JPH044228Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、デジタル表示によつて電圧を表示
する簡易形のデジタル電圧計に係わり、特に、三
相交流電源の相回転を表示することもできるよう
にした相回転表示付デジタル電圧計に関するもの
である。

近年、アナログデジタル変換用の集積回路
（Ａ／Ｄ変換器）が比較的安価で市販されており、
そのため指針形のアナログ電圧計に代えてデジタ
ル電圧計が使用されるようになつてきた。

デジタル電圧計では、Ａ／Ｄ変換器の電子回路
（IC）および電圧値を表示する表示器が必要にな
るので、これらの電子回路および表示器を駆動す
るための直流電源を内蔵させることになる。

ところで、このような直流電源を測定すべき電
圧から供給するような方式にすれば、アナログ形
メータと同様に使用することができるので便利で
ある。

この考案は、かゝる方式を採用してデジタル電
圧計を形成すると共に、測定電圧が三相交流の場
合は、その相回転方向も同時に表示できるように
した相回転表示付デジタル電圧計を供給するもの
である。

以下、この考案の一実施について添付した図面
により説明する。

第１図は相回転表示付デジタル電圧計の回路図
を示したもので、P₁，P₂，P₃は交流電圧の測定
端子、１はダイオードD₁〜D₄からなる全波整流
回路、２は後述するＡ／Ｄ変換器及び表示器の駆
動直流電圧＋Ｖ，−Ｖを形成するための電源回路
で、ダイオードD₅、ツエナーダイオードD₆，D₇
および平滑用のコンデンサC₁，C₂によつて形成
されている。３は測定電圧をＡ／Ｄ変換するIC
回路５に供給する電圧分圧回路で、抵抗r₁〜r₃お
よびコンデンサC₃で形成されている。また、４
はＡ／Ｄ変換用のIC回路５に基準電圧を供給す
るための基準電圧設定回路で、抵抗r₄、可変抵抗
器r₅によつて形成される。５は測定電圧をデジタ
ル値に変換するＡ／Ｄ変換用のIC回路
（ICL7106）で、２重積分方式でアナログデジタ
ル変換するものである。６は前記IC回路５の出
力信号をデジタル値で表示する７セグメントの表
示器で、消費電力の小さい液晶表示形が好まし
い。

つづいて、上記の回路構成について簡単に説明
する。

まず、このデジタル電圧計で測定すべき主たる
範囲を商用の三相交流電源とする。測定端子P₁，
P₂，P₃間に三相の交流電圧を印加すると、測定
端子P₁，P₂間の電圧は全波整流回路１によつて
一方向性の電圧とされ、電源回路２に入力され
る。今、ツエナーダイオードD₆，D₇のツエナー
電圧を6Vに設定しておくと、図示の回路では、
V_CC＝6V、V_DD＝−6V、および接地電圧OVがIC
回路５に駆動電圧として供給される。

一方、全波整流された電圧は、電圧分圧回路３
において抵抗r₁，r₂により分圧され、抵抗r₃、コ
ンデンサC₃によつてリツプル分を除去されてIC
回路５の入力端子INに入力される。この入力端
子INに入力された電圧は、基準電圧設定回路４
の可変抵抗器r₅で設定された一定の基準電圧端子
E_Rの電圧と比較され、IC回路５内でデジタル値
に変換される。そして、デジタル値に変換された
信号は、出力端子T₁，T₂，……T_Nから表示器６
に入力され、測定端子P₁，P₂間の電圧を数字で
表示する。

なお、IC回路５には図示しないが、２重積分
を行うためのコンデンサや抵抗器が数個所の端子
に接続されており、オーバレンジを示す信号を出
力することもできる。又、表示器６にも直流電源
が印加されるものである。

一点鎖線で囲つた分圧回路７は抵抗r₇，r₈、及
び可変抵抗器r₉によつて測定端子P₁，P₂間の電圧
を分圧し、ネオン管N₁を点灯させるもので、こ
の回路は、測定端子P₁，P₂間の電圧がある一定
値より低い場合は表示器６の照明も兼ねているネ
オン管N₁を消灯し、Ａ／Ｄ変換用のIC回路５が
正常動作にないことをユーザに報知する正常動作
表示回路を形成している。

ところで、三相交流電圧の測定は通常、各相の
電圧が120°の位相遅れとなり三相平衡電源として
供給されているので、測定端子P₁，P₂間で一相
の電圧を測定すればよいが、相回転の方向を知る
ためには三相交流電圧の位相関係を知る必要があ
る。

８は測定端子P₁，P₂，P₃に接続されている三
相交流電圧の相回転を検出するための相回転検出
回路網を示したもので、抵抗r₁₀，r₁₁、コンデン
サC₄の直列回路を測定端子P₁，P₂間に接続し、
抵抗r₁₂，r₁₃、コンデンサC₅の直列回路を測定端
子P₃，P₂間に接続したものである。

そして、抵抗r₁₀，r₁₁の接続点ｂと抵抗r₁₂，r₁₃
の接続点ｃの間に表示器６の照明を兼ねているネ
オン管N₂を接続したものである。

第２図ａ，ｂは、相回転検出回路網８が三相交
流電圧の正回転及び逆回転を検出できることを説
明するベクトル図で、点線のE₁，E₂，E₃は各測
定端子P₁，P₂，P₃に印加されている三相交流電
圧を示す。この回路で抵抗値及び容量値を適当な
値とすると、 第２図ａのように各測定端子P₁，P₂，P₃に印
加されている三相交流電圧の相回転がE₁→E₂→
E₃の順で位相がおくれる正回転の場合は、測定
端子P₁−P₂間の電圧ベクトルはＸで表わされる。
ベクトルＸはコンデンサC₄の端子電圧E_C4と抵抗
r₁₀＋r₁₁の端子電圧E_R1の合成電圧であるから、Ｂ
点、Ｄ点は抵抗r₁₀，r₁₁、コンデンサC₄の接続点
ｂ，ｄの電圧を示すことになる。

一方、P₃−P₂間の電圧ベクトルはＹで表わさ
れ、コンデンサC₅の端子電圧E_C5と、抵抗r₁₂＋r₁₁
の端子電圧E_R2の合成電圧である。そして、Ｃ点、
Ｅ点は抵抗r₁₂，r₁₃、コンデンサC₅の接続点ｃ，
ｅの電圧を示すことになる。

したがつて、ネオン管の印加電圧はＢ−Ｅ間の
電圧となり、この電位差によつて相回転が正の場
合に点灯する。

しかしながら、第２図ｂのように各測定端子
P₁，P₂，P₃に印加される電圧がE₃←E₂←E₁とな
る逆相回の場合は、測定端子P₁−P₂間の電圧ベ
クトルはX′、測定端子P₃−P₂間の電圧ベクトル
はY′となる。

すると、正回転の場合と同様に、抵抗r₁₀，r₁₁
及びコンデンサC₄の接続点ｂ，ｄの電圧はB′，
D′で示され、抵抗r₁₂，r₁₃及びコンデンサC₅の接
続点ｃ，ｅの電圧C′，E′で示されることになる。

したがつて、ネオン管N₂の印加電圧を示す
B′−C′間は近接し、その電位差はほぼ零電圧に近
くなる。そのため逆相回転の場合はネオン管N₂
は点灯しない。

以上のことから、測定端子P₁，P₂，P₃に三相
の交流電圧が接続されると、一相の電圧値が表示
されると共に、接続された三相電圧が測定端子
P₁，P₂，P₃の順で位相が遅れているときはネオ
ン管N₂が点灯し、正回転であることが分かる。

又、ネオン管N₂が点灯しないときは三相電圧
測定端子P₁，P₂，P₃の順で回転していない（逆
相回転）ことを示すことになる。

以上説明したように、この考案の相回転表示付
デジタル電圧計は、測定端子を３端子とし相回転
の検出回路網を組み込んであるので、三相交流電
圧を測定する場合は、相電圧をデジタル値によつ
て表示すると共に、相回転の方向をネオン管の点
滅によつて知ることができるという利点を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の相回転表示付デジタル電圧
計の回路図、第２図ａ，ｂは相回転検出回路網を
説明するためのベクトル図である。 図中、P₁，P₂，P₃は測定端子、２は電源回路、
３は電圧分圧回路、４は基準電圧設定回路、５は
IC回路、６は表示器、８は相回転検出回路網、
N₂はネオン管を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 測定端子間の電圧を電源回路、および電圧分圧
   回路に入力すると共に、前記電源回路の出力電圧
   で駆動される集積回路によつて、前記電圧分圧回
   路の出力電圧をデジタル信号に変換し、表示器に
   よつて測定電圧を表示するようにしたデジタル電
   圧計において、前記測定端子を３端子として相回
   転検出回路網を接続し、被測定三相交流電圧が正
   の相回転位相で測定端子に接続されたとき発光す
   る発光源によつて、前記表示器の照明を行うよう
   にしたことを特徴とする相回転表示付デジタル電
   圧計。