JPH08310U - 交流計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】一般の人が家電機器の消費電流を計測する際、
前記家電機器のプラグをコンセントを差し込むのみで、
感電を心配することなく安全に測定することができ、か
つ簡単な構成から成る交流電力計を提供することを目的
とする。 【構成】低電流を計測する時は第１の計測端に負荷を接
続し、３個の直列抵抗の電圧降下を昇圧し、整流しメ−
タの振れを読み取る。高電流を計測する時は第３の計測
端に負荷を接続し、３個の直列抵抗のうち入力側の抵抗
にしか負荷電流は流れないから、この負荷電流による電
圧降下を昇圧し整流しメ−タの振れを読み取る。なお、
負荷電流が流れない２個の抵抗は、回路的に昇圧器の入
力インピダンスに直列に接続される形になるが、昇圧器
の入力インピダンスに比較して無視できる値とすること
ができるので、読み取った電流値に問題となるような誤
差を生じない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、家電機器等の使用電流を負荷の重さに応じて適宜計測端を選び、家 電機器のプラグをコンセントを差し込んで測定する交流計器（交流電流計又は交 流電力計）に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、２線式電源の場合、クランプ式の交流電流計が使用されている。この交 流電流計では、２線式電源ラインのうち、１線のみをクランプして計測する。計 測の際は、電流値によって、適宜測定レンジを切り換える。ただし、この計測方 法で家電機器の消費電流を計測する場合には、図５に示すような事前の準備作業 が必要となる。即ち、入力電源側と家電機器側とを２本の単線で接続しなければ ならない。そして、２本の単線の内の１本をクランプして計測する。

【０００３】 また、一般に普及しているテスタを利用して計測する方法がある。ただし、一 般のテスタは、家電機器の消費電流のように大きな電流を計測することが出来な いので、図６に示すように、クランプ式の交流電流計で計測する場合と同様の事 前の準備作業が必要となる。即ち、２本の単線を相互に配線し、その内の１本の 途中に抵抗６を直列に接続する。そして、抵抗６を流れる電流によって降下する 電圧値を前記抵抗６の値で除して、消費電流を算出している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の計測方法におけるクランプ式の交流電流計は、一般の人には感電という 危険を伴う事前の準備作業を必要とする他に、電気工事士が業務用で使用するも のであるために、高価なもので一般家庭には常備されていないという問題があっ た。また、テスタを利用して計測する方法は、上記と同様に危険な事前準備が必 要であり、その他に計測する電流値に合わせて大小の抵抗を準備しなければなら ないという不便さがあった。

【０００５】 本考案は、この課題に鑑み、一般の人でも、簡単に家庭電気製品等の広範囲の 消費電流（即ち、交流電流）を計測できる交流電流計又は交流電力計を提供する ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記の目的を達成するために、２端子を１対として形成されている 計測端をＮ個備え、交流電力の入力端の片方の端子を第１の計測端から第Ｎの計 測端までの片方のそれぞれの端子に配線し、入力端の他方の端子にＮ個の抵抗を 直列に接続し、終端の抵抗を第１の計測端の他方の端子に配線し、前記直列抵抗 のＮ−１個のそれぞれの接続点を第２の計測端から第Ｎの計測端までの他方のそ れぞれの端子に配線し、Ｎ個の出力端のいずれかの１個の計測端に負荷をかけた 時に前記抵抗を流れる電流によって降下した電圧を昇圧器により昇圧し、昇圧さ れた交流電圧を整流器により整流し、整流された直流電流を調整抵抗を介して直 流電流計に供給し、該直流電流計を流れる直流電流値から交流計測値を知るよう にしている。

【０００７】

【作用】

低電流を計測する時は第１の計測端に負荷を接続し、３個の直列抵抗の電圧降 下を昇圧し、整流しメ−タの振れを読み取る。高電流を計測する時は第３の計測 端に負荷を接続し、３個の直列抵抗のうち入力側の抵抗にしか負荷電流は流れな いから、この負荷電流による電圧降下を昇圧して整流しメ−タの振れを読み取る 。

【０００８】 なお、負荷電流が流れない２個の抵抗は、回路的に昇圧器の入力インピダンス に直列に接続される形になるが、昇圧器の入力インピダンスに比較して無視でき る値とすることができるので、読み取った計測値に問題となるような誤差を生じ ない。

【０００９】

【実施例】

図１から図４は、本考案の実施例で示したブロック図である。なお、図中共通 部分には、同一の符号を付している。

【００１０】 先ず、図１につい説明する。

【００１１】 入力電力は、端子Ａ及び端子Ｂに入力され、低負荷の時は負荷を第１の計測端 に接続する。即ち、出力端子Ａ１及び出力端子Ｂ１に接続する。直列抵抗Ｒ１、 Ｒ２及びＲ３に流れる負荷電流によって生じた電圧降下は、電圧増幅器１によっ て増幅された後、整流器２によって整流され、調整抵抗Ｒ４を介して直流電流計 ３によって計測される。

【００１２】 重い負荷の時は、負荷電流に合わせて第２の計測端又は第３の計測端を使用す ることになるが、例えば、第３の計測端を使用した場合には、抵抗Ｒ１に流れる 負荷電流によって生じた電圧降下を結果的に計測することになる。なお、調整抵 抗Ｒ４は、直流電流計３の校正に使用される。

【００１３】 この場合、抵抗Ｒ２及びＲ３は電圧増幅器１の入力インピ−ダンスに直列に接 続される形となる。ここで、これら２個の抵抗によって計測値に誤差が生じない かが問題となる。

【００１４】 そこで、具体的例をあげて個々の抵抗値の大きさを説明する。なお、ＩＣとダ イオ−ドを組み合わせた直線形整流器よりも、条件の悪いダイオ−ドのみの非直 線形整流器を使用することを前提にして説明する。

【００１５】 測定精度を向上させるために、直流電流計３のフルスケ−ルの３０パ−セント 値以上を整流器２の直線部分で作動させることとすれば、整流器２の入力電圧、 即ち電圧増幅器１の出力電圧は、３０パ−セント値指針時に約１ボルトにするの が通例であり、その場合の１００パ−セント値指針時には約３．３ボルトになる 。電圧増幅器１の電圧増幅度を１００倍とすれば、電圧増幅器１の入力電圧は、 １００パ−セント値指針時に約０．０３３ボルトになる。

【００１６】 例えば、第３の計測端に入力電圧が１００ボルトで最大消費電力が１．５キロ ワットの負荷を接続したとすれば、Ｒ１を流れる電流は１５アンペアとなり、結 局抵抗Ｒ１の抵抗値は、約０．００２２オ−ムとなる。次に、Ｒ２であるが、第 ２の計測端の最大計測電力が６００ワットとすれば、計算結果は約０．００３３ オ−ムとなる。最後に、Ｒ３であるが、第１の計測端の最大計測電力が１５０ワ ットとすれば、約０．０２２オ−ムとなる。

【００１７】 このＲ１、Ｒ２及びＲ３のような低抵抗は、ニクロム線を使用して実現するの が経済的である。ただし、所定の抵抗値を実現するためには、ニクロム線の長さ をより正確に決める必要がある。このための一つの方法として、ニクロム線を電 気的導体と点接触させて固定する。

【００１８】 以上述べたように、Ｒ１．Ｒ２．Ｒ３の抵抗値は僅少であり、電圧増幅器１の 入力インピ−ダンスに比べ無視する程に小さく、計測値に誤差が生じる問題は、 実用上ない。また、上述の抵抗による電圧降下（最大約０．０３３ボルト）も僅 少であり、負荷の動作電圧に殆ど影響を与えない。なお、図１で、直流電流計３ は一般的な数十マイクロアンペア級を使用する。この場合、低負荷を計測する第 １の計測端に誤って重い負荷を接続した場合、メ−タを保護する方法の一つとし て、電圧増幅器１又は整流器２の出力側に振幅制限器を設け振幅を制限する。制 限するレベルは、一つには、メ−タのフルスケ−ル側における計測誤差、他には メ−タの指針とその駆動機構部の強度を考慮して決める。おおよその制限レベル は、第１の計測端に重い負荷を接続した時にフルスケ−ルの約１４０パ−セント 値に設定する。

【００１９】 図２は、図１で示された電池４の代わりに、電圧増幅器１の電源を入力電力か ら得るようにしたものである。この回路は、一般に使用されているので説明を省 略する。図３は、図１または図２で示された電圧増幅器１の代わりに、昇圧トラ ンス４によって昇圧するようにしたものである。

【００２０】 図４は、計測端が２個の場合である。特徴は、出力端子Ｂ１と出力端子Ｂ２と を共用した点である。以上、本考案の交流計器は、交流電流計として使用する他 に、１００ボルト系又は２００ボルト系で使用する場合に、直流電流計３の目盛 り（即ち、スケ−ル）を電力に換算することによって、交流電力計として使用す ることができ、交流電圧計と同様、本考案登録の請求範囲内にある。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案はＮ個の抵抗を直列に接続し、その降下電圧の利 用に工夫したので、１組の計測回路で複数の計測端を簡単に構成することができ る。また、本考案を一般的なコンセントを利用して構成すれば、一般の人でもプ ラグをコンセントに差し込むのみで、感電を心配することなく、家電機器の消費 電流や消費電力を安全に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例であって、昇圧手段として電圧
増幅器を使用した時のブロック図である。

【図２】図１において、電圧増幅器用電源を他の手段に
変えた時のブロック図である。

【図３】本考案の他の実施例であって、昇圧手段として
昇圧トランスを使用した時のブロック図である。

【図４】本考案の実施例であって、計測端の端子を共用
した時のブロック図である。

【図５】従来の実施例であって、クランプ式交流電流計
で計測する方法を示した図である。

【図６】従来の実施例であって、一般のテスタで計測す
る方法を示した図である。

【符号の説明】

１ 電圧増幅器 ２ 整流器 ３ 直流電流計 ４ 昇圧トランス ５ クランプ式交流電流計 ６ テスタ Ｒ１〜Ｒ３ 直列抵抗 Ｒ４ 調整抵抗 Ｒ５ 抵抗 Ｒ６ 抵抗 Ｃ１、Ｃ２ キャパシタ Ｄ１ ダイオ−ド Ｄ２ 定電圧ダイオ−ド

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２端子を１対として形成されている計測
   端をＮ個（Ｎは２以上の整数）有する２線式の交流計器
   であって、交流電力の入力端の片方の端子を第１の計測
   端から第Ｎの計測端までの片方のそれぞれの端子に配線
   し、入力端の他方の端子にＮ個の抵抗を直列に接続し、
   終端の抵抗を第１の計測端の他方の端子に配線し、前記
   直列抵抗のＮ−１個のそれぞれの接続点を第２の計測端
   から第Ｎの計測端までの他方のそれぞれの端子に配線
   し、Ｎ個の出力端のいずれかの１個の計測端に負荷をか
   けた時に前記抵抗を流れる電流によって降下した電圧を
   昇圧器により昇圧し、昇圧された交流電圧を整流器によ
   り整流し、整流された直流電流を調整抵抗を介して直流
   電流計に供給し、該直流電流計を流れる直流電流値から
   交流計測値を知ることを特徴とする交流計器。
2. 【請求項２】 Ｎが２であって、入力端から直接配線さ
   れる第１の計測端の端子と第２の計測端の端子とを共用
   して１個の端子とすることを特徴とする請求項１の交流
   計器。