1, Y1 및 SAVSEC 32 값을 사용하여 달성된다. 여기에서 X0은 현재 구간의 시작에서의 타이머 X의 계산값, X1은 현재 구간의 끝에서 타이머X의 계산값, Y1은 현재 구간 동안 타이머 Y의 계산값 그리고 SAVSEC32는 발진기(32)의 작동에 반응하여 NUMSEC32로 계산되는, 현재 구간의 끝에서의 초(second)의 수에 대한 계산이다. 이러한 작동 모두는 도4와 관련하여 상세히 설명된다. 게다가, MCU(16)은 발진기(34)를 보상하고 특정시간 구간의 결론 뒤에 CF32를 계산한다. 이 구간들은 논의 목적을 위하여 COMP12 및 COMP32로 불리는(도 4에서 각각 142 및 144로 표시된다) 타이머에 의하여 결정된다. 이러한 타이머들은 0으로부터 약간의 구간값까지 계산한다. 회복과정 동안 COMP12 및 COMP32는 초기화된다.

도4와 관련하여 기술된 바와 같이 COMP12 타이머는 10초로 설정되고 COMP32 타이머는 20초로 설정된다고 보여진다. 그러나 COMP32 및 COMP12 타이머가 동시에 그들의 각각의 구간을 끝내지 않도록 하는 것이 바람직하고 그것은 원하는 값이 서로의 곱이기 때문에 발생한다. 결론적으로, 회복 102동안, 구간값은 초기에 그러한 상태로 존재하게 됨에 따라, 상기 COMP32 구간이 처음 시작하며 상기 COMP12 구간은 5초 후에 시작한다. 10초 후에 상기 COMP12 구간은 종료하고 발진기(34)가 보상된다. 5초 후에 COMP32 구간이 종료하고 CF32가 계산된다.

회복 102후에 MCU(16)은 주루프 프로그램을 시작하고 그것의 3단계는 도3에 나타난다. 주루프 프로그램이 도3에 보여지는 것과 달리 많은 항목을 포함하고 있다고 판단된다. 그러나 도3에 나타난 단계들은 원하는 발진기 보상을 달성하기 위하여 필요하다. 상기 3단계는 104에서 단전 인터럽트(power fail interrupt)에 반응하고 106에서 실행상의 클록 인터럽트에 반응하며 108에서 정해진 새로운 CF32 값을 계산한다.

104에서의 단전 인터럽트의 결정은 정전이 발견되고 전원이 막 상실되었다는 것을 가리킨다. 그러한 인터럽트는 DSP(14)로부터 PFAIL 출력상에 적절한 신호의 감지에 대한 응답으로 발생된다. 상기 환경에서 MCU(16)는 단전 인터럽트를 처리하고 낮은 전원모드로 시작하기 위하여 110에서 시작한다. 낮은 전원 모드 동안 MCU(16)는 발진기(32)와 관련하여 휴지(sleep) 및 재작동(wake-up) 상태에 있게 된다. 도4에서 보여지듯이 타이머 Y를 경유하여 MCU(16)는 112에서 초를 계산하고 114에서 전력이 되돌아오는지를 판단한다. 만약 전원이 회복되지 않으면 MCU(16)는 타이머 Y가 적당한 계산에 도달할 때 또 다른 초를 계산하기 위하여 112로 되돌아간다. 전원이 회복되면 MCU(16)는 116에서 완전한 전원 작동을 시작한다. 정전동안 계산된 초의 수는 전원이 끊기기 전에 가장 늦게 계산된 CF32에 의하여 118에서 수정된다(증가된다). 이러한 보상값은 정전 지속으로 기록되는 것 외에 현재의 날짜 및 시간을 또한 설정하기 위하여 120에서 가장 늦게 알려진 날짜 및 시간에 추가된다. MCU(16)는 다음 102에서 회복 작동으로 되돌아간다.

어떠한 단전 인터럽트가 104에서 판단중(pending)이 아닌 경우 MCU(16)은 다음 106에서 실행하는 클록 인터럽트 요구의 존재를 판단한다. 만약 그러한 요구가 존재하면, MCU(16)는 112에서 상기 인터럽트를 처리한다. 실행하는 클록 인터럽트 작동(executive clock interrupt)은 발진기(34)를 보상할 시점인지 여부를 결정하고, 발진기(32)를 모니터하며 전원이 켜지는 동안의 초를 계산하는 것을 포함한다. 비록 이러한 작동이 지금 일반적으로 기술되어도 그것들은도5와 관련하여 더 특별하게 기술된다. 도4에서 기술된 바와 같이, 상기 실행하는 클록 인터럽트(executive clock interrupt)는 타이머 X가 1/128초를 계산할 때마다, 즉 7,8125 ms마다 발생한다.

122에서 MCU(16)는 발진기(34) 보상하기 위하여 필요한 보정인자(이하에서는 CF12로 한다)가 타이머 X내로 올려지는지 여부를 정한다. 타이머 X는 바람직하게는 10초에 걸쳐, 전체적으로 발진기(34)로부터 시작하는 클록 신호에 대한 1/128초 구간을 나타내는 특정된 애초의 재장전 값(default reload value)(이하에서 DEFAULT12, 도4에서 134로 나타남)으로부터 계산하고 383,940 Hz(바람직하게는 DEFAULT12는 2,999임)를 갖는 이 지점에서 0까지 1,279번 초를 계산하는 초계산 타이머(countdown timer)이다. 1280번째 타이머 X의 작동은 제작동안 측정된 보상값, 즉 CF12(도4에서 136으로 나타난다)로부터 0까지 초를 계산하는 타이머를 수반한다. 바람직한 구체예에서, CF12는 발진기(34)의 실제 주파수를 측정하고 다음의 공식을 적용함으로써 결정된다.

CF12=((측정된 주파수-6,143,040Hz)/1.6Hz)+2999+680)에 가장 가까운 정수로 반올림한 값

만약 MCU(16)가 122에서 타이머 X가 방금 CF12로부터 0까지 계산했다는 것을 측정하면 그것은 DEFAULT12, 즉 2,999 값으로 타이머 X를 재장전한다. 바람직한 구체예에서, 만약 CF12가 저장된 메모리 영역에 어떤 이유이든 틀린 것으로 보이면 MCU(16)는 명목상의 보상값(바람직하게는 2999+680)을 사용한다. 만약 타이머 X가 방금 CF12로부터 계산했다는 것이 정해지면 MCU(16)는 또한 발진기(34)의 보상이 방금 이루어졌다는 것을 신호하는 플랙(flag)을 재시작한다.

122에서, MCU(16)는 또한 타이머 Y로부터 초(second) 계산을 지속한다. 타이머 Y가 32,768kHz에서 작동하는 발진기(32)에 의하여 구동되고 타이머 Y는 바람직하게는 32,768값(이하에서 COUNT32, 도 4에서 152로 나타남)으로부터 0까지 초 계산한다는 것이 상기된다. 결론적으로, 만약 발진기(32)가 안정된다면 타이머 Y가 0에 도달할 때마다 1초가 지나간다. 바람직하게는, 타이머 Y는 타이머 Y가 0으로 도달할 때마다 재장전(reload) 기록기를 경유하여 COUNT32로 자동적으로 올려지고 플랙(flag)은 타이머 Y가 0에 도달했음을 가리키도록 설정된다. 결론적으로, 122에서 MCU(16)는 타이머 Y 재장전 플랙(reload flag)이 설정되는지 여부도 알게 된다. 그렇다면 MCU(16)는 NUMSEC 32(초에 기초하여 발진기(32)의 계산) 내에서 1초를 계산하고 재장전 플랙(reload flag)을 재시작한다.

122에서, 타이머 X에 의하여 결정된 각각의 초를 계산하는 것이 바람직하다. 타이머 X는 약 1/128초의 증가분(increment)으로 0까지 계산한다는 것이 상기된다. 따라서, 계수기(이하에서 SECCNTR, 도 4에서 138로 나타남)공급되고, 그것은 타이머 X가 0으로 도달하는 때마다 128로부터 초 계산한다. SECCNTR이 0에 도달할 때, 그것은 1초의 시간경과(전원이 켜진 시간 기록을 위하여 사용된다)를 나타내는 신호를 제공한다. 상기 실행하는 클록 인터럽트(도 4에서 140으로 나타남)는 이 계수기에 의하여 구동된다. 1초가 지났다는 것이 결정될 때 많은 경계 루틴이 실행된다.

처음, 시간이 발진기(34)를 보정하기 위하여 도달되었는지 여부를 정하도록 점검이 이루어진다. 이러한 목적을 위하여, COMP12는 SECCNTR로부터 각각의 시도(示度)에서 0부터 10초까지 계산한다. COMP12가 10초에 도달할 때, MCU(16)는 CF12가 타이머 X 내로 올려지도록 한다. COMP12는 0부터 10초까지 다시 계산하기 시작한다.

또 다른 경계 루틴은 시간이 발진기(32)를 보상하게 되는지 여부 즉, 새로운 CF32를 계산하게 되는지 여부를 정하는 것이다. COMP12 시간 주기가 지나갔는지를 정하는 것과 유사하게 MCU(16)는 SECCNTR에 의하여 1초가 지났다는 시도(示度)가 주어질 때마다 0부터 20초까지 계산하는 COMP32 타이머를 사용한다. 일단 MCU(16)이 20초가 지났다는 것을 측정하면 그것은 124에서 새로운 CF32를 계산한다. COMP32는 다음 0부터 20초까지 다시 계산하기 시작한다.

새로운 CF32를 계산하기 위하여 122 및 124에서 수행된 과정을 기술하기 전에 도4에 나타난 바와 같은 데이터의 흐름을 보면, 6.14304MHz의 클록 신호는 DSP(14)로부터 수용되고 디바이더(130)에 의하여 16으로 나뉘어진다. 결과값인 383,940Hz 클록 신호는 타이머 X(132)로 제공된다. 타이머 X는 애초의 값인 DEFAUT12(134)로부터 0까지 10초 간격동안 1,279번 초 계산하고 재장전(reload) 기록기(133)로부터 올려진다. 1280번째에서, 기록기(133)는 오프셋 값, CF12(136)로 올려진다.

타이머(132)가 0에 도달한 때, 클록 신호는 1초의 경과를 측정하는 SECCNTR(138)로 제공된다. 이러한 측정을 하기 위하여, SECCNTR(138)은 계산값, 바람직하게는 128로 올려진다. SECCNTR(138)은 0까지 계산한다. SECCNTR(138)이 0으로 도달할 때 클록 신호가 제공된다. 이 클록 신호는 약 1Hz이고 1초의 시간 경과를 나타낸다. SECCNTR(138)로부터의 클록 신호는 타이머 COMP12(142) 및 COMP32(144)로 제공된다. COMP12는 0부터 10초까지 계산한다. COMP12가 10초에 도달할 때, 플랙(flag)은 발진기(34)를 다시 보상할 시간임을 지시하도록 설정된다. COMP32(144)는 0부터 10초까지 계산한다. COMP12가 10초에 도달할 때, 플랙(flag)은 발진기(34)를 다시 보상할 시간임을 지시하도록 설정된다. COMP32(144)는 0부터 20초까지 계산한다. COMP32가 20초에 도달할 때, 플랙(flag)은 발진기(32)를 위하여 새로운 보상값 CF32를 다시 계산할 시간임을 지시하도록 설정된다.

타이머 X(132)가 계산하는 동안, 발진기(32)에 의하여 발생된 클록 신호는 타이머 Y(150)로 제공된다. 타이머 Y가 부하(load) 기록기(151)를 경유하여 애초의 값 COUNT32(152)로 올려진다. 타이머 Y(150)는 발진기(32)에서 발생된 신호에 대한 응답으로 올려진 애초의 값으로부터 0까지 계산한다. 타이머 Y(150)가 0에 도달할 때마다 그것은 클록 신호를(이상적으로는 1초) 계수기, NUMSEC32(154)로 제공한다. NUMSEC32(154)는 타이머 Y(150)가 0에 도달하는 회수를 계산한다.

도3 내의 122에서 MCU(16)의 작동은 또한 도5에서 보여지는 흐름 차트와 관련하여 이해될 수 있다. 도5는 도3 내의 122의 상세한 흐름 차트이다. 160에서 12MHZ 보상이 방금 일어났는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 만약 상기의 보상이 일어났다면, 타이머 X는 162에서 애초의 값(default value)을 재장전한다. 164에서 타이머 Y가 방금 재장전했는지의 여부에 관한 결정이 이루어진다. 만약 타이머 Y가 방금 재장전했다면, NUMSEC32는 166에서 증가된다. 만약 타이머 Y가 재장전하지 않는 경우 또는 일단 NUMSEC32가 증가되었다면 SECCNTR은 168에서 감소된다.

SECCNTR 내의 계산이 0인지 여부가 170에서 결정된다. 만약 그렇지 않다면 완전한 1초가 아직 지나지 않은 것이다. 이에 따라, 아직 경계(boundary) 루틴을 수행할 시간이 아니다. 만약 SECCNTR 내의 계산이 0이라면, SECCNTR은 172에서 값 128로 재설정된다. 174에서 신호는 1초가 지났다는 것을 가리키도록 제공된다. COMP12는 176에서 증가되고 COMP12내의 계산이 10인지 여부는 178에서 결정된다. 만약 COMP12 내의 계산이 10이라면, COMP12는 180에서 0으로 재설정된다. 타이머 X는 다음 보상인자 CF12로 182에서 재장전(reload)되고 신호가 184에서 12MHz 보상이 진행중이라고 주어진다. 일단 상기 12MHz 보상 신호가 주어지거나 178에서 COMP12 내의 계산이 10초가 아니라고 결정되면, COMP32 내의 계산은 186에서 증가된다.

188에서 COMP32가 20과 같은지 여부가 결정된다. 만약 COMP32가 20과 같지 않다면 아직 CF32를 계산할 시간이 아니고 상기 루틴은 종료한다. 만약 COMP32가 20과 같다고 결정되면 COMP32는 190에서 0으로 재설정된다. 200에서 항 X0는 가장 늦게 결정된 X1 계산과 같도록 된다. X0이 20초 구간의 초기에서의 타이머 X의 계산을 나타내고 이는 앞의 구간의 종료시에서의 계산과 동일하다는 것이 상기된다. 이에 따라, X0은 가장 늦게 결정된 X1과 같도록 이루어진다. 그 다음, 상기 루틴은 타이머 Y의 202에서 다음 작동을 기다린다.

204에서 X1은 타이머 X의 현재값과 같도록 이루어진다. 이 값은 현재의 구간의 종료시에서의 타이머 X의 계산값이 된다. 206에서, Y1은 타이머 Y 내에 존재하는 계산과 같도록 이루어진다. 타이머 Y가 방금 재장전 되었는지 여부는 208에서 결정된다. 만약 타이머 Y가 방금 재장전된다면, NUMSEC32 내의 계산은 증가된다. 209에서 SAVSEC32는 NUMSEC32의 현재의 값과 같도록 설정되고 211에서 NUMSE32는 0과 같도록 설정된다. 212에서 신호는 32MHz 보정인자를 계산하고 마무리 루틴을 실행하도록 발생된다.

도5 내의 190에서 시작하는 32kHz 발진기 보상 과정을 고려한다. 새로운 CF32를 계산하기 위하여 MCU(16)는 처음 특정 정보를 보아야 한다. 즉, 여러 시점에서의 기억장치의 특정 부분(snapshot)을 뽑아내든가 특정 타이머 및 계수기의 값을 얻는다. 이때문에, MCU(16)는 190에서 COMP32가 0과 같도록 설정된다. MCU(16)은 앞의 CF32 계산으로부터 타이머 X 항목 X1(도 5에서 200)과 같도록 항목 X0이 설정된다. 타이머 X 내의 계산이 MCU(16)가, 상기 CF32 계산 루틴에 도달하도록 프로그램하는 것을 통하여 순환하고 있는 동안 발생할 시간상의 작은 오프셋을 설명하기 위하여, CF32의 계산에서 사용되는 것이 주목된다.

202에서, MCU(16)는 언제 타이머 Y가 그것의 다음 똑딱거림(tick) 또는 계산 전이(약 30.5μs마다 일어난다)를 발생시켰는지를 결정한다. MCU(16)가 이 결정을 할 때, 그것은 상기 타이머 X 내에 존재하는 계산을 읽고 X1 내에서 이 계산을 저장한다. 다음, MCU(16)은 상기 타이머 Y 내의 계산을 읽고 Y1 내에 이 계산을 저장한다. MCU(16)은 다음 그것이 방금 기다렸던 타이머 Y의 똑딱거림(tick)이 타이머 Y를 재장전하도록 야기했던 똑딱거림(tick)인지 여부를 결정한다. 이는 타이머 Y 재장전 플랙(reload flag)이 설정되는지 여부를 보기 위하여 점검함으로써 달성된다. 만약 상기 경우라면, MCU(16)은 NUMSEC32(154)에서의 계산을 증가시킨다. MCU(16)는 SAVSEC32 내에서 NUMSEC32 내의 계산을 저장하고 NUMSEC32를 0으로 설정한다. CF32를 계산하기 위하여 요구되는 4개의 변수는 지금 X0, X1, Y1 및 SAVSEC32에 저장된다. 다음, MCU(16)은 새로운 CF32가 계산될 준비가 되었다는 것을 가리키는 플랙(flag)을 설정한다. 타이머 Y의 다음 동작을 기다리는 것은 에러를 최소화하여 그렇지 않은 경우 상기 에러는 보상 과정에 도입될 것이다. 타이머 Y의 다음 작동이 타이머 Y가 재장전(reload)하도록 야기하는 것일지도 모르기 때문에 상기 타이머 Y의 재장전 플랙(reload flag)이 점검된다. 이것은 다음 계산 항 X0으로써 앞의 계산 항 X1을 사용할 수 있도록 끊임없이 진행하는 과정이어야 한다는 것이 더욱 주목된다.

도3 내의 122에서 일어나는 과정을 고려한다. MCU(16)은 초 계수기(154) 내에서 계산을 읽는다. 여기에서, MCU(16)은 발진기(32) 내의 부정확성을 보상하기 위하여 보정인자 CF32를 계산한다. 이상적으로는 보정된 12MHz 발진기를 사용하면서 MCU(16)는 20초 구간내의 발진기 똑딱거림(tick)의 수를 계산한다. 이 값과 이상값과의 비가 보정인자이다. 바람직한 구체예에서, 상기 보정인자는 보다 긴 항(long term) 결정을 가능하게 하는 매끄러운 함수로 통한다. 상기 긴 항(long term) 결정은 보정인자 내의 어떤 급격한 변화를 매끄럽게 하는 경향이 있다.

바람직한 구체예에서, 32kHz 보정인자를 계산하기 위한 공식은 다음과 같다.

여기에서

CF 32는 이러한 반복의 보정인자

X0은 타이머 X의 초기 표본

X1은 타이머 X의 최종 표본

Y는 32,768로부터 공제된 타이머 Y의 최종 표본 즉, 32,768-Y1. 상기 공제는 바람직한 구체예에서 타이머 Y가 아래로 계산하는 계산기(down counter)이므로 요구된다.

식 1이 분자 및 분모에 있어서 큰 값을 갖게 되므로 다음의 식이 해답을 보존하기 위하여 사용된다.

바람직한 구체예에서 상기 보정인자는 Y=32786-Y1로서 처음 Y를 결정함으로써 계산되고 다음 식을 사용한다.

상기 반복 보정인자를 적용하기 위하여 지수적인(exponential) 매끄럽게 하는 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 하나의 상기 매끄럽게 하는 필터는 다음과 같다.

F1=CF 32*(1/M+F0*((M-1)/M)

여기에서

F1은 새로운 필터 보정인자

F0은 이전의 필터 보정인자

CF 32는 현재의 반복 보정인자

M은 필터 상수

바람직한 구체예에서 M은 32로 선택된다. 이것은 적절한 시간 상수를 제공하고 상기 식이 쉽게 덧셈 및 비트 전환(shift)으로 쉽게 수행될 수 있도록 한다.

공식 1

주: 밑첨자(subscript)는 압력의 상을 가리키고 밑첨자의 밑첨자는(sub-subscript) 표본이 취해진 A/D 사이클을 가리킨다. -7 응용에 대한 Va는 실제로 중립으로 정렬된다.

RMS 측정은 하나의 선 사이클에 걸쳐 이루어지고 바람직하게는 각각의 전압의 0(zero) 교차점에서 시작한다.

여기에서 첨자는 와트(watts) 및 VAs의 Ⅰ항과 관련된다. 그리고 계산은 다음과 같이 매 사이클마다 수행된다.

상기 공식의 목적 상, 다음의 정의가 적용된다:

-2는 3선 델타 응용에 있어서 2요소를 의미한다;

-3은 4선 와이 응용에 있어서 3요소를 의미한다;

-8은 4선 와이 응용에 있어서 2½요소를 의미한다;

-5는 3선 델타 응용에 있어서 2요소를 의미한다;

-7은 4선 델타 응용에 있어서 2½요소이다.

본 발명은 구체적인 구체예에 관하여 기술되고 예증되는 동안 당해 분야의 기술자는 상기 기술되고 다음의 청구항에서 설명된 바와 같이 본 발명의 원리로부터 동떨어짐 없이 수정 및 변화가 이루어진다는 것을 알게 될 것이다.

상기 문제들은 극복되고 본 발명의 장점은 전자 계량기로 전기 에너지를 계량하기 위한 방법 및 장치로 달성된다. 그러한 계량기는 제1 정확도(accuracy)내에서 제1 클록 신호를 발생시키기 위한 제1 발진기 및 제2 정확도(accuracy) 내에서 제2 클록 신호를 발생시키기 위한 제2 발진기로 구성된다. 클록 신호에 관하여 작동 가능한 프로세서는 시간을 측정하고 주기적으로 제1 발진기의 정확도(accuracy)를 보상한다. 제1 클록 신호는 전원이 계량기에 적용될 때 시간을 측정하기 위하여 사용되고 제2 클록 신호는 전원이 계량기로부터 제거될 때 시간을 측정하기 위하여 프로세서에 의하여 사용된다. 제1 발진기의 정확도(accuracy)는 메모리 내에 저장된 보상인자에 연관되어 주기적으로 보상된다. 하나의 구체예에서 상기 프로세서는 제1 값부터 제1 클록 신호에 대하여 응답하는 제2 값까지 계산하기 위한 계수(counter)를 포함한다. 그러한 정렬로 상기 프로세서는 제1 값 대신에 제1 보상 인자를 대치시킨다. 또한, 상기 계량기는 타이머를 포함할 수 있으며 그 안에서 프로세서가 제1 타이머에 대하여 응답하는 제1 값 대신에 제1 보상 인자를 대치시킨다. 상기 프로세서는 또한 제2 발진기의 정확도(accuracy)를 보상하기 위한 공정을 수행하도록 구성된다. 이 공정은 제1 발진기에 관한 제2 발진기의 정확도(accuracy)를 보상한다. 이때문에 공정은 제2 보상 인자를 계산한다. 제2 보상인자는 전원이 상기 계량기에 적용될 때 결정되며, 상기 계량기내에서 전원이 제거되고 회복된 후에 제2 보상 인자는 전원이 제거되는 기간 동안 제2 발진기와 관련되어 측정되는 시간을 보상하기 위하여 사용된다.

Claims (15)

1. 제1정확도(accuracy) 내에서 제1클록 신호를 발생시키기 위한 제1발진기;

   제2정확도(accuracy) 내에서 제2클록 신호를 발생시키기 위한 제2발진기; 및

   프로세서 내에서 상기 제1클록 신호는 전원이 계량기에 적용되는 시간을 측정하기 위하여 상기 프로세서에 의하여 사용되고 상기 제2클록 신호는 전원이 상기 계량기로부터 제거되는 시간을 측정하기 위하여 상기 프로세서에 의하여 사용되며, 클록 신호와 관련하여 작동가능하고 상기 제1 및 제2발진기 신호를 수용하도록 연결되어 시간 측정 및 상기 제1발진기의 상기 제1정확도(accuracy)를 주기적으로 보상하기 위한 프로세서;

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기에너지 계량을 위한 전기 계량기.
2. 제1항에 있어서, 메모리는 그 안에 보상인자가 저장되도록 하며, 내부에 상기 프로세서가 상기 제1보상인자를 사용하여 상기 제1정확도(accuracy)를 주기적으로 보상하는 것을 특징으로 하는 계량기.
3. 제2항에 있어서, 상기 프로세서가 상기 제1클록 신호에 응답하여 제1 값으로부터 제2 값까지 계산하기 위한 계수기로 구성되고, 상기 프로세서는 상기 제1값 대신에 상기 제1보상인자를 대치시키는 것을 특징으로 하는 계량기.
4. 제3항에 있어서, 상기 프로세서가 제1타이머로 구성되고 상기 프로세서는 상기 제1타이머에 응답하여 상기 제1값 대신에 상기 제1보상인자를 대치시키는 것을 특징으로 하는 계량기.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1타이머가 약 10초의 시간 구간을 측정하도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 계량기.
6. 제1항에 있어서, 상기 프로세서가 상기 제2발진기의 상기 제2정확도(accuracy)를 보상하기 위한 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 계량기.
7. 제6항에 있어서, 상기 과정이 상기 제1발진기와 관련하여 상기 제2정확도(accuracy)를 보상하기 위한 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 계량기.
8. 제6항에 있어서, 상기 과정이 제2보상인자를 계산하기 위한 수단으로 구성되고 상기 제2보상인자는 전원이 상기 계량기에 적용시 정해지며, 전원이 제거되고 회복된 후에 상기 제2보상인자가 전원이 제거되었던 기간 동안 상기 제2발진기와 관련하여 측정된 시간을 보상하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 계량기.
9. 제8항에 있어서, 상기 프로세서는 제2타이머로 구성되고, 상기 제2타이머에 응답하여 상기 제2보상인자가 결정되는 것을 특징으로 하는 계량기.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2타이머가 약 20초의 시간 구간을 측정하도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 계량기.
11. 제1정확도(accuracy) 내에서 제1클록 신호를 발생시키고;

    제2정확도(accuracy) 내에서 제2클록 신호를 발생시키고; 그리고

    상기 제1클록 신호가 전원이 상기 계량기에 적용되는 시간을 측정하기 위하여 사용되며, 상기 제2클록 신호가 전원이 상기 계량기로부터 제거되는 시간을 측정하기 위하여 사용되어, 시간측정 및 상기 제1클록 신호의 상기 제1정확도(accuracy)를 주기적으로 보상하는;

    단계들로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기에너지 계량방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1클록 신호에 응답하며 제1값으로부터 제2값까지 계산하고 상기 제1값 대신에 상기 제1보상값을 대치시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 제1클록 신호와 관련하여 상기 제2정확도(accuracy)를 보상하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 보상단계가 제2보상인자를 계산하도록 구성되고 전원이 상기 계량기에 적용되는 때 상기 보상인자가 결정되며, 전원이 제거되고 회복된 후에 상기 제2보상인자가 전원이 제거되었던 기간 동안 상기 제2클록 신호에 관련하여 측정된 시간을 보상하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 장치에 충분한 전원이 적용되는 동안, 상기 장치 사용을 위하여 클록 신호를 발생시키기 위한 제1발진기; 및

    상기 장치에 감소된 전원이 적용되는 동안 상기 장치 사용을 위하여 클록 신호를 발생시키기 위한 제2발진기;

    로 구성되는 것을 특징으로 하는 시간 모니터를 위한 전기장치.