JPH03118483A - 電力測定装置 - Google Patents
電力測定装置Info
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- JPH03118483A JPH03118483A JP2215655A JP21565590A JPH03118483A JP H03118483 A JPH03118483 A JP H03118483A JP 2215655 A JP2215655 A JP 2215655A JP 21565590 A JP21565590 A JP 21565590A JP H03118483 A JPH03118483 A JP H03118483A
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- HIHOWBSBBDRPDW-PTHRTHQKSA-N [(3s,8s,9s,10r,13r,14s,17r)-10,13-dimethyl-17-[(2r)-6-methylheptan-2-yl]-2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydro-1h-cyclopenta[a]phenanthren-3-yl] n-[2-(dimethylamino)ethyl]carbamate Chemical compound C1C=C2C[C@@H](OC(=O)NCCN(C)C)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HIHOWBSBBDRPDW-PTHRTHQKSA-N 0.000 abstract description 4
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/257—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques using analogue/digital converters of the type with comparison of different reference values with the value of voltage or current, e.g. using step-by-step method
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/133—Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
り粟上皇上皿工著
この発明は電力測定装置に関する。特に、この発明は、
例えば電気供給事業によって家庭に送電されるような電
力の消費量を測定する装置に有用なＡ−Ｄコンバータに
関する。
例えば電気供給事業によって家庭に送電されるような電
力の消費量を測定する装置に有用なＡ−Ｄコンバータに
関する。
灸米立韮ｌ
家庭または商業用建物に送られる電力は、永年の間、回
転板を有する積算計器の形式の周知の電気機器によって
測定されるのが通常である。かかる計器は非常に精確で
ありそのうえ製造費が比較的安価であるために普及され
て永年に亘って使用されている。
転板を有する積算計器の形式の周知の電気機器によって
測定されるのが通常である。かかる計器は非常に精確で
ありそのうえ製造費が比較的安価であるために普及され
て永年に亘って使用されている。
が よ゛と る 点
しかしながら、かかる計器は最近のディジタルデータ装
置と安易に接続し得ないし、活用もできないという重大
な欠点を有する。そこで、本質的に電子的で、特に、電
力消費に精密に反応するディジタル出力信号を発生させ
うる電力計の必要性が生じた。
置と安易に接続し得ないし、活用もできないという重大
な欠点を有する。そこで、本質的に電子的で、特に、電
力消費に精密に反応するディジタル出力信号を発生させ
うる電力計の必要性が生じた。
顧客に供給される電圧および電流の大きさを比較的高い
周波数で周期的にサンプルするとともに周知のＡ−Ｄコ
ンバータを使用することによってそれぞれのディジタル
信号に変換することが提案された。次に、これらのディ
ジタル信号を通常の方法で掛け算しかつ時間について積
分して全電力消費量を算出する。
周波数で周期的にサンプルするとともに周知のＡ−Ｄコ
ンバータを使用することによってそれぞれのディジタル
信号に変換することが提案された。次に、これらのディ
ジタル信号を通常の方法で掛け算しかつ時間について積
分して全電力消費量を算出する。
この方法は理論的に実施可能であるが、電力測定に応用
できる厳密な精度が要求されるために、従来の技術を使
用するＡ−Ｄコンバータでは製造費が不当に高くなろう
。
できる厳密な精度が要求されるために、従来の技術を使
用するＡ−Ｄコンバータでは製造費が不当に高くなろう
。
詳述するに、電力計の精度の規格値は、全スケール電力
における測定値が１パーセントの精度であり、かつ全ス
ケール電力の１パーセントにおける測定値もまた１パー
セントの精度であることを要求するのが通常である。
における測定値が１パーセントの精度であり、かつ全ス
ケール電力の１パーセントにおける測定値もまた１パー
セントの精度であることを要求するのが通常である。
１００パーセントの全スケールにおいてエバーセントの
精度を達成することは今日のＡ−Ｄコンバータの十分実
現可能の範囲内である。
精度を達成することは今日のＡ−Ｄコンバータの十分実
現可能の範囲内である。
しかしながら、この範囲の他端、すなわち全スケールの
僅か１パーセントにおいて１パーセントの精度をかかる
機器にもたせることは非常に厳しい要求である。例えば
、かかる精度を達成することは１６ビツトの分解能をも
つ非常に高品質のＡ−Ｄコンバータを必要としよう。か
かる機器の製造は可能であるが、その設計が複雑にして
製造費が高い。
僅か１パーセントにおいて１パーセントの精度をかかる
機器にもたせることは非常に厳しい要求である。例えば
、かかる精度を達成することは１６ビツトの分解能をも
つ非常に高品質のＡ−Ｄコンバータを必要としよう。か
かる機器の製造は可能であるが、その設計が複雑にして
製造費が高い。
精度の問題は、流れる電流がゼロから全スケール値に亘
って変動するために、消費電力の電流成分を測定する点
で特に重要である。
って変動するために、消費電力の電流成分を測定する点
で特に重要である。
他方において、電圧成分の測定は、電圧が１１０ボルト
のようなあらかじめ調節された大きさの概して１０％程
度の範囲内に維持されるから、比較的容易である。従っ
て、ＩＯまたは１２ビツトのような比較的限定されたビ
ット分解能の通常のＡ−Ｄコンバータが電力成分の測定
に対して適当な分解能を与えよう。
のようなあらかじめ調節された大きさの概して１０％程
度の範囲内に維持されるから、比較的容易である。従っ
て、ＩＯまたは１２ビツトのような比較的限定されたビ
ット分解能の通常のＡ−Ｄコンバータが電力成分の測定
に対して適当な分解能を与えよう。
未発明の主目的は比較的適度の費用のディジタル信号形
式で高精度の電力測定ができる装置すなわち技術を提供
することである。
式で高精度の電力測定ができる装置すなわち技術を提供
することである。
るための
詳細に後述する本発明の好ましい実施例において、電流
の大きさが周期的にサンプルされかつ逐次比較式Ａ−Ｄ
コンバータによってディジタル信号に変換される電力測
定装置が与えられる。周知のように、かかる形式のコン
バータは、アナログ信号コンパレータの出力によって駆
動されるとともに逐次パターンディジタル信号をＤ−Ａ
コンバータ、すなわちＤＡＣの入力として動作する逐次
比較式レジスタ（ＳＡＲ）のようなサーチアルゴリズム
装置を使用する。このＤ−Ａコンバータはアナログ信号
コンパレータの入力に戻す帰還路の一部を形成する。す
なわち、Ｄ−Ａコンバータのアナログ出力は前記コンパ
レータ入力に送られ、測定しようとする電流のアナログ
入力信号と比較される。
の大きさが周期的にサンプルされかつ逐次比較式Ａ−Ｄ
コンバータによってディジタル信号に変換される電力測
定装置が与えられる。周知のように、かかる形式のコン
バータは、アナログ信号コンパレータの出力によって駆
動されるとともに逐次パターンディジタル信号をＤ−Ａ
コンバータ、すなわちＤＡＣの入力として動作する逐次
比較式レジスタ（ＳＡＲ）のようなサーチアルゴリズム
装置を使用する。このＤ−Ａコンバータはアナログ信号
コンパレータの入力に戻す帰還路の一部を形成する。す
なわち、Ｄ−Ａコンバータのアナログ出力は前記コンパ
レータ入力に送られ、測定しようとする電流のアナログ
入力信号と比較される。
前記コンパレータの出力はＳＡＲを通常の方法で制御し
、このＳＡＲはサーチアルゴリズムを実施する。プログ
ラムシーケンスの最終において、Ｄ−Ａコンバータに送
入されたディジタル信号はこのコンバータの出力に、コ
ンパレータに送入されたアナログ入力信号に本質的に等
しく従って測定しようとする電流の大きさに対応するア
ナログ信号を発生させる。従って、その平衡点で、ＳＡ
Ｒの出力は測定しようとする電流に対応する値を持つデ
ィジタル数である。
、このＳＡＲはサーチアルゴリズムを実施する。プログ
ラムシーケンスの最終において、Ｄ−Ａコンバータに送
入されたディジタル信号はこのコンバータの出力に、コ
ンパレータに送入されたアナログ入力信号に本質的に等
しく従って測定しようとする電流の大きさに対応するア
ナログ信号を発生させる。従って、その平衡点で、ＳＡ
Ｒの出力は測定しようとする電流に対応する値を持つデ
ィジタル数である。
ここに示した電流測定用Ａ−Ｄコンバータは通常の逐次
比較式のものと異なり、その範囲の低い電流端において
、通常のＡ−Ｄコンバータのほかに帰還路に非りリティ
カルＤ−Ａコンバータ装置を使用することによって得ら
れる分解能よりも可成り高い分解能を持つディジタル信
号を発生させることができる。
比較式のものと異なり、その範囲の低い電流端において
、通常のＡ−Ｄコンバータのほかに帰還路に非りリティ
カルＤ−Ａコンバータ装置を使用することによって得ら
れる分解能よりも可成り高い分解能を持つディジタル信
号を発生させることができる。
本発明の以下に記載の特定の実施例においては、Ａ−Ｄ
コンバータは、僅か１２ビツト分解能を有するＤ−Ａコ
ンバータ装置を帰還路に使用して２４ビットディジタル
出力信号を発生させる。１２ビットＤ−Ａコンバータは
市場で容易に入手できるので、本発明を使用する電力測
定装置が適当な費用で製造できる。
コンバータは、僅か１２ビツト分解能を有するＤ−Ａコ
ンバータ装置を帰還路に使用して２４ビットディジタル
出力信号を発生させる。１２ビットＤ−Ａコンバータは
市場で容易に入手できるので、本発明を使用する電力測
定装置が適当な費用で製造できる。
かかる新規なＡ−Ｄコンバータの特定の実施例において
、ＳＡＲのディジタル出力の帰還路は、２個の互いに接
続されたＤ−Ａコンバータ（この実施例では共に１２ビ
ツト分解能を有する）を含有し、これらのＤ−Ａコンバ
ータはＳＡＲから同時にディジタル信号を受信する。こ
れらのＤ−Ａコンバータの一方に固定基準電圧を作用さ
せるので、そのアナログ出力はＳＡＲから得られるディ
ジタル信号の大きさに完全に比例する。次に、このコン
バータのアナログ出力は他方のＤ−Ａコンバータの基準
信号端子に接続される。かくして、前記他方のコンバー
タのアナログ出力はＳＡＲから得られたディジタル信号
の２乗に比例するようになり、すなわち、アナログ信号
コンパレータに送られるアナログ帰還信号はＳＡＲから
得られるディジタル数に非直線的になる。
、ＳＡＲのディジタル出力の帰還路は、２個の互いに接
続されたＤ−Ａコンバータ（この実施例では共に１２ビ
ツト分解能を有する）を含有し、これらのＤ−Ａコンバ
ータはＳＡＲから同時にディジタル信号を受信する。こ
れらのＤ−Ａコンバータの一方に固定基準電圧を作用さ
せるので、そのアナログ出力はＳＡＲから得られるディ
ジタル信号の大きさに完全に比例する。次に、このコン
バータのアナログ出力は他方のＤ−Ａコンバータの基準
信号端子に接続される。かくして、前記他方のコンバー
タのアナログ出力はＳＡＲから得られたディジタル信号
の２乗に比例するようになり、すなわち、アナログ信号
コンパレータに送られるアナログ帰還信号はＳＡＲから
得られるディジタル数に非直線的になる。
逐次比較式の帰還路における前述した非直線性のために
コンバータの範囲の低レベル（すなわち低い電流）端に
おけるディジタル分解能が増大する。その結果として、
全スケール電力の１パーセントで望ましい１パーセント
の精度を達成できるようになり、さらに、同じ装置が全
スケールの１００パーセントで１パーセントの精度を達
成できる。測定電流の大きさに対応する最終ディジタル
出力信号はＳＡＲの１２ビツト出力を２乗して得られ、
電流の大きさを示す２４ビット信号を発生させる。
コンバータの範囲の低レベル（すなわち低い電流）端に
おけるディジタル分解能が増大する。その結果として、
全スケール電力の１パーセントで望ましい１パーセント
の精度を達成できるようになり、さらに、同じ装置が全
スケールの１００パーセントで１パーセントの精度を達
成できる。測定電流の大きさに対応する最終ディジタル
出力信号はＳＡＲの１２ビツト出力を２乗して得られ、
電流の大きさを示す２４ビット信号を発生させる。
次に、サンプルした電流の大きさを示すこれらの出力デ
ィジタル信号を、サンプル時の電圧を示す対応ディジタ
ル信号と掛け合わせる。この掛け算の逐次数値を時間に
ついて積分すると全消費電力が測定される。
ィジタル信号を、サンプル時の電圧を示す対応ディジタ
ル信号と掛け合わせる。この掛け算の逐次数値を時間に
ついて積分すると全消費電力が測定される。
従って、本発明の目的は秀れた電力測定装置を供するこ
とである。本発明の別の目的はかかる装置を妥当な費用
で製造することである。さらに、本発明の目的はあらか
じめ選定された範囲の一部に高分解能信号を、Ａ−Ｄコ
ンバータの帰還路に高分解能Ｄ−Ａコンバータを必要と
することなしに発生させる逐次比較式Ａ−Ｄコンバータ
を供することである。
とである。本発明の別の目的はかかる装置を妥当な費用
で製造することである。さらに、本発明の目的はあらか
じめ選定された範囲の一部に高分解能信号を、Ａ−Ｄコ
ンバータの帰還路に高分解能Ｄ−Ａコンバータを必要と
することなしに発生させる逐次比較式Ａ−Ｄコンバータ
を供することである。
本発明のさらに別の目的、特性および利点は、添付の図
面を参照した好ましい実施例の以下の詳細な説明から明
白となろう。
面を参照した好ましい実施例の以下の詳細な説明から明
白となろう。
夾ＪＬＪ
先ず、図面の左上部に関し、図示の電力測定装置はディ
ジタル信号に変換しようとするアナログ入力信号Ａｌｎ
を送入する入力端子ＩＯを有する。このアナログ入力信
号は、例えば住宅に６０ヘルツの交流電力を供給するよ
うな電力線中の電流の大きさを示す。この電流の大きさ
は、例えば通常のサンプルホールド装置（図示せず）に
よってｌθキロヘルツのような比較的高い周波数でサン
プリングされる。
ジタル信号に変換しようとするアナログ入力信号Ａｌｎ
を送入する入力端子ＩＯを有する。このアナログ入力信
号は、例えば住宅に６０ヘルツの交流電力を供給するよ
うな電力線中の電流の大きさを示す。この電流の大きさ
は、例えば通常のサンプルホールド装置（図示せず）に
よってｌθキロヘルツのような比較的高い周波数でサン
プリングされる。
このサンプル信号は、アナログ・ディジタル変換装置が
後述されるように測定サイクルを完成するに充分な時間
、入力端子ＩＯに保持される。各測定サイクルは５０マ
イクロ秒、例えば通常のオートゼロ機能に対する２５マ
イクロ秒および実動のアナログ・ディジタル変換に対す
る２５マイクロ秒から成る。
後述されるように測定サイクルを完成するに充分な時間
、入力端子ＩＯに保持される。各測定サイクルは５０マ
イクロ秒、例えば通常のオートゼロ機能に対する２５マ
イクロ秒および実動のアナログ・ディジタル変換に対す
る２５マイクロ秒から成る。
電流信号ＡｉｎはＡ−Ｄコンバータ１２に送られる。こ
のコンバータは逐次比較式のもので、例えば米国特許第
４．５５Ｇ、８７０号に開示されるような公知の逐次比
較式コンバータに類似の構造を有する。
のコンバータは逐次比較式のもので、例えば米国特許第
４．５５Ｇ、８７０号に開示されるような公知の逐次比
較式コンバータに類似の構造を有する。
通常の逐次比較式コンバータにおけるように、アナログ
入力信号Ａ１ｎが、帰還信号路１Ｇからの他のアナログ
信号と共にコンパレータ１４に送られる。このコンパレ
ータの２進出力が、この実施例では通常の逐次比較式レ
ジスタ（ＳＡＲ）１８であるサーチアルゴリズムを実施
するための装置に送られる。この装置はその出力線２０
に１２ビツトのディジタル出力信号を発生させる（この
ディジタル出力信号をここではＸと呼ぶ）。前記ＳＡＲ
はアナログ入力信号Ａｌｎに対応するディジタル出力信
号を求めるサーチアルゴリズムを行うように周知の方法
でプログラムを作られる。
入力信号Ａ１ｎが、帰還信号路１Ｇからの他のアナログ
信号と共にコンパレータ１４に送られる。このコンパレ
ータの２進出力が、この実施例では通常の逐次比較式レ
ジスタ（ＳＡＲ）１８であるサーチアルゴリズムを実施
するための装置に送られる。この装置はその出力線２０
に１２ビツトのディジタル出力信号を発生させる（この
ディジタル出力信号をここではＸと呼ぶ）。前記ＳＡＲ
はアナログ入力信号Ａｌｎに対応するディジタル出力信
号を求めるサーチアルゴリズムを行うように周知の方法
でプログラムを作られる。
５ＡＲ１８のディジタル出力信号Ｘは周知の構成の２個
の１２ビツトのＤ−Ａコンバータ（Ｄ Ａ Ｃ） ３
０．３２に並列に送入される。図面で上方のＤＡＣ３０
はその基準入力端子３４において、（通常の逐次比較式
コンバータにおけるように）固定大きさの電圧信号を受
信する。
の１２ビツトのＤ−Ａコンバータ（Ｄ Ａ Ｃ） ３
０．３２に並列に送入される。図面で上方のＤＡＣ３０
はその基準入力端子３４において、（通常の逐次比較式
コンバータにおけるように）固定大きさの電圧信号を受
信する。
かくして、このＤＡＣのアナログ出力信号は基準電圧Ｆ
Ｓ（全スケールに対し不変）とディジタル入力信号Ｘと
の積に完全に比例する。
Ｓ（全スケールに対し不変）とディジタル入力信号Ｘと
の積に完全に比例する。
すなわち、ＤＡＣ３０のアナログ出力はＸ−ＦＳに比例
する。
する。
第２のＤ Ａ Ｃ３２はその基準入力端子３６において
、第１のＤＡＣ３０から出力アナログ信号を受信する。
、第１のＤＡＣ３０から出力アナログ信号を受信する。
かくして、この第２のＤＡＣは掛け算ＤＡＣとしての機
能を有し、ＸとＸ・ＦＳとの積、すなわちＸ２・ＦＳに
比例するアナログ出力信号を発生する。
能を有し、ＸとＸ・ＦＳとの積、すなわちＸ２・ＦＳに
比例するアナログ出力信号を発生する。
かくして、５ＡＲ１８のサーチアルゴリズムが完了した
後に、Ｘの最終値が電流測定信号Ａｌｎの平方根に直線
的に比例することが理解できよう。従って、電流測定信
号Ａｌｎに対応するディジタル信号を得るためには、最
終ディジタル出力Ｘを、該ＸがＡおよびＢに入力される
ディジタル乗算器４０によって２乗しさえすればよい。
後に、Ｘの最終値が電流測定信号Ａｌｎの平方根に直線
的に比例することが理解できよう。従って、電流測定信
号Ａｌｎに対応するディジタル信号を得るためには、最
終ディジタル出力Ｘを、該ＸがＡおよびＢに入力される
ディジタル乗算器４０によって２乗しさえすればよい。
この乗算器の出力Ｘ２は回線４２においては２４ビツト
の信号となる。２乗前の最初のディジタル信号は４０９
Ｇ個のコードを持つ１２ビット信号であったので、２４
ビット信号もまた４０９６個の明確な出力を有する。
の信号となる。２乗前の最初のディジタル信号は４０９
Ｇ個のコードを持つ１２ビット信号であったので、２４
ビット信号もまた４０９６個の明確な出力を有する。
回線４２上の前記４０９６個の各出力はすべての２４ビ
ツトデイジタル数の全体に亘って平均に分布されない。
ツトデイジタル数の全体に亘って平均に分布されない。
この４０９６個の個々の出力は、Ａ−Ｄコンバータに対
するＸ２の帰還に基づく非直線性のために、スケールの
低レベル端において押し縮められ集中され、すなわち個
々の出力数間の間隔がゼロ出力レベル近くで最小となり
、全スケール出力レベル近くで最大となる。その結果と
して、Ａ−Ｄコンバータによって得られる分解能はスケ
ールの低レベル端において事実上拡大される。この非直
線効果のために全スケールの１パーセントにおいて望ま
しい１パーセントの測定精度が達成できるとともに全ス
ケールの１００パーセントにおいて同一装置でエバーセ
ントの精度を達成できることが判明した。
するＸ２の帰還に基づく非直線性のために、スケールの
低レベル端において押し縮められ集中され、すなわち個
々の出力数間の間隔がゼロ出力レベル近くで最小となり
、全スケール出力レベル近くで最大となる。その結果と
して、Ａ−Ｄコンバータによって得られる分解能はスケ
ールの低レベル端において事実上拡大される。この非直
線効果のために全スケールの１パーセントにおいて望ま
しい１パーセントの測定精度が達成できるとともに全ス
ケールの１００パーセントにおいて同一装置でエバーセ
ントの精度を達成できることが判明した。
電流の大きさが回線４２に２４ビット信号で得られた時
、電力を決定するための次の段階はこのビット数をサン
プル時の電圧成分の大きさを示すディジタル数と掛け算
することである。これはＣ入力で２４ビット電流信号を
受信するとともにＤ入力で電圧成分を示す！２ビット信
号を受信するディジタル乗算器４４によって行われる。
、電力を決定するための次の段階はこのビット数をサン
プル時の電圧成分の大きさを示すディジタル数と掛け算
することである。これはＣ入力で２４ビット電流信号を
受信するとともにＤ入力で電圧成分を示す！２ビット信
号を受信するディジタル乗算器４４によって行われる。
この１２ビット信号は電圧信号の入力端子４８を有する
Ａ−Ｄコンバータから得られる。このコンバータは例え
ば逐次比較式のものでよい。しかしながら、このコンバ
ータは極めて高い分解能を有する必要はなく、ここでは
１２ビット出力信号を与えるものとして示される。
Ａ−Ｄコンバータから得られる。このコンバータは例え
ば逐次比較式のものでよい。しかしながら、このコンバ
ータは極めて高い分解能を有する必要はなく、ここでは
１２ビット出力信号を与えるものとして示される。
電流ディジタル信号と電圧ディジタル信号との積は乗算
器４４から積分器５０へ送られる。
器４４から積分器５０へ送られる。
この積分器は通常設計のもので、乗算器４４からの信号
を合計して全消費電力の最終ディジタル信号測定値５２
を発生させる。
を合計して全消費電力の最終ディジタル信号測定値５２
を発生させる。
良匪立ｌ逮
本発明の利点は量子化雑音を測定電流のレベルの関数と
して計算することによって分析的に理解できよう。
して計算することによって分析的に理解できよう。
量子化誤差（Ｑｎ）は
で示され、ここで
Ｙ：デシベルで示した量子化誤差
Ｎ： Ｄ−Ａではコンバータのビット数（上記実施例で
は＋２） Ｘ：全スケール以下の、デシベルで示した電流レベル（
Ａｌｎ） Ｐ：帰還路におけるＤ−Ａコンバータの数（上記実施例
では２） 上述の関係式を使用することによって、本発明の装置が
全スケール電力レベルの１パーセントにおける精度が１
バーセントチアリ、全スケール電力レベルの！ＯＯパー
セントにおける精度が１パーセントである規格を満足さ
せることができる。
は＋２） Ｘ：全スケール以下の、デシベルで示した電流レベル（
Ａｌｎ） Ｐ：帰還路におけるＤ−Ａコンバータの数（上記実施例
では２） 上述の関係式を使用することによって、本発明の装置が
全スケール電力レベルの１パーセントにおける精度が１
バーセントチアリ、全スケール電力レベルの！ＯＯパー
セントにおける精度が１パーセントである規格を満足さ
せることができる。
第２図は上記関係をグラフで示す。全スケールの１パー
セントにおける精度が１パーセントであることを示す点
が８０であり、全スケールの！ＯＯパーセントにおける
精度が１パーセントであることを示す点が６２である。
セントにおける精度が１パーセントであることを示す点
が８０であり、全スケールの！ＯＯパーセントにおける
精度が１パーセントであることを示す点が６２である。
点線６４は通常の構成の１４ビツトのＡ−Ｄコンバータ
の特性を示し、全スケールの１パーセントにおける精度
が１パーセントであることを大体満足することを示す。
の特性を示し、全スケールの１パーセントにおける精度
が１パーセントであることを大体満足することを示す。
実線Ｂ６は上述した１２ビツト装置の特性を示し、１パ
ーセントの精度規格を楽に満足することが判る。
ーセントの精度規格を楽に満足することが判る。
別の構成の装置も可能である。例えば、３個または３個
以上のＤ−Ａコンバータを同様な種類の乗算方法で帰還
路に使用することができる。例えば、３個のＤ−Ａコン
バータにおいて、第一の該コンバータは第二の該コンバ
ータの基準入力にＸ−ＦＳの出力を与え、該第二コンバ
ータの出力（Ｘ”・ＦＳ）を第三コンバータの基準入力
に与えることができよう。この結果として第三コンバー
タの出力はＸ３に比例しよう。次に最終出力ディジタル
信号はＸを３乗することによって得られよう。
以上のＤ−Ａコンバータを同様な種類の乗算方法で帰還
路に使用することができる。例えば、３個のＤ−Ａコン
バータにおいて、第一の該コンバータは第二の該コンバ
ータの基準入力にＸ−ＦＳの出力を与え、該第二コンバ
ータの出力（Ｘ”・ＦＳ）を第三コンバータの基準入力
に与えることができよう。この結果として第三コンバー
タの出力はＸ３に比例しよう。次に最終出力ディジタル
信号はＸを３乗することによって得られよう。
また、別のビット分解能、例えばＩＯビットまたは■ビ
ット、を有するＤ−Ａコンバータは帰還路中に使用する
ことができるが、それでも満足な結果を達成できる。そ
のうえ、ディジタルデータを特別な効果のために使用す
ることができる。例えば、乗算器４０のＢ入力は、その
ディジタル信号を一つのサイクルまたはあるサイクルの
一部に保持するため、例えば挿入効果を達成するために
点線で示したラッチ５８を備えることができる。
ット、を有するＤ−Ａコンバータは帰還路中に使用する
ことができるが、それでも満足な結果を達成できる。そ
のうえ、ディジタルデータを特別な効果のために使用す
ることができる。例えば、乗算器４０のＢ入力は、その
ディジタル信号を一つのサイクルまたはあるサイクルの
一部に保持するため、例えば挿入効果を達成するために
点線で示したラッチ５８を備えることができる。
さらに別の再構成として時分割用の多重構成によって電
流測定および電圧測定するために同じＡ−Ｄコンバータ
を使用することができる。例えばＡ−Ｄコンバータ１２
は、サイクルの一部中に単にＤ−Ａコンバータ３０を切
換えて固定基準電圧ＦＳをＤ−Ａコンバータ３２の基準
端子に送ることによって電圧測定用に交互に使用するこ
とができる。電流成分および電圧成分用のディジタル信
号を多重操作の一部としてそれぞれのチャンネルに切換
え、続いて掛け算することによって電力に比例する信号
を発生させることができる。
流測定および電圧測定するために同じＡ−Ｄコンバータ
を使用することができる。例えばＡ−Ｄコンバータ１２
は、サイクルの一部中に単にＤ−Ａコンバータ３０を切
換えて固定基準電圧ＦＳをＤ−Ａコンバータ３２の基準
端子に送ることによって電圧測定用に交互に使用するこ
とができる。電流成分および電圧成分用のディジタル信
号を多重操作の一部としてそれぞれのチャンネルに切換
え、続いて掛け算することによって電力に比例する信号
を発生させることができる。
本発明の特に好ましい実施例について詳細に記載したけ
れども、これは本発明を単に説明するためのものであっ
て、本発明の範囲を限定しようとするものではなく、当
業者には特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であることが理解できよう。
れども、これは本発明を単に説明するためのものであっ
て、本発明の範囲を限定しようとするものではなく、当
業者には特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であることが理解できよう。
第１図は、本発明による好ましい電力測定装置を示す概
略図であって、非直線的帰還を有する逐次比較式のＡ−
Ｄコンバータを含有し、第２図は、本発明の機能を重要
な関係を示すグラフである。 ０−−−−−・−−−−−−一入力端子２−−−−−−
−−−−−−− Ａ −Ｄコンバータ４−−−−−−−
−−−−−− コンパレータＧ−−−−−−−−−−−
−一帰還路 ８−−−−−−−−−−−−一逐次比較式レジスタ（サ
ーチアルゴリズム装置） ３０．３２ ・−−−−−−Ｄ−Ａコンバータ特許出
願代理人 弁理士 関 根 秀 太手続搾汀正書（自発
） 平成２年１０月３日 １、事件の表示 特願平２−２１５Ｅ３５５２、発明の
名称 電力測定装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 アナログ デバイセス インコーホレーテッ
ド４、代理人 住 所 １０７東京都港区北青山１丁目２番３号６゜ 自発 補正の対象 （１）優先権主張の出願番号 （２）タイプ仕上げの明細書 （２）明細書 （３）優先権証明書および同訳文 （４）誤記理由書 １通 各１通 １通
略図であって、非直線的帰還を有する逐次比較式のＡ−
Ｄコンバータを含有し、第２図は、本発明の機能を重要
な関係を示すグラフである。 ０−−−−−・−−−−−−一入力端子２−−−−−−
−−−−−−− Ａ −Ｄコンバータ４−−−−−−−
−−−−−− コンパレータＧ−−−−−−−−−−−
−一帰還路 ８−−−−−−−−−−−−一逐次比較式レジスタ（サ
ーチアルゴリズム装置） ３０．３２ ・−−−−−−Ｄ−Ａコンバータ特許出
願代理人 弁理士 関 根 秀 太手続搾汀正書（自発
） 平成２年１０月３日 １、事件の表示 特願平２−２１５Ｅ３５５２、発明の
名称 電力測定装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 アナログ デバイセス インコーホレーテッ
ド４、代理人 住 所 １０７東京都港区北青山１丁目２番３号６゜ 自発 補正の対象 （１）優先権主張の出願番号 （２）タイプ仕上げの明細書 （２）明細書 （３）優先権証明書および同訳文 （４）誤記理由書 １通 各１通 １通
Claims (12)
- （１）最初にアナログ形式の電流信号と電圧信号とを掛
け算して電力を測定する電力測定装置にして、 前記アナログ形式の電流信号を、前記電圧信号と掛け算
する前に、ディジタル信号に変換するための逐次比較式
Ａ−Ｄコンバータを有し、該Ａ−Ｄコンバータが前記電
流信号をアナログ帰還信号と共に受信するコンパレータ
と、 該コンパレータの出力に応答するとともにサーチアルゴ
リズムに従って動作しもってプログラムによる一連のデ
ィジタル信号を発生させるサーチアルゴリズム装置と、 前記一連のディジタル信号を受信するとともに前記電流
信号と比較するための対応アナログ帰還信号を発生させ
もって前記サーチアルゴリズム装置の動作を制御するＤ
−Ａコンバータ装置とを含有し、 該Ｄ−Ａコンバータ装置が前記アナログ帰還信号を前記
サーチアルゴリズム装置から前記ディジタル信号に関し
て非直線的に発生させ、もって前記電流信号に関して非
直線関係を有するディジタル出力信号を前記サーチアル
ゴリズム装置から発生させるようになっている電力測定
装置。 - （２）前記非直線的ディジタル出力信号を前記電流信号
成分に直線的に比例するディジタル信号に変換させる装
置を含み、 前記非直線関係が前記直線的ディジタル信号のゼロ出力
レベルの近くで高分解能を与える請求項１に記載の装置
。 - （３）前記直線的ディジタル信号を前記電圧信号成分に
対応する信号と掛け算する装置を含む請求項２に記載の
装置。 - （４）前記電圧信号をディジタル形式にする装置を含む
請求項３に記載の装置。 - （５）前記掛け算によって得られた信号を積分する装置
を含む請求項３に記載の装置。 - （６）アナログ形式の電流信号成分および電圧信号成分
をそれぞれディジタル信号に変換して掛け算しかつ積分
するようになっている電力測定装置にして、 前記電流成分信号をディジタル信号に変換するための逐
次比較式Ａ−Ｄコンバータを有し、該Ａ−Ｄコンバータ
が、 前記電流信号をアナログ帰還信号と共に受信するコンパ
レータと、 該コンパレータの出力に応答するとともにサーチアルゴ
リズムに従って動作しもってプログラムによる一連のデ
ィジタル信号を発生させるサーチアルゴリズム装置と、 前記一連のディジタル信号を受信するとともに前記電流
信号成分と比較するための対応アナログ帰還信号を発生
させもって前記サーチアルゴリズム装置の動作を制御す
るＤ−Ａコンバータ装置とを含有し、 該Ｄ−Ａコンバータ装置が前記アナログ帰還信号を前記
サーチアルゴリズム装置から前記ディジタル信号に関し
て非直線関係に発生させ、もって前記電流成分信号に関
して非直線関係を有する最終ディジタル信号を前記サー
チアルゴリズム装置から発生させるようになっている電
力測定装置。 - （７）前記Ｄ−Ａコンバータ装置が、前記一連のディジ
タル信号を受信するとともに前記アナログ帰還信号を前
記非直線関係に発生させるように相互接続された少なく
とも２個のＤ−Ａコンバータを含有する請求項６に記載
の装置。 - （８）前記２個のＤ−Ａコンバータは、前記帰還信号が
対応ディジタル信号の２乗に比例するように相互接続さ
れる請求項７に記載の装置。 - （９）一方の前記Ｄ−Ａコンバータが固定基準信号を受
けるとともに該一方のＤ−Ａコンバータの出力が他方の
前記Ｄ−Ａコンバータの基準端子に接続される請求項８
に記載の装置。 - （１０）前記非直線関係の前記最終ディジタル信号に動
作して前記電流成分信号に関して直線的に最終ディジタ
ル出力信号を発生させるようになっている装置を含む請
求項６に記載の装置。 - （１１）前記非直線関係に従って、前記最終ディジタル
信号が前記電流成分信号の平方根に比例し、前記最終デ
ィジタル信号に動作する前記装置が２乗装置を含有する
請求項１０に記載の装置。 - （１２）電圧成分に対応するディジタル信号を発生させ
る装置と、 該電圧成分ディジタル信号と前記２乗装置の出力とを掛
け算する装置と、 該掛け算装置の連続する出力を積分して全消費電力を測
定する装置とを含む請求項１１に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US394,054 | 1982-06-30 | ||
| US07/394,054 US4980634A (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Electric power measuring system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03118483A true JPH03118483A (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=23557365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2215655A Pending JPH03118483A (ja) | 1989-08-15 | 1990-08-15 | 電力測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4980634A (ja) |
| EP (1) | EP0413271B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03118483A (ja) |
| DE (1) | DE69026162T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5764523A (en) * | 1993-01-06 | 1998-06-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electronic watt-hour meter |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5151866A (en) * | 1990-03-30 | 1992-09-29 | The Dow Chemical Company | High speed power analyzer |
| US5298859A (en) * | 1992-02-25 | 1994-03-29 | Basic Measuring Instruments | Harmonic-adjusted watt-hour meter |
| US5212441A (en) * | 1992-02-25 | 1993-05-18 | Basic Measuring Instruments, Inc. | Harmonic-adjusted power factor meter |
| US5341089A (en) * | 1992-03-27 | 1994-08-23 | Tandy Corporation | Voltage to decibel converter having partial table lookup |
| US5347464A (en) * | 1992-09-22 | 1994-09-13 | Basic Measuring Instruments | High-pass filter for enhancing the resolution of AC power line harmonic measurements |
| US5706214A (en) * | 1995-03-29 | 1998-01-06 | Eaton Corporation | Calibration of microcomputer-based metering apparatus |
| DE69520562T2 (de) * | 1995-05-15 | 2001-07-12 | Stmicroelectronics S.R.L., Agrate Brianza | Quadratischer Digital-Analogumsetzer |
| US5808902A (en) * | 1996-05-23 | 1998-09-15 | Basic Measuring Instruments | Power quality transducer for use with supervisory control systems |
| US6198313B1 (en) * | 1998-05-20 | 2001-03-06 | Analog Devices Inc | Infinite sample-and-hold circuit |
| CN100489543C (zh) * | 2004-07-23 | 2009-05-20 | 广达电脑股份有限公司 | 具有自动反馈与过载保护功能的电功率检测电路 |
| US8907658B2 (en) | 2012-04-19 | 2014-12-09 | Kohler, Inc. | System and method of measuring power produced by a power source |
| CN102778604B (zh) * | 2012-06-16 | 2016-03-23 | 中国电信股份有限公司泰州分公司 | 一种基站电流精确采集传输单元及传输的实现方法 |
| US9335353B2 (en) | 2013-02-21 | 2016-05-10 | General Electric Company | Electric power consumption measuring mechanism |
| DE102015112852B4 (de) | 2015-08-05 | 2021-11-18 | Lantiq Beteiligungs-GmbH & Co. KG | Wägeverfahren mit nichtlinearer Charakteristik |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4556870A (en) * | 1977-04-07 | 1985-12-03 | Analog Devices, Incorporated | A-To-d converter of the successive-approximation type |
| US4255707A (en) * | 1979-08-07 | 1981-03-10 | Westinghouse Electric Corp. | Electrical energy meter |
| US4794369A (en) * | 1982-02-25 | 1988-12-27 | Scientific Columbus, Inc. | Multi-function electricity metering transducer |
| WO1983003011A1 (en) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | Scientific Columbus Inc | Multi-function electricity metering transducer |
| US4594576A (en) * | 1983-06-24 | 1986-06-10 | Matsushita Electric Industrial Company, Limited | Circuit arrangement for A/D and/or D/A conversion with nonlinear D/A conversion |
| US4716361A (en) * | 1984-11-05 | 1987-12-29 | John Fluke Mfg. Co., Inc. | Capacitance measuring method and apparatus |
| US4628257A (en) * | 1984-11-26 | 1986-12-09 | Canadian Patents And Development Limited | Wattmeter |
-
1989
- 1989-08-15 US US07/394,054 patent/US4980634A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-10 DE DE69026162T patent/DE69026162T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-10 EP EP90115392A patent/EP0413271B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-15 JP JP2215655A patent/JPH03118483A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5764523A (en) * | 1993-01-06 | 1998-06-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electronic watt-hour meter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0413271A2 (en) | 1991-02-20 |
| DE69026162D1 (de) | 1996-05-02 |
| US4980634A (en) | 1990-12-25 |
| DE69026162T2 (de) | 1996-09-05 |
| EP0413271B1 (en) | 1996-03-27 |
| EP0413271A3 (en) | 1992-01-08 |
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