JPH067141B2 - 電子式電力量計 - Google Patents
電子式電力量計Info
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- JPH067141B2 JPH067141B2 JP63223034A JP22303488A JPH067141B2 JP H067141 B2 JPH067141 B2 JP H067141B2 JP 63223034 A JP63223034 A JP 63223034A JP 22303488 A JP22303488 A JP 22303488A JP H067141 B2 JPH067141 B2 JP H067141B2
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- voltage signal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子式電力量計に関し、特に軽負荷時における
オフセット電圧を自動的に除去する手段を設けた電子式
電力量計に関する。
オフセット電圧を自動的に除去する手段を設けた電子式
電力量計に関する。
（従来の技術） 第３図は従来の電子式電力量計の構成図である。この電
子式電力量計には、配電線の負荷電圧ｖに比例した第１
の電圧信号evを出力する補助変圧器（Ｐ．Ｔ）１と、配
電線に流れる消費電流ｉに比例した第２の電圧信号eiを
出力する補助変流器（Ｃ．Ｔ）２とが設けられており、
これらP.T１およびC.T２から出力される第１および第２
の電圧信号ev，eiはそれぞれ電力−電圧変換用のパルス
幅変調回路（乗算回路）３に送られるようになってい
る。
子式電力量計には、配電線の負荷電圧ｖに比例した第１
の電圧信号evを出力する補助変圧器（Ｐ．Ｔ）１と、配
電線に流れる消費電流ｉに比例した第２の電圧信号eiを
出力する補助変流器（Ｃ．Ｔ）２とが設けられており、
これらP.T１およびC.T２から出力される第１および第２
の電圧信号ev，eiはそれぞれ電力−電圧変換用のパルス
幅変調回路（乗算回路）３に送られるようになってい
る。
このパルス幅変調回路３は、第１の電圧信号evをパルス
幅デューティサイクル信号に変調し、このパルス幅デュ
ーティサイクル信号により第２の電圧信号eiを選択的に
入力して配電線の電力に比例した第３の電圧信号を出力
するもので、具体的な構成は第４図に示す如くとなって
おり、次のように作動する。そこで、第４図に示す演算
増幅器Ａs、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１から構成される
積分回路３−１に入力する第１の電圧信号evが零の場
合、この積分回路３−１の出力信号ekと、自身の出力信
号erを反転し分圧した信号−（er／２）とを比較するコ
ンパレータ回路３−２の出力信号erが＋erと設定され、
また分圧抵抗Ｒ２，Ｒ３が同一抵抗値に設定されている
とする。この場合、コンパレータ回路３−２の演算増幅
器Ａcの反転入力端子にはヒステリシスにより生ずる比
較電圧信号ehつまり−（er／２）が加わっており、また
積分回路３−１の演算増幅器Ａsの反転入力端子には抵
抗Ｒ４を通してerが加わっている。この状態において積
分回路３−１の出力信号ekは第５図に示す変化のうち減
少すなわち負側方向への積分傾斜を示すことになる。そ
して、この出力信号ekが−（er／２）に達するとek≦eh
となりコンパレータ回路３−２の出力信号erは反転して
−erとなる。すると、演算増幅器Ａcの反転入力端子に
は（er／２）の電圧が加わり、また演算増幅器Ａsの反
転入力端子には−erの電圧が加わることになる。よっ
て、積分回路３−１の出力電圧ekは第５図に示すように
上昇すなわち正側方向への積分傾斜を示すことになる。
そうして、この出力電圧ekが（er／２）の電圧に達する
と（ek≧eh）となりコンパレータ回路３−２の出力信号
−erは再び反転してerとなる。このようにしてコンパレ
ータ回路３−２の出力信号erは第５図に示す如くとな
る。そして第１の電圧信号evが入力されることにより演
算増幅器Ａcの反転入力端子に加わる電圧が上昇および
下降し、これによりコンパレータ回路３−２の出力信号
±erのパルス幅が変化する。ここで、出力信号erのハイ
レベル期間すなわち＋er期間をta、ローレベル期間すな
わち−er期間をtbとすると、積分回路３−１の出力信号
ekは、 と表わされ、これら第(1)式、第(2)式を用いてＲ１＝Ｒ
４と設定した場合の各期間ta，tbを求めると、 ta＝er・Ｒ１・Ｃ１／（er＋ev） …(3) tb＝er・Ｒ１・Ｃ１／（er−ev） …(4) となる。さらに、これら第３式、第４式を用いて演算増
幅器Ａcのパルス幅デューティ・サイクルＤ，を求め
ると、 Ｄ＝ta／（ta＋tb）＝（er−ev）／２er…(5) ＝tb／（ta＋tb）＝（er＋ev）／２er…(6) となる。
幅デューティサイクル信号に変調し、このパルス幅デュ
ーティサイクル信号により第２の電圧信号eiを選択的に
入力して配電線の電力に比例した第３の電圧信号を出力
するもので、具体的な構成は第４図に示す如くとなって
おり、次のように作動する。そこで、第４図に示す演算
増幅器Ａs、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１から構成される
積分回路３−１に入力する第１の電圧信号evが零の場
合、この積分回路３−１の出力信号ekと、自身の出力信
号erを反転し分圧した信号−（er／２）とを比較するコ
ンパレータ回路３−２の出力信号erが＋erと設定され、
また分圧抵抗Ｒ２，Ｒ３が同一抵抗値に設定されている
とする。この場合、コンパレータ回路３−２の演算増幅
器Ａcの反転入力端子にはヒステリシスにより生ずる比
較電圧信号ehつまり−（er／２）が加わっており、また
積分回路３−１の演算増幅器Ａsの反転入力端子には抵
抗Ｒ４を通してerが加わっている。この状態において積
分回路３−１の出力信号ekは第５図に示す変化のうち減
少すなわち負側方向への積分傾斜を示すことになる。そ
して、この出力信号ekが−（er／２）に達するとek≦eh
となりコンパレータ回路３−２の出力信号erは反転して
−erとなる。すると、演算増幅器Ａcの反転入力端子に
は（er／２）の電圧が加わり、また演算増幅器Ａsの反
転入力端子には−erの電圧が加わることになる。よっ
て、積分回路３−１の出力電圧ekは第５図に示すように
上昇すなわち正側方向への積分傾斜を示すことになる。
そうして、この出力電圧ekが（er／２）の電圧に達する
と（ek≧eh）となりコンパレータ回路３−２の出力信号
−erは再び反転してerとなる。このようにしてコンパレ
ータ回路３−２の出力信号erは第５図に示す如くとな
る。そして第１の電圧信号evが入力されることにより演
算増幅器Ａcの反転入力端子に加わる電圧が上昇および
下降し、これによりコンパレータ回路３−２の出力信号
±erのパルス幅が変化する。ここで、出力信号erのハイ
レベル期間すなわち＋er期間をta、ローレベル期間すな
わち−er期間をtbとすると、積分回路３−１の出力信号
ekは、 と表わされ、これら第(1)式、第(2)式を用いてＲ１＝Ｒ
４と設定した場合の各期間ta，tbを求めると、 ta＝er・Ｒ１・Ｃ１／（er＋ev） …(3) tb＝er・Ｒ１・Ｃ１／（er−ev） …(4) となる。さらに、これら第３式、第４式を用いて演算増
幅器Ａcのパルス幅デューティ・サイクルＤ，を求め
ると、 Ｄ＝ta／（ta＋tb）＝（er−ev）／２er…(5) ＝tb／（ta＋tb）＝（er＋ev）／２er…(6) となる。
そして、このパルス幅デューティ・サイクルＤ，をも
って、トランジスタ等で構成されるアナログスイッチＳ
１〜Ｓ４を開閉動作して第２の電圧信号ei，−eiを入力
する。これら第２の電圧信号ei，−eiはアナログスイッ
チＳ１〜Ｓ４を通ってそれぞれ積分回路３−３，３−４
に送られ、これら積分回路３−３，３−４からは、第１
の電圧信号evと第２の電圧信第eiとの乗算結果である第
３の電圧信号ep，enが出力される。そこで、これら第３
の電圧信号ep，enは、 ep＝ei（）＋（−ei）Ｄ ＝ev・ei／er …(7) en＝ei（Ｄ）＋（−ei） ＝−ev・ei／er …(8) と表わされる。
って、トランジスタ等で構成されるアナログスイッチＳ
１〜Ｓ４を開閉動作して第２の電圧信号ei，−eiを入力
する。これら第２の電圧信号ei，−eiはアナログスイッ
チＳ１〜Ｓ４を通ってそれぞれ積分回路３−３，３−４
に送られ、これら積分回路３−３，３−４からは、第１
の電圧信号evと第２の電圧信第eiとの乗算結果である第
３の電圧信号ep，enが出力される。そこで、これら第３
の電圧信号ep，enは、 ep＝ei（）＋（−ei）Ｄ ＝ev・ei／er …(7) en＝ei（Ｄ）＋（−ei） ＝−ev・ei／er …(8) と表わされる。
そうして、これら第３の出力信号ep，enは電圧−パルス
周波数変換回路４に送られて、電圧に比例したパルス周
波数信号に変換される。
周波数変換回路４に送られて、電圧に比例したパルス周
波数信号に変換される。
ここで、電圧−パルス周波数変換回路４から出力される
パルス周波数信号は、周知の積分回路から構成される軽
負荷自動調整回路５により積分される。この積分によっ
て電圧−パルス周波数変換回路４から出力されるパルス
周波数信号のうちオフセット電圧成分esのみが取出され
る。このオフセット電圧成分esは、電圧−パルス周波数
変換回路４の入力側に負帰還され、オフセット電圧成分
esを除去している。そうして、オフセット電圧成分esが
除去されたパルス周波数信号は分周回路６に送られ、こ
の分周回路６により所定の分周比でもって分周されて重
みづけがなされ、表示回路７に送られる。
パルス周波数信号は、周知の積分回路から構成される軽
負荷自動調整回路５により積分される。この積分によっ
て電圧−パルス周波数変換回路４から出力されるパルス
周波数信号のうちオフセット電圧成分esのみが取出され
る。このオフセット電圧成分esは、電圧−パルス周波数
変換回路４の入力側に負帰還され、オフセット電圧成分
esを除去している。そうして、オフセット電圧成分esが
除去されたパルス周波数信号は分周回路６に送られ、こ
の分周回路６により所定の分周比でもって分周されて重
みづけがなされ、表示回路７に送られる。
（発明が解決しようとする課題） ところで、オフセット電圧esが除去されずに電力ev・ei
に加わると、第６図に示すように電力ev・ei全体がオフ
セット電圧es分だけ上昇した値を示すことになる。な
お、このオフセット電圧esは、実際には数１０ｍVmaxで
ある。したがって、消費電流が大きい重負荷時にはev・
ei》esとなって影響はないが、消費電流が小さい軽負荷
時にはev・eiに対してesの割合が大きくなり、求められ
た電力ev・eiは誤差を多く含んだものとなってしまう。
に加わると、第６図に示すように電力ev・ei全体がオフ
セット電圧es分だけ上昇した値を示すことになる。な
お、このオフセット電圧esは、実際には数１０ｍVmaxで
ある。したがって、消費電流が大きい重負荷時にはev・
ei》esとなって影響はないが、消費電流が小さい軽負荷
時にはev・eiに対してesの割合が大きくなり、求められ
た電力ev・eiは誤差を多く含んだものとなってしまう。
そこで、第４図に示すように軽負荷自動調整回路５によ
りオフセット電圧esを負帰還させて除去しているが、こ
のオフセット電圧esの除去は電圧−パルス周波数変換回
路４において発生したオフセット電圧のみである。
りオフセット電圧esを負帰還させて除去しているが、こ
のオフセット電圧esの除去は電圧−パルス周波数変換回
路４において発生したオフセット電圧のみである。
ところが、第４図に示すようにパルス幅変調回路３にも
演算増幅器が用いられており、これら演算増幅器にもオ
フセット電圧が発生する。しかしながら、これら演算増
幅器のオフセット電圧を除去する回路は設けられておら
ず、このため求められた電力、特に軽負荷時に求められ
た電力には、オフセット電圧分の誤差が大きな割合で含
まれてしまう。
演算増幅器が用いられており、これら演算増幅器にもオ
フセット電圧が発生する。しかしながら、これら演算増
幅器のオフセット電圧を除去する回路は設けられておら
ず、このため求められた電力、特に軽負荷時に求められ
た電力には、オフセット電圧分の誤差が大きな割合で含
まれてしまう。
そこで、本発明は、上記事情に基づいてなされたもの
で、その目的とするところは、電圧−パルス周波数変換
回路のみでなく、パルス幅変調回路のオフセット電圧が
除去できて回路全体のオフセット電圧を除去できる電子
式電力量計を提供することにある。
で、その目的とするところは、電圧−パルス周波数変換
回路のみでなく、パルス幅変調回路のオフセット電圧が
除去できて回路全体のオフセット電圧を除去できる電子
式電力量計を提供することにある。
（課題を解決するための手段と作用） 本発明は、変圧器からの第１の電圧信号と変流器からの
第２の電圧信号とを乗算して電力に比例した第３の電圧
信号を出力するパルス幅変調回路に、軽負荷自動調整回
路から負帰還されるオフセット電圧信号を入力するオフ
セット入力回路、このオフセット入力回路に入力された
オフセット電圧信号に基づいて第１の電圧信号を、オフ
セット電圧成分だけ下降したパルス幅デューティサイク
ル信号に変調する変調回路、この変調回路からのパルス
幅デューティサイクル信号に基づいて第２の電圧信号を
選択的に入力して電力に比例した第３の電圧信号を出力
する乗算回路を設け、この第３の電圧信号を出力−パル
ス周波数変換回路によりパルス周波数信号に変換して電
力出力回路より電力を求めるようにした電子式電力量計
である。
第２の電圧信号とを乗算して電力に比例した第３の電圧
信号を出力するパルス幅変調回路に、軽負荷自動調整回
路から負帰還されるオフセット電圧信号を入力するオフ
セット入力回路、このオフセット入力回路に入力された
オフセット電圧信号に基づいて第１の電圧信号を、オフ
セット電圧成分だけ下降したパルス幅デューティサイク
ル信号に変調する変調回路、この変調回路からのパルス
幅デューティサイクル信号に基づいて第２の電圧信号を
選択的に入力して電力に比例した第３の電圧信号を出力
する乗算回路を設け、この第３の電圧信号を出力−パル
ス周波数変換回路によりパルス周波数信号に変換して電
力出力回路より電力を求めるようにした電子式電力量計
である。
（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明の電子式電力量計の構成図である。
第１図において１０は配電線の負荷電圧ｖに比例した第
１の電圧信号evを出力する補助変圧器（Ｐ．Ｔ）であ
り、１１は配電線に流れる消費電流ｉに比例した第２の
電圧信号eiを出力する補助変流器Ｃ．Ｔである。これら
補助変圧器１０および補助変流器１１から出力される第
１および第２の電圧信号ev，eiは、パルス幅変調回路２
０に送られるように構成されている。
る。第１図は本発明の電子式電力量計の構成図である。
第１図において１０は配電線の負荷電圧ｖに比例した第
１の電圧信号evを出力する補助変圧器（Ｐ．Ｔ）であ
り、１１は配電線に流れる消費電流ｉに比例した第２の
電圧信号eiを出力する補助変流器Ｃ．Ｔである。これら
補助変圧器１０および補助変流器１１から出力される第
１および第２の電圧信号ev，eiは、パルス幅変調回路２
０に送られるように構成されている。
さて、このパルス幅変調回路２０は、自身のオフセット
電圧と電圧−パルス周波数変換回路１２のオフセット電
圧とを加えたオフセット電圧信号efを入力するオフセッ
ト入力回路が設けられ、このオフセット入力回路から入
力したオフセット電圧信号efを、第１の電圧信号evをパ
ルス幅デューティサイクル信号に変調し、この後パルス
幅デューティサイクル信号により第２の電圧信号を選択
的に入力し、これにより配電線に接続された負荷電力に
比例した第３の電圧信号を出力する機能をもったもので
ある。具体的には第２図に示すような構成となってい
る。すなわち、２１はオフセット入力回路であって、こ
のオフセット入力回路２１は、オフセット電圧信号efを
時分割に反転、非反転して出力するもので、オフセット
電圧信号efの入力抵抗Ｒ１０を演算増幅器（以下、OPア
ンプと称す）Ａ１０の反転入力端子に接続し、このOPア
ンプＡ１０の出力端と反転入力端子との間に抵抗Ｒ１１
を接続してある。そして、OPアンプＡ１０の出力端に抵
抗Ｒ１２を介して増幅率１の反転用OPアンプＡ１１の反
転入力端子が接続され、このOPアンプＡ１１の出力端と
反転入力端子との間に抵抗Ｒ１３が接続されている。そ
うして各OPアンプＡ１０，Ａ１１の出力端にトランジス
タ等のアナログスイッチＳ１０，Ｓ１１が接続されてい
る。
電圧と電圧−パルス周波数変換回路１２のオフセット電
圧とを加えたオフセット電圧信号efを入力するオフセッ
ト入力回路が設けられ、このオフセット入力回路から入
力したオフセット電圧信号efを、第１の電圧信号evをパ
ルス幅デューティサイクル信号に変調し、この後パルス
幅デューティサイクル信号により第２の電圧信号を選択
的に入力し、これにより配電線に接続された負荷電力に
比例した第３の電圧信号を出力する機能をもったもので
ある。具体的には第２図に示すような構成となってい
る。すなわち、２１はオフセット入力回路であって、こ
のオフセット入力回路２１は、オフセット電圧信号efを
時分割に反転、非反転して出力するもので、オフセット
電圧信号efの入力抵抗Ｒ１０を演算増幅器（以下、OPア
ンプと称す）Ａ１０の反転入力端子に接続し、このOPア
ンプＡ１０の出力端と反転入力端子との間に抵抗Ｒ１１
を接続してある。そして、OPアンプＡ１０の出力端に抵
抗Ｒ１２を介して増幅率１の反転用OPアンプＡ１１の反
転入力端子が接続され、このOPアンプＡ１１の出力端と
反転入力端子との間に抵抗Ｒ１３が接続されている。そ
うして各OPアンプＡ１０，Ａ１１の出力端にトランジス
タ等のアナログスイッチＳ１０，Ｓ１１が接続されてい
る。
又、積分回路２２及びコンパレータ回路２３は、変調回
路を構成するもので、これら積分回路２２及びコンパレ
ータ回路２３によりオフセット入力回路２１に入力され
たオフセット電圧信号ｅｆに基づいて第１の電圧信号ｅ
Ｖを、オフセット電圧成分だけ下降したパルス幅デュー
ティサイクル信号に変調する機能を有している。
路を構成するもので、これら積分回路２２及びコンパレ
ータ回路２３によりオフセット入力回路２１に入力され
たオフセット電圧信号ｅｆに基づいて第１の電圧信号ｅ
Ｖを、オフセット電圧成分だけ下降したパルス幅デュー
ティサイクル信号に変調する機能を有している。
このうち積分回路２２は、第１の電圧信号evにオフセッ
ト入力回路２１から出力される信号を加えた信号を積分
するもので、OPアンプＡ１２の反転入力端子に増幅器Ａ
１３、抵抗Ｒ１４を介してオフセット入力回路２１の出
力端が接続されている。OPアンプＡ１２の反転入力端子
には入力抵抗Ｒ１５が接続されるとともに、自身の出力
端との間にコンデンサＣ１が接続されている。
ト入力回路２１から出力される信号を加えた信号を積分
するもので、OPアンプＡ１２の反転入力端子に増幅器Ａ
１３、抵抗Ｒ１４を介してオフセット入力回路２１の出
力端が接続されている。OPアンプＡ１２の反転入力端子
には入力抵抗Ｒ１５が接続されるとともに、自身の出力
端との間にコンデンサＣ１が接続されている。
２３はコンパレータ回路であって、これはオフセット入
力回路２１から出力される信号を基準信号として積分回
路２２の出力信号に応じた信号を出力するもので、OPア
ンプＡ１４の非反転入力端子にOPアンプＡ１２の出力端
が接続され、反転入力端子に抵抗分圧回路Ｒ１６，Ｒ１
７を介してオフセット入力回路２１の出力端が接続され
ている。
力回路２１から出力される信号を基準信号として積分回
路２２の出力信号に応じた信号を出力するもので、OPア
ンプＡ１４の非反転入力端子にOPアンプＡ１２の出力端
が接続され、反転入力端子に抵抗分圧回路Ｒ１６，Ｒ１
７を介してオフセット入力回路２１の出力端が接続され
ている。
そうして、OPアンプＡ１４の出力信号によりアナログス
イッチＳ１２，Ｓ１３が開閉動作し、またOPアンプＡ１
４の出力信号がインバータ２４により反転されてアナロ
グスイッチＳ１４，Ｓ１５が開閉動作するようになって
いる。これらアナログスイッチＳ１２〜Ｓ１５は、コン
パレータ回路２３からのパルス幅デューティサイクル信
号に基づいて第２の電圧信号ｅｉを選択的に入力して電
力に比例した第３の電圧信号ｅＱ、ｅＲを出力する乗算
回路としての機能を有するものである。このうちアナロ
グスイッチＳ１２とＳ１５との接続点に抵抗Ｒ１８、コ
ンデンサＣ２から構成される積分回路２５が接続され、
またＳ１３とＳ１４との接続点に抵抗Ｒ１９、コンデン
サＣ３から構成される積分回路２６が接続され、各積分
回路２５，２６から出力される第３の電圧信号eQ，eRが
電圧−パルス周波数変換回路１２に送られる構成となっ
ている。
イッチＳ１２，Ｓ１３が開閉動作し、またOPアンプＡ１
４の出力信号がインバータ２４により反転されてアナロ
グスイッチＳ１４，Ｓ１５が開閉動作するようになって
いる。これらアナログスイッチＳ１２〜Ｓ１５は、コン
パレータ回路２３からのパルス幅デューティサイクル信
号に基づいて第２の電圧信号ｅｉを選択的に入力して電
力に比例した第３の電圧信号ｅＱ、ｅＲを出力する乗算
回路としての機能を有するものである。このうちアナロ
グスイッチＳ１２とＳ１５との接続点に抵抗Ｒ１８、コ
ンデンサＣ２から構成される積分回路２５が接続され、
またＳ１３とＳ１４との接続点に抵抗Ｒ１９、コンデン
サＣ３から構成される積分回路２６が接続され、各積分
回路２５，２６から出力される第３の電圧信号eQ，eRが
電圧−パルス周波数変換回路１２に送られる構成となっ
ている。
さて３０は軽負荷自動調整回路であって、これは電圧−
パルス周波数変換回路１２から出力されるパルス周波数
信号を積分してオフセット電圧成分のみを求め、このオ
フセット電圧信号efを前記パルス幅変調回路２０のオフ
セット入力回路２１に負帰還するもので、具体的には周
知の積分回路から構成されている。
パルス周波数変換回路１２から出力されるパルス周波数
信号を積分してオフセット電圧成分のみを求め、このオ
フセット電圧信号efを前記パルス幅変調回路２０のオフ
セット入力回路２１に負帰還するもので、具体的には周
知の積分回路から構成されている。
また、電圧−パルス周波数変換回路１２の出力端には、
電力出力回路１３を構成する分周回路１４および表示回
路１５が接続されている。
電力出力回路１３を構成する分周回路１４および表示回
路１５が接続されている。
次に上記の如く構成された電力量計の動作について説明
する。Ｐ．Ｔ１０から配電線の負荷電圧に比例した第１
の電圧信号evが出力され、またＣ．Ｔ１１から配電線に
流れる消費電流に比例した第２の電圧信号eiが出力され
ると、これら第１および第２の電圧信号ev，eiはパルス
幅変調回路２０に送られる。このパルス幅変調回路２０
では、軽負荷自動調整回路３０からのオフセット電圧信
号efを入力し、このオフセット電圧信号efを、第１の電
圧信号evをパルス幅デューティサイクル信号に変換する
積分回路２２およびコンパレータ回路２３に供給し、こ
れら回路２２，２３により得られたパルス幅デューティ
サイクル信号により第２の電圧信号ei，−eiを入力して
電力に比例した第３の電圧信号eQ，eRを出力する。
する。Ｐ．Ｔ１０から配電線の負荷電圧に比例した第１
の電圧信号evが出力され、またＣ．Ｔ１１から配電線に
流れる消費電流に比例した第２の電圧信号eiが出力され
ると、これら第１および第２の電圧信号ev，eiはパルス
幅変調回路２０に送られる。このパルス幅変調回路２０
では、軽負荷自動調整回路３０からのオフセット電圧信
号efを入力し、このオフセット電圧信号efを、第１の電
圧信号evをパルス幅デューティサイクル信号に変換する
積分回路２２およびコンパレータ回路２３に供給し、こ
れら回路２２，２３により得られたパルス幅デューティ
サイクル信号により第２の電圧信号ei，−eiを入力して
電力に比例した第３の電圧信号eQ，eRを出力する。
ここで、パルス幅変調回路２０の動作を具体的に説明す
る。オフセット電圧信号efは、オフセット入力回路２１
のOPアンプＡ１０により増幅され〔第２図、ex〕、また
このOPアンプＡ１０で増幅された後、OPアンプＡ１１に
より反転される〔第２図、−ex〕。これら非反転、反転
されたオフセット電圧信号ex、−exは、それぞれアナロ
グスイッチＳ１０，Ｓ１１の開閉動作により積分回路２
２およびコンパレータ回路２３に供給される。
る。オフセット電圧信号efは、オフセット入力回路２１
のOPアンプＡ１０により増幅され〔第２図、ex〕、また
このOPアンプＡ１０で増幅された後、OPアンプＡ１１に
より反転される〔第２図、−ex〕。これら非反転、反転
されたオフセット電圧信号ex、−exは、それぞれアナロ
グスイッチＳ１０，Ｓ１１の開閉動作により積分回路２
２およびコンパレータ回路２３に供給される。
ところで、積分回路２２の出力信号は、第５図に示す出
力信号ekと同様に変化し、コンパレータ回路２３の出力
信号er1は第５図に示す出力信号erと同様に変化する。
よって、アナログスイッチＳ１０はコンパレータ回路２
３の出力信号のローレベル期間に開き、一方のアナログ
スイッチＳ１１はハイレベル期間に開く。そこで、これ
らハイレベルおよびローレベル期間にそれぞれ入力した
オフセット電圧信号−ex，exは、OPアンプＡ１３を介し
てOPアンプＡ１２の反転入力端子に送られるとともに、
抵抗分圧回路Ｒ１６，Ｒ１７により（−ex／２），（ex
／２）にそれぞれ分圧されてOPアンプＡ１４の反転入力
端子に送られる。これにより、コンパレータ回路２３か
らは、パルス幅変調回路２０および電圧−パルス周波数
変換回路１２において発生するオフセット電圧成分だけ
下降した信号が出力される。
力信号ekと同様に変化し、コンパレータ回路２３の出力
信号er1は第５図に示す出力信号erと同様に変化する。
よって、アナログスイッチＳ１０はコンパレータ回路２
３の出力信号のローレベル期間に開き、一方のアナログ
スイッチＳ１１はハイレベル期間に開く。そこで、これ
らハイレベルおよびローレベル期間にそれぞれ入力した
オフセット電圧信号−ex，exは、OPアンプＡ１３を介し
てOPアンプＡ１２の反転入力端子に送られるとともに、
抵抗分圧回路Ｒ１６，Ｒ１７により（−ex／２），（ex
／２）にそれぞれ分圧されてOPアンプＡ１４の反転入力
端子に送られる。これにより、コンパレータ回路２３か
らは、パルス幅変調回路２０および電圧−パルス周波数
変換回路１２において発生するオフセット電圧成分だけ
下降した信号が出力される。
そこで、コンパレータ回路２３の出力信号のハイレベル
期間をtA、ローレベル期間tBとし、さらに各抵抗Ｒ１
４，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７を同一抵抗値としてＲ0で
示すと、積分回路２２の出力信号eKは、 と表わされる。また各期間tA，tBは、 tA＝ex・R0・Ｃ４／（ex＋ev） …(11) tB＝ex・R0・Ｃ４／（ex−ev） …(12) となる。そして、これら第(11)式および第(12)式からコ
ンパレータ回路２３の出力信号のパルス幅デューティサ
イクルＤ，を求めると、これらＤ，は、 Ｄ＝tA（tA＋tB） ＝（ex−ev）／２ex …(13) ＝tB（tA＋tB） ＝（ex＋ev）／２ex …(14) となる。そこで、このパルス幅デューティサイクルＤ，
をもって、アナログスイッチＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１
４，Ｓ１５が開閉動作する。これにより、第２の電圧信
号ei，−eiが選択的に入力し、この結果、各積分回路２
５，２６からは電力に比例した第３の電圧信号eQ，eRが
出力される。以上のようにして電圧−パルス周波数変換
回路１２から出力されるパルス周波数信号に含まれるオ
フセット電圧成分esのみが軽負荷自動調整回路３０によ
り取出されてパルス幅変調回路２０に送られ、これによ
ってオフセット電圧成分が除去される。よって第３の電
圧信号eQ，eRが電圧−パルス周波数変換回路１２により
変換されて出力されるパルス周波数信号にはオフセット
電圧が含まれないものとなる。つまり、分周回路１４に
送られる信号にはパルス幅変調回路２０および電圧−パ
ルス周波数変換回路１２において発生するオフセット電
圧が除去されており、そうして、分周回路１４により分
周された信号は表示回路１５に送られて電力量が表示さ
れる。
期間をtA、ローレベル期間tBとし、さらに各抵抗Ｒ１
４，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７を同一抵抗値としてＲ0で
示すと、積分回路２２の出力信号eKは、 と表わされる。また各期間tA，tBは、 tA＝ex・R0・Ｃ４／（ex＋ev） …(11) tB＝ex・R0・Ｃ４／（ex−ev） …(12) となる。そして、これら第(11)式および第(12)式からコ
ンパレータ回路２３の出力信号のパルス幅デューティサ
イクルＤ，を求めると、これらＤ，は、 Ｄ＝tA（tA＋tB） ＝（ex−ev）／２ex …(13) ＝tB（tA＋tB） ＝（ex＋ev）／２ex …(14) となる。そこで、このパルス幅デューティサイクルＤ，
をもって、アナログスイッチＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１
４，Ｓ１５が開閉動作する。これにより、第２の電圧信
号ei，−eiが選択的に入力し、この結果、各積分回路２
５，２６からは電力に比例した第３の電圧信号eQ，eRが
出力される。以上のようにして電圧−パルス周波数変換
回路１２から出力されるパルス周波数信号に含まれるオ
フセット電圧成分esのみが軽負荷自動調整回路３０によ
り取出されてパルス幅変調回路２０に送られ、これによ
ってオフセット電圧成分が除去される。よって第３の電
圧信号eQ，eRが電圧−パルス周波数変換回路１２により
変換されて出力されるパルス周波数信号にはオフセット
電圧が含まれないものとなる。つまり、分周回路１４に
送られる信号にはパルス幅変調回路２０および電圧−パ
ルス周波数変換回路１２において発生するオフセット電
圧が除去されており、そうして、分周回路１４により分
周された信号は表示回路１５に送られて電力量が表示さ
れる。
この一実施例においては、パルス幅変調回路２０にオフ
セット入力回路２１を設け、このオフセット入力回路２
１から入力したパルス幅変調回路２０および電圧−パル
ス周波数変換回路１２のオフセット電圧信号efを積分回
路２２およびコンパレータ回路２３に与えてオフセット
電圧を除去するようにしたので、パルス幅変調回路２０
および電圧−パルス周波数変換回路１２における各OPア
ンプに発生するオフセット電圧つまり電力量計全体のオ
フセット電圧が除去できる。特に従来軽負荷時にあって
は、オフセット電圧の影響が大きくなり正確な電力量の
測定が不可能であったが、この一実施例の電力量計では
軽負荷時のオフセット電圧が除去でき、軽負荷時にも正
確な電力量が測定できる。
セット入力回路２１を設け、このオフセット入力回路２
１から入力したパルス幅変調回路２０および電圧−パル
ス周波数変換回路１２のオフセット電圧信号efを積分回
路２２およびコンパレータ回路２３に与えてオフセット
電圧を除去するようにしたので、パルス幅変調回路２０
および電圧−パルス周波数変換回路１２における各OPア
ンプに発生するオフセット電圧つまり電力量計全体のオ
フセット電圧が除去できる。特に従来軽負荷時にあって
は、オフセット電圧の影響が大きくなり正確な電力量の
測定が不可能であったが、この一実施例の電力量計では
軽負荷時のオフセット電圧が除去でき、軽負荷時にも正
確な電力量が測定できる。
したがって、この一実施例の電力量計は、特別精密クラ
スを必要とする電力設備、例えば発電所に適用すること
ができる。
スを必要とする電力設備、例えば発電所に適用すること
ができる。
また、OPアンプＡ１０の増幅率を設定変更することによ
りＰ．Ｔ１０，Ｃ．Ｔ１１に発生する誤差電圧分が除去
できる。
りＰ．Ｔ１０，Ｃ．Ｔ１１に発生する誤差電圧分が除去
できる。
本発明によれば、電圧−パルス周波数変換回路のみでな
く演算増幅器を有するパルス幅変調回路のオフセット電
圧をも除去できて電力量計全体のオフセット電圧を除去
できる電子式電力量計を提供できる。
く演算増幅器を有するパルス幅変調回路のオフセット電
圧をも除去できて電力量計全体のオフセット電圧を除去
できる電子式電力量計を提供できる。
第１図は本発明に係る電子式電力量計の一実施例を示す
構成図、第２図は第１図に示す電力量計におけるパルス
幅変調回路の具体的な構成図、第３図は従来の電子式電
力量計の構成図、第４図は第３図に示す電力量計におけ
るパルス幅変調回路の具体的な構成図、第５図は第４図
に示すパルス幅変調回路の動作タイミング図、第６図は
電子式電力量計におけるオフセット電圧による誤差を説
明するための図である。 １０…補助変圧器、１１…補助変流器、１２…電圧−パ
ルス周波数変換回路、１３…電力出力回路、１４…分周
回路、１５…表示回路、２０…パルス幅変調回路、２１
…オフセット入力回路、２２…積分回路、２３…コンパ
レータ回路、２５，２６…積分回路、Ｓ１０〜Ｓ１５…
アナログスイッチ、３０…軽負荷自動調整回路。
構成図、第２図は第１図に示す電力量計におけるパルス
幅変調回路の具体的な構成図、第３図は従来の電子式電
力量計の構成図、第４図は第３図に示す電力量計におけ
るパルス幅変調回路の具体的な構成図、第５図は第４図
に示すパルス幅変調回路の動作タイミング図、第６図は
電子式電力量計におけるオフセット電圧による誤差を説
明するための図である。 １０…補助変圧器、１１…補助変流器、１２…電圧−パ
ルス周波数変換回路、１３…電力出力回路、１４…分周
回路、１５…表示回路、２０…パルス幅変調回路、２１
…オフセット入力回路、２２…積分回路、２３…コンパ
レータ回路、２５，２６…積分回路、Ｓ１０〜Ｓ１５…
アナログスイッチ、３０…軽負荷自動調整回路。
Claims (1)
- 【請求項１】配電線の負荷電圧に比例した第１の電圧信
号に変換する変圧器と、 前記配電線に流れる消費電流に比例した第２の電圧信号
に変換する変流器と、 前記第１の電圧信号及び前記第２の電圧信号に基づいて
電力に比例した第３の電圧信号を出力するパルス幅変調
回路と、 このパルス幅変調回路から出力される第３の電圧信号を
パルス周波数信号に変換する電圧−パルス周波数変換回
路と、 この電圧−パルス周波数変換回路から出力されるパルス
周波数信号を積分してオフセット電圧信号を取り出す軽
負荷自動調整回路と、 前記電圧−パルス周波数変換回路から出力される第３の
電圧信号を分周して電力を求める電力出力回路と、 を有する電子式電力量計において、 前記パルス幅変調回路は、 前記軽負荷自動調整回路から負帰還されるオフセット電
圧信号を入力するオフセット入力回路と、 このオフセット入力回路に入力されたオフセット電圧信
号に基づいて前記第１の電圧信号を、前記オフセット電
圧成分だけ下降したパルス幅デューティサイクル信号に
変調する変調回路と、 この変調回路からのパルス幅デューティサイクル信号に
基づいて前記第２の電圧信号を選択的に入力して電力に
比例した前記第３の電圧信号を出力する乗算回路と、 を有することを特徴とする電子式電力量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63223034A JPH067141B2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 電子式電力量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63223034A JPH067141B2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 電子式電力量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271162A JPH0271162A (ja) | 1990-03-09 |
| JPH067141B2 true JPH067141B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=16791809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63223034A Expired - Fee Related JPH067141B2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 電子式電力量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067141B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571972A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-07 | Toshiba Corp | Electronic type electric energy meter |
| JPS60146864U (ja) * | 1984-03-09 | 1985-09-30 | 東京電力株式会社 | 電子式電力量計 |
-
1988
- 1988-09-06 JP JP63223034A patent/JPH067141B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0271162A (ja) | 1990-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |