JPH05312853A - 電子式電力量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホール素子の不平衡電圧を除去し、特性の改
良および安定性の向上を図った電子式電力量計を提供す
る。 【構成】 補助変圧器１からホール素子８に供給される
負荷電圧に比例した電流の向きおよび一次導体９からホ
ール素子８を介してホール素子に印加される負荷電流に
比例した磁界の方向をスイッチ１２ａ，１２ｂにより所
定周期毎に逆にし、ホール素子８の出力電圧を積分回路
１４で積分して、ホール素子の不平衡電圧を除去してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホール素子を用いて負
荷電力を測定する電子式電力量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の電子式電力量計の構成図
である。同図に示す電子式電力量計は、配電線の負荷電
圧に比例した信号に変換する補助変圧器１と、消費電流
に比例した信号に変換する補助変流器２と、前記補助変
圧器１の出力信号および補助変流器２の出力信号を乗算
し、負荷電力に比例した電圧を出力する電力／電圧変換
回路３と、該電力／電圧変換回路３から出力される負荷
電力に比例した出力電圧を積分してパルス信号に変換す
る電圧／周波数変換回路４と、該電圧／周波数変換回路
４のパルス信号を重み付けして電力に比例したパルス信
号に逓減する分周回路５と、該分周回路からのパルス信
号を電力量として表示する表示回路６とから構成されて
いる。

【０００３】図５は、ホール素子を使用した図４に示す
電力／電圧変換回路３の詳細を示す図である。図５にお
いて、前記補助変圧器１からの負荷電圧に比例した信号
は抵抗２１を介して電流ｉに変換されて、ホール素子８
に供給されている。また、前記補助変流器２に供給され
る消費電流はコア７に巻回された一次導体９を介して該
拍子電流に比例した磁界としてホール素子８に印加され
る。

【０００４】ホール素子８は、前記電流ｉと前記磁界の
強さＢとを印加させることにより、次式に示すように両
者の積に相当する電力に対応する電圧Ｖopを出力する。

【０００５】Ｖop∝ｋｉＢ このホール素子８から出力される電圧は、低レベルであ
るので、図５に示すように増幅回路１０で増幅され、積
分回路１１で積分され、電力に比例した適当なレベルの
電圧信号となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ホール素子
は、一般に入力が印加されない場合、すなわち磁場が印
加されない場合でも、出力される不平衡電圧Ｖouが存在
するため、ホール素子の特性の直線性を著しく悪化させ
るという問題がある。特に、軽負荷時には、特性悪化が
顕著であるという問題がある。

【０００７】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ホール素子の不平衡電圧を除
去し、特性の改良および安定性の向上を図った電子式電
力量計を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電子式電力量計は、負荷電圧に比例した電
流を供給されるとともに、負荷電流に比例した磁界を印
加され、前記負荷電圧と負荷電流による負荷電力に比例
した電圧を出力するホール素子を有し、該ホール素子の
出力に基づいて電力を測定する電子式電力量計であっ
て、前記ホール素子に供給される前記負荷電圧に比例し
た電流の向きおよび該ホール素子に印加される前記負荷
電流に比例した磁界の方向を所定周期毎に逆にするスイ
ッチ手段と、前記ホール素子の出力電圧を積分する積分
手段とを有することを要旨とする。

【０００９】

【作用】本発明の電子式電力量計では、ホール素子に供
給される負荷電圧に比例した電流の向きおよびホール素
子に印加させる負荷電流に比例した磁界の方向をスイッ
チ手段により所定周期毎に逆にし、ホール素子の出力電
圧を積分して、ホール素子の不平衡電圧を除去してい
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１１】図１は、本発明の一実施例に係わる電子式
電力量計の構成図である。同図において、補助変圧器１
からの負荷電圧に比例した出力信号はスイッチ１２ａお
よび抵抗２１を介して電流に変換されてからホール素子
８に供給されている。また、負荷に流れる消費電流は、
前記スイッチ１２ａと連動しているスイッチ１２ｂを介
してコア７に巻回された一次導体９（図２で詳細に示
す）に供給され、該コア７によって磁界に変換されてか
ら、ホール素子８に印加されている。

【００１２】図２は、前記コア７、ホール素子８および
一次導体９の関係を詳細に示す図であるが、同図に示す
ように、ホール素子８はコア７の空隙に配設され、また
一次導体９はスイッチ１２ｂを介して該コア７を一巻き
のみ巻回し、すなわちコア７内を一回のみ通過してい
る。そして、スイッチ１２ｂを切り替えることにより、
コア７に対する一次導体９の巻方向、すなわち一次導体
９を流れる電流の方向は逆方向になるようになってい
る。

【００１３】また、図１に戻って、補助変圧器１の出力
に接続されたスイッチ１２ａは、該補助変圧器１からホ
ール素子８に流れる電流の方向を逆にし得るように接続
されている。従って、スイッチ１２ａおよび１２ｂの開
閉を自在に制御することにより、スイッチ１２ａを介し
て補助変圧器１からホール素子８に供給される電流ｉの
方向およびスイッチ１２ｂを介して一次導体９からホー
ル素子８に印加される磁界Ｂの向きを自在に変更するこ
とができる。

【００１４】上述したように、スイッチ１２ａを介して
補助変圧器１からホール素子８に電流ｉを供給すると同
時に、スイッチ１２ｂを介して一次導体９から磁界Ｂを
印加することにより、ホール素子８は上述したように次
式で示す出力電圧Ｖopを発生する。

【００１５】Ｖop＝ｋｉＢ ここで、ｋは定数である。

【００１６】ところで、上述したように、ホール素子８
は、形状のばらつき、ホール素子自身の熱起電力等によ
り磁界がない場合でも不平衡電圧Ｖouを発生するので、
ホール素子８からの出力電圧Ｖout は次式のようにな
る。

【００１７】Ｖout ＝Ｖop＋Ｖou そして、この出力電圧は前記電流ｉと磁界Ｂの方向によ
り次に示す表１のように変化する。

【００１８】

【表１】 同表からわかるように、前記スイッチ１２ａ，１２ｂの
開閉を制御し、ある周期で電流ｉと磁界Ｂが正正とな
り、次の周期で逆逆となるように制御するとともに、ホ
ール素子８からの出力電圧を積分することにより、前記
不平衡電圧Ｖouを次式に示すように除去することができ
る。

【００１９】Ｖout ＝（Ｖop＋Ｖou）＋（Ｖop−Ｖou） ＝２Ｖop 従って、このように不平衡電圧が除去されるようにスイ
ッチ１２ａ，１２ｂを制御し、図１に示すように、この
ホール素子８からの出力電圧を積分回路１４で積分する
ことにより、不平衡電圧Ｖouを除去し、性能を向上する
ことができるのである。なお、図１において、１３はス
イッチ１２ａ，１２ｂを制御するコントロール回路であ
る。

【００２０】図３は、補助変圧器１を介して供給される
電流および一次導体９を介して供給される磁界を入力信
号として示し、この入力信号の２サイクル毎にスイッチ
１２ａ，１２ｂを切り替えている例を示している。スイ
ッチを切り替える毎に出力電圧に＋Ｖouと−Ｖouの差で
ある２Ｖouが発生しているが、この不平衡電圧は積分す
ることにより相殺される。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ホール素子に供給される負荷電圧に比例した電流の向き
およびホール素子に印加される負荷電流に比例した磁界
の方向をスイッチ手段により所定周期毎に逆にし、ホー
ル素子の出力電圧を積分しているので、ホール素子の不
平衡電圧を除去し、特性良好な電力量計を構成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる電子式電力量計の構
成図である。

【図２】図１に示す電子式電力量計に使用されるコア、
ホール素子および一次導体を示す図である。

【図３】図１に示す電子式電力量計の作用を示す波形図
である。

【図４】従来の電子式電力量計の構成図である。

【図５】図４に示す従来の電子式電力量計におけるホー
ル素子を使用した電力／電圧変換回路の構成図である。

【符号の説明】

１ 補助変圧器 ７ コア ８ ホール素子 ９ 一次導体 １４ 積分回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷電圧に比例した電流を供給されると
   ともに、負荷電流に比例した磁界を印加され、前記負荷
   電圧と負荷電流による負荷電力に比例した電圧を出力す
   るホール素子を有し、該ホール素子の出力に基づいて電
   力を測定する電子式電力量計であって、前記ホール素子
   に供給される前記負荷電圧に比例した電流の向きおよび
   該ホール素子に印加される前記負荷電流に比例した磁界
   の方向を所定周期毎に逆にするスイッチ手段と、前記ホ
   ール素子の出力電圧を積分する積分手段とを有すること
   を特徴とする電子式電力量計。