JPS61292067A - 電力量測定方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は一般圧電力量測定方法に関し、特にディジタ
ル乗算方式の電子式電力量計を用いた電力量測定方法に
関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来の電力量測定方法に用いられるディジタル
乗算方式の電子式電力量計２０を示すブロック図である
。

第３図において、１及び２は被測定回路の電圧及び電流
がそれぞれ入力される該電子式電力量計２０の入力端子
であり、入力端子１は第１切替スイツチ３を構成してい
る一方の接点３ａに、又入力端子２は前記第１切替スイ
ツチ３を構成している他方の接点３ｂ［夫々接続されて
いる。前記第１切替′スイツチ３を構成している共通接
点３ｃは、第２切替スイツチ４を構成している一方の接
点４ａに接続されている。前記第２切替スイツチ４を構
成している他方の接点４ｂは、基準電位に接続されてい
る。前記第２切替スイツチ４を構成している共通接点４
Ｃは、Ａ／Ｄ変換器５の入力側に接続されている。前記
Ａ／Ｄ変換器５の出力側にババスライン１０が接続され
ており、該パスライン１０は前記Ａ／Ｄ変換器５、中央
制御回路（以下「ＣＰＵ」という）６、電子式電力量計
２０を動作させるためのＣＰＵ５が実行すべき命令等を
記憶している固定配憶装置（以下［ＲＯＭＪという）７
、一時的なパラメータデータな記憶する読み出し書き込
み用記憶装置（以下［ＲＡ　Ｍ　Ｊという）８、入出力
回路（以下ｌｌ１０Ｊという）９を互いに接続している
。

前記ｌ１０９には第１切替スイツチ３、第２切替スイツ
チ４の切替入力側及びＡ／Ｄ変換器５の制御入力端と夫
々接続している出方線１１が接続されているとともに、
電子式電力量計２０の出力端子１３と接続している信号
線１２が接続されている。なお、前述したＲＡＭ８には
、ＣＰＵ６によって演算された瞬時電力値を記憶するレ
ジスタが内蔵されている。

上述した構成のディジタル乗算方式の電子式電力量計の
動作を主に第４図のフローチャートを併用して鋭、明す
る。

ＣＰＵ６は一定の周期で達次Ｒ，ＯＭ　７に配憶されて
いる命令を読み出し、解読実行してゆく。まず第２切替
スイツチ４の共通接点４ｃを接点４ｂ側に接続すべく出
力線１１を介して切換指令信号′を出力しＡｌ１）変換
器５に基準電位を取り込む（ステップ２１１）。Ａ／Ｄ
変換器５から出力された前記電位に相当するディジタル
値すなわち、Ａ、　／　Ｄ変換器５のオフセットに相当
するディジタル値は、パスライン１０を介して、Ｉ（Ａ
　Ｍ　８に与えられ、該ディジタル値はＲＡ　Ｍ　８に
記憶される（ステップ２１３）。ステップ２１３におい
て前記ディジタル値をＲＡ　Ｍ　８に記憶させると、第
２切替スイツチ４を接点４ａ側に又前記第１切替スイツ
チ３の共通接点３Ｃを接点３ａ側に接続すべく前記出力
線１１を介して夫々切換指令信号を出力し、入力端子１
に入力された負荷電、圧をＡ／Ｄ変換器５へ導く（ステ
ップ２１５）。ステップ２１５においてＡ／Ｄ変換器５
に入力された負荷電圧は該負荷電圧に相当するディジタ
ル値に変換される（ステップ２１７）。該ディジタル値
は。

Ａ／Ｄ変換器５等に発生しているオフセットを含んだ値
であるので、該ディジタル値からステップ２１３におい
て取り込んだＡ　／　Ｄ変換器５のオフセットに相当す
るディジタル値を差し引くことによりオフセットの影響
を除去した入力電圧に相当するディジタル値を求める（
ステップ２１９）。

ステップ２１９においてオフセットの影響が除去された
入力電圧を求めると、第１切替スイツチ３の接続を接点
３ａ側から接点３ｂ側に切換えるべく出力線１１を介し
て切換指令信号を出方し入力端子２に入力された負荷電
流なＡ／Ｄ変換器５へ導く（ステップ２２１）。ステッ
プ２２１においてＡ／Ｄ変換器５に入力された負荷電流
は、該負荷電流に相当するディジタル値に変換される（
ステップ２２３）。該ディジタル値はＡ／Ｄ変換器５等
圧発生しているオフセットを含んだ値であるので、該デ
ィジタル値からステップ２１３において取り込んだＡ／
Ｄ変換器５のオフセンＩｃ相当するディジタル値を差し
引くことによりオフセットの影響を除去した入力電流に
相当するディジタル値を求める（ステップ２２５）。ス
テップ２２５においてオフセットの影響を除去した入力
電流に相当するディジタル値が求められると、該ディジ
タル値とステップ２１９において求められたディジタル
値とを乗算しくステップ２２７）、該乗算した値を被測
定回路の瞬時電力値として前述したＲ　Ａ　Ｍ　ｆ３に
内蔵されるレジスタに入力して該レジスタに累算させる
（ステップ２２９）。以下ステップ２１１からステップ
２２９に到るプロセスを一定の周期で繰り返すことによ
ってオフセットの影響が除去された瞬時電力値が上記レ
ジスタに入力されて累算されて行き、該累計値が予め設
定された一定の値に達したと認識したときには（ステッ
プ２３１）、工１０９、信号線１２を介して前記データ
を出力端子１３に出力するとともに（ステップ２３３）
、前記レジスタをクリアするようになっていた（ステッ
プ２３５）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上述したごとき従来のディジタル乗算式の電子
式電力量計２０を用いた電力量測定方法ニアッテは、Ａ
／Ｄ変換より乗算、累算までの一連の動作の周期は、入
力される波形が歪んだ場合の特性を良くする観点からは
できるだけ短い方が良く、たとえば周波数５０Ｈ２の一
周期において前記ステップ２１１〜ステツプ２２９に到
るプロセスを２００回行なおうとする圧は該周期が１０
゜μｓｅｃであることが必要である。

しかしながら１００μｓｅｃの周期で前記ステップ２１
１〜ステツプ２２９に到るプロセスを２００回行なおう
とするＫは、ＣＰＵ６を始め他の素子に高速な動作に対
応出来るものを用いなければならず、前述した測定方法
では安価で低損失なディジタル乗算方式の電子式電力量
計を用いて高精度な測定が出来ないという問題点があっ
た。

この発明は、上記問題点を解消するためになされたもの
で、高速な動作を行なう素子を用いない安価で低損失な
ディジタル乗算方式の電子式電力量計を用いて高精度な
測定を行なうことが可能な電力量測定方法を得ることを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電力量測定方法は、Ａ／Ｄ変換されたデ
ィジタル値を予め設定されたサンプリング回数に達する
まで累算し、入力される電圧或いは電流が直流成分を含
まない交流値であることを条件に、前記累算値を補正値
としてＡ／Ｄ変換器のオフセット値を除去した検出値が
得られるよう圧したものである。

〔作用〕

この発明における電力量測定方法においては、Ａ／Ｄ変
換器のオフセット測定の手順を省略し、一連のＡ　／　
ｌ）変換された値の累算のみにより、前記オフセット値
に相当するディジタル値を得るため、高速でＡ／Ｄ変換
、乗算、累算の一連の動作が行われる。

〔実施例〕

第１図はこの発明方法の一笑施例に従うディジタル乗算
方式の電子一式電力量計を示すブロック図、第２図は第
１図の構成のフローチャートを示す。

なお第１図において前記第３図と同一物には同一符号を
付して説明を省略する。なお、第１図においてディジタ
ル乗算方式の電子式電力量計１０１を構成している）ｌ
ＡＭ８には、後述する第１．第２、第３の３つのレジス
タが内蔵されている。

次に第１図の構成のディジタル乗算方式の電子式電力量
計１０１の動作を、主に第２図のフローチャートを併用
して説明する。

検出動作開始に先立ち、ＣＰＵ６はサンプリングされた
検出値の累計値を平均化して前記検出値の平均値を求め
るためのサンプリング回数Ｎを設定する（ステップ１１
１）。

ステップＩＩＩにおいてサンプリング回数Ｎを設定する
とＣＰＵ６は切換スイッチ３の接続を接点３ｂ側から接
点ａ　ａ　１ｌｌｊ　＆Ｃ切換えるべく出力線１１を介
して切換指令信号を出力し、入力端子１に入力された直
流成分を含まない負荷電圧なＡ／Ｄ変換器５へ導く（ス
テップ１１３）。ステップ１１３においてＡ／Ｄ変換器
５に入力された負荷電圧は、該負荷電圧に相当するディ
ジタル値に変換されるとともに（ステップ１１５）、該
ディジタル値はＲＡＭ８に内蔵されている第１のレジス
タに与えられ、該第１のレジスタにおいて累算される（
ステップ１１７）。ステップ１１７において前記ディジ
タル値が第１のレジスタに与えられた後ステップ１１１
で予め設定されたサンプリングの回数に達したことを認
識すると（ステップ１１９）、ステップ１２１に移行す
る。ＣＰＵ６は前記第１のレジスタに保持されている累
算値とステップ１１５でサンプリングされたディジタル
値とステップ１１１で設定したサンプリング回数Ｎとを
読み出して以下に記載する式によりスイッチ３、Ａ／Ｄ
変換器５等に生じたオフセット値を除去した（ステップ
１２１）。ステップ１２１でＡ／Ｄ変換器５等に生じた
オフセットを除去すると、切換スイッチ３の接続を接点
３ａ側から接点３ｂｌｌｌＩＫ切換えるべく出力線１１
を介して切換信号を出力し、入力端子２に入力された直
流成分を含まない負荷電流なＡ／Ｄ変換器５へ導く（ス
テップ１２３）。

ステップ１２３においてＡ／Ｄ変換器５に入力された負
荷電流は、該負荷電流に相当するディジタル値に変換さ
れるとともＫ（ステップ１２５）、該ディジタル値はＲ
ＡＭ８に内蔵されている“第２のレジスタに与えられ、
該第２のレジスタにおいて累算される（ステップ１２７
）。ステップ１２７において前記ディジタル値が第２の
レジスタに与えられた後ステップ１１１で予め設定され
たサンプリングの回数に達したことを認識すると（ステ
ップ１２９）、ステップ１３１に移行する。ＣＰＵ６は
前記第２のレジスタに保持されている累算値とステップ
１２５でサンプリングされたディジタル値とステップ１
１１で設定したサンプリング回数Ｎとを読み出してステ
ップ１２１において示したのと同一の式を用いてスイッ
チ３、Ａ／Ｄ変換器５等に生じたオフセット値を除去し
た入力電流値を求める（ステップ１３１）。該ステップ
１３】と前記ステップ１２１とにおいて用いた式で前記
Ａ、　／　Ｄ変換器５等に生じたオフセットを除去でき
る理由は、入力された負荷電圧、負荷電流が夫々直流成
分を含まないものであれば、ステップ１１７（或いはス
テップ１２７）において第１．第２のレジスタによって
累算された値をステップ１１１で設定したサンプリング
回数で除算した値がすなわち前記オフセット値に外なら
ないからである。

ステップ１３１でＡ　／　Ｔ）変換器５等に生じたオフ
セットを除去すると、該ステップ】３１で求めた入力電
流値と前記ステップ１２１で求めた入力電圧値とを乗算
しくステップ１３３）、該乗算した値を被測定回路の瞬
時電力値とｔ２て前述したＲＡＭ８に内藏される第３の
レジスタに入力して該レジスタに累算させる（ステップ
１３５）。以下ステップ１１３からステップ】３５に到
るプロセスを繰り返すことによってオフセットの影響が
除去さｈた瞬時電力値が上記第３のレジスタに入力され
て累算されて行き該累計値が予め設定された一定の値に
達したと認識したときには（ステップ１３７）、■１０
９、信号線１２を介して前記データを出力端子１３に出
力するとともに（ステップ１３９）、前記第３のレジス
タをクリアする（ステップ１４１）。

なお上記の実施例では、切替スイッチ３を設けたがＡ／
Ｄ変換器５を二つ設けて切替スイッチ３を省略しても同
一の効果を得る。また、一連の動作を行うためにＣＰＵ
６．ＲＯＭ７．ＲＡＭ８の構成による一つのマイクロプ
ロセッサ処理回路の構成例で述べたが、これらは同一の
動作を行わしめるワイヤードロジックであっても何等差
しつかえない。

また電圧、電流双方のオフセット値を求めて補正する場
合の動作について説明したが、電圧、電流いずれか一方
のオフセットを補正するのみでも、瞬時電力累算の過程
でいずれか一方のみのオフセットの影響は、平均化され
除かれるので、同様の結果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、Ａ／Ｄ変換器等のオフ
セット測定の手順を省略し、一連のＡ／Ｄ変換された値
の累算のみにより前記オフセット値に相当するディジタ
ル値を得るため、高速でＡ／Ｄ変換、乗算、累算の一連
の動作が行なえるようにしたので、高速な動作を行なう
素子を用いない安価で低損失なディジタル乗算方式の電
子式電力量計を用いて高精度な測定を行なうことが可能
な電力量測定方法が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法の一実施例に従うディジタル乗算
方式の電子式電力量計を示すブロック図、第２図は第１
図の構成のフローチャート、第３図は従来の電力量測定
方法に用いられるディジタル乗算方式の電子式電力量計
を示すブロック図、第４図は第３図の構成のフローチャ
ートを示す。 図において、１，２は入力端子、３は切換スイッチ、５
はＡ／Ｄ変換器、６はＣＰＵ、７はＲＯＭ、８はＲＡＭ
、９はＩｌｏ、１０はパスライン、１１は出力線、１２
は信号線、１３は出力端子、１０１はディジタル乗算方
式の電子式電力量計である。 なお各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負荷の直流成分を含まない電圧或いは直流成分を含まな
   い電流の少なくとも一方を予め設定した回数だけサンプ
   リングし、該サンプリングしたアナログ量に対応するデ
   ィジタル量に変換してこれを前記設定したサンプリング
   の回数に達するまでの間累算し、前記回数に達した後に
   前記ディジタル量の累算値と前記サンプリングした回数
   とによつて検出平均値に相当するディジタル値を求め、
   該ディジタル値を補正値として前記サンプリングされた
   値を補正することにより、前記負荷の電力量を測定する
   ようにした電力量測定方法。