TWI522627B - 電力測量裝置 - Google Patents

Description

電力測量裝置

本發明係關於一種對於電壓和電流的信號進行取樣(sampling)並進行AD轉換來測量電力之電力測量裝置。

自過往以來，已知道使用將類比信號轉換成數位信號之AD(Analog Digital，類比數位)轉換器，對於輸入電壓波形及輸入電流波形進行取樣，並經由將各取樣結果予以乘積而測量得到有效電力之擷取樣本式電力計(例如，參照專利文獻1)。

參照圖13來說明習用的擷取樣本式電力計。圖13係表示習用的擷取樣本式電力計之內部構成的方塊圖。在擷取樣本式電力計110中，被輸入到輸入端子T1的類比電壓信號e係經由AD轉換器131而被轉換成數位信號。又，被輸入到輸入端子T2的類比電流信號i係經由AD轉換器132而被轉換成數位信號。

2個AD轉換器131、132係以經由時序(clock)產生器113所輸出的信號做為共同的時序信號，與此時序信號之產生時點同步地分別地對於類比電壓信號e、類比電流信號i進行取樣，並分別地轉換成數位信號。

接著，從2個AD轉換器131、132輸出該同一時刻的取樣值之電壓信號e(t)、電流信號i(t)。另外，電壓信號e(t)、電流信號i(t)為在離散時刻t之值。

如此一來，每當時序信號產生時，在時刻t=t1、t2、...的取樣值之組合(e(t1)、i(t1))、(e(t2)、i(t2))乃經由2個AD轉換器131、132而被輸出到計算器111。

計算器111基於此被輸入的數位值(e(t)、i(t))，將電壓值及電流值予以乘積而計算出在時刻t的瞬時電力W(t)。更進一步地，計算器111進行將複數個瞬時電力予以平均化之平均化計算而計算出有效電力(平均電力)。另外，計算器111，其係由例如DSP(數位信號處理器，Digital Signal Processor)、或CPU(中央處理器，Central Processing Unit)等所構成。經計算出的有效電力為經由顯示器112而被顯示出來。

《專利文獻1》特開平04-109173號公報

然而，上述習用的電力測量裝置會有像以下這樣的問題。在電力計算中，於混雜有高調波等之高頻率數值的信號之情況下，就有需要隨著其頻率數值成分來縮短時序信號的周期。因此，於電力計算時，取樣頻率數就會變高，以致就會變得要增加取樣數。

為了進行像這樣高速之取樣，就不得不使用高性能之AD轉換器及CPU(微電腦)，以致電力測量裝置的製造成本就增加了。亦即，在低價構成之電力測量裝置的情況下，要以高精度來測量高頻率的電力是有困難的。

本發明是鑑於上述之習知的事情所完成者，提供一種可以不增加取樣數、且能夠進行高頻率數值的信號之AD轉換並可以高精度測量電力之電力測量裝置。

本發明之一實施形態的電力測量裝置，其係用於測量由電源供給於負載，該電力測量裝置係具備：AD轉換器，對於被供給有前述電力之負載的電壓和電流之信號進行取樣並進行AD轉換；計算器，將經由前述AD轉換器進行 AD轉換的電壓和電流之值予以乘積而計算電力；以及切換控制部，其係將前述AD轉換器的取樣周期m分割成n等分，設定於m/n間隔進行取樣之時點，將在第1個時點進行取樣的期間設為第1期間，將在第n個時點進行取樣的期間設為第n期間，並依每一預先設定的時間幅度切換前述第1期間至第n期間；前述AD轉換器係在以前述切換控制部執行切換的期間之時點(timing)進行取樣；前述計算器與前述切換控制部係包含處理器，前述n為2或大於2的整數。

又，前述計算器對於電力計算用的電壓和電流中之任一者進行取樣的期間，較佳者是至少為前述預先設定的時間幅度之n倍的期間。

又，前述預先設定的時間幅度，較佳者是電源周期的整數倍。

又，較佳者是在依預先設定的順序切換前述第1期間至第n期間之後，前述切換控制部係將下次之切換前述第1期間至第n期間的順序切換成和前次不同的順序。

又，前述切換控制部，較佳者是依照序列改變前述第1期間至第n期間之切換順序。

又，前述切換控制部，較佳者是不規則地改變前述第1期間至第n期間之切換順序。

又，前述n較宜是2。

又，前述預先設定的時間幅度，較佳者是前述電壓和電流之各信號的半波期。

又，前述切換控制部，較佳者是以和切換前述第1期間和第2期間的順序相反之順序，來進行下次的前述第1期間和第2期間之切換。

又，前述AD轉換器，較佳者是對於每一第2時間幅度，將前述取樣周期m的開始時點調整成：前述信號為由負轉變為正、或由正轉變為負之零橫切(zero cross)時點。

又，在前述AD轉換器為分時進行前述電壓和電流的信號之AD轉換的情況下，前述切換控制部之較佳者為對於每一第3時間幅度，將AD轉換之順序替換成：前述電壓和電流中之那一者先進行。

又，較佳者是：AD轉換器以不依照電源頻率數，而是將1周期之取樣個數固定為預先設定的數量的方式進行AD轉換。

又，較佳者是分時來對於由至少1個電源供給電力的複數個負載之電壓和電流的信號進行取樣，並分別求出被供給至前述複數個負載之電力。

又，在依每一前述預先設定的時間幅度切換前述複數個負載以對於前述電壓和電流的各信號進行取樣之際，較佳者係前述切換控制部係對於每一前述負載改變前述第1期間至第n期間之切換順序。

又，前述切換控制部，較佳者係依照順序改變每一前述負載的前述第1期間至第n期間之切換順序。

又，前述切換控制部，較佳者係不規則地改變每一前述負載的前述第1期間至第n期間之切換順序。

依照本發明之一實施形態，因為是將取樣周期m分割成n等分、並依每一指定的時間幅度切換第1個時點之第1期間至第n個時點之第n期間，所以能夠不增加取樣數地進行高頻率數值的信號之AD轉換，並可以高精度地測量電 力。

本發明之目的及特徵，經由如以下這樣的關於添附圖式和較佳實施例之說明而將變得更為明確。

〔用以實施發明之形態〕

針對本發明相關的電力測量裝置之各實施形態，使用圖式加以說明。在全體圖式之中，對於相同或類似的部分，則附加相同的參照符號並省略其說明。本實施形態的電力測量裝置係可以適用於擷取樣本式電力計或多回路電力計。

(第1實施形態)

圖1為顯示第1實施形態中之電力測量裝置1的內部構成之圖。電力測量裝置1為如圖1所示這樣地含有電壓偵測部11、電流偵測部12、信號切換部13、信號增幅器14、AD轉換器15、電力計算部16、顯示器17、時序產生器18及切換控制部19之構成。

電壓偵測部11係偵測從系統電源21供給到負載24之電壓。

電流偵測部12係偵測從系統電源21供給到負載24之電流。

信號切換部13係將偵測對象切換成電壓偵測部11或電流偵測部12。

信號增幅器14係將透過信號切換部13而輸入的電壓或電流之信號加以增幅。

時序產生器18係在AD轉換器15進行AD轉換之際，產生成為基準之時序信號。

AD轉換器15係在與從時序產生器18所輸出的時序信號同步之時點，對於經以信號增幅器14增幅的信號進行取樣，並將該所取樣的信號之值轉換成數位值。

切換控制部19係用以將切換成為偵測對象之電壓偵測部11和電流偵測部12之切換信號輸出到信號切換部13，又將設定於AD轉換器15進行取樣之時點(AD取樣時點)的信號予以輸出。

又，切換控制部19為含有變數設定部19a及順序設定部19b之構成。

於變數設定部19a設定AD取樣周期m、分割數n、時間幅度W及時間幅度Y。

於順序設定部19b如後述這樣地設定：由不同AD取樣時點所設定的期間之順序。

電力計算部16係將經由AD轉換器15而AD轉換的電流信號之數位值、和電壓信號的數位值予以乘積而計算出瞬時電力值，並將在指定的期間內之該計算出的瞬時電力值予以累加並平均化，而計算出有效電力值。

顯示器17係顯示由電力計算部16所輸出的有效電力值等。

在本實施形態中，電力計算部16及切換控制部19係可以用比較便宜之一般用的微電腦來構成。透過此種微電腦內的輸入界面而於變數設定部19a設定上述的各值(AD取樣周期m、分割數n、時間幅度W及時間幅度Y)。

圖2為顯示對應於信號波形的AD取樣時點之時序圖形(chart)。以AD轉換器15進行AD轉換之AD取樣時點為如上述這樣地經由切換控制部19而被設定的。藉此，就可以 將AD取樣周期m予以分割成n等分，並可設定於m/n間隔進行AD取樣之時點，其中的一例是設定m=電源周期之1/4、n=3的情況。

又，時間幅度(指定的期間)W係設定為取樣周期m的整數k倍。藉由將時間幅度W設定成取樣周期m的整數k倍(W=m×k)，則對於高調波成分進行之取樣就變容易了。

又，電力值積算(計算)用的電壓和電流中之任一者所被取樣的期間Tc，在AD取樣周期m為被分割成n等分的情況下，其係至少為時間幅度W的n倍之期間(Tc=W×n)。又，電力值積算期間Tt，由於是電壓和電流個別地被取樣的期間，因而是期間Tc的2倍(Tt=Tc×2)。

在時間幅度W的期間A(第1期間)中，AD轉換為在3個AD取樣時點中之第1順位的第1時點進行。在時間幅度W的期間B(第2期間)中，AD轉換為在3個AD取樣時點中之第2時點進行。另外，在時間幅度W的期間C(第n期間)中，AD轉換為在3個AD取樣時點中之第3順位(第n順位)的第3時點進行。藉此，經由順序設定部19b而依照第1時點、第2時點、第3時點的次序反復地設定AD取樣時點的順序。

如此，1個個地移動3個AD取樣時點，就能夠以和用3倍的AD取樣頻率數值進行取樣的情況一樣的高精度來偵測電力。

此處，AD取樣周期m的開始點係使用偵測對象的信號而定期地加以調整。圖3為顯示調整AD取樣周期m的開始點用的零橫切脈衝信號之變化的時序圖形。AD轉換的取樣開始時點，其係經調整成：例如電壓信號由負轉變為正、或由正轉變為負而橫切於零的零橫切點，H位準/L位 準改變的零橫切脈衝信號之起始時點。

圖3(a)顯示零橫切脈衝信號。圖3(b)顯示偵測對象的信號。AD轉換器15為於每一時間幅度Y(第2時間幅度)，以零橫切脈衝信號的起始時點來調整AD取樣周期m的開始點，在由此經調整的開始點起的AD取樣時點進行信號之取樣。如此，由於定期地使AD取樣時點與偵測對象的信號同步，所以能夠高精度地調整AD取樣時點。

又，如上述這樣地，在每一時間幅度W的期間(期間A、B、C、...X)(第1期間至第n期間)之切換，即不同的AD取樣時點之切換係以預先被順序設定部19b所設定的順序進行。

另外，也可以例如在順序設定部19b上設置亂數產生器，使用於此亂數產生器所產生的不規則之值(無規值)來進行AD取樣時點之切換。藉此，就可以防止同步地取樣如在負載電流所能見到的間歇信號，並且就能夠無關乎間歇信號地進行電力測量。

圖4為顯示：時間幅度W為半波期(電源周期的1/2)的情況下之AD取樣時點的時序圖形。此處，AD取樣周期m為電源周期的1/4，分割數n的值為3。

於正側的半波期間，進行期間A的第1時點之2點取樣(取樣2次)。於負側的半波期間，進行期間B的第2時點之2點取樣(取樣2次)。於次一正側的半波期間，進行期間C的第3時點之2點取樣(取樣2次)。於次一負側的半波期間，進行期間A的第1時點之2點取樣(取樣2次)。

圖5(a)及圖5(b)為說明在時間幅度W為半波期的情況下之AD取樣時點之說明圖。圖5(a)顯示16點取樣/周期的情 況之說明圖，圖5(b)顯示8點取樣/周期的情況之說明圖。

此處，AD取樣周期m為電源周期的1/8，分割數n的值為2。在正(plus)側和負(minus)側的電源的信號波形係視為相同的。在此情況下，如圖5(b)所示這樣地，於正側進行關於圖5(a)的16點取樣中之奇數取樣點的取樣，而於負側進行關於圖5(a)之偶數取樣點的取樣。

將在圖5(b)中之時點10所取樣的值、在圖5(a)中之時點2所取樣的值，以僅符號相反之相同值加以表記。同樣地，將在圖5(b)中之時點12所取樣的值、在圖5(a)中之時點4所取樣的值，以僅符號相反的相同值加以表記。

亦即，電源的信號波形在正(plus)側和負(minus)側為相同時，由於可得到個別的時點之二個取樣值，所以即使以8點取樣/周期進行取樣，也能得到像以16點取樣/周期進行取樣這樣的效果。

在圖5(a)及圖5(b)中，雖然以取樣點做為頂點中之一個所構成的長方形之面積和是與電力成比例的量，然而藉此就算即使是8點取樣/周期亦能夠得到和16點取樣/周期相同的面積。從而，同樣地能夠高精度地偵測電力。又，在時間幅度W為半波期的情況下，電力計算就變得容易了。更且，由於分割數n的值為2，所以能夠於1周期完成取樣。

圖6(a)至圖6(c)為說明：在時間幅度W為半波期的情況下，在AD取樣時點進行取樣的情況之效果的說明圖。圖6(a)顯示：例如，負載電流波形為：1波長期間有信號存在、而次一個1波長期間卻不存在信號這樣的變化反復發生之間歇信號的情況。

對於像這樣的間歇信號，於圖6(b)中顯示：在第1時點進行取樣的期間A、和在第2時點進行取樣的期間B為每1波長期間進行切換。在此種情況下，由於信號波形僅於期間A的第1時點被取樣，而於期間B的第2時點則不被取樣，所以AD轉換的精度減低。

在圖6(c)中顯示：期間A和期間B皆為每半波進行切換的情形。在此種情況下，正側的信號波形為於期間A的第1時點被取樣，而負側的信號波形則於期間B的第2時點被取樣。

在交流波形中，大多數的負載電流波形，在正側的波形和負側的波形是相同的。從而，相對於像這樣的負載電流波形，由於是在1波形中、於期間A、B的2個時點進行取樣，以致能夠提高AD轉換之精度，因而就能夠以高精度地偵測電力。

其次，顯示：切換控制部19為按照在順序設定部19b所設定的順序，將於每1波長期間切換期間A和期間B的順序之信號輸出到信號切換部13之情況。圖7為顯示於每1波長期間切換期間A和期間B的順序之情況下的AD取樣時點之時序圖形。此處，AD取樣周期m為電源周期的1/8，時間幅度W為半波期間(電源周期之1/2)，而分割數n的值為2。

對於正側的信號波形(期間A)，進行圖5(a)的16點取樣中之奇數點的取樣。對於負側的信號波形(期間B)，進行圖5(a)的16點取樣中之偶數點的取樣。又，於每1波長期間，期間A和期間B為交互地切換。

亦即，對於第1順位的正側之信號波形，於期間A的第 1時點1、3、5、7進行取樣。對於第2順位的負側之信號波形，於期間B的第2時點10、12、14、16進行取樣。對於第3順位的正側之信號波形，於期間B的時點2、4、6、8進行取樣。對於第4順位的負側之信號波形，於期間A的第1時點9、11、13、15進行取樣。像這樣地，每半波期間交互切換期間A和期間B，於2周期進行16點取樣。

圖8(a)至圖8(c)為說明：於每1波長期間切換期間A和期間B之順序的情況下進行AD取樣時點的情況之效果的說明圖。圖8(a)顯示如在負載電流波形所能見到這樣的在正側和負側皆為非對稱的信號波形。

對於此種非對稱的信號波形，在圖8(b)中，於第1時點進行取樣的期間A、與在第2時點進行取樣的期間B皆為每半波長期間交互地切換。在此情況下，正側的信號波形為僅在期間A的第1時點被取樣，而負側的信號波形為僅在期間B的第2時點被取樣。因而，AD轉換的精度減低。

在圖8(c)中，每1波長之切換期間A和期間B的順序係被交替地切換。藉此，同樣地對於正側的信號波形，反復地實施：在第1順位的半波長期間、期間A的第1時點進行取樣，在第3順位的半波長期間、期間B的第2時點進行取樣。

又，同樣地對於負側的信號波形，反復地實施：在第2順位之半波長期間、期間B的第2時點進行取樣，在第4順位之波長期間、期間A的第1時點進行取樣。

從而，對於正負非對稱之信號波形，由於在正側和負側之個別的期間A、B之2個AD取樣時點進行取樣，所以AD轉換的精度變高，因而就能夠高精度地偵測電力。

像這樣地，即使是關於正負為非對稱的信號波形，由於在前次與下次皆交替地切換期間A和期間B的順序，因而只要相同的波形是連續2次以上時，就能夠提AD轉換的精度。

藉由第1實施形態的電力測量裝置1，對於1波形，錯開AD取樣時點來進行取樣，即使是以少的取樣數亦能夠偵測高調波成分，因而能夠提高AD轉換之精度。亦即，能夠不增加取樣數地進行高頻率數值的信號之AD轉換，因而可以高精度地測量電力。

從而，即使不提高取樣頻率數值，亦能夠進行和n倍的取樣頻率數之情況一樣的電力計算。又，就會變得不需要高計算能力的微電腦，且能夠以一般用的微電腦進行計算，因而成本減低。

在第1實施形態中已說明了對於電壓和電流之任一者進行取樣，然而實際上是交互地對於電壓和電流進行取樣以執行電力計算。關於此點，於以下的第2實施形態進行說明。

(第2實施形態)

在第1實施形態中顯示：對於1個系統電源進行電壓偵測或電流偵測的情況。在第2實施形態中顯示：存在有從至少1個系統電源供給電力的複數個負載(電氣回路)，以時點分隔切換電氣回路來進行電力測量的情況。

圖9為顯示：在第2實施形態中的電力測量裝置1a之內部構成之方塊圖。關於和第1實施形態相同的構成要素，則附記相同的符號並省略其說明。此處，針對與第1實施形態不同的構成及動作進行說明。

第2實施形態之電力測量裝置1a係對於複數個電氣回路(也單純地稱為「回路」)偵測個別的電壓及電流來求出電力。

因而，在電力測量裝置1a上設置分別偵測第1回路的電壓及電流之電壓偵測部11a及電流偵測部12a。又，設置分別偵測第2回路的電壓及電流之電壓偵測部11b及電流偵測部12b。同樣地，亦設置分別偵測第3回路的電壓及電流之電壓偵測部11c及電流偵測部12c。此處，雖然是例示至第3回路為止，然而於存在有第4以後的回路之情況也是同樣的。

信號切換部33係切換成為偵測對象的信號，以偵測每一回路的電壓及電流。

切換控制部39係將切換偵測對象之切換信號輸出到信號切換部33，又，將設定AD取樣時點之信號輸出到AD轉換器15。又，切換控制部39為含有變數設定部39a及順序設定部39b之構成。

在變數設定部39a上除了和第1實施形態同樣地設定AD取樣周期m、分割數n、時間幅度W及時間幅度Y之外，亦設定時間幅度Z(第3時間幅度)。

在順序設定部39b上設定有：AD取樣時點所設定的期間(期間A、期間B、期間C、...期間X)之切換順序、及複數個回路之切換順序。

此切換順序係可以任意地設定。藉由計算使用成為切換對象的複數個回路之信號數r、和設定AD取樣時點的期間之數(分割數n)的序列nPr，可得到能夠切換的例子數。或者也可以將切換順序設定成以亂數產生器所產生之不 規則的值。

另外，與第1實施形態同樣地，切換控制部39及電力計算部16可以是由一般用的微電腦所構成。透過此微電腦內的輸入界面，在變數設定部39a上除了設定上述各值(AD取樣周期m、分割數n、時間幅度W及時間幅度Y之外，亦設定時間幅度Z(第3時間幅度))。在順序設定部39b上設定有：由一般用微電腦的CPU執行被收納於ROM的程式所得到順序。

圖10為顯示：將AD轉換的順序替換成以電壓和電流中之那一者先進行的情況下之AD取樣時點的時序圖形。切換控制部39係將在每一時間幅度Z的AD轉換之順序替換成：在電壓波形和電流波形中那一者先進行。此時間幅度Z被設定為是時間幅度W的整數j倍。

具體而言，於最初的時間幅度Z中，在期間A的第1時點先進行電壓波形之AD轉換，接著在期間B的第2時點進行電流波形之AD轉換，並反復地進行。

當經過此時間幅度Z時，將AD轉換的切換順序替換成以電流波形先進行。亦即，於次一時間幅度Z中，在期間A的第1時點先進行電流波形之AD轉換，接著在期間B的第2時點先進行電壓波形之AD轉換，並反復地進行。

像這樣地，藉由替換成在電壓和電流中那一者先進行AD轉換的切換順序，可以得如以下這樣的效果。成為乘積的對象之電流和電壓之AD轉換，由於是以時點分隔依順序進行，所以會產生此等之AD轉換時點的時間差的數μsec的時間差(參照圖中的△t)。但是，藉由定期地將AD轉換的切換順序替換成那一者先進行，可以在計算中抵消此 數μsec的時間差，而得以提高電力的測量精度。

又，如上述這樣地，將像這樣的切換順序依序列設定或者設定成不規則的值，因而可以防止與間歇信號同步地取樣，並能夠與間歇信號無關地進行電力計算。

另外，將AD轉換的切換順序替換成在電壓和電流中那一者先進行之事，在第1實施形態中也是可以同樣地適用。

以下顯示：切換控制部39於每一回路改變AD取樣時點，並且又於每一時間幅度W改變回路及AD取樣時點之組合的情況。更且，在每一回路所進行的AD轉換係如上述這樣地變更：電壓波形和電流波形的AD轉換之切換順序。亦即，如上述這樣地，時間幅度W為取樣周期m的整數k倍，而取樣電力值積算(計算)用之電壓和電流的任一者之期間Tc，在AD取樣周期m被分割成n等分的情況下，其為時間幅度W的n倍之期間，而電力值積算期間Tt為期間Tc的2倍。此處，當使用時間幅度Z時，因於電力積算期間Tt的期間，將電壓和電流在每一時間幅度Z交互地切換而予以取樣，所以能夠比較正確地測定電力值。

圖11為顯示每一回路的AD取樣時點之說明圖。切換控制部39為以順序設定部39b所設定的順序，切換在每一時間幅度W進行AD轉換之回路。顯示：切換回路1、回路2、回路3之3個回路的情況。

在回路1為以期間A的第1時點、期間B的第2時點之順序進行AD轉換。在回路2為以期間B的第2時點、期間C的第3時點之順序進行AD轉換。在回路3為以期間C的第3時點、期間A的第1時點之順序進行AD轉換。

具體而言，其係顯示：改變在每一路回路切換期間A的第1時點、期間B的第2時點、期間C的第3時點之3個AD取樣時點的順序之情況。

圖12為顯示改變在每一回路之切換AD取樣時點的順序之組合的圖表。

在第1次的時間幅度X中，在每一時間幅度W，於期間A切換回路1、於期間B切換回路2、於期間C切換回路3，接著於期間B切換回路1、於期間C切換回路2、於期間A切換回路3，最後在期間C切換回路1、於期間A切換回路2、於期間B切換回路3。

在第2次的時間幅度X中，在每一時間幅度W，於期間A切換回路1、於期間C切換回路2、於期間B切換回路3，接著於期間C切換回路1、於期間B切換回路2、於期間A切換回路3，最後在期間B切換回路1、於期間A切換回路2、於期間C切換回路3。

在第3次的時間幅度X中，在每一時間幅度W，於期間B切換回路1、於期間A切換回路2、於期間C切換回路3，接著於期間A切換回路1、於期間C切換回路2、於期間B切換回路3，最後在期間C切換回路1、於期間B切換回路2、於期間A切換回路3。

像這樣地，即使藉由在每一回路變更期間的切換順序，亦能夠延遲AD取樣時點而得到同樣的效果。

另外，即便在每一回路的期間之切換順序中，也可以順序設定部39b設定依照序列的順序或設定不規則的值。藉此，就能夠防止與像負載電流這樣的間歇信號同步地進行取樣，而可以無關乎間歇電流地進行測量。

依照第2實施形態的電力測量裝置1a，即便在複數個回路測量電力之情況下，也能夠以良好的精度對於像高調波這樣的高頻率數值之信號波形進行AD轉換。

另外，本發明當然不是受限於上述實施形態的構成而已，只要是具有能夠達成在申請專利範圍所示的機能、或者具有能夠達成本實施形態的構成之機能的構成即可，無論怎樣的事物皆可以適用。

例如，也可以將1周期的取樣個數固定於所指定的數，例如，固定為8點取樣、16點取樣；在此種情況下，即使電源頻率數值改變成50Hz、55Hz、60Hz等也不需要變更計算電力的演算法(algorithm)，因而可以容易地實現。

又，在上述實施形態中，雖然是以1個AD轉換器分時地取樣電壓和電流的信號來進行AD轉換，然而也可以是使用2個AD轉換器分別地取樣並予以AD轉換，經由將在同一時刻所取樣到的電壓值和電流值予以乘積，就能夠使時間差變沒有(即，無時間差)。

可以將上述之全部的實施形態、在實施形態中的說明例及變形例相互地組合來實施。以上，雖然說明了本發明之較佳實施形態，然而本發明不是僅限於此等特定的實施形態而已，在不脫離申請專利範圍的範疇仍可以有多樣的變更例及變形例，彼等亦屬於本發明之範疇內的。

1‧‧‧電力測量裝置

11‧‧‧電壓偵測部

11a‧‧‧電壓偵測部

11b‧‧‧電壓偵測部

11c‧‧‧電壓偵測部

110‧‧‧擷取樣本式電力計

111‧‧‧計算器

112‧‧‧顯示器

113‧‧‧時序產生器

12‧‧‧電流偵測部

12a‧‧‧電流偵測部

12b‧‧‧電流偵測部

12c‧‧‧電流偵測部

13‧‧‧信號切換部

131‧‧‧AD轉換器

132‧‧‧AD轉換器

14‧‧‧信號增幅器

15‧‧‧AD轉換器

16‧‧‧電力計算部

17‧‧‧顯示器

18‧‧‧時序產生器

19‧‧‧切換控制部

19a‧‧‧變數設定部

19b‧‧‧順序設定部

1a‧‧‧電力測量裝置

1b‧‧‧電力測量裝置

1c‧‧‧電力測量裝置

21‧‧‧系統電源

24‧‧‧負載

33‧‧‧信號切換部

39‧‧‧切換控制部

39a‧‧‧變數設定部

39b‧‧‧順序設定部

i‧‧‧類比電流信號

e‧‧‧類比電壓信號

e(t)‧‧‧電壓信號

i(t)‧‧‧電流信號

m‧‧‧AD取樣周期

n‧‧‧分割數

T1‧‧‧輸入端子

T2‧‧‧輸入端子

Tc‧‧‧取樣期間

Tt‧‧‧電力值積算期間

W‧‧‧時間幅度

Y‧‧‧時間幅度

圖1為顯示在第1實施形態中之電力測量裝置的內部構成之方塊圖。

圖2為顯示對於信號波形的AD取樣時點之時序圖形。

圖3為顯示調整AD取樣周期m之開始點用的零橫切脈 衝信號之變化的時序圖形；(a)為零橫切脈衝信號、(b)為偵測對象的信號。

圖4為顯示在時間幅度W是半波期(電源周期的1/2)的情況下之AD取樣時點的時序圖形。

圖5為說明在時間幅度W是半波期的情況下之AD取樣時點的說明圖；(a)為16點取樣/周期的情況之說明圖、(b)為8點取樣/周期的情況之說明圖。

圖6(a)至圖6(c)為說明在時間幅度W是半波期的情況下之在AD取樣時點進行取樣的情況之效果的說明圖；圖6(a)為重複著像1波長期間信號有存在，而次一個1波長期間信號不存這樣的變化之間歇信號、圖6(b)為在第1時點進行取樣的期間A和在第2時點進行取樣的期間B皆是在每1波長期間替換的例子、圖6(c)為期間A和期間B皆為每一半波替換的例子。

圖7為顯示在每1波長期間切換期間A和期間B之順序的情況下之AD取樣時點的時序圖形。

圖8(a)至圖8(c)為說明在每1波長期間切換期間A和期間B之順序的情況下之AD取樣時點的情況之效果的說明圖；圖8(a)為在正側和負側皆是非對稱的信號波形、圖8(b)為在第1時點進行取樣的期間A和在第2時點進行取樣的期間B皆是每一半波長期間交互地替換的例子、圖8(c)為在每1波長切換期間A和期間B的順序為經替換的例子。

圖9為顯示在第2實施形態中的電力測量裝置之內部構成的方塊圖。

圖10為顯示在變更電壓和電流的AD轉換之切換順序的情況下之AD取樣時點的時序圖形。

圖11為顯示每一回路的AD取樣時點之說明圖。

圖12為顯示在每一回路改變切換AD取樣時點的順序之組合的圖表。

圖13為表示習用的擷取樣本式電力計之內部構成的方塊圖。

1‧‧‧電力測量裝置

11‧‧‧電壓偵測部

12‧‧‧電流偵測部

13‧‧‧信號切換部

14‧‧‧信號增幅器

15‧‧‧AD轉換器

16‧‧‧電力計算部

17‧‧‧顯示器

18‧‧‧時序產生器

19‧‧‧切換控制部

19a‧‧‧變數設定部

19b‧‧‧順序設定部

21‧‧‧系統電源

24‧‧‧負載

Claims (16)

1. 一種電力測量裝置，其係用於測量由電源供給於負載的電力，該電力測量裝置係具備：AD轉換器，對於被供給有前述電力之負載的電壓和電流之信號進行取樣並進行AD轉換；計算器，將經由前述AD轉換器進行AD轉換的電壓和電流之值予以乘積而計算電力；以及切換控制部，其係將前述AD轉換器的取樣周期m分割成n等分，設定於m/n間隔進行取樣之時點，將在第1個時點進行取樣之期間設為第1期間，將在第n個時點進行取樣之期間設為第n期間，並依每一預先設定的時間幅度切換前述第1期間至第n期間；前述AD轉換器係在以前述切換控制部執行切換的期間之時點進行取樣；前述計算器與前述切換控制部係包含處理器，前述n為2或大於2的整數。
2. 如申請專利範圍第1項之電力測量裝置，其中前述計算器對於供電力計算用的電壓和電流中之任一者進行取樣的期間係至少為前述預先設定的時間幅度之n倍的期間。
3. 如申請專利範圍第2項之電力測量裝置，其中前述預先設定的時間幅度為電源周期的整數倍。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電力測量裝置，其中在依預先設定的順序切換前述第1期間至第n期間之後，前述切換控制部係將下次之切換前述第1期間至第n期間的順序切換成和前次不同的順序。
5. 如申請專利範圍第4項之電力測量裝置，其中前述切換控制 部係依照序列來改變前述第1期間至第n期間之切換順序。
6. 如申請專利範圍第4項之電力測量裝置，其中前述切換控制部係不規則地改變前述第1期間至第n期間之切換順序。
7. 如申請專利範圍第1項之電力測量裝置，其中前述n為2。
8. 如申請專利範圍第1項之電力測量裝置，其中前述預先設定的時間幅度為前述電壓和電流之各信號的半波期。
9. 如申請專利範圍第7項之電力測量裝置，其中前述切換控制部係以和切換前述第1期間和第2期間之順序相反的順序，來進行下次的前述第1期間和第2期間之切換。
10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電力測量裝置，其中前述AD轉換器係對於每一第2時間幅度，將前述取樣周期m的開始時點調整成：前述信號為由負改變成正、或由正改變成負之零橫切時點。
11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電力測量裝置，其在前述AD轉換器為分時進行前述電壓和電流的信號之AD轉換的情況下，前述切換控制部係對於每一第3時間幅度，將AD轉換之順序替換成：在前述電壓和電流中之那一者先進行。
12. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電力測量裝置，其中前述AD轉換器係以不依照電源頻率數，而是將1周期的取樣個數固定為預先設定的數量的方式進行AD轉換。
13. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電力測量裝置，其係分時來對於由至少1個電源供給電力之複數個負載的電壓和電流之信號進行取樣，並分別求出被供給至前述複數個負載的電力。
14. 如申請專利範圍第13項之電力測量裝置，其在每一前述預 先設定的時間幅度切換前述複數個負載而對於前述電壓和電流的各信號進行取樣之際，前述切換控制部係對於每一前述負載改變前述第1期間至第n期間之切換順序。
15. 如申請專利範圍第14項之電力測量裝置，其中前述切換控制部係依照順序改變每一前述負載的前述第1期間至第n期間之切換順序。
16. 如申請專利範圍第14項之電力測量裝置，其中前述切換控制部係不規則地改變每一前述負載的前述第1期間至第n期間之切換順序。