KR200320756Y1

KR200320756Y1 - 패널미터

Info

Publication number: KR200320756Y1
Application number: KR20-2003-0013359U
Authority: KR
Inventors: 박환기
Original assignee: 주식회사 오토닉스
Priority date: 2003-04-29
Filing date: 2003-04-29
Publication date: 2003-07-22

Abstract

본 고안은 자동화 기계 또는 산업용 설비에서 여러 전압 또는 전류를 측정하는데 사용되는 패널미터에서 입력단자수의 2배에 해당되는 종류의 전압 또는 전류를 측정할 수 있도록 함으로써 측정단자대의 입력단자 수를 증가시키지 않고도 다양한 전압 또는 전류를 측정할 수 있도록 하는 패널용 전압전류계에 관한 것이다.

이를 실현하기 위해, 분압저항의 각 측단자마다 하이레인지와 로우레인지의 측정레인지가 배치된 측정부(20), 상기 측정부(20)와 접지측 공통단자사이에 분압저항(R14∼R15)이 직렬로 연결되어 로우레인지의 측정치와 하이레인지의 측정치를 분리검출하는 검출부(21), 상기 검출부(21)의 로우레인지측정치출력단(Low Out)과 하이레인지측정치출력단(High Out)에 각각 연결되어 상반되게 스위칭작동을 하는 제1, 2아날로그스위치(22)(23), 상기 제1, 제2 아날로그스위치(22)(23)에 연결되어 측정치를 디지탈데이터로 변환하는 A/D변환기(25), 상기 A/D변환기(25)의 출력신호를 입력받아 표시기(27)에 측정전압을 표시함과 더불어 전압전환스위치(28)에 의해 선택되는 측정레인지에 따라 제1, 2아날로그스위치(22)(23)를 선택적으로 상반되게 스위칭ON시키는 마이크로프로세서(26)를 포함하여 이루어진 고안임.

Description

패널미터{Panel meter}

본 고안은 자동화 기계 또는 산업용 설비에서 전압 또는 전류를 측정하는 패널미터용 전압전류계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러 가지 전압 또는 전류를 측정하는데 사용되는 패널미터에서 입력단자수의 2배에 해당되는 종류의 전압 또는전류를 측정할 수 있도록 함으로써 패널미터의 단자수를 증가시키지 않고도 다양한 전압 또는 전류를 측정할 수 있도록 하는 패널미터용 전압전류계에 관한 것이다.

일반적으로 배전반이나 조작반 또는 산업용 설비의 입력측 또는 부하측에 인가되는 전압 및 전류의 변화를 감시할 목적으로 배전반 또는 조작반에 전압계 또는 전류계(이하 '패널미터'라 함)를 부착하여 사용하고 있다.

종전에는 주로 아날로그형의 패널미터를 취부하여 사용하였으나, 최근에는 디지탈기술의 발달로 디지탈형의 패널미터도 많이 사용하고 있다. 이러한 패널미터의 사양이 대다수가 단일 전압용 또는 몇 개의 전압단자를 갖고 있는 제품이 주류를 이루고 있다. 패널미터의 사용특성상 한가지의 전압으로 한번 취부하면 변경을 하지 않는다. 전압의 종류에 비례한 여러 단자를 설치하는 것은 공간적인 제약과 비용적인 문제가 대두된다.

단일 전압용으로 제작된 패널미터도 사용상에는 문제가 없으나 한 공장에도 여러 종류의 단일전압용 패널미터가 사용된다. 그러므로 고장을 대비한 보수용으로 다양한 전압용 패널미터를 여러 개 보유하고 있어야 하는 불편함이 있고, 또한 판매를 하는 상점에서도 다양한 전압용의 재고를 보유해야 하는 불편한 점이 있었다.

종래에는 단일의 패널미터로써 여러가지 전압에 사용할 수 있도록 하기 위해서는 도 3과 같이 피측정전압의 수와 대응되는 수만큼의 단자(P1~P8)들과 각 단자(P1~P8)들의 전압에 맞는 분압저항(R31~R38)이 있어야 한다. 도시된 실시예에서는 단자(P1~P8)들에서 500,100,50,10,5,1,0.5,0.1V를 측정하도록 설정된 경우를예로 든 것이며, 전압계(10)는 상기 단자(P1~P8)들로부터 입력되는 전압레벨을 감지하여 해당 전압을 표시할 수 있도록 된 것으로 그 출력단에 연결되는 표시장치에 따라 아날로그 혹은 디지탈로 표시할 수 있도록 된 것이다.

이와 같이 종래에는 피측정전압의 수에 대응되는 수만큼의 단자 및 분압저항들을 필요로 하기 때문에 자연 패널미터의 부피가 커지게 되는 문제점이 발생하게 되나 패널미터의 크기 및 구조상 다수의 단자를 두는 것이 불가능하였다.

본 고안은 상기한 제반 사정을 감안하여 안출된 것으로, 한 개의 패널미터로써 여러가지 전압 또는 전류를 측정할 수 있도록 하되, 각 측정단자마다 하이레인지와 로우레인지의 두가지 레인지의 전압 또는 전류를 선택적으로 측정할 수 있도록 하여 동일 측정단자수에 비해 2배의 전압 및 전류를 측정할 수 있도록 함으로써, 측정하고자 하는 전압 및 전류의 종류에 비해 단자수가 반으로 줄어들게 하고, 사용자가 쉽게 단자의 선택 및 전압레인지의 전한이 용이하도록 하며, 또한 크기를 소형화 할 수 있도록 된 패널미터를 제공하고자 함에 고안의 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예에 대한 구성도,

도 2는 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 대한 구성도,

도 3은 종래 전압계의 일예시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20, 30 -- 측정부, 21, 31 -- 검출부,

22,23,32,33 -- 아날로그스위치, 24, 34 -- 인버터,

25, 35 -- A/D변환기, 26, 36 -- 마이크로프로세서,

27, 37 -- 표시기, 28 -- 전압전환스위치,

38 -- 전류전환스위치.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 고안의 바람직한 일실시예는, 분압저항(R11∼R13)의 각 단에 측정레인지가 각각 다른 측정단자(P1∼P4)가 연결된 측정부(20), 상기 측정부(20)와 접지측 공통단자사이에 분압저항(R14∼R15)이 직렬로 연결되어각 측정단자(P1∼P4)의 로우레인지측정치 출력단(Low Out)과 하이레인지측정치 출력단(High Out)이 인출된 검출부(21), 상기 검출부(21)의 로우레인지측정치 출력단(Low Out)과 하이레인지측정치 출력단(High Out)에 각각 연결되어 상반되게 스위칭작동을 하는 제1아날로그스위치(22)와 제2아날로그스위치(23), 상기 제1, 제2 아날로그스위치(22)(23)에 연결되어 측정치를 디지탈데이터로 변환하는 A/D변환기(25), 상기 A/D변환기(25)의 출력신호를 입력받아 표시기(27)에 측정치에 대응된 전압값을 표시함과 더불어 전압전환스위치(28)에 의해 측정단자(P1∼P4)의 로우레인지가 선택된 경우 제1아날로그스위치(22)를 온시키고 하이레인지가 선택된 경우 제2아날로그스위치(23)를 온시키는 마이크로프로세서(26)를 포함하여 이루어져 있다.

또한, 본 고안의 바람직한 다른 실시예는, 분압저항(R21∼R24)의 각 단에 측정레인지가 각각 다른 측정단자(P1∼P4)가 연결된 측정부(30), 상기 측정부(30)에 분압저항(R25∼R26)이 병렬로 연결되어 각 측정단자(P1∼P4)의 로우레인지측정치 출력단(Low Out)과 하이레인지측정치 출력단(High Out)이 인출된 검출부(32), 상기 검출부(32)의 로우레인지측정치 출력단(Low Out)과 하이레인지측정치 출력단(High Out)에 각각 연결되어 상반되게 스위칭작동을 하는 제3아날로그스위치(32)와 제4아날로그스위치(33), 상기 제3, 제4 아날로그스위치(32)(33)에 연결되어 측정치를 디지탈데이터로 변환하는 A/D변환기(35), 상기 A/D변환기(35)의 출력신호를 입력받아 표시기(37)에 측정치에 대응된 전류값을 표시함과 더불어 전류전환스위치(38)에 의해 측정단자(P1∼P)의 로우레인지가 선택된 경우 제3아날로그스위치(32)를 온시키고 하이레인지가 선택된 경우 제4아날로그스위치(33)를 온시키는 마이크로프로세서(36)를 포함하여 이루어져 있다.

이하, 본 고안의 실시예들에 대한 구성 및 작용을 첨부한 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예인 전압계용 패널미터의 구성도를 나타낸다.

측정부(20)는 다수의 분압용 저항(R11~R13)이 직렬로 연결되어 이루어지고, 상기 측정부(20)와 공동단자인 접지측 사이에는 분압저항(R14)(R15)으로 이루어진 검출부(21)가 직렬로 연결되어 있다. 그리고,각 분압용 저항(R11~R13)에는 측정단자(P1~P4)가 각각 구비되어 있으며, 각 측정용 입력단자(P1~P4)에는 동일 단자에서 고전압과 저전압으로서 2가지의 전압을 측정할 수 있도록 설정되어 있다. 예컨대 도시된 예에서는 P1단자에서는 하이레인지인 고전압으로서 500V이하에 근접된 전압을 그리고 로우레인지인 저전압으로서 100V이하에 근접된 전압을 측정할 수 있도록 설정되어 있고, 마찬가지로 P2단자에서는 고전압으로서 50V이하, 저전압으로서 10V이하에 근접된 전압을, P3단자에서는 고전압으로서 5V이하, 저전압으로서 1V이하에 근접된 전압을, P4단자에서는 고전압으로서 0.5V이하, 저전압으로서 0.1V이하에 근접된 전압을 측정할 수 있도록 설정되어 있는 바, 고전압은 저전압의 5배가 되도록 설정되어 있다. 그러나 상기 측정전압의 설정 예는 설명의 편의상 설정된 것으로,본 고안의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 일정한 비례관계로써 각 단자마다 한 단자에서 고전압과 저전압 2가지 전압으로 나누어 측정할 수 있도록 측정단자수를 증감하여 배치할 수 있음은 당업자에게 자명한 것이다.

또한, 검출부(21)에서 로우레인지측정치 출력단(Low Out)인 분압저항(R14)(R15)의 합산저항값은 하이레인지측정치 출력단(High Out)인 분압저항(R15)의 저항값보다 5배의 값을 갖도록 설정하여, 각 측정용 입력단자(P1~P4)들에 할당된 고전압과 저전압간 측정가능범위의 배수와 동일하게 설정한 것이다.

상기 측정부(20)의 로우레인지측정치 출력단(Low Out)에 연결되는 제1아날로그스위치(22)는 저전압측정신호를 통과시키기 위한 스위치이고, 상기 측정부(20)의 하이레인지측정치 출력단(High Out)에 연결되는 제2아날로그스위치(23)는 고전압 측정신호를 통과시키기 위한 스위치로서, 각 아날로그스위치(22)(23)는 마이크로프로세서(26)의 출력단에 연결되어 제어되지만 제2아날로그스위치(23)는 인버터(24)를 통해 그 제어단이 연결되기 때문에 제1아날로그스위치(22)와 제2아날로그스위치(23)는 스위칭상태가 서로 상반된 상태로 제어된다.

A/D변환기(25)는 상기 제1, 제2 아날로그스위치(22)(23)에서 출력되는 아날로그형태의 측정전압을 마이크로프로세서(26)에서 처리 가능한 디지탈신호로 변환하여 입력시키는 작용을 한다.

마이크로프로세서(26)는 상기 A/D변환기(25)의 출력신호를 입력받아 측정전압의 크기를 판단하고 이를 표시기(27)에 표시한다.

아울러, 상기 마이크로프로세서(26)의 다른 한 입력단에는 사용자가 피측정전압의 레인지를 선택할 수 있도록 하는 전압전환스위치(28)가 연결되어 있다. 전압전환스위치(28)에는 측정부(20)에 설정되어 있는 전압레인지를 선택할 수 있도록 이루어진 것이며, 예컨대 도시된 실시예에서는 500,100,50,10,5,1,0.5,0.1V의 측정레인지를 구비된 경우의 예를 나타낸 것이다.

본 고안의 바람직한 일실시예에 있어서, 측정부(20)에서 측정되는 전압이 0.1V 이하일 때는 제1아날로그스위치(22)를 통해서 A/D변환기(25) 입력에 공급하고, 0.1V보다 크고 0.5V이하일 때는 제2아날로그스위치(23)를 통해서 A/D 변환기(25)의 입력에 공급하게 된다.

이와 마찬가지로, 마이크로프로세서(26)는 전압전환스위치(28)의 선택에 따라 각 측정단자에 설정된 전압중 로우레인지인 저전압을 선택한 경우일 때는 제1아날로그스위치(22)를 ON상태로 접속시키고 하이레인지인 고전압을 선택한 경우일 때는 제2아날로그스위치(23)를 ON상태로 접속시켜서 A/D변환기(25) 입력에는 제1, 제2 아날로그스위치(22)(23)의 선택에 따라 고전압일 때와 저전압일 때도 같은 레인지의 전압이 입력되며 저전압일 경우 마이크로프로세서(26)는 A/D변환후 변환값에 저항(R14)과 저항(R15)의 크기에 따라 결정되는 비례값에 해당하는만큼 연산을 해준다.

즉, 측정하고자 하는 전압에 따라 전압에 맞는 단자(P1~P4)에 연결하고 전압전환스위치(28)로 전압을 선택하면 마이크로프로세서(26)는 A/D변환값에 사용하고자 하는 단자대의 전압 분압비 만큼 연산을 하여 표시기(27)에 측정전압을 표시하게 된다.

예컨대, 400V를 측정하고자 한다면 가장 근접하는 500V의 P1 단자와 P5 단자에 피측정전압을 연결하고 전압전환스위치(28)를 500V로 선택한다. 측정중인 400V 전압은 분압저항(R11~R15)에 의해서 분압되어 하이레인지측정치 출력단(High Out)에서 0.4V가 나오게 되고, 제2아날로그스위치(23)를 거치고 A/D변환기(25)에서 A/D변환되어 마이크로프로세서(26)로 입력되면 전압전환스위치(28)의 500V로 선택된 배율에 맞게 연산하여 표시기(27)에 400V가 표시되게 된다.

다른 측정예로써, 80V를 측정하고자 한다면 가장 근접하는 100V 단자에 연결하고 전압전환스위치(28)를 100V로 선택한다. 측정중인 80V 전압은 분압저항(R11~R15)에 의해서 분압되어 로우레인지측정치 출력단(Low Out)에서 0.4V가 나오게 되고, 제2아날로그스위치(23)를 거쳐 A/D변환기(25)에서 A/D변환된 후 마이크로프로세서(26)로 입력되면 전압전환스위치(28)의 100V로 선택된 배율에 맞게 연산하여 표시기(27)에 80V가 표시되게 된다.

도 2는 본 고안의 바람직한 다른 실시예인 전류계용 패널미터의 구성도를 나타낸다.

앞서 설명된 도 1의 실시예에서는 각 단자의 저전압을 측정하는 경우에는 제1아날로그스위치(22)를 ON상태로 접속시켜 측정전압을 직접 A/D변환후 마이크로프로세서(26)로 입력되도록 하는 한편 각 단자의 고전압을 측정하는 경우에는 제2아날로그스위치(23)를 ON상태로 접속시켜 측정전압입력부(20)에서 출력되는 전압을A/D변환하여 마이크로프로세서(26)로 입력되도록 이루어져 있다.

이에 비하여 도 2에 도시된 실시예에서는 측정부(30)의 각 단자에 인가되는 고전류 및 저전류를 검출부(31)에 있는 분압저항(R25)(R26)에서 출력범위를 서로 상응하는 레인지로 조정한 후 즉, 하이레인지인 고전류는 하단의 저항(R26)에서 출력되는 전압을 이용하고 로우레인지인 저전류는 분압저항(R25)(R26) 전체에 걸리는 전압을 이용하여 측정할 수 있도록 되어 있다.

이를 위해, 마이크로프로세서(36)에서는 고전류를 측정하고자 하는 경우에는 제3아날로그스위치(32)를 ON상태로 접속시켜 하단의 저항(R26)에서 출력되는 하이레인지측정치 출력단(High Out)의 전압을 읽어들이고, 저전류를 측정하고자 하는 경우에는 제4아날로그스위치(33)를 ON상태로 접속시켜 분압저항(R25)(R26) 전체에 걸리는 로우레인지측정치 출력단(Low Out)의 전압을 직접 읽어들인다. 물론, 마이크로프로세서(36)에서는 제3, 제4 아날로그스위치(32)(33)를 제어하기 위한 출력단중에서 일측의 아날로그스위치 제어단에만 인버터(34)를 연결하여 하나의 출력단에서 제3, 제4 아날로그스위치(32)(33)가 상반되게 스위칭되도록 제어할 수 있으며, 제3, 제4 아날로그스위치(32)(33)에서 출력되는 측정신호는 A/D변환기(35)에서 디지탈신호로 변환한 후 읽어들여 연산처리하고, 앞서 설명된 바와 같이 표시기(37)에 표시하게 된다. 그리고 전류전환스위치(38)를 통해 측정하고자 하는 전류레인지를 선택할 수 있도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 본 고안은 동일한 측정단자에 일정배수의 고전압과 저전압 혹은 고전류와 저전류를 측정할 수 있도록 설정된 다수의 측정단자를 배치할 수 있게 됨으로써 실제 측정입력단의 단자수가 측정하고자 하는 전압 혹은 전류종류의 절반으로 줄어들게 되어 패널미터의 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다.

Claims

분압저항(R11∼R13)의 각 단에 측정레인지가 각각 다른 측정단자(P1∼P4)가 연결된 측정부(20), 상기 측정부(20)와 접지측 공통단자사이에 분압저항(R14∼R15)이 직렬로 연결되어 각 측정단자(P1∼P4)의 로우레인지측정치출력단(Low Out)과 하이레인지측정치출력단(High Out)이 인출된 검출부(21), 상기 검출부(21)의 로우레인지측정치출력단(Low Out)과 하이레인지측정치출력단(High Out)에 각각 연결되어 상반되게 스위칭작동을 하는 제1아날로그스위치(22)와 제2아날로그스위치(23), 상기 제1, 제2 아날로그스위치(22)(23)에 연결되어 측정치를 디지탈데이터로 변환하는 A/D변환기(25), 상기 A/D변환기(25)의 출력신호를 입력받아 표시기(27)에 측정치에 대응된 전압값을 표시함과 더불어 전압전환스위치(28)에 의해 측정단자(P1∼P4)의 로우레인지가 선택된 경우 제1아날로그스위치(22)를 온시키고 하이레인지가 선택된 경우 제2아날로그스위치(23)를 온시키는 마이크로프로세서(26)를 포함하여 이루어진 패널미터.
제1항에 있어서, 상기 측정부(20)의 각 분압지점마다 측정레인지로 설정되는 하이레인지와 로우레인지는 동일배수의 전압치가 각각 배치되고, 검출부(21)의 분압저항비는 각 측정단자에 할당된 측정레인지의 하이레인지와 로우레인지의 비율과 동일한 비율로 설정된 것을 특징으로 하는 패널미터.
분압저항(R21∼R24)의 각 단에 측정레인지가 각각 다른 측정단자(P1∼P4)가 연결된 측정부(30), 상기 측정부(30)에 분압저항(R25∼R26)이 병렬로 연결되어 각 측정단자(P1∼P4)의 로우레인지측정치 출력단(Low Out)과 하이레인지측정치 출력단(High Out)이 인출된 검출부(32), 상기 검출부(32)의 로우레인지측정치 출력단(Low Out)과 하이레인지측정치 출력단(High Out)에 각각 연결되어 상반되게 스위칭작동을 하는 제3아날로그스위치(32)와 제4아날로그스위치(33), 상기 제3, 제4 아날로그스위치(32)(33)에 연결되어 측정치를 디지탈데이터로 변환하는 A/D변환기(35), 상기 A/D변환기(35)의 출력신호를 입력받아 표시기(37)에 측정치에 대응된 전류값을 표시함과 더불어 전류전환스위치(38)에 의해 측정단자(P1∼P4)의 로우레인지가 선택된 경우 제3아날로그스위치(32)를 온시키고 하이레인지가 선택된 경우 제4아날로그스위치(33)를 온시키는 마이크로프로세서(36)를 포함하여 이루어진 패널미터.
제3항에 있어서, 상기 측정부(30)의 각 분압지점마다 측정레인지로 설정되는 하이레인지와 로우레인지는 동일배수의 전류치가 각각 배치되고, 검출부(31)의 분압저항비는 각 측정단자에 할당된 측정레인지의 하이레인지와 로우레인지의 비율과 동일하게 설정된 것을 특징으로 하는 패널미터.