JP3001238B2 - Watt hour meter - Google Patents
Watt hour meterInfo
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- JP3001238B2 JP3001238B2 JP2220028A JP22002890A JP3001238B2 JP 3001238 B2 JP3001238 B2 JP 3001238B2 JP 2220028 A JP2220028 A JP 2220028A JP 22002890 A JP22002890 A JP 22002890A JP 3001238 B2 JP3001238 B2 JP 3001238B2
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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
- G01R21/133—Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力量計に関し、特に電子回路を用いて積算
電力量を算出する電力量計に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a watt-hour meter, and more particularly to a watt-hour meter that calculates an integrated power amount using an electronic circuit.
電力量計は、検定用として計量電力量に比例したパル
スを出力する。従来の電力量計では、商用周波数の1周
期内において一定電圧・電流であっても、計量電力に比
例したパルスを、第5図(d)に示す様に、疎密波とし
て出力していた。The watt hour meter outputs a pulse proportional to the measured power amount for verification. In a conventional watt-hour meter, a pulse proportional to the measured power is output as a compression wave as shown in FIG. 5 (d), even if the voltage and current are constant within one cycle of the commercial frequency.
〔発明が解決しようとする課題〕 上述したように、従来の電力量計では、検定用パルス
出力が1周期内において疎密波となっている。そのた
め、短時間で検定を行う場合、検定開始又は終了タイミ
ングがパルス出力の疎近傍であるか密近傍であるかによ
り、一定期間内のパルス出力数にバラツキが生じる。そ
の結果、検定精度が悪くなるという問題点がある。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional watt-hour meter, the pulse output for verification is a compression wave in one cycle. Therefore, when the test is performed in a short time, the number of pulse outputs within a certain period varies depending on whether the test start or end timing is close or close to the pulse output. As a result, there is a problem that the test accuracy is deteriorated.
従って、本発明の目的は、検定精度が高い電力量計を
提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a watt-hour meter with high verification accuracy.
本発明による電力量計は、入力電圧信号及び入力電流
信号を用いて積算電力量を表す積算電力信号を求める電
力量計に於いて、 前記入力電圧信号をディジタル電圧信号に変換する第
1のアナログ/ディジタル変換器と、 前記入力電流信号をディジタル電流信号に変換する第
2のアナログ/ディジタル変換器と、 前記ディジタル電圧信号と前記ディジタル電流信号と
を乗算して乗算結果信号を出力するディジタル乗算器
と、 前記乗算結果信号に対してフィルタリングを行い平滑
された信号を出力するディジタルフィルタと、 前記フィルタされた信号を積分して前記積算電力信号
を出力する積分器と を有することを特徴とする。A watt hour meter according to the present invention is a watt hour meter for obtaining an integrated power signal representing an integrated power amount using an input voltage signal and an input current signal, wherein the first analog converting the input voltage signal into a digital voltage signal / Digital converter, a second analog / digital converter for converting the input current signal into a digital current signal, and a digital multiplier for multiplying the digital voltage signal by the digital current signal and outputting a multiplication result signal And a digital filter that filters the multiplication result signal and outputs a smoothed signal; and an integrator that integrates the filtered signal and outputs the integrated power signal.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図を参照すると、本発明の一実施例による電力量
計は、入力電圧信号1及び入力電流信号2を用いて積算
電力量を表す積算電力信号を求めるものである。Referring to FIG. 1, a watt hour meter according to one embodiment of the present invention obtains an integrated power signal representing an integrated power amount using an input voltage signal 1 and an input current signal 2.
入力電圧信号1及び入力電流信号2はそれぞれアナロ
グ電圧値(V)及びアナログ電流値(I)を表してい
る。入力電圧信号1及び入力電流信号2はそれぞれ第1
のアナログ/ディジタル変換器3及び第2のアナログ/
ディジタル変換器4に供給される。第1のアナログ/デ
ィジタル変換器3は入力電圧信号1をディジタル電圧信
号5に変換する。同様に、第2のアナログ/ディジタル
変換器4は入力電流信号2をディジタル電流信号6に変
換する。ディジタル電圧信号5及びディジタル電流信号
6はそれぞれディジタル電圧値及びディジタル電流値を
表している。The input voltage signal 1 and the input current signal 2 represent an analog voltage value (V) and an analog current value (I), respectively. The input voltage signal 1 and the input current signal 2 are the first
Analog / digital converter 3 and a second analog / digital converter
It is supplied to the digital converter 4. The first analog / digital converter 3 converts the input voltage signal 1 into a digital voltage signal 5. Similarly, the second analog / digital converter 4 converts the input current signal 2 into a digital current signal 6. The digital voltage signal 5 and the digital current signal 6 represent a digital voltage value and a digital current value, respectively.
ディジタル電圧信号5及びディジタル電流信号6はデ
ィジタル乗算器7に供給される。ディジタル乗算器7は
ディジタル電圧信号5とディジタル電流信号6とを乗算
して乗算結果信号8を出力する。乗算結果信号8はディ
ジタル電力値を表している。The digital voltage signal 5 and the digital current signal 6 are supplied to a digital multiplier 7. Digital multiplier 7 multiplies digital voltage signal 5 by digital current signal 6 and outputs multiplication result signal 8. The multiplication result signal 8 represents a digital power value.
以下では、入力電圧信号1及び入力電流信号2が、そ
れぞれ、第5図(a)及び(b)に示されるような、50
Hzの正弦波信号である場合について説明する。このと
き、ディジタル乗算器7から出力される乗算結果信号8
は、第5図(c)に示されるように、入力電圧信号1と
入力電流信号2の振幅の積に比例した直流成分と100Hz
の正弦波信号との和である和信号となる。In the following, the input voltage signal 1 and the input current signal 2 are respectively expressed as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
The case of a sine wave signal of Hz will be described. At this time, the multiplication result signal 8 output from the digital multiplier 7
Is a DC component proportional to the product of the amplitudes of the input voltage signal 1 and the input current signal 2 and 100 Hz, as shown in FIG.
Sine wave signal.
本実施例では、この和信号から100Hzの正弦波信号を
除去するために、乗算結果信号8をディジタル帯域抑圧
フィルタ9に供給している。In the present embodiment, the multiplication result signal 8 is supplied to the digital band suppression filter 9 in order to remove a 100 Hz sine wave signal from the sum signal.
第2図には、第1図の電力計に使用したディジタル帯
域抑圧フィルタ9の抑圧量の周波数特性が示されてい
る。第2図から明らかなように、ディジタル帯域抑圧フ
ィルタ9は、直流成分を通過し、100Hzの交流成分を十
分に抑圧する特性をもっている。このディジタル帯域抑
圧フィルタ9から出力される平滑された信号10は、第5
図(e)に示されるように、乗算結果信号8を平滑した
信号である。FIG. 2 shows the frequency characteristic of the suppression amount of the digital band suppression filter 9 used in the power meter of FIG. As apparent from FIG. 2, the digital band suppression filter 9 has a characteristic of passing a DC component and sufficiently suppressing an AC component of 100 Hz. The smoothed signal 10 output from the digital band suppression filter 9 is
As shown in FIG. 7E, the signal is a signal obtained by smoothing the multiplication result signal 8.
平滑された信号10はディジタル積分器11に供給され
る。ディジタル積分器11は平滑された信号10を積分して
積分された信号12を出力する。積分された信号12はディ
ジタル積算電力量を表わす積算電力信号である。The smoothed signal 10 is supplied to a digital integrator 11. The digital integrator 11 integrates the smoothed signal 10 and outputs an integrated signal 12. The integrated signal 12 is an integrated power signal representing the digital integrated power amount.
本実施例では、積算電力信号12は電力量/パルス変換
回路13に供給される。電力量/パルス変換回路13は、積
算電力信号12を電力量/パルス変換して、第5図(f)
に示されるような、電力パルス出力信号14を出力する。In this embodiment, the integrated power signal 12 is supplied to the power / pulse conversion circuit 13. The electric energy / pulse conversion circuit 13 converts the integrated electric power signal 12 into electric energy / pulse, and the electric power / pulse conversion circuit 13 shown in FIG.
The power pulse output signal 14 is output as shown in FIG.
第3図は、本発明の第2の実施例による電力量計のブ
ロック図である。ディジタルフィルタとしてディジタル
帯域抑圧フィルタ9の代わりに低域通過フィルタ9aを用
いたことを除いて、第1図に示されたものと同様の構成
を有する。FIG. 3 is a block diagram of a watt hour meter according to a second embodiment of the present invention. It has the same configuration as that shown in FIG. 1 except that a low-pass filter 9a is used instead of the digital band-pass filter 9 as a digital filter.
本実施例で使用されるアナログ/ディジタル変換器3
及び4は、入力電圧信号1及び入力電流信号2の周波数
50Hzに比較して十分に高いサンプリング周波数fs0を持
つとする。本例では、サンプリング周波数fs0が102.4kH
zであるとする。Analog / digital converter 3 used in this embodiment
And 4 are the frequencies of the input voltage signal 1 and the input current signal 2
It is assumed that the sampling frequency fs0 is sufficiently higher than 50 Hz. In this example, the sampling frequency fs0 is 102.4 kHz.
Let it be z.
本実施例では、低域通過フィルタ9aは、直列接続され
た10個のディジタル低域通過フィルタ91と、互いに隣合
う2個のディジタル低域通過フィルタ91間に挿入された
9個のデシメータ92とから成る。In the present embodiment, the low-pass filter 9a is composed of ten digital low-pass filters 91 connected in series, and nine decimators 92 inserted between two adjacent digital low-pass filters 91. Consists of
ディジタル低域通過フィルタ91の各々は、次式の伝達
関数H(z)で表される伝達特性をもつ。Each of the digital low-pass filters 91 has transfer characteristics represented by the following transfer function H (z).
H(z)=(1−z-1)/2 (1) ここで、(1)式で表される伝達関数H(z)をもつ
ディジタル低域通過フィルタ91は、第4図に示されるよ
うに、直流成分を通過させサンプリング周波数fsの1/2
の周波数成分を抑圧する特性を持つ。H (z) = (1−z −1 ) / 2 (1) Here, the digital low-pass filter 91 having the transfer function H (z) represented by the equation (1) is shown in FIG. Pass the DC component and
Has the characteristic of suppressing the frequency component of
初段のディジタル低域通過フィルタ91の出力はそれに
接続されたデシメータ92により間引きサンプリングが行
われる。そのサンプリング周波数fsは、アナログ/ディ
ジタル変換器3及び4のサンプリング周波数fs0の1/2で
ある51.2kHzの第1のサンプリング周波数fs1である。The output of the first-stage digital low-pass filter 91 is subjected to sampling by a decimator 92 connected to the output. The sampling frequency fs is a first sampling frequency fs1 of 51.2 kHz, which is 1/2 of the sampling frequency fs0 of the analog / digital converters 3 and 4.
以下、同様の処理を繰り返すことにより、サンプリン
グ周波数fsが第9のサンプリング周波数fs9の200Hzであ
る終段のディジタル低域通過フィルタ91で100Hzの信号
成分が抑圧される。これにより、終段のディジタル低域
通過フィルタ91の出力からは、第5図(e)に示される
ような、平滑された信号10が得られる。Thereafter, by repeating the same processing, the 100 Hz signal component is suppressed by the digital low-pass filter 91 at the final stage where the sampling frequency fs is 200 Hz of the ninth sampling frequency fs9. Thereby, a smoothed signal 10 as shown in FIG. 5E is obtained from the output of the digital low-pass filter 91 at the last stage.
以上、一例として50Hzの場合について説明したが、60
Hzをはじめその他の周波数の場合においても、同様な方
法を適用することができることは明らかである。As described above, the case of 50 Hz has been described as an example.
Obviously, the same method can be applied to other frequencies including Hz.
以上説明したように、本発明は、ディジタル乗算器の
出力にディジタルフィルタを備えることにより、電力パ
ルス出力は疎密がない等間隔なパルスとなる。従って、
短時間で検定を行う場合でも、一定期間内のパルス出力
数が安定するので、検定精度が高くなるという効果があ
る。As described above, according to the present invention, a digital filter is provided in the output of the digital multiplier, so that the power pulse output is an equally-spaced pulse with no sparse / dense. Therefore,
Even when the test is performed in a short time, the number of pulse outputs within a certain period is stabilized, so that there is an effect that the test accuracy is increased.
第1図は本発明の第1の実施例による電力量計を示すブ
ロック図、第2図は第1図の電力量計に使用されるディ
ジタル帯域抑圧フィルタの抑圧量の周波数特性を示す
図、第3図は本発明の第2の実施例による電力量計を示
すブロック図、第4図は第3図の電力量計に使用される
ディジタル低域通過フィルタの損失の周波数特性を示す
図、第5図は本発明による電力量計の各部の波形例とデ
ィジタルフィルタが無い場合の電力パルス出力波形例と
を示す図である。 3,4……アナログ/ディジタル変換器、7……ディジタ
ル乗算器、9……ディジタル帯域抑圧フィルタ、9a……
低域通過フィルタ、11……ディジタル積分器、13……電
力量/パルス変換回路。FIG. 1 is a block diagram showing a watt hour meter according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing frequency characteristics of a suppression amount of a digital band suppression filter used in the watt hour meter of FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram showing a watt-hour meter according to a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics of loss of a digital low-pass filter used in the watt-hour meter of FIG. 3, FIG. 5 is a diagram showing a waveform example of each part of the watt hour meter according to the present invention and a power pulse output waveform example without a digital filter. 3,4 ... A / D converter, 7 ... Digital multiplier, 9 ... Digital band suppression filter, 9a ...
Low-pass filter, 11 ... Digital integrator, 13 ... Power / pulse conversion circuit.
フロントページの続き (72)発明者 小松 政敏 東京都港区芝5丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 高木 利夫 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東京電力株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−92771(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 21/00 - 22/04 G01R 11/00 - 11/66 Continuation of the front page (72) Inventor Masatoshi Komatsu 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Corporation (72) Inventor Toshio Takagi 1-3-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Tokyo Electric Power Company (56) References JP-A-3-92771 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01R 21/00-22/04 G01R 11/00-11/66
Claims (3)
算電力量を表す積算電力信号を求める電力量計に於い
て、 前記入力電圧信号をディジタル電圧信号に変換する第1
のアナログ/ディジタル変換器と、 前記入力電流信号をディジタル電流信号に変換する第2
のアナログ/ディジタル変換器と、 前記ディジタル電圧信号と前記ディジタル電流信号とを
乗算して乗算結果信号を出力するディジタル乗算器と、 前記乗算結果信号に対してフィルタリングを行い平滑さ
れた信号を出力するディジタルフィルタと、 前記平滑された信号を積分して前記積算電力信号を出力
する積分器と を有することを特徴とする電力量計。1. A watt hour meter for obtaining an integrated power signal representing an integrated power amount using an input voltage signal and an input current signal, wherein the input voltage signal is converted into a digital voltage signal.
And a second converter for converting the input current signal into a digital current signal.
An analog-to-digital converter, a digital multiplier that multiplies the digital voltage signal and the digital current signal to output a multiplication result signal, and outputs a filtered signal obtained by filtering the multiplication result signal. A watt hour meter, comprising: a digital filter; and an integrator that integrates the smoothed signal and outputs the integrated power signal.
タである請求項1記載の電力量計。2. The watt hour meter according to claim 1, wherein said digital filter is a band suppression filter.
タである請求項1記載の電力量計。3. The watt hour meter according to claim 1, wherein said digital filter is a low-pass filter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220028A JP3001238B2 (en) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | Watt hour meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220028A JP3001238B2 (en) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | Watt hour meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104066A JPH04104066A (en) | 1992-04-06 |
| JP3001238B2 true JP3001238B2 (en) | 2000-01-24 |
Family
ID=16744804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220028A Expired - Lifetime JP3001238B2 (en) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | Watt hour meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3001238B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2518582B2 (en) * | 1992-06-18 | 1996-07-24 | 日本電気計器検定所 | Electronic electricity meter |
| JP7091156B2 (en) * | 2018-06-12 | 2022-06-27 | 四国計測工業株式会社 | Pulse generator |
-
1990
- 1990-08-23 JP JP2220028A patent/JP3001238B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04104066A (en) | 1992-04-06 |
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