JPS622271B2 - - Google Patents
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- JPS622271B2 JPS622271B2 JP52053285A JP5328577A JPS622271B2 JP S622271 B2 JPS622271 B2 JP S622271B2 JP 52053285 A JP52053285 A JP 52053285A JP 5328577 A JP5328577 A JP 5328577A JP S622271 B2 JPS622271 B2 JP S622271B2
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- parabolic
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- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/10—Arrangements for measuring electric power or power factor by using square-law characteristics of circuit elements, e.g. diodes, to measure power absorbed by loads of known impedance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電気エネルギーあるいは出力測定の
ための放物線掛算器に関する。
ための放物線掛算器に関する。
静的な手段で電気エネルギーあるいは出力を測
定するための多くの方法が知られている。このた
め必要な電圧と電流の積は数式 （ｕ＋ｉ）２−（ｕ−ｉ）２＝4ui を用いた放物線掛算器を利用してつくられる。こ
こでｕは電圧の瞬時値をｉは電流の瞬時値を意味
する。変数ｕとｉの和と差の二乗を形成するため
に多角形線により必要な二乗特性を近似した二乗
特性素子を利用することができる。また半導体素
子の二乗特性を近似的に利用することも知られて
いる。さらに二乗特性素子として熱変換器と実効
値変換器を利用することができる。また二乗特性
素子を一つだけ用いた放物線掛算器も知られてお
り、この二乗性素子には、ダイオード回路を用い
て変数の和と差、詳しくは電源電圧の正の半波期
間の和と負の半波期間の差がそれぞれ交互に印加
される。この場合ダイオード回路のダイオードに
おける電圧降下は、顕著な測定誤差の原因となり
うる。特にダイオードの非対称は零点誤差を引き
起こす。その他に正弦波からの偏差（電源高調
波、非線形の負荷によるひずみ）によつて大きな
測定誤差が生じる。
定するための多くの方法が知られている。このた
め必要な電圧と電流の積は数式 （ｕ＋ｉ）２−（ｕ−ｉ）２＝4ui を用いた放物線掛算器を利用してつくられる。こ
こでｕは電圧の瞬時値をｉは電流の瞬時値を意味
する。変数ｕとｉの和と差の二乗を形成するため
に多角形線により必要な二乗特性を近似した二乗
特性素子を利用することができる。また半導体素
子の二乗特性を近似的に利用することも知られて
いる。さらに二乗特性素子として熱変換器と実効
値変換器を利用することができる。また二乗特性
素子を一つだけ用いた放物線掛算器も知られてお
り、この二乗性素子には、ダイオード回路を用い
て変数の和と差、詳しくは電源電圧の正の半波期
間の和と負の半波期間の差がそれぞれ交互に印加
される。この場合ダイオード回路のダイオードに
おける電圧降下は、顕著な測定誤差の原因となり
うる。特にダイオードの非対称は零点誤差を引き
起こす。その他に正弦波からの偏差（電源高調
波、非線形の負荷によるひずみ）によつて大きな
測定誤差が生じる。
本発明は二乗特性素子の入力回路にダイオード
を必要とせず、また正弦波からずれた場合でもエ
ネルギーまたは出力を正しく測定する放物線掛算
器を提供することを目的とする。
を必要とせず、また正弦波からずれた場合でもエ
ネルギーまたは出力を正しく測定する放物線掛算
器を提供することを目的とする。
次に本発明の二つの実施例を図面に基いて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図において１は変流器を意味しその一次巻
線には負荷電流Ｉが流れ、またその二次巻線はリ
ード線２，３を介して二乗特性素子５の入力４と
基準電位（アース）に接続される。リード線２，
３には、極性切換スイツチ６が接続される。二乗
特性素子５の入力４は抵抗７を介して電源電圧Ｕ
に接続され一方その出力は切換スイツチ８の一方
の位置においては、直接出力抵抗１０に、他の位
置においてはアナログ・インバーター９を介して
出力抵抗１０に接続される。
線には負荷電流Ｉが流れ、またその二次巻線はリ
ード線２，３を介して二乗特性素子５の入力４と
基準電位（アース）に接続される。リード線２，
３には、極性切換スイツチ６が接続される。二乗
特性素子５の入力４は抵抗７を介して電源電圧Ｕ
に接続され一方その出力は切換スイツチ８の一方
の位置においては、直接出力抵抗１０に、他の位
置においてはアナログ・インバーター９を介して
出力抵抗１０に接続される。
CMOS―アナログ・スイツチから構成される極
性切換スイツチ６と切換スイツチ８はクロツク発
生器１１により制御される。このクロツク発生器
はパルス周波数tと同じ長さの半サイクルＴaと
Ｔbを有する対称な矩形パルス列を発生する。
性切換スイツチ６と切換スイツチ８はクロツク発
生器１１により制御される。このクロツク発生器
はパルス周波数tと同じ長さの半サイクルＴaと
Ｔbを有する対称な矩形パルス列を発生する。
変流器１と抵抗７は極性切換スイツチ６の位置
に応じて加算器あるいは減算器として作動する。
半サイクルＴa間では、二乗特性素子５の入力４
における入力電流Ｉeに対して Ｉea＝Ｉu＋Ｉi が成り立ち、半サイクルＴb間では Ｉeb＝Ｉu−Ｉi が成り立つ。ただしＩuは抵抗７における電流を
Ｉiは変流器１の二次巻線における電流を意味す
る。
に応じて加算器あるいは減算器として作動する。
半サイクルＴa間では、二乗特性素子５の入力４
における入力電流Ｉeに対して Ｉea＝Ｉu＋Ｉi が成り立ち、半サイクルＴb間では Ｉeb＝Ｉu−Ｉi が成り立つ。ただしＩuは抵抗７における電流を
Ｉiは変流器１の二次巻線における電流を意味す
る。
二乗特性素子５は出力電流Ｉaを発生しその値
は入力電流Ｉeの二乗に相当する。出力抵抗１０
における電圧Ｕaに対して半サイクルＴa間では Ｕaa＝K1・Ｉea ２＝K1（Ｉu＋Ｉi）２ が成り立ち、半サイクルＴb間では Ｕab＝−K1・Ｉeb ２＝−K1（Ｉu−Ｉi）２ が成り立つ。ただしK1は定数を意味する。
は入力電流Ｉeの二乗に相当する。出力抵抗１０
における電圧Ｕaに対して半サイクルＴa間では Ｕaa＝K1・Ｉea ２＝K1（Ｉu＋Ｉi）２ が成り立ち、半サイクルＴb間では Ｕab＝−K1・Ｉeb ２＝−K1（Ｉu−Ｉi）２ が成り立つ。ただしK1は定数を意味する。
電圧Ｕaの平均値aは
a＝Ｕａａ＋Ｕａｂ／２＝2K1・ＩuＩi
になる。電流ＩuとＩiは電源電圧Ｕの瞬時値と負
荷電流Ｉの瞬時値に相当する。
荷電流Ｉの瞬時値に相当する。
したがつて
a＝２Ｋ１・Ｕ／Ｒ・Ｕ・Ｉ・cos
となる。ただしＵ¨は変流器１の変圧比を、Ｒは抵
抗７の抵抗値をcosは位相角を意味する。
抗７の抵抗値をcosは位相角を意味する。
説明した方法ではダイオードが不要であり、ダ
イオードの電圧降下により測定結果に誤差が生じ
ない。クロツク発生器１１のパルス周波数tは
電源周波数と比較して十分に高く選ぶかまたは無
関係に選ぶこともできるので正弦波からの偏差に
より測定誤差は生じない。
イオードの電圧降下により測定結果に誤差が生じ
ない。クロツク発生器１１のパルス周波数tは
電源周波数と比較して十分に高く選ぶかまたは無
関係に選ぶこともできるので正弦波からの偏差に
より測定誤差は生じない。
第２図において第１図の参照番号と同じ参照番
号は同じ部分を示している。二乗特性素子として
ここでは制御入力１３を有する制御可能な発振器
１２が用いられる。この発振器の出力は可逆カン
ター１５のカウント入力１４に接続され、そのカ
ウント方向制御入力１６はクロツク発生器１１に
接続される。
号は同じ部分を示している。二乗特性素子として
ここでは制御入力１３を有する制御可能な発振器
１２が用いられる。この発振器の出力は可逆カン
ター１５のカウント入力１４に接続され、そのカ
ウント方向制御入力１６はクロツク発生器１１に
接続される。
制御可能な発振器１２はパルス列を発生しその
パルス周波数aは、制御信号Ｉeの二乗に関係す
る。このような発振器は、よく知られているので
ここでは詳細に説明しない。列えば時分割掛算器
においてしばしばマーク・スペース変調器として
用いられる発振器を利用することができる。そし
てその関係は、 a＝p〔１−（Ｉｅ／Ｉｒ）２〕 を満たす。ただしpはＩe＝０でのパルス周波数
をＩrは定数を意味する。
パルス周波数aは、制御信号Ｉeの二乗に関係す
る。このような発振器は、よく知られているので
ここでは詳細に説明しない。列えば時分割掛算器
においてしばしばマーク・スペース変調器として
用いられる発振器を利用することができる。そし
てその関係は、 a＝p〔１−（Ｉｅ／Ｉｒ）２〕 を満たす。ただしpはＩe＝０でのパルス周波数
をＩrは定数を意味する。
この種の発振器を利用する場合、半サイクルＴ
a間では、 aa＝p〔１−（Ｉｕ＋Ｉｉ／Ｉｒ）２〕 がまた半サイクルＴb間では ab＝p〔１−（Ｉｕ−Ｉｉ／Ｉｒ）２〕 が成り立つ。
a間では、 aa＝p〔１−（Ｉｕ＋Ｉｉ／Ｉｒ）２〕 がまた半サイクルＴb間では ab＝p〔１−（Ｉｕ−Ｉｉ／Ｉｒ）２〕 が成り立つ。
可逆カウンター１５は前進方向における半サイ
クルＴb間と後進方向における半サイクルＴa間で
の発振器のパルスを数える。
クルＴb間と後進方向における半サイクルＴa間で
の発振器のパルスを数える。
可逆カウンターの出力におけるパルス周波数
sは s＝ｓｂ−ａａ／２Ｎ＝２ｐ／Ｎ・Ｉｒ ２・
Ｉu・Ｉi である。ただしＮは、カウンター１５の分周比を
意味する。パルス周波数aが電源周波数と比較
して十分に大きい時、したがつて入力信号Ｉeの
瞬時値に相当する時、パルス周波数sは実効電
力の尺度を表わし、一方可逆カウンター１５のそ
の時々のカウント状態は電気出力に対応する。
sは s＝ｓｂ−ａａ／２Ｎ＝２ｐ／Ｎ・Ｉｒ ２・
Ｉu・Ｉi である。ただしＮは、カウンター１５の分周比を
意味する。パルス周波数aが電源周波数と比較
して十分に大きい時、したがつて入力信号Ｉeの
瞬時値に相当する時、パルス周波数sは実効電
力の尺度を表わし、一方可逆カウンター１５のそ
の時々のカウント状態は電気出力に対応する。
第１図は、本発明の一実施例による電圧出力を
有する放物線掛算器の回路図、第２図は本発明の
他の実施例による周波数出力を有する放物線掛算
器の回路図である。 １……変流器、５，１２……二乗特性素子、６
……切換スイツチ、１１……クロツク発生器、１
５……可逆カウンター。
有する放物線掛算器の回路図、第２図は本発明の
他の実施例による周波数出力を有する放物線掛算
器の回路図である。 １……変流器、５，１２……二乗特性素子、６
……切換スイツチ、１１……クロツク発生器、１
５……可逆カウンター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電源電圧ないし消費電流に比例する二つの変
数の和と差を形成するための加算器と減算器と、
この変数の和の二乗と差の二乗を交互に形成する
ための二乗特性素子と、この変数の和の二乗と差
の二乗との差を形成するための減算器とを有する
電気エネルギーあるいは出力測定のための放物線
掛算器において、二乗特性素子５；１２の入力
４；１３はスイツチ６に接続され、そのスイツチ
の一方の位置では変数の和が、また他方の位置で
はその差が二乗特性素子５；１２に印加され、前
記スイツチ６はクロツク発生器１１により制御さ
れ、そのクロツク発生器は電源周波数に比較して
大きいかまたはこの電源周波数とは無関係なパル
ス周波数tをもつ対称矩形パルス列を発生する
ことを特徴とする前記の放物線掛算器。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の放物線掛算器
において、二乗特性素子５の出力は、クロツク発
生器１１により制御されるスイツチ８が一方の位
置にあるときは直接にまた他方の位置にあるとき
はアナログインバーター９を介して出力抵抗１０
に接続されることを特徴とする前記の放物線掛算
器。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の放物線掛算器
において、二乗特性素子１２は制御可能な発振器
であり、その周波数は制御信号Ｉeの二乗に関係
し、またその出力は可逆カウンター１５のカウン
ト入力に接続され、可逆カウンター１５のカウン
ト方向制御入力１６はクロツク発生器１１に接続
されることを特徴とする前記の放物線掛算器。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH763076A CH607037A5 (ja) | 1976-06-15 | 1976-06-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52153779A JPS52153779A (en) | 1977-12-21 |
| JPS622271B2 true JPS622271B2 (ja) | 1987-01-19 |
Family
ID=4328112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5328577A Granted JPS52153779A (en) | 1976-06-15 | 1977-05-11 | Parabola multiplier for measuring electric energy or output |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS52153779A (ja) |
| CH (1) | CH607037A5 (ja) |
| DE (1) | DE2710294C3 (ja) |
| FR (1) | FR2355296A1 (ja) |
| GB (1) | GB1537425A (ja) |
| NL (1) | NL7706562A (ja) |
| YU (1) | YU139177A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020145415A1 (en) * | 2001-04-09 | 2002-10-10 | Vanremmen William John | Method and apparatus for determining the instantaneous power of a sinusoidal signal |
-
1976
- 1976-06-15 CH CH763076A patent/CH607037A5/xx not_active IP Right Cessation
-
1977
- 1977-03-09 DE DE19772710294 patent/DE2710294C3/de not_active Expired
- 1977-05-11 JP JP5328577A patent/JPS52153779A/ja active Granted
- 1977-06-03 YU YU139177A patent/YU139177A/xx unknown
- 1977-06-08 GB GB2399977A patent/GB1537425A/en not_active Expired
- 1977-06-13 FR FR7718046A patent/FR2355296A1/fr active Granted
- 1977-06-14 NL NL7706562A patent/NL7706562A/xx not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2710294A1 (de) | 1977-12-22 |
| YU139177A (en) | 1982-05-31 |
| DE2710294B2 (de) | 1978-06-29 |
| CH607037A5 (ja) | 1978-11-30 |
| FR2355296A1 (fr) | 1978-01-13 |
| FR2355296B3 (ja) | 1979-04-27 |
| NL7706562A (nl) | 1977-12-19 |
| DE2710294C3 (de) | 1979-02-15 |
| JPS52153779A (en) | 1977-12-21 |
| GB1537425A (en) | 1978-12-29 |
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