JPH03189569A

JPH03189569A - 電圧測定装置

Info

Publication number: JPH03189569A
Application number: JP33017989A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shirakawa; 洋白川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1991-08-19

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、交流信号の電圧を／１１１定する装置に関す
る。

（従来の技術）従来のこの種の装置は、第３図に示すように、被測定交
流信号１０］を整流回路１で整流した後、平滑回路２に
通し、Ａ／Ｄコンバータ３によりデジタル信号に変換し
て測定を行っている。ところで、交流信号１０１には通
常、第４図Ａに示すように交流電源波形（ハム）１０２
が重畳しており、正確な測定の妨害となる。そこで、こ
のハムの影響を除去するため、同期回路５により電源波
形のゼロクロス点に同期して測定を行うようにしている
。

（発明が解決しようとする課題）この従来の装置では交流信号１０１を整流回路１及び平
滑回路２に通して直流平滑信号１０３に変換しているた
め、直流信号１０３が定常状態になるまでに成る程度の
時間がかかる。これを、第４図Ｂの波形図で説明すると
、実線で表される直流平滑信号１０３は、交流信号１０
１の入力開始時点ｔｏから徐々に立ち上がり、時刻ｔｌ
にて破線で表される定常波形に達する。このため、断続
する交流信号の測定では、もし第４図Ｂのｂ点で測定が
行われれば測定値は正確であるが、ａ点で行われれば不
正確となるため、１回だけのｎ１定では正確な測定値が
得られたかどうか分からず、複数回測定を繰り返すこと
となるため、短時間で測定を完了することが難しい。

従って、本発明の目的は、断続する交流信号の電圧測定
を短時間に且つ正確に行えるようにすることにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、被測定交流信号を受け、この被測定交流信号
を整流した整流信号を出力する整流手段と、被測定交流
信号に重畳されているハムの原因である交流電源信号を
受け、この交流電源信号のゼロクロス点を検出してゼロ
クロス点検出信号を発するゼロクロス点検出手段と、ゼ
ロクロス点検出信号に応答して作動開始し、整流手段か
らの整流信号のピーク電圧をホールドするピークホール
ド手段と、ピークホールド手段によりホールドされたピ
ーク電圧から被測定交流信号の電圧測定値を決定する測
定値決定手段とを有する電圧測定装置を提供する。

（作　用）上記構成によれば、交流電源信号のゼロクロス点の後の
最初の整流信号のピーク電圧がホールドされ、このピー
ク電圧から被測定交流信号の電圧測定値が決定される。

（実施例）以下、実施例により説明する。

第１図は、本発明に係る電圧測定装置の一実施例の構成
を示すブロック図、第２図はこの実施例の主要部分の信
号波形図である。

第１図において、測定対象たる交流信号１０１（第２図
Ａ）は整流回路１に入力され、ここから出力される整流
信号１０４（第２図Ｂ）はピークホールド回路６に入力
される。ピークホールド回路６はゼロクロス点検出回路
７からのゼロクロス点検出信号１０９の立上がりで作動
を開始する。

後述のように、このピークホールド回路６の作動開始は
交流電源信号１０７（第２図Ｅ）のゼロクロス点に同期
してなされる。すると、ピークホールド回路６は作動開
始後最初の整流信号１０４（第２図Ｂ）のピーク電圧を
ホールドする。ホールドされた上記ピーク電圧は、ピー
クホールド回路６の出力信号１１１としてＡ／Ｄコンバ
ータ３に送られ、ここでデジタルデータに変換されて、
交流信号１０１の電圧測定値としてマイクロコンピュー
タ４に入力される。

以下、この実施例をより詳しく説明する。

ゼロクロス点検出回路７は、交流電源信号１０７（第２
図Ｅ）を入力信号とするホトカプラ８と、このホトカブ
ラ８の出力信号１０８（第２図Ｆ）をクロックパルス端
子Ｃｐに受けるＤ−フリップフロップ９とを有する。

ホトカブラ８は、交流電源信号１０７により駆動される
逆並列接続されたベアの発光ダイオード（図示せず）と
、これにホト結合されたホトトランジスタ（図示せず）
とを有する。上記ペアの発光ダイオードは交流電源信号
１０７（第２図Ｅ）のゼロクロス点毎に発光を停止する
ため、ホトトランジスタはゼロクロス点毎にパルス信号
１０８（第２図Ｆ）を発生する。このパルス信号１０８
はＤ−フリップフロップ９にクロックパルスとして加え
られる。つまり、フリップフロップ９は交流電源信号１
０７のゼロクロス点毎にクロックパルス１０８を受ける
（第２図Ｅ、Ｆ）。

このフリップフロップ９は、そのリセット端子ＲにＮＯ
Ｒ回路１０の出力信号を受けており、このＮＯＲ回路１
０の入力信号はマイクロコンピュータ４からの測定要求
信号１０５（第２図Ｃ）と、コンパレータ１１からの信
号有り信号１０６（第２図Ｄ）である。従って、この両
信号１０５及び１０６が共にハイレベルである時、フリ
ップフロップ９はリセット端子Ｒにハイレベル信号を受
けてリセット状態を解除され、上記クロックパルス１０
８（第２図Ｆ）に応答して動作する。

ここで、測定要求信号１０５（第２図Ｃ）はマイクロコ
ンピュータ４よりＤＩ定の実行が要求されている間ハイ
レベルにされる。一方、信号有り信号１０６（第２図Ｄ
）は、コンパレータ１１に入力される整流信号１０４（
第２図Ｂ）の電圧レベルが所定の基準電圧Ｖ　ｒｅｆよ
り高くなった時（第２図時点ｔ１）、つまり有意な電圧
レベルを持つ交流信号１０１の入力が開始された時にハ
イレベルにされる。従って、マイクロコンピュータ４か
ら測定実行要求がなされ且つ有意な交流信号１０１人力
が開始された時（第２図の時点ｔｌ）に、フリップフロ
ップ９はリセット状態を解除される。

ところで、信号有り信号１０６は、ハイレベルの時、整
流信号１０４の脈動により一時的にローレベルに落ちる
ことがある。そこで、このようなレベル変動を除去し信
号有り信号１０６を安定にハイレベルに維持するため、
抵抗ＲとコンデンサＣより成る積分回路１２がコンパレ
ータ１１とＮＯＲ回路１０間に挿入されている。尚、積
分回路１２とコンパレータ１１の位置を入れ替えてもよ
い。

上述のように、マイクロコンピュータ４から測定実行要
求がなされ且つ有意な交流信号１０１人力が開始された
時（第２図時点ｔｌ）、Ｄ−フリップフロップ９のリセ
ット状態が解除される。すると、フリップフロップ９は
リセット解除後最初のホトカプラ８からのクロックパル
ス１０８の立上がり（第２図時点ｔ２）に同期して、デ
ータ端子りの論理レベルを出力端子Ｑに出力する。デー
タ端子りにはハイレベルの電圧Ｖｃｃが加えられている
から、フロップフロップ９の出力信号１０９は上記クロ
ックパルス１０８の立上がりでローレベルからハイレベ
ルに立ち上がる。つまり、リセット状態解除後最初の交
流電源信号１０２のゼロクロス点（第２図Ｘ点）にほぼ
同期して、フリップフロップ９の出力信号１０９はハイ
レベルに立ち上がる。このハイレベルに立上がった信号
１０９は前記ゼロクロス点検出信号としてピークホール
ド回路６内のＤ−フリップフロップ１３のリセット端子
Ｒに加えられそのリセット状態を解除する。

ピークホールド回路６内では、サンプルホールド回路１
４の入力信号たる整流信号１０４（第２図Ｂ）とサンプ
ルホールド回路１４の出力信号１１１とがコンパレータ
１５で比較されている。

サンプルホールド回路１４は、そのサンプルパルス端子
Ｓｐのレベルがローレベルの時はサンプル状態にある。

この状態では、整流信号１０４（第２図Ｂ）はサンプル
ホールド回路１４を通過して出力信号１１１に現れてい
る。しかし、その通過に要する時間だけ、出力信号１１
１は整流信号１０４より住かに遅延する。そのため、整
流信号１０４のレベル上昇時には、出力信号１１１は整
流信号１０４より僅かにレベルが低く、レベル下降時に
は僅かにレベルが高くなる。従って、コンパレータ１５
の出力信号１１２は、整流信号１０４（第２図Ｂ）のレ
ベル上昇時はローレベルであり、上昇から下降に転じる
ピーク時にローレベルからハイレベルに立ち上がる。こ
のピーク時に立上がる信号１１２はＤ−フリップフロッ
プ１３のクロックパルス端子Ｃｐに加えられる。

上述したように、フロップフロップ１３のリセット解除
は、マイクロコンピュータ４から測定実行の要求がなさ
れ且つ有意な交流信号１０１人力が開始された後の最初
の交流電源信号１０７のゼロクロス点（第２図ＥのＸ点
）にほぼ同期して行われる。このリセット解除後、最初
の整流信号１０４のピーク時（第２図ＢのＹ点）に、コ
ンパレータ１５の出力信号１１２がローレベルからハイ
レベルに立上がり、これに応答してフロップフロップ１
３はデータ端子りに加えられているハイレベル信号Ｖ　
を出力端子Ｑから出力する。このＣハイレベル信号１１０はサンプルホールド回路１４のサ
ンプリングパルス端子Ｓｐに加えられ、このサンプルホ
ールド回路１４をサンプル状態からホールド状態に切り
替える。

この結果、サンプルホールド回路１４は上記ゼロクロス
点（第２図ＥのＸ点）後の最初の整流信号１０４のピー
ク電圧（第２図ＢのＹ点）をホールドすることになり、
このホールドされたピーク電圧はＡ／Ｄコンバータ３に
よりデジタルデータに変換されマイクロコンピュータ４
に送られる。

上記ハイレベル信号１１０はまたマイクロコンピュータ
４にも加えられ、これに応答してマイクロコンピュータ
４はＡ／Ｄコンバータ３からの上記ピーク電圧のデジタ
ルデータを取り込み、このデータを交流信号１０１の電
圧測定値として認識する。

以上のようにして、交流電源信号のゼロクロス点直後の
ピーク電圧が測定されるため、／１ムの影響を殆ど受け
ずに正確に交流信号電圧を１ｌ１１定することができる
。また、平滑回路のような過渡応答の長い回路は使用せ
ず、サンプルホールド回路、フリップフロップ、コンパ
レータといった応答の速い回路により構成しているため
、交流信号の入力開始直後から正確な測定が可能であり
、従って断続する交流信号の測定も短時間で行える。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、交流信号の電圧
を短時間に且つ正確に測定できる。

測定装置の構成を示すブロック線図、第４図は第３図の
従来装置の主要部の電圧波形図である。

１・・・整流回路、３・・・Ａ／Ｄコンバータ、４・・
・マイクロコンピュータ、６・・・サンプルホールド回
路、７・・・ゼロクロス点検出回路、８・・・ホトカブ
ラ、９．１３・・・Ｄ−フリップフロップ、１０・・・
ＮＯＲ回路、ＩＣｌ３・・・コンパレータ、１２・・・
積分回路、１０１・・・交流信号、１０７・・・交流電
源信号。

Claims

【特許請求の範囲】１、被測定交流信号を受け、この被測定交流信号を整流
した整流信号を出力する整流手段と、前記被測定交流信
号に重畳されているハムの原因である交流電源信号を受
け、この交流電源信号のゼロクロス点を検出してゼロク
ロス点検出信号を発するゼロクロス点検出手段と、前記ゼロクロス点検出信号に応答して作動開始し、前記
整流手段からの整流信号のピーク電圧をホールドするピ
ークホールド手段と、前記ピークホールド手段によりホールドされた前記ピー
ク電圧から前記被測定交流信号の電圧測定値を決定する
測定値決定手段とを有する電圧測定装置。２、請求項１記載の装置において、前記ゼロクロス点検出手段は、前記交流電源信号のゼロクロス点に同期してパルス信号
を発生するパルス発生手段と、前記パルス信号に応答して出力信号の論理レベルを変化
させる第１のフリップフロップ手段とを有し、前記第１のフリップフロップ手段の出力信号が前記ゼロ
クロス点検出信号として前記ピークホールド手段に与え
られ、前記ピークホールド手段は、前記整流信号が入力され、サンプル状態では前記整流信
号を通過させ、サンプル状態からホールド状態に切り替
わると、この切り替わり時点での前記整流信号の電圧を
ホールドするサンプルホールド手段と、前記サンプルホールド手段の入力信号レベルと出力信号
レベルとを比較することにより、前記整流信号のピーク
に同期して論理レベルが変化するピーク検出信号を形成
するコンパレート手段と、前記第１のＤ−フリップフロ
ップ手段からの前記ゼロクロス点検出信号の論理レベル
変化に応答して作動開始し、前記コンパレート手段から
のピーク検出信号の論理レベル変化に応答して所定論理
レベルの信号を出力する第２のフリップフロップ手段と
を有し、前記サンプルホールド手段は、前記第２のフリップフロ
ップ手段からの前記所定論理レベルの信号を受けて前記
サンプル状態から前記ホールド状態に切り替わることに
より、前記ゼロクロス点後の最初の前記整流信号のピー
ク電圧をホールドすることを特徴とする電圧測定装置。