JPH06174765A - 電力乗算回路 - Google Patents
電力乗算回路Info
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- JPH06174765A JPH06174765A JP4330844A JP33084492A JPH06174765A JP H06174765 A JPH06174765 A JP H06174765A JP 4330844 A JP4330844 A JP 4330844A JP 33084492 A JP33084492 A JP 33084492A JP H06174765 A JPH06174765 A JP H06174765A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R11/00—Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/08—Arrangements for measuring electric power or power factor by using galvanomagnetic-effect devices, e.g. Hall-effect devices
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度変化、経年変化などによるオフセット電
圧の変動を自動的に補正することができる電力乗算回路
を提供する。 【構成】 ホール素子３の出力電圧を同位相で増幅する
第一の増幅回路４と、第一の増幅回路の出力と同じ大き
さで、かつ１８０度位相が違う電圧を出力する第二の増
幅回路５と、被測定系の電源電圧の極性を検出する電圧
極性検出回路６と、電圧の極性に応じて第一の増幅回路
の出力と第二の増幅回路の出力とを切り換えて出力する
スイッチ回路７と、この出力を積分する積分回路９と、
積分回路の出力信号に応じて抵抗値を変えることができ
る可変抵抗素子１０とを有する。 【効果】 温度変化、経年変化などによるオフセット電
圧の変動を自動的に補正する高精度の電力計および電力
量計を提供することができる。
圧の変動を自動的に補正することができる電力乗算回路
を提供する。 【構成】 ホール素子３の出力電圧を同位相で増幅する
第一の増幅回路４と、第一の増幅回路の出力と同じ大き
さで、かつ１８０度位相が違う電圧を出力する第二の増
幅回路５と、被測定系の電源電圧の極性を検出する電圧
極性検出回路６と、電圧の極性に応じて第一の増幅回路
の出力と第二の増幅回路の出力とを切り換えて出力する
スイッチ回路７と、この出力を積分する積分回路９と、
積分回路の出力信号に応じて抵抗値を変えることができ
る可変抵抗素子１０とを有する。 【効果】 温度変化、経年変化などによるオフセット電
圧の変動を自動的に補正する高精度の電力計および電力
量計を提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホール素子を用いた電力
乗算回路に係わり、とくにホール素子のオフセット補償
手段を改良した電力乗算回路に関する。
乗算回路に係わり、とくにホール素子のオフセット補償
手段を改良した電力乗算回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の電力乗算回路は構造が
簡単で、小型であることから広く電力計や電力量計の電
力乗算回路として使用されている。以下、かかる電力乗
算回路について図４を参照して説明する。入力端子Ｐ
１，Ｐ２に入力された被測定系の電源電圧は分圧回路ま
たは変圧回路から成る電圧変換回路１０１を経て電圧−
電流変換回路１０２に入力される。電圧−電流変換回路
１０２は入力電圧に比例した電流をホール素子１０３の
制御電流端子Ｔ１に出力する。一方、被測定系の電流は
図５に示した磁性体のコア１０４に巻かれた電流コイル
１０５の端子１Ｓ，１Ｌに入力されて、入力電流に比例
する磁界がギャップ１０６に生じ、ギャップ１０６の磁
界とホール素子１０３の制御電流の流れ方向とに直交す
るように置かれているホール素子１０３の電圧出力端子
Ｔ３，Ｔ４に（１）式で与えられるホール起電力Ｅy が
生じる。 Ｅy ＝Ｒh Ｂz Ｊx （１）
簡単で、小型であることから広く電力計や電力量計の電
力乗算回路として使用されている。以下、かかる電力乗
算回路について図４を参照して説明する。入力端子Ｐ
１，Ｐ２に入力された被測定系の電源電圧は分圧回路ま
たは変圧回路から成る電圧変換回路１０１を経て電圧−
電流変換回路１０２に入力される。電圧−電流変換回路
１０２は入力電圧に比例した電流をホール素子１０３の
制御電流端子Ｔ１に出力する。一方、被測定系の電流は
図５に示した磁性体のコア１０４に巻かれた電流コイル
１０５の端子１Ｓ，１Ｌに入力されて、入力電流に比例
する磁界がギャップ１０６に生じ、ギャップ１０６の磁
界とホール素子１０３の制御電流の流れ方向とに直交す
るように置かれているホール素子１０３の電圧出力端子
Ｔ３，Ｔ４に（１）式で与えられるホール起電力Ｅy が
生じる。 Ｅy ＝Ｒh Ｂz Ｊx （１）
【０００３】ただし、Ｒh はホール係数、Ｂz は磁界強
度、Ｊx は電流密度である。可変抵抗器ＶＲ１はホール
素子１０３の特性の非対称性によって発生するオフセッ
ト電圧を補償するためのもので、電圧出力端子Ｔ３，Ｔ
４間に接続され、可動子が制御電流端子Ｔ２とともにグ
ランドに接続されている。
度、Ｊx は電流密度である。可変抵抗器ＶＲ１はホール
素子１０３の特性の非対称性によって発生するオフセッ
ト電圧を補償するためのもので、電圧出力端子Ｔ３，Ｔ
４間に接続され、可動子が制御電流端子Ｔ２とともにグ
ランドに接続されている。
【０００４】つぎに、図６に示すホール素子１０３の内
部等価回路に基づいてオフセット電圧発生のメカニズム
について説明する。等価回路を図示の抵抗ブリッジ回路
で表わし、各ノードの電圧をそれぞれＥ１，Ｅ２，Ｅ
３，Ｅ４とし、ブリッジ抵抗をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ
３，Ｒ４とすると、出力電圧は（２）式で与えられる。 いま、磁界が零の場合は、 Ｒ１／Ｒ２＝Ｒ３／Ｒ４ （３） の関係が成立するので、Ｅ３−Ｅ４＝０になる。ところ
が、たとえば、抵抗Ｒ１がｒ１だけ小さい方へ変動する
と、 となるので、磁界が零でも残留電圧によるオフセット電
圧が生じる。
部等価回路に基づいてオフセット電圧発生のメカニズム
について説明する。等価回路を図示の抵抗ブリッジ回路
で表わし、各ノードの電圧をそれぞれＥ１，Ｅ２，Ｅ
３，Ｅ４とし、ブリッジ抵抗をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ
３，Ｒ４とすると、出力電圧は（２）式で与えられる。 いま、磁界が零の場合は、 Ｒ１／Ｒ２＝Ｒ３／Ｒ４ （３） の関係が成立するので、Ｅ３−Ｅ４＝０になる。ところ
が、たとえば、抵抗Ｒ１がｒ１だけ小さい方へ変動する
と、 となるので、磁界が零でも残留電圧によるオフセット電
圧が生じる。
【０００５】つぎに、磁界が存在する場合のオフセット
電圧の影響について説明する。図６のホール素子１０３
において図示の磁界が加えられた場合に、抵抗器Ｒ１，
Ｒ４の抵抗値が小さくなり、抵抗器Ｒ２，Ｒ３の抵抗値
が大きくなるものとするとき、磁界の向きに関する
「正」、「負」と制御電流の位相「０度」、「１８０
度」との４つの組み合せについて、端子Ｔ１，Ｔ２間に
半波の交流電流が流れたときの出力電圧端子Ｔ３，Ｔ４
間の電位差を図に表わすと図７のようになる。それぞれ
上段が磁界強度、中段が被測定系の電源電圧、下段が出
力電圧の波形を表わし、オフセットが無い場合を破線で
示している。いま、抵抗器Ｒ１のオフセットが抵抗値を
減少させる方向に生じたとすると、同図下段の実線で示
すようにオフセット電圧分だけ出力電圧が増減する。そ
こで、このオフセット電圧による出力電圧の偏差を解消
するために図４に示す可変抵抗器ＶＲ１を設け、磁界が
加わっていない状態で出力電圧が零になるよう調節して
いる。
電圧の影響について説明する。図６のホール素子１０３
において図示の磁界が加えられた場合に、抵抗器Ｒ１，
Ｒ４の抵抗値が小さくなり、抵抗器Ｒ２，Ｒ３の抵抗値
が大きくなるものとするとき、磁界の向きに関する
「正」、「負」と制御電流の位相「０度」、「１８０
度」との４つの組み合せについて、端子Ｔ１，Ｔ２間に
半波の交流電流が流れたときの出力電圧端子Ｔ３，Ｔ４
間の電位差を図に表わすと図７のようになる。それぞれ
上段が磁界強度、中段が被測定系の電源電圧、下段が出
力電圧の波形を表わし、オフセットが無い場合を破線で
示している。いま、抵抗器Ｒ１のオフセットが抵抗値を
減少させる方向に生じたとすると、同図下段の実線で示
すようにオフセット電圧分だけ出力電圧が増減する。そ
こで、このオフセット電圧による出力電圧の偏差を解消
するために図４に示す可変抵抗器ＶＲ１を設け、磁界が
加わっていない状態で出力電圧が零になるよう調節して
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電力乗
算回路では、温度変化にともなうオフセット抵抗値の変
動や経年的変化によるオフセット抵抗値の変動に対し
て、オフセットを補償するための可変抵抗値の調節が不
可欠であった。しかし、一般需要家用に使用されている
電力量計でこのような調節作業を継続的に実施すること
は現実には不可能であることから、誤差の発生は止むを
得ないものという問題があった。また、可変抵抗器のよ
うな機械的接触部分を有する部品を必要とすることは信
頼性の上から問題があるとともに、電力乗算回路をＬＳ
Ｉ化することを困難にしていた。
算回路では、温度変化にともなうオフセット抵抗値の変
動や経年的変化によるオフセット抵抗値の変動に対し
て、オフセットを補償するための可変抵抗値の調節が不
可欠であった。しかし、一般需要家用に使用されている
電力量計でこのような調節作業を継続的に実施すること
は現実には不可能であることから、誤差の発生は止むを
得ないものという問題があった。また、可変抵抗器のよ
うな機械的接触部分を有する部品を必要とすることは信
頼性の上から問題があるとともに、電力乗算回路をＬＳ
Ｉ化することを困難にしていた。
【０００７】本発明はこのような従来の問題を解決する
ためになされたものであり、温度変化、経年変化などに
よるオフセット電圧の変動を自動的に補正することがで
きる電力乗算回路を提供することを目的とする。
ためになされたものであり、温度変化、経年変化などに
よるオフセット電圧の変動を自動的に補正することがで
きる電力乗算回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、ホール素子のホール効果を用いて被測定系の電力を
演算する電力乗算回路において、ホール素子の出力電圧
を同位相で増幅する第一の増幅回路と、この第一の増幅
回路の出力と同じ大きさで、かつ１８０度位相が違う電
圧を出力する第二の増幅回路と、被測定系の電源電圧の
極性を検出する電圧極性検出回路と、この電圧極性検出
回路が検出した電圧の極性に応じて前記第一の増幅回路
の出力と前記第二の増幅回路の出力とを切り換えて出力
するスイッチ回路と、このスイッチ回路の出力を積分す
る積分回路と、前記ホール素子の電圧出力端子の一方と
グランドとの間に接続され、前記積分回路の出力信号に
応じて抵抗値を変えることができる可変抵抗素子とを備
えたことを要旨とする。
め、ホール素子のホール効果を用いて被測定系の電力を
演算する電力乗算回路において、ホール素子の出力電圧
を同位相で増幅する第一の増幅回路と、この第一の増幅
回路の出力と同じ大きさで、かつ１８０度位相が違う電
圧を出力する第二の増幅回路と、被測定系の電源電圧の
極性を検出する電圧極性検出回路と、この電圧極性検出
回路が検出した電圧の極性に応じて前記第一の増幅回路
の出力と前記第二の増幅回路の出力とを切り換えて出力
するスイッチ回路と、このスイッチ回路の出力を積分す
る積分回路と、前記ホール素子の電圧出力端子の一方と
グランドとの間に接続され、前記積分回路の出力信号に
応じて抵抗値を変えることができる可変抵抗素子とを備
えたことを要旨とする。
【０００９】
【作用】本発明はこのような手段を講じたことにより、
被測定系の電源電圧の極性に応じて積分回路への入力を
第一の増幅回路と第二の増幅回路とに切り換えることに
よって、オフセット電圧の積分値が方向性をもって増加
または減少する。そこで、積分回路が出力する積分値の
大きさに対応させて可変抵抗器の抵抗値を増減すること
により、オフセット抵抗の変動を補償してオフセットの
無い電力を算出することができる。
被測定系の電源電圧の極性に応じて積分回路への入力を
第一の増幅回路と第二の増幅回路とに切り換えることに
よって、オフセット電圧の積分値が方向性をもって増加
または減少する。そこで、積分回路が出力する積分値の
大きさに対応させて可変抵抗器の抵抗値を増減すること
により、オフセット抵抗の変動を補償してオフセットの
無い電力を算出することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の電力乗算回路の一実施例における
回路図である。同図において、Ｐ１，Ｐ２は被測定系の
電源電圧を入力する電源電圧入力端子、１はＰ１，Ｐ２
へ入力された被測定系の電源電圧を降圧または昇圧する
ための電圧変換回路であって、同図に示すように抵抗器
ＲA ，ＲB による分圧回路または変圧器などを用いて構
成することができる。２は電圧変換回路１の出力電圧に
比例する電流を出力する電圧−電流変換回路である。３
はホール素子であって、電圧−電流変換回路２から出力
される電流を入力する制御電流入力端子Ｔ１，Ｔ２と、
ホール効果によって得られる電圧を出力する電圧出力端
子Ｔ３，Ｔ４を有し、図５に示した電流コイル１０５が
巻かれた磁性体のコア１０４のギャップ１０６中に、制
御電流入力端子Ｔ１，Ｔ２と電圧出力端子Ｔ３，Ｔ４と
が作る平面がギャップに生じる磁界と直交するように保
持される構造となっている。４はホール素子３の電圧出
力端子Ｔ３，Ｔ４間に出力される交流電圧の差分を出力
する減算増幅器であって、出力は出力端子ＯＵＴ１に接
続されている。５は入力電圧の極性を反転して出力する
符号反転増幅器、６は被測定系の電源電圧の極性を判定
する電圧極性検出回路であって、入力電圧が正であれば
スイッチＳＷ１を閉じ、スイッチＳＷ２を開き、入力電
圧が負であればインバータ８を介してスイッチＳＷ１を
開き、スイッチＳＷ２を閉じるのに使用される。スイッ
チＳＷ１，ＳＷ２はそれぞれ「１」レベルの入力信号に
よって閉状態、「０」レベルの入力信号によって開状態
になるスイッチであって、スイッチＳＷ１の１次側は符
号反転増幅器５の出力に、スイッチＳＷ２の１次側は減
算増幅器４の出力に接続されている。９はスイッチＳＷ
１，ＳＷ２の２次側から出力された電圧を積分する積分
増幅器、１０は電圧出力端子Ｔ３とグランド間に接続さ
れた可変抵抗素子であって、積分増幅器９の出力によっ
て抵抗値が制御され、ＦＥＴやＣｄｓフォトカプラなど
を用いて構成することができる。Ｒc は電圧出力端子Ｔ
４とグランド間に接続された抵抗器であって、オフセッ
ト抵抗ｒ１が負の場合も考慮して設けたものである。
する。図１は本発明の電力乗算回路の一実施例における
回路図である。同図において、Ｐ１，Ｐ２は被測定系の
電源電圧を入力する電源電圧入力端子、１はＰ１，Ｐ２
へ入力された被測定系の電源電圧を降圧または昇圧する
ための電圧変換回路であって、同図に示すように抵抗器
ＲA ，ＲB による分圧回路または変圧器などを用いて構
成することができる。２は電圧変換回路１の出力電圧に
比例する電流を出力する電圧−電流変換回路である。３
はホール素子であって、電圧−電流変換回路２から出力
される電流を入力する制御電流入力端子Ｔ１，Ｔ２と、
ホール効果によって得られる電圧を出力する電圧出力端
子Ｔ３，Ｔ４を有し、図５に示した電流コイル１０５が
巻かれた磁性体のコア１０４のギャップ１０６中に、制
御電流入力端子Ｔ１，Ｔ２と電圧出力端子Ｔ３，Ｔ４と
が作る平面がギャップに生じる磁界と直交するように保
持される構造となっている。４はホール素子３の電圧出
力端子Ｔ３，Ｔ４間に出力される交流電圧の差分を出力
する減算増幅器であって、出力は出力端子ＯＵＴ１に接
続されている。５は入力電圧の極性を反転して出力する
符号反転増幅器、６は被測定系の電源電圧の極性を判定
する電圧極性検出回路であって、入力電圧が正であれば
スイッチＳＷ１を閉じ、スイッチＳＷ２を開き、入力電
圧が負であればインバータ８を介してスイッチＳＷ１を
開き、スイッチＳＷ２を閉じるのに使用される。スイッ
チＳＷ１，ＳＷ２はそれぞれ「１」レベルの入力信号に
よって閉状態、「０」レベルの入力信号によって開状態
になるスイッチであって、スイッチＳＷ１の１次側は符
号反転増幅器５の出力に、スイッチＳＷ２の１次側は減
算増幅器４の出力に接続されている。９はスイッチＳＷ
１，ＳＷ２の２次側から出力された電圧を積分する積分
増幅器、１０は電圧出力端子Ｔ３とグランド間に接続さ
れた可変抵抗素子であって、積分増幅器９の出力によっ
て抵抗値が制御され、ＦＥＴやＣｄｓフォトカプラなど
を用いて構成することができる。Ｒc は電圧出力端子Ｔ
４とグランド間に接続された抵抗器であって、オフセッ
ト抵抗ｒ１が負の場合も考慮して設けたものである。
【００１１】次に、以上のように構成された装置の動作
について説明する。電源電圧入力端子Ｐ１，Ｐ２に入力
された被測定系の電源電圧は電圧変換回路１によって、
適正な電圧に変換されて電圧−電流変換回路２へ入力さ
れる。電圧−電流変換回路２において入力電圧に比例す
る電流に変換された電流がホール素子３の制御電流入力
端子Ｔ１からホール素子３の内部へ流れる。一方、磁性
体のコア１０４の電流コイル１０５には被測定系の電流
が流され、ギャップ１０６に生じる磁界強度が被測定系
の電流に比例するので、ホール素子３の電圧出力端子Ｔ
３，Ｔ４には（１）式で与えられるホール起電力が発生
する。したがって、電圧出力端子Ｔ３，Ｔ４間の出力電
圧差は被測定系の電圧と被測定系の電流との積に比例す
るので、言い換えると、被測定系の電力に比例すること
になる。この電圧出力端子Ｔ３，Ｔ４間の出力電位差は
減算増幅器４によって２入力が差動的に増幅されて出力
端子ＯＵＴ１から被測定系の電力値として外部へ出力さ
れる。また、電圧変換された被測定系の電源電圧の極性
が電圧極性検出回路６によって判定され、スイッチ回路
７によって積分増幅器９へ入力する電圧の位相が切り換
えられる。たとえば、被測定系の電源電圧の極性が正の
ときはスイッチＳＷ１を閉じ、スイッチＳＷ２を開くこ
とによって減算増幅器４の出力電圧の極性を反転した符
号反転増幅器５の出力電圧を積分増幅器９へ入力し、反
対に、被測定系の電源電圧の極性が負のときはスイッチ
ＳＷ１を開き、スイッチＳＷ２を閉じることによって減
算増幅器４の出力電圧をそのまま積分増幅器９へ入力す
るように働く。積分増幅器９はスイッチ回路７の出力電
圧を積分し、可変抵抗素子１０へ出力する。可変抵抗素
子１０は入力電圧の符号と大きさに基づいて、オフセッ
ト電圧を補正する方向へとその抵抗値を変化させる。
について説明する。電源電圧入力端子Ｐ１，Ｐ２に入力
された被測定系の電源電圧は電圧変換回路１によって、
適正な電圧に変換されて電圧−電流変換回路２へ入力さ
れる。電圧−電流変換回路２において入力電圧に比例す
る電流に変換された電流がホール素子３の制御電流入力
端子Ｔ１からホール素子３の内部へ流れる。一方、磁性
体のコア１０４の電流コイル１０５には被測定系の電流
が流され、ギャップ１０６に生じる磁界強度が被測定系
の電流に比例するので、ホール素子３の電圧出力端子Ｔ
３，Ｔ４には（１）式で与えられるホール起電力が発生
する。したがって、電圧出力端子Ｔ３，Ｔ４間の出力電
圧差は被測定系の電圧と被測定系の電流との積に比例す
るので、言い換えると、被測定系の電力に比例すること
になる。この電圧出力端子Ｔ３，Ｔ４間の出力電位差は
減算増幅器４によって２入力が差動的に増幅されて出力
端子ＯＵＴ１から被測定系の電力値として外部へ出力さ
れる。また、電圧変換された被測定系の電源電圧の極性
が電圧極性検出回路６によって判定され、スイッチ回路
７によって積分増幅器９へ入力する電圧の位相が切り換
えられる。たとえば、被測定系の電源電圧の極性が正の
ときはスイッチＳＷ１を閉じ、スイッチＳＷ２を開くこ
とによって減算増幅器４の出力電圧の極性を反転した符
号反転増幅器５の出力電圧を積分増幅器９へ入力し、反
対に、被測定系の電源電圧の極性が負のときはスイッチ
ＳＷ１を開き、スイッチＳＷ２を閉じることによって減
算増幅器４の出力電圧をそのまま積分増幅器９へ入力す
るように働く。積分増幅器９はスイッチ回路７の出力電
圧を積分し、可変抵抗素子１０へ出力する。可変抵抗素
子１０は入力電圧の符号と大きさに基づいて、オフセッ
ト電圧を補正する方向へとその抵抗値を変化させる。
【００１２】つぎに、正弦波入力時の各部の代表的な波
形を示した図２について説明する。同図（ａ）は磁性体
のコア１０４のギャップ１０６における磁界強度を、同
図（ｂ）は電圧−電流変換回路２から出力されてホール
素子３に入力される電流波形を示す。同図（ｃ）は減算
増幅器４の出力波形であって、オフセットがないときの
波形を破線で、オフセットがあるときの波形を実線で示
してある。これらの波形はいずれも図６に示した磁界と
電流の極性の組合せ規則に沿って発生する。同図（ｄ）
は符号反転増幅器５の出力波形あって、同図（ｃ）の波
形を反転した波形になっている。同図（ｅ）は被測定系
の電源電圧の極性に応じて電圧極性検出回路６がスイッ
チ回路７を動作させることによって得られたスイッチ回
路７の出力波形であって、積分増幅器９の入力波形でも
ある。図中の（イ）で示した期間はスイッチＳＷ１が閉
じることによって符号反転増幅器５の出力波形である同
図（ｄ）の電圧が積分増幅器９に入力される。また、図
中の（ロ）で示した期間はスイッチＳＷ２が閉じること
によって減算増幅器４の出力波形である同図（ｃ）の電
圧が積分増幅器９に入力される。オフセットがない場合
は、期間（イ）における（ｅ）の破線で表した波形と、
期間（ロ）における（ｅ）の破線で表した波形は極性が
反対で大きさが等しい電圧であるから、１周期を積分す
ると積分増幅器９の出力が零になる。ホール素子３にオ
フセット抵抗ｒ１（ｒ１＞０）がある場合の実線で示し
た波形は負方向にずれるため、積分増幅器９において積
分された出力は同図（ｆ）のように零にならない。可変
抵抗素子１０の抵抗値は積分増幅器９の出力電圧が高く
なるにしたがって低くなり、ホール素子３のオフセット
抵抗ｒ１を補償する抵抗値に達すると、積分増幅器９の
入力電圧波形が同図（ｅ）の破線で示す波形になり、積
分増幅器９の出力がそれ以上変化せず、可変抵抗素子１
０の抵抗値がそのまま保持されている期間（ハ）の状態
になる。なお、抵抗器Ｒc はオフセット抵抗ｒ１が負の
場合の補償をするために必要な抵抗器である。
形を示した図２について説明する。同図（ａ）は磁性体
のコア１０４のギャップ１０６における磁界強度を、同
図（ｂ）は電圧−電流変換回路２から出力されてホール
素子３に入力される電流波形を示す。同図（ｃ）は減算
増幅器４の出力波形であって、オフセットがないときの
波形を破線で、オフセットがあるときの波形を実線で示
してある。これらの波形はいずれも図６に示した磁界と
電流の極性の組合せ規則に沿って発生する。同図（ｄ）
は符号反転増幅器５の出力波形あって、同図（ｃ）の波
形を反転した波形になっている。同図（ｅ）は被測定系
の電源電圧の極性に応じて電圧極性検出回路６がスイッ
チ回路７を動作させることによって得られたスイッチ回
路７の出力波形であって、積分増幅器９の入力波形でも
ある。図中の（イ）で示した期間はスイッチＳＷ１が閉
じることによって符号反転増幅器５の出力波形である同
図（ｄ）の電圧が積分増幅器９に入力される。また、図
中の（ロ）で示した期間はスイッチＳＷ２が閉じること
によって減算増幅器４の出力波形である同図（ｃ）の電
圧が積分増幅器９に入力される。オフセットがない場合
は、期間（イ）における（ｅ）の破線で表した波形と、
期間（ロ）における（ｅ）の破線で表した波形は極性が
反対で大きさが等しい電圧であるから、１周期を積分す
ると積分増幅器９の出力が零になる。ホール素子３にオ
フセット抵抗ｒ１（ｒ１＞０）がある場合の実線で示し
た波形は負方向にずれるため、積分増幅器９において積
分された出力は同図（ｆ）のように零にならない。可変
抵抗素子１０の抵抗値は積分増幅器９の出力電圧が高く
なるにしたがって低くなり、ホール素子３のオフセット
抵抗ｒ１を補償する抵抗値に達すると、積分増幅器９の
入力電圧波形が同図（ｅ）の破線で示す波形になり、積
分増幅器９の出力がそれ以上変化せず、可変抵抗素子１
０の抵抗値がそのまま保持されている期間（ハ）の状態
になる。なお、抵抗器Ｒc はオフセット抵抗ｒ１が負の
場合の補償をするために必要な抵抗器である。
【００１３】したがって、以上のような実施例の構成に
よれば、ホール素子３の特性変化によって生じるオフセ
ット電圧を自動的に補正することができるので、正確な
電力を計算することができる。
よれば、ホール素子３の特性変化によって生じるオフセ
ット電圧を自動的に補正することができるので、正確な
電力を計算することができる。
【００１４】図３は本発明の別の実施例を示す回路図で
ある。ホール素子３の電圧出力端子Ｔ４に演算増幅器１
１を接続して電圧出力端子Ｔ４をグランドレベルに保持
することによって、減算増幅器４の代わりにゲインが相
等しく位相が１８０度異なる２つの増幅器１２，１３を
用いることにより、図１の実施例と同じ効果を得ること
ができる。
ある。ホール素子３の電圧出力端子Ｔ４に演算増幅器１
１を接続して電圧出力端子Ｔ４をグランドレベルに保持
することによって、減算増幅器４の代わりにゲインが相
等しく位相が１８０度異なる２つの増幅器１２，１３を
用いることにより、図１の実施例と同じ効果を得ること
ができる。
【００１５】また、図１、図３では動作を理解しやすい
ように、スイッチ回路７は機械的接触部を有するように
表現されているが、無接点式スイッチを使用してもよい
ことは言うまでもない。
ように、スイッチ回路７は機械的接触部を有するように
表現されているが、無接点式スイッチを使用してもよい
ことは言うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、温
度変化、経年変化などによるオフセット電圧の変動を自
動的に補正する高精度の電力計および電力量計を提供す
ることができる。また、機構部がなくなるのでＬＳＩ化
することが容易になり、高い信頼性を得ることができる
他、初期調整の必要がなく作業工程が簡単化されるとい
う効果がある。
度変化、経年変化などによるオフセット電圧の変動を自
動的に補正する高精度の電力計および電力量計を提供す
ることができる。また、機構部がなくなるのでＬＳＩ化
することが容易になり、高い信頼性を得ることができる
他、初期調整の必要がなく作業工程が簡単化されるとい
う効果がある。
【図１】本発明の一実施例における回路図である。
【図２】回路各部の波形図である。
【図３】他の実施例における回路図である。
【図４】従来の電力乗算回路図である。
【図５】磁界発生部の構成図である。
【図６】ホール素子の等価回路図である。
【図７】ホール起電力とオフセット電圧の関係を示す説
明図である。
明図である。
１ 電圧変換回路 ２ 電圧−電流変換回路 ３ ホール素子 ４ 第一の増幅回路 ５ 第二の増幅回路 ６ 電圧極性検出回路 ７ スイッチ回路 ８ インバータ ９ 積分回路 １０ 可変抵抗素子 １１ 演算増幅器 １２，１３ 増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 ホール素子のホール効果を用いて被測定
系の電力を演算する電力乗算回路において、ホール素子
の出力電圧を同位相で増幅する第一の増幅回路と、この
第一の増幅回路の出力と同じ大きさで、かつ１８０度位
相が違う電力を出力する第二の増幅回路と、被測定系の
電源電圧の極性を検出する電圧極性検出回路と、この電
圧極性検出回路が検出した電圧の極性に応じて前記第一
の増幅回路の出力と前記第二の増幅回路の出力とを切り
換えて出力するスイッチ回路と、このスイッチ回路の出
力を積分する積分回路と、前記ホール素子の電圧出力端
子の一方とグランドとの間に接続され、前記積分回路の
出力信号に応じて抵抗値を変えることができる可変抵抗
素子とを備えたことを特徴とする電力乗算回路。
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|---|---|---|---|
| JP4330844A JP3011559B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 電力乗算回路 |
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| JP4330844A JP3011559B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 電力乗算回路 |
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP3011559B2 (ja) |
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| CH673160A5 (ja) * | 1986-02-10 | 1990-02-15 | Landis & Gyr Ag | |
| US4808918A (en) * | 1986-04-09 | 1989-02-28 | Iskra-Sozd Elektrokovinske Industrije N.Sol.O. | Watthour meter comprising a Hall sensor and a voltage-frequency converter for very low voltages |
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| CH677036A5 (ja) * | 1987-08-06 | 1991-03-28 | Landis & Gyr Betriebs Ag | |
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-
1992
- 1992-12-11 JP JP4330844A patent/JP3011559B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-07-30 US US08/099,535 patent/US5438258A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-06 EP EP93309774A patent/EP0601817B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-06 DE DE69333695T patent/DE69333695T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-09 KR KR1019930026962A patent/KR0125595B1/ko not_active Expired - Fee Related
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| KR940015517A (ko) | 1994-07-21 |
| EP0601817A1 (en) | 1994-06-15 |
| JP3011559B2 (ja) | 2000-02-21 |
| EP0601817B1 (en) | 2004-11-17 |
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