JPH04191670A - 電子式電力量計 - 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】

この発明は電力を検出してその電力に比例した周波数の
パルスを発生させ、このパルスをカウンタにより計数し
て電力量を計量するようにした電子式電力量計であって
、 特に電圧クリープに基づく誤計量を防く機能を備えた電
子式電力量計に関する。

【従来の技術】

この種の電子式電力量計として、電力に比例した周波数
のパルスを発生する電力−パルス変換部と、電力−パル
ス変換部の出力パルスを分周する分周部と、この分周部
のパイレスを計数して電力量として表示するカウンタと
を備え、負荷電圧と負荷電流から検出した電力をその電
力に比例した周波数のパルスに変換した上で、分周部を
経てカウンタにより計数して電力量を表示するように構
成したものが知られている。しかしながらこのように構
成された電子式電力量計においては、在来の誘導形電力
量計のような摩擦の影響が無いために軽負荷の特性が非
常に優れている反面、負荷電流が零で負荷電圧のみ印加
されている状態にパルスが発生するいわゆる電圧クリー
プ現象が発生し易い問題がある。すなわち、誘導形電力
量計では回転円板にクリープホールを設ける等の方法で
先記した電圧クリープを防止しているが、電子式電力量
計では各回路を構成する回路部品の特性のばらつきや経
年変化（特に演算増幅器のオフセットの変化）等に起因
して負荷電流が無い場合にも電力検出回路に出力が生じ
て電圧クリープが発生する。 このような電圧クリープがあると、電力量が実際には零
であるのに電力量計は見掛は上の電力量を計量する。 このために従来の電子式電力量計では、軽負荷の特性を
マイナス状態に設定して演算増幅器のオフセット等に経
年変化が発生しても電圧クリープを発生しないように構
成した方式が従来より知られているが、この方式では特
性面で負荷特性を悪化させる難点があった。 この難点を改善し、無負荷状態における電圧クリープの
発生に起因する電力量の計量誤差を防止するようにした
従来技術として本出順人の先願になる。 実願昭６０−６１６６３号「電子式電力量計」がある。 この先願技術はリセット信号の入力により分周部の分周
機能を停止させるリセット端子と、電子−パルス変換部
から出力するパルスの周期と所定の周期とを比較し、前
者のパルス周期が後者の所定周期より長くなった際に前
記したりセット端子ヘリセット信号を出力するリセット
信号制御回路とを備え、かつ前記所定周期を負荷電流が
零になった場合に電力−パルス変換部から出力するパル
スの周期よりも短い周期に設定することにより、無負荷
状態では分周部にリセット信号を送ってその分周機能を
停止させ、この期間に電圧クリープにより発生するパル
スをカウンタで計数しないようにして計量誤差の発生を
防止するようにしたものである。 次に第３図ないし第５図を用いてこの先願技術の詳細を
説明する。第３図は前記先願技術の電子式電力量計の基
本回路を示すブロック図、第４図は第３図における要部
回路図、第５図はその動作の説明のためのタイムチャー
トである。まず第３図において、電力検出回路１は負荷
電圧Ｖと負荷電流■とから電力を検出し、この電力に比
例した出力を電圧ないし電流の形で周波数変換回路２に
与える。該周波数変換回路２では電力変換回路１からの
出力をそれに比例した周波数のパルスに変換して後段の
分周回路３に出力する。一方、分周回路３は周波数変換
回路２からの出力パルスを分周して後段のカウンタ４に
出力し、カウンタ４で積算、計数してその電力量を計量
表示する。ここまでは通常の電子式電力量計の構成と同
様である。 かかる電子式電力量計に対し、前記先願技術により新た
にリセット信号制御回路５が設けられており、該リセッ
ト信号制御回路５では、検出電力に対応して周波数変換
回路２から出力するパルスの周期と発振器６から与えた
クロック信号を基準にあらかしめ設定した所定の周期と
を比較し、ここで前者のパルス周期が後者の所定周期よ
りも長い場合、つまり無負荷時にはリセット信号制御回
路５からの出力で分周回路３のリセット端子７にリセッ
ト信号を与えて分周回路３の分周機能を停止させる。こ
れにより無負荷時に電圧クリープにより周波数変換回路
２から出力するパルスは分周回路３からカウンタ４に伝
達されず、電圧クリープによる見掛は上の電力量が計量
されなくなる。 なおこの場合に分周回路３の全体をリセットするとこの
時点までに積算された計量分のパルスも同時にクリアさ
れて電力量の計量誤差が大きくなるために、分周回路３
を図示のように前後２段の分周回路８と９とに分けて構
成し、前段の分周回路８のみにリセッｌ−機能を付加す
るようにし、前段の分周回路８がリセットされる以前に
入力されたパルスはクリアされることなく後段の分周回
路９を通じてカウンタ４へ送り出されるように構成され
ている。次に第３図の具体的な回路構成を第４図に示す
。第４図において、周波数変換回路２の出力は一方にお
いて分周回路３における前端分周回路８のＴ端子に入力
され、その出力は出力端子Ｑからさらに後段の分周回路
９のＣＫ端子へ入力され、この分周回路９を経てカウン
タ４に出力される。また周波数変換回路２の出力は同時
に反転器１０．微分回路１１．バイナリカウンタ１２お
よびＮＯＲゲート１３とで構成されたリセ・ント信号制
御回路５における反転器１０に加えられ、微分回路１１
を通じてバイナリカウンタ１２のクリア端子ＣＬに導か
れる。一方、発振器６から出力するクロック信号はＮＯ
Ｒゲー目３を介してバイナリカウンタ１２のＣＫ端子に
導かれ、バイナリカウンタ１２の出力Ｑｎが分周回路８
のリセット端子ＣＬとＮＯＲゲート１３のもう一方の入
力端子に導かれている。 次に上記した回路の動作を第５図の汐イムチャートとと
もに説明する。まず第５図の（ａ）は発振器６からのク
ロック信号を示し、常に一定の周波数でＮＯＲゲート１
３の一方の端子に加えられている。（ｂ）は検出電力に
対応した周波数変換回路２からの出力パルスを示す。こ
のパルスは一方において分周回路３における前段分周回
路８のＴ端子に加えられるとともに、同時に反転器１０
および微分回路１１を経て（Ｃ）に示す微分回路出力の
波形となってバイナリカウンタ１２のクリア端子ＣＬへ
導かれる。該カウンタ１２はこの微分パルス（Ｃ）が入
力する上内部クリアされて出力Ｑｎは「Ｌ」となる。こ
のローレベルの信号はＮＯＲゲート１３に入力されてい
るためカウンタ１２がクリアされると、同時にＮＯＲゲ
ー目３が導通して発振器６のクロック信号（ａ）がカウ
ンタ１２に加えられ、カウンタ１２がこのクロック信号
（ａ）を計数する。ここで２°−１個として表した所定
個数のクロックパルスが連続的に入力するとカウンタ１
２の出力Ｑｎは「Ｌ」から「Ｈ」になり、このハイレベ
ルの出力信号で分周回路８のリセット端子７を介して分
周回路８をクリアするとともに、ＮＯＲゲート１３をオ
フしてクロック信号のカウンタ１２への入力を阻止する
。ここで記した２　ｎ−１個のクロックパルスに対応す
る時間を基にして所定の周期Ｔが設定される。この所定
周期Ｔは無負荷つまり負荷電流が零である状態で周波数
変換回路２から出力されるパルス（このパルスは電圧ク
リープにより発生する）の周期よりも短い周期に設定さ
れている。 上記により、カウンター２が一旦クリアされた後に２１
ｔ−１個のクロックパルスを計数している所定周期の間
に周波数変換回路２から次のパルス（ｂ）が発生しない
と、カウンター２の出力ＱｎがｒＨ」となって分周回路
８がリセットされるため、周波数変換回路２の出力は後
段の分周回路９へ伝達されす、積算計量機能が停止され
ることになる。 一方、カウンター２が２　ｎ−１個のクロックパルスを
計数し終える以前に次のパルスが周波数変換回路２から
出力されるとカウンター２はリセットされて最初からク
ロックパルスの計数をやり直すことになるので、カウン
ター２の出力Ｑｎは「Ｌ」のままであり、したがってそ
の間は分周回路８０分周機能が保持される。これにより
カウンター２の出力Ｑｎは第５図の（ｄ）となり、これ
に対応して分周回路８の出力波形は第５図の（ｅ）のよ
うになる。 すなわち周波数変換回路２から出力されるパルスの周期
が短い、つまり負荷電流が零でない場合にはこの検出電
力に対応したパルスが分周回路８を通じて後段の分周回
路９に出力されてカウンタ４で電力量が計量される。こ
れに対して所定周期Ｔ内に周波数変換回路２より次のパ
ルスが出力されない場合、つまり負荷電流零の無負荷状
態では分周回路８は分周器が停止の状態にあるので、電
圧クリープにより周波数変換回路２よりパルスが出力さ
れても、このパルスは後段の分周回路９に伝達されず、
カウンタ４で計数されない。したがって無負荷時におけ
る電圧クリープに起因する電力量の計量誤差を防止でき
る。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら前記先願技術の電子式電力量計においては
電流定格毎に、対応する始動電流の比較が異なっており
一率に動作停止状態に切替えるパルス幅を決めてしまう
とマージンが少なくなり、場合によっては計器のばらつ
き等により、始動電流を印加しても動作状態とならない
ことも起こり得る。 そこで本発明はこの問題を解消し、定格電流毎にパルス
間隔検出時間を最適に設定し得る電子式電力量計を提供
することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

前記の課題を解決するために、請求項１の電子式電力量
針は「電力を検出し、その検出電力に比例した周波数の
パルスを発生する手段（補助変圧器２１．補助変流器２
２１乗算回路２３．電力／周波数変換回路２４など）と
、このパルスを計数して電力量として表示する手段（Ｃ
Ｐ　Ｕ２５．表示部２６など）とを備えた電子式電力量
計であって、前記パルスの間隔が所定時間を越えたとき
はこのパルスの計数を停止する電子式電力量計において
、前記の所定時間を設定入力する時限設定手段を備えた
１ものとし、 請求項２の電子式電力量計では前記請求項１の電子式電
力量計において、「前記時限設定手段は、定格電流別の
前記所定時間を記憶する手段（メモリ２７など）と、 前記定格電流の値を指定入力する手段（定格電流指定手
段２８など）と、 前記記憶手段から前記の指定入力された定格電流に対応
する前記所定時間を読取って前記のように設定人力する
手段（ＣＰＵ２５など）とを備えたものである」ように
し、また 請求項３の電子式電力量計では、前記請求項１の電子式
電力量計において、「前記時限設定手段は前記設定入力
のつど前記所定時間を予め手動入力されるもの（ダイオ
ードマトリクス等からなるハード設定手段など）である
ｊようにするものとする。

【作　用】

電圧クリープ防止のために電力に比例したパルスの間隔
を測定するタイマの時限を定格電流に応じて可変設定で
きるようにする。

【実施例】

第１図はこの発明にかかわる電子式電力量計の回路構成
の実施例を示すブロック図である。同図において、補助
変圧器２１および補助変流器２２はそれぞれ電圧入力端
子１ａおよび電流入力端子１ｂに入力された計測対象の
電圧■および電流Ｉを電位絶縁のうえ、電子回路にて取
扱うことのできるようなレベルに変換する。乗算回路２
３はこのレベル変換された電流Ｉおよび電圧Ｖの乗算を
行い、測定対象の電力に比例した値を出力する。次に電
力／周波数変換回路２４はこの乗算回路出力を電力に比
例した周波数のパルス列に変換し、ＣＰＵ２５にこのパ
ルス列を送出する。ＣＰＵ２５は前記のパルス列が入力
されるとそのつどタイマを再スタートさせパルス間隔の
計測を開始する。 ここでこの例ではＣＰＵ２５のメモリ領域２７に予め各
種の定格電流別の前記始動電流に対応するタイマ時間が
格納されている。ＣＰＵ２５は予め初期設定処理におて
い定格電流指定手段２８に基づく定格電流の指定により
、このメモリ２７から当該の定格電流に対応するタイマ
時間を読取って、前記パルス間隔計測のためのタイマ時
限値として設定する。 第２図はＣＰＵ２５の要部動作をステップ８１〜３１２
で示すフローチャートであり、前記のタイマ時限値の設
定を含む初期設定処理はこのフローチャートのステップ
Ｓ１に示される。 さて前記パルス列の入力によるパルス間隔の計測の結果
、パルス間隔が前記タイマ設定時間以上であれば（つま
り第２図においてタイマがカウントアツプ（Ｓ　ＩＬ分
岐Ｙ）し、パルスフラグがＯＮして（Ｓ１２）、以後そ
のままの状態にある間）、ＣＰＵ２５は計量処理を行わ
ない。他方、パルス間隔が前記タイマ設定時間内であれ
ば（つまり第２図においてタイマカウントアツプ前に次
の入力パルスがあり（Ｓ２１分岐Ｙ）、タイマがクリア
され（Ｓ３）、パルスフラグがＯＮしていない（Ｓ４３
分岐Ｎ１とき）、ＣＰＵ２５は計量処理を行い（Ｓ５）
、表示部２６により、計量表示を行う（Ｓ６）。 なお定格電流別タイマ時間は第１図のようにＣＰＵ２５
内のメモリ２７に格納する以外にＣＰＵ２５の外部メモ
リに格納してもよい。またさらにはＣＩ）１イ Ｕ２５の外部にタイマ時間読込用のダイオードマトリク
ス等の手動のハード設定手段を構成し、それらの設定値
をＣＰＵ２５に読取らせることで自由にタイマ時間の設
定変更を行うようにしてもよい。 このようにして、各種定格電流ごとに始動電流値の違い
があっても夫々に対応した最適なパルス間隔検出時間が
得られる。

【発明の効果】

本発明によれば、電力を検出し、その検出電力に比例し
た周波数のパルスを発生する手段としての補助変圧器２
１．補助変流器２２２乗算回路２３．電力／周波数変換
回路２４などと、このパルスを計数して電力量として表
示する手段としてのＣＰ　Ｕ２５゜表示部２６などとを
備えた電子式電力量計であって、前記パルスの間隔が所
定時間を越えたときはこのパルスの計数を停止する電子
式電力量計において、前記の所定時間を定格電流に応じ
て設定入力する手段を備えるようにしたので、 無負荷時や極めて小さい負荷（始動電流）時において誤
計量動作をなくすのみならず、さらに各種定格電流毎に
パルス間隔検出時間を最適に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての構成を示すブロック
回路図、 第２図は第１図のＣＰＵの要部動作を示すフローチャー
ト、 第３図は第１図に対応する従来のブロック回路図、 第４図は第３図の具体的な回路図、 第５図は第４図の動作を説明するタイムチャートである
。 ２１：補助変圧器、２２：補助変流器、２３：乗算回路
、２４：電力／周波数変換回路、２５：ＣＰＵ、２６：
表示部、２７：メモリ、２８：定格電流指定手段。 ンＨ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電力を検出し、その検出電力に比例した周波数のパ
   ルスを発生する手段と、このパルスを計数して電力量と
   して表示する手段とを備えた電子式電力量計であって、
   前記パルスの間隔が所定時間を越えたときはこのパルス
   の計数を停止する電子式電力量計において、前記の所定
   時間を設定入力する時限設定手段を備えたことを特徴と
   する電子式電力量計。２）特許請求の範囲第１項に記載
   の電子式電力量計において、前記時限設定手段は、 定格電流別の前記所定時間を記憶する手段と、前記定格
   電流の値を指定入力する手段と、前記記憶手段から前記
   の指定入力された定格電流に対応する前記所定時間を読
   取って前記のように設定入力する手段とを備えたもので
   あることを特徴とする電子式電力量計。 ３）特許請求の範囲第１項に記載の電子式電力量計にお
   いて、前記時限設定手段は前記設定入力のつど前記所定
   時間を予め手動入力されるものであることを特徴とする
   電子式電力量計。