JPS59200970A - デマンドトランスデユ−サ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は交流電流や電力のデマンド計測の用に供され
るデマンドトランスデユーサに関するものである。

一般に、溶接機等のように負荷の変動の激しい回路の電
流等を計測する場合は、汎用の電流計等では指示の変化
が激しく、読みとシが難しい。こ器、たとえば、バイメ
タルを用いた熱動形の計器等を使用していた。

ところで、バイメタルを用いた計器は、計器時定数（以
下、時限と呼ぶ）を均一にするために該バイメタルの精
度を高くする必要があるが、バイメタル材の選定上ない
しは加工上の問題で大きな制約を受けている。またこの
計器は入力信号として計器用変成器の２以側電圧ＡＣＩ
ＩＯＶ、電流ＡＣ５Ａ等を入力する場合が多いため、測
定現場と監視場所かはなれた、いわゆる遠隔計測には測
定現場と計器を結ぶ線路損失等が犬きく、シたがってこ
のような計測態様には不向であった。さらには近年その
普及のめざましいデータロガ−等の電子計算機礎・構に
対してデータを供給できない等の不具合があった。

この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、簡
単な回路構成で均一な時限特性を有したデマンドトラン
スデユーサを提供することを目的としている。すなわち
、任意に選べる時限特性でもって、入力直流電圧（また
は電流）に比例した出力直流電圧（または電流）を得る
ようにすることにより、入力側に交流電流−直流電圧ト
ランスデユーサや電力−直流電圧トランスデユーサ等の
トランスデユーサを設置すれば、交流電流や電力等のデ
マンド計測を容易に打力えるうえ、遠隔計測にも対応で
き、とくにデータロガ−等へのデータ供給が可能となる
。

以下この発明に係るデマンドトランスデユーサを図面に
したがって説、明する。

まず、第１図に示すように横軸に時間ｔ１縦軸に出力Ｅ
。を表わすグラフにおいて、時間ｔ＝ｏのときの出力Ｅ
。−０をスタートとして、１＝１．のときＥＯ−ＥＯＩ
、１＝１２のときＥＯｍ　ＥＯ２、・・・なる軌跡を考
える。この軌跡は第１図に示すように時間ｔが十分大き
くなれば、出力Ｅ。は収束値Ｅｉに限シなく近づくもの
であシ、時間ｔ１、ｔ２、ｔ、・・・について、ｔ１＝
　１．−１１＝　１．−１．−１４−１３−・・・丑（
ただし、ｎ；正の整数τ；定数）とすると、この曲線の
軌跡はつぎの（１）式で表わせるものとする。

（ただし、ｍは正の整数でＥ。ｍおよびＥ。ｍ−１はそ
れぞれｍ番目および（ｍ−１）番目の出力を示す） （１）式の右辺をＥｉ、ｎのみで表わすと、（２）式の
ようになる。

（２）式のＥＯｍおよびＥ。ｎの右辺を簡略化する。

台（ｌ＋（＝−ｋ）十・・・＋（ｌ−合）”−”）＝（
ｓ−（ｔ−ｉ）　）（ｔ＋（ｔ−−ｉ）＋・＋（ｔ−ｉ
）ｎ−’　）−１−’（１−Ｌ）ｎ ・’・Ｅｏｍ−（＋−（１−、）　　）Ｅｔ　　・（３
）Ｅｏｎ＝（ｔ−（ｔ−−！−）”）Ｅｉ　　・（４）
以下に説明するデマンドトランスデユーサは上述した第
１図の曲線で示すような時間−出力特性を有するもので
、該デマンドトランスデユーサに入力Ｅｉを時間ｔだけ
連続して印加したときの出力Ｅ０は上記（３）式、にお
いてＮ　ｌ’ｎ　＝　！　ｎとおいたときの値であるの
で、次式で表わせる。

ここで、犯１図および（１）式において、区間τにおけ
る分割数ｎを十分大きくすれば、上記（６）式に２８）
に近づいていく。たとえばｎ＝１０４　のとき２．７１
８４２、ｎ　＝　１０’のとき２．７１８２８である。

したがって、（６）式は下記（７）式のように普通のＣ
Ｒ横横目回路ように藺止に表わすことができる。

Ｋ０＝（１−ｅ→）　Ｅ　ｉ　・（７）（６） すなわち、第１図および（１）式に示すようにある区間
τを十分細かくｎ分割したとき、（ｍ−）番目およびｍ
番目の各出力Ｅ。ｍ−１およびＥ。ｍの関係がＥ。ｍ＝
ＥＯｍ−１＋π（Ｅ　ｉ　Ｅ　ｏｍ−ｔ　）で表わされ
るように電子回路を構成し、かつ（７）式に示す時定数
τを任意に選べるようにすれば、遠隔計測に対応できる
うえ、データロガ−等へのデータ供給が可能であシ、デ
マンドトランスデユーサとして極めて有効である。

以下、この発明に係るデマンドトランスデユーサの構成
を説明する。

第２図はこの発明に係るデマンドトランスデユーサの一
実施例を示すものである。同図において、（１）は減算
回路で、入力電圧Ｅｉと出力電圧Ｅ。の差（Ｅｉ−Ｅｏ
）に比例した出力を得る回路である。

（２）は絶対値回路で、減算回路（１）の出力（Ｅｉ　
Ｅｏ）の絶対値１Ｅｉ−Ｅｏｌを出力する。（３）は電
圧・周波数コンパーメ以下、“４コンバータと略称する
）で、絶対値回路（２）の出力ＩＥｉ　Ｅｏｌに比例し
た周波数ｆ　＝　ｋｌＥｉ−Ｅｏｌ（ｋ；定数）のパル
スを出力するものである。（４）はコンパレータで減算
回路（１）の出力（Ｅｉ−Ｅｏ）の正負を判別するもの
で、（Ｅｉ−Ｅｏ）≧０のとき論理レベル％Ｉの電圧を
、（Ｅｉ−Ｅ（１）（Ｏのとき論理レベノ♂Ｌ′の電圧
をそれぞれ出力するものである。（５）はカウンタで、
上記悔コンバータ（３）の出力パルスをカウントするも
ので、そのカウント方向はコンパレータ（４）の出力状
態に応じて変化し、コンパレータ（４）の出力が′″Ｈ
′（Ｅｉ−Ｅ０≧０）のときアップカウントし、’Ｌ’
　（Ｅｉ　−Ｅ、（０）のときダウンカウントするよう
になっている。

（６）はディジタル・アナログコンバータ（以下、％コ
ンバータと略称する）で、カウンタ（５）のディジタル
出力をアナログ電圧に変換するものである。（７）は入
力端子、（８）は出力端子である。

以上のように構成された回路において、入力端子（７）
に入力Ｅｉを印加するものとする。第１図およ番 び（１）式に示すように区間τを十分細かくｎ分割し、
（ｍ−ｔ）番目の出力をＥ。Ｉ’？１としたとき、減算
回路（１）では（Ｅｉ−Ｅｏｍ−ｘ）に比例した出力が
得られる。つぎに絶対値回路（２）でｌ　Ｅｉ−Ｅａｍ
　−１１々る出力が得られ、■ 子コンバータ（３）で周波数ｆｍ−、＝ＫＩＥｉ　−Ｅ
　ｏｍ−ｓ　Ｉのパルスが得られる。該周波数ｆｍ’−
１のパルスはカウンタ（５）に入力され、（Ｅｉ　Ｅｏ
ｍ−＋）＞Ｏのときは時間二〇間／　　　　　　　　　
　　　　　　　　　ｎアップカウントされる。該カウン
タ（５）の出力は次段のλコンバータ（６）でアナログ
電圧に変換され、ｍ番目の出力Ｅｏｒｎが得られる。こ
のようにして得られる出力Ｅ。ＩＴｌとＥ。Ｉｎ−１の
間にはつぎの（８）式で示すような関係が成立する。

ＥＯｍ＝　ＥＯｎｌ−１”　Ｎ・Ｋ（”ｉ”’　ａｍ−
ｓ）　−（８）したがって、（８）式においてに一÷と
すると、該（８）式は前記（１）式と同一と々す、その
時間−出力特性は第１図のように左る。

つきに第２図に示す回路の時限τの決定方法について油
、明する。第２図において、Ａコンバータ（６）の出力
からの帰還線（９）を開放すると、減算回路（１）の出
力は入力Ｅｉのみとなシ、このときカウンタ（５）はＰ
コンバータ（６）の出力Ｅ。がＥ。−Ｅｉ、＋なる直ｉ
ωになるようにアップカウントしていく。したかってｔ
−τでＡコンバータ（６）の出力Ｅｏが入力Ｅｉ（Ｃ等
し■ く力るように子コンバータ（３）、カウンタ（５）およ
びＩ） ４コンバータ（Ｇ）の各定数を決めれば、実際に帰還線
（９）を移続しノｔとき、第２図に示すデマンドトラン
スデユーサは前記（７）式で表わせる特性を有すること
になる。

■ たとえば４コンバータ（３）の周波数ｆをｆ　＝　Ｋ、
Ｅｉ　。

カウンタ（５）の出力ＱをＱ−ｉぐ２ｆｔ（ｔ　；時間
）、さらに４コンバータ（６）の出力Ｅ。をＥ。−に３
Ｑとする（Ｋいに２、Ｋ、は定数）と、Ｅａｍ　Ｋ、　
・Ｋ２・Ｋ３−Ｅｉ　ｔとなる。故に、を−τでＥ。＝
Ｅｉとするためには、Ｋ１・Ｋ２・Ｋ３−÷になるよう
に各定数を決めればよい。

ところで上記構成において、コンパレータ（４）による
（Ｅｉ−Ｅｏ）の極性判別は出力を上昇させるか下降さ
せるかを判別するための回路であり、前記説明では第１
図に示すようなＣＲＱ、分回路における充電カーブに相
当する上昇特性のみ記載したが、（Ｅｉ−Ｅｏ）　＜　
ｏ　ｃｏ場合は同様にして放ｉｉｆカーブに相当し、時
定数τを有する下降特性になる。また、絶対値回路（２
）は次段の１体コンバータ（３）が正入力領域のみで動
作するもので、かつ前記上昇特性と下降特性の各時限を
同一にするために有用な回路である。

■ なお、減算回路（１）、絶対値回路（２）１．＄コンパ
ータ（３）、コンパレータ（４）、カウンタ（５）およ
びλコンバータ（６）等はいずれも周知の電子回路で比
較的簡単に実現可能であるので、具体的な回路について
の説明は省略する。上記各回路（１）〜（６）は容易に
高精度化することが可能であシ、また前述した時限τを
決定する各回路（１）〜（６）の定数に１、Ｋ１、Ｋ１
、等は各回路（１）〜（６）に使用する抵抗値等を変え
るだけで容易にかつ精密に設定できる。

以上のようにこの発明によるデマンドトランスデユーサ
は、特殊な部品や回路等を使用することなく、比較的簡
単な回路で均一で、かつ任意に選べる時限特性をもった
出力を得ることができその出力はアナログ電圧あるいは
カウンタの出力を取シ、出せばディジタル値として使用
することができるので、近年その普及のめざましいデー
タロガ−へのデータとして、さらには遠隔計測用として
巾広い利用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るデマンドトランスデユーサの説
明に用いる時間−出力特性図、第２図はこの発明に係る
デマンドトランスデユーサの一例を示すブロック図であ
る。 （１）・・・減算回路、（３）・・・電圧・周波数コン
バータ、（４）・・・コンパレータ、（５）・・・カウ
ンタ、（６）・・・ディジタル・アナログコンバータ。 なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。 代理人大　岩増　雄 丁　続補正書（自発） ’Ｉ’Ｙｊ’ｌ’Ｄ長官殿 １、事イ！１の表示　　　１４°願昭　５８−０７５６
６８号２　発明の名称 デマントトランスデユーサ ３、補正をする者 代表者片由仁へ部 ５、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」。 ６、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力と出力の差に比例ルた出力を得る減算回路と
   、該減算回路の出力に比例した周波数のパルスを得る電
   圧・周波数コンバータと、前記減算回路の出力の正負を
   判別するコンパレータと、アップカウント・ダウンカウ
   ント切換入力端子に前記コンパレータの出力端子を接続
   し、かつクロックパルス入力端子に前記電圧・周波数コ
   ンバータの出力端子を接続してなるカウンタと、該カウ
   ンタの出力をディジタル・アナログ変換するディジタル
   ・アナログコンバータとを備え、該ディジタル・アナロ
   グコンバータの出力端子から任意に選べる時定数をもっ
   て入力に比例した出力を得るようにしたことを特徴とす
   るデマンドトランスデユーサ０