JPH0549945B2 - - Google Patents
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- JPH0549945B2 JPH0549945B2 JP32444989A JP32444989A JPH0549945B2 JP H0549945 B2 JPH0549945 B2 JP H0549945B2 JP 32444989 A JP32444989 A JP 32444989A JP 32444989 A JP32444989 A JP 32444989A JP H0549945 B2 JPH0549945 B2 JP H0549945B2
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- thermoelectromotive force
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、交流電圧および電流等の精密測定
を行う熱電型交直流変換器の比較装置に関するも
のである。
を行う熱電型交直流変換器の比較装置に関するも
のである。
直流測定では電圧標準はジヨセフソン電圧標準
装置によつて与えられるが、交流測定ではこれと
同レベルの交流電圧（電流）を発生する装置はな
い。そこで、交流電圧（電流）の精密測定には測
定電圧（電流）とそれに等価な直流電圧（電流）
を交互に入力させたとき、等しい出力が得られる
装置を用いて、測定電圧（電流）の実効値を既知
の直流電圧（電流）と比較し、決定する方法が採
られている。この方法に用いられる装置は交流量
を直流量に変換する交直流変換器および直流量と
比較する交直流比較器がある。精密な直流量を得
ることは可能であるから、この方法の精度は主と
して交直流変換や交直流比較装置の誤差によつて
定まる。これらの誤差を交直差と呼ぶことがあ
り、交直差を決定することは交流電圧（電流）標
準を確立することとほとんど同じ意味で使われて
いる。
装置によつて与えられるが、交流測定ではこれと
同レベルの交流電圧（電流）を発生する装置はな
い。そこで、交流電圧（電流）の精密測定には測
定電圧（電流）とそれに等価な直流電圧（電流）
を交互に入力させたとき、等しい出力が得られる
装置を用いて、測定電圧（電流）の実効値を既知
の直流電圧（電流）と比較し、決定する方法が採
られている。この方法に用いられる装置は交流量
を直流量に変換する交直流変換器および直流量と
比較する交直流比較器がある。精密な直流量を得
ることは可能であるから、この方法の精度は主と
して交直流変換や交直流比較装置の誤差によつて
定まる。これらの誤差を交直差と呼ぶことがあ
り、交直差を決定することは交流電圧（電流）標
準を確立することとほとんど同じ意味で使われて
いる。
ところで、交流電圧・電流は一般に熱電型交直
流変換器（TC）を用い、既知の直流量に比較す
ることによつて精密な測定がなされる。この時に
用いられるTCは、ヒータ（抵抗線）とそれに近
接した熱電対からなり、ヒータへの入力の大きさ
を、その時の発熱によつて熱電対に発生した電圧
から知る装置である。交流と直流を交互に入力
し、TCのヒータの温度上昇が等しければ、交流
の実効値と直流が等しいことになり、既知の直流
からの交流の大きさを定めることができる。
流変換器（TC）を用い、既知の直流量に比較す
ることによつて精密な測定がなされる。この時に
用いられるTCは、ヒータ（抵抗線）とそれに近
接した熱電対からなり、ヒータへの入力の大きさ
を、その時の発熱によつて熱電対に発生した電圧
から知る装置である。交流と直流を交互に入力
し、TCのヒータの温度上昇が等しければ、交流
の実効値と直流が等しいことになり、既知の直流
からの交流の大きさを定めることができる。
従来の熱電型交直流変換器の比較装置は、２個
の熱電型交直流変換器にそれぞれ精密デイジタル
電圧計を接続して、熱起電力の値をコンピユータ
により計算処理していた。
の熱電型交直流変換器にそれぞれ精密デイジタル
電圧計を接続して、熱起電力の値をコンピユータ
により計算処理していた。
第２図は従来の熱電型交直流変換器の比較装置
の一例を示す回路図で、Vaは精密交流電源、Vd
は精密直流電源、Ra1，Ra2，Rd1，Rd2は抵抗
器、S1〜S4はスイツチであり、ａ，ｂはスイツチ
S4の接点、ΔRは微小抵抗値の抵抗器を表す。
の一例を示す回路図で、Vaは精密交流電源、Vd
は精密直流電源、Ra1，Ra2，Rd1，Rd2は抵抗
器、S1〜S4はスイツチであり、ａ，ｂはスイツチ
S4の接点、ΔRは微小抵抗値の抵抗器を表す。
また、TC1，TC2は、第１、第２の熱電型交直
流変換器（以下、単に第１の変換器、第２の変換
器という）、H1，H2はこれらのヒータで直列接
続され、第１の変換器TC1の出力端子t1，t2には
第１の精密デイジタル電圧計（以下、単に第１の
電圧計という）DVM1が接続され、第２の変換器
TC2の出力端子t3，t4には第２の精密デイジタル
電圧計（以下、単に第２の電圧計という）DVM2
が接続されている。
流変換器（以下、単に第１の変換器、第２の変換
器という）、H1，H2はこれらのヒータで直列接
続され、第１の変換器TC1の出力端子t1，t2には
第１の精密デイジタル電圧計（以下、単に第１の
電圧計という）DVM1が接続され、第２の変換器
TC2の出力端子t3，t4には第２の精密デイジタル
電圧計（以下、単に第２の電圧計という）DVM2
が接続されている。
電流測定に当つては、第１、第２の電圧計
DVM1，DVM2により、熱電対による熱起電力を
それぞれ測定し、その測定結果をコンピユータＣ
で計算処理を行い、プリンタＰにより記録する。
また、コンピユータＣは精密交流電源Vaと精密
直流電源Vdの電源の切り換えをも制御する。ま
た、第１、第２の変換器TC1，TC2により得られ
た熱起電力による交直差を比較するには、下記計
算式（電総研彙報第４の巻第12号１〜10頁のう
ち、第５頁参照） δ1−δ2＝（Ea2−Ed2／ΔEd2−Ea1−Ed1／ΔEd1）ΔId
／Id……(1) を使用する。
DVM1，DVM2により、熱電対による熱起電力を
それぞれ測定し、その測定結果をコンピユータＣ
で計算処理を行い、プリンタＰにより記録する。
また、コンピユータＣは精密交流電源Vaと精密
直流電源Vdの電源の切り換えをも制御する。ま
た、第１、第２の変換器TC1，TC2により得られ
た熱起電力による交直差を比較するには、下記計
算式（電総研彙報第４の巻第12号１〜10頁のう
ち、第５頁参照） δ1−δ2＝（Ea2−Ed2／ΔEd2−Ea1−Ed1／ΔEd1）ΔId
／Id……(1) を使用する。
第(1)式において、δ1，δ2は第１、第２の変換器
TC1，TC2における交直差、Ea1，Ea2は第１、第
２の変換器TC1，TC2の各ヒータH1，H2に交流
電流を流したときの各熱起電力、Ed1，Ed2は同
じく直流電流を流したときの各熱起電力である。
分母のΔEd1，ΔEd2はヒータH1，H2に定格直流
電流Idを比率 ΔId／Id｛（２／10000）｝ だけ変化（減少）させたときの各熱起電力の差で
ある。これらは、第１、第２の変換器TC1，TC2
の入出力特性（勾配）に関する量である。この勾
配は、各ヒータH1，H2に定格直流電流Idを流し
たときの熱起電力Ed1，Ed2にほぼ比例する傾向
にある。
TC1，TC2における交直差、Ea1，Ea2は第１、第
２の変換器TC1，TC2の各ヒータH1，H2に交流
電流を流したときの各熱起電力、Ed1，Ed2は同
じく直流電流を流したときの各熱起電力である。
分母のΔEd1，ΔEd2はヒータH1，H2に定格直流
電流Idを比率 ΔId／Id｛（２／10000）｝ だけ変化（減少）させたときの各熱起電力の差で
ある。これらは、第１、第２の変換器TC1，TC2
の入出力特性（勾配）に関する量である。この勾
配は、各ヒータH1，H2に定格直流電流Idを流し
たときの熱起電力Ed1，Ed2にほぼ比例する傾向
にある。
ところで、従来の熱電型交直流変換器の比較装
置は、スイツチの接点等による雑音に弱く、測定
値のばらつきが大きいという問題点があつた。
置は、スイツチの接点等による雑音に弱く、測定
値のばらつきが大きいという問題点があつた。
また、ホトガルバーメータを使用して雑音の問
題を解決したものもあるが、これは微小直流起電
力の精密測定には複雑であるという問題点があつ
た。
題を解決したものもあるが、これは微小直流起電
力の精密測定には複雑であるという問題点があつ
た。
この発明は、上記の問題点を解決するためにな
されたもので、２個の熱電型交直流変換器の熱起
電力の差をとることにより雑音に対して強く、再
現性のよい測定ができる熱電型交直流変換器の比
較装置を得ることを目的とする。
されたもので、２個の熱電型交直流変換器の熱起
電力の差をとることにより雑音に対して強く、再
現性のよい測定ができる熱電型交直流変換器の比
較装置を得ることを目的とする。
この発明にかかる熱電型交直流変換器の比較装
置は、第１、第２の変換器の出力端子を互いに逆
極性に接続し、熱起電力の小さい第２の変換器の
出力端子に第３の抵抗器を接続し、熱起電力の大
きい第１の変換器の出力端子に熱起電力を分圧す
る第１、第２の抵抗器を直列に接続し、かつ第２
の抵抗器による電圧降下を熱起電力の小さい第２
の変換器の熱起電力とほぼ同一に設定し、第１、
第２の抵抗器の接続点を前記熱起電力の大きい第
１の変換器の出力の取り出し端子としたものであ
る。
置は、第１、第２の変換器の出力端子を互いに逆
極性に接続し、熱起電力の小さい第２の変換器の
出力端子に第３の抵抗器を接続し、熱起電力の大
きい第１の変換器の出力端子に熱起電力を分圧す
る第１、第２の抵抗器を直列に接続し、かつ第２
の抵抗器による電圧降下を熱起電力の小さい第２
の変換器の熱起電力とほぼ同一に設定し、第１、
第２の抵抗器の接続点を前記熱起電力の大きい第
１の変換器の出力の取り出し端子としたものであ
る。
この発明においては、直列に接続された第１と
第２の変換器の各熱起電力の差を計測することに
より、雑音に対する影響が少なくなり、再現性の
よい測定ができる。また、分圧抵抗器により分割
点での入出力特性（勾配）は、低い熱起電力の第
２の変換器の入出力特性とほぼ等しくなる。
第２の変換器の各熱起電力の差を計測することに
より、雑音に対する影響が少なくなり、再現性の
よい測定ができる。また、分圧抵抗器により分割
点での入出力特性（勾配）は、低い熱起電力の第
２の変換器の入出力特性とほぼ等しくなる。
まず、この発明の原理について説明する。
先の従来の技術の項で説明した第(1)式におい
て、もし分母が ΔEd1ΔEd2＝ΔEd であれば第(1)式はもつと簡単になる。直流電流を
流すとき、各熱起電力Ed1，Ed2は電流が順方向
の熱起電力Ed1 +，Ed2 +と、逆方向の熱起電力Ed1
−，Ed2 -の平均値 Ed1＝（Ed1 +＋Ed1 -）／２ と、 Ed2＝（Ed2 +＋Ed2 -）／２ とをとる。
て、もし分母が ΔEd1ΔEd2＝ΔEd であれば第(1)式はもつと簡単になる。直流電流を
流すとき、各熱起電力Ed1，Ed2は電流が順方向
の熱起電力Ed1 +，Ed2 +と、逆方向の熱起電力Ed1
−，Ed2 -の平均値 Ed1＝（Ed1 +＋Ed1 -）／２ と、 Ed2＝（Ed2 +＋Ed2 -）／２ とをとる。
これを第(1)式に代入し少し変形すれば、
δ1−δ2＝
〔（Ed1 +−Ed2 +）＋（Ed1 -−Ed2 -）−２（Ea1−Ea2）／
2ΔEd 〕ΔId／Id ……(2) となる。
〔（Ed1 +−Ed2 +）＋（Ed1 -−Ed2 -）−２（Ea1−Ea2）／
2ΔEd 〕ΔId／Id ……(2) となる。
第(2)式では、第１、第２の変換器TC1，TC2の
ヒータH1，H2に交流電源、直流順方向、直流逆
方向と順次流すときの第１、第２の変換器TC1，
TC2の各熱起電力の差（分子）を取り、さらに、
熱起電力の大きい第１の変換器TC1の方を分圧し
小さい方にほぼ等しく（分母ΔEd）することを示
している。この原理を実現する熱電型交直流変換
器の比較装置の回路の一例を第１図に示す。
ヒータH1，H2に交流電源、直流順方向、直流逆
方向と順次流すときの第１、第２の変換器TC1，
TC2の各熱起電力の差（分子）を取り、さらに、
熱起電力の大きい第１の変換器TC1の方を分圧し
小さい方にほぼ等しく（分母ΔEd）することを示
している。この原理を実現する熱電型交直流変換
器の比較装置の回路の一例を第１図に示す。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図で、
第２図と同様、電流測定モードである。第１の変
換器TC1と第２の変換器TC2のヒータH1，H2を
直列に接続し、それぞれの熱起電力E1とE2極性
（＋、−）を第１図のように接続する。なお、これ
と逆の極性でもよい。電圧比較装置についても同
様である。
第２図と同様、電流測定モードである。第１の変
換器TC1と第２の変換器TC2のヒータH1，H2を
直列に接続し、それぞれの熱起電力E1とE2極性
（＋、−）を第１図のように接続する。なお、これ
と逆の極性でもよい。電圧比較装置についても同
様である。
第１図では熱起電力E1がE2より大きい場合E1
＞E2を示す。第３の抵抗器R3を第２の変換器
TC2の出力端子t3，t4に接続する。一方が端子t1
に接続された第１の抵抗器R1と、一方が端子t2に
接続された第２の抵抗器R2で第１の変換器TC1
の熱起電力E1を分圧し、第２の抵抗器R2の電圧
降下を第２の変換器TC2の熱起電力E2にほぼ等し
くする。交直差の測定の精度は２桁であるから
（E1−E2）／E2１／100以下となるように第１
の抵抗器R1の値を選ぶ。実施例では第２、第３
の抵抗器R2とR3を等しい公称値10KΩ位の金属皮
膜抵抗器を用いる。第１、第２の変換器TC1，
TC2の熱起電力E1，E2は6.5mVから8.5mVの範囲
であるから、第１の抵抗器R1の値は整数値の抵
抗器に、それより高い値の抵抗器を並列に接続す
ることにより得られる。第１の変換器TC1に分圧
用の第１、第２の抵抗器R1，R2を接続すると電
流が流れる。第３の抵抗器R3は第２の変換器
TC2に電流を流し、回路のバランスを取るための
ものである。以上のように、すべて固定抵抗器に
より回路を構成できる。
＞E2を示す。第３の抵抗器R3を第２の変換器
TC2の出力端子t3，t4に接続する。一方が端子t1
に接続された第１の抵抗器R1と、一方が端子t2に
接続された第２の抵抗器R2で第１の変換器TC1
の熱起電力E1を分圧し、第２の抵抗器R2の電圧
降下を第２の変換器TC2の熱起電力E2にほぼ等し
くする。交直差の測定の精度は２桁であるから
（E1−E2）／E2１／100以下となるように第１
の抵抗器R1の値を選ぶ。実施例では第２、第３
の抵抗器R2とR3を等しい公称値10KΩ位の金属皮
膜抵抗器を用いる。第１、第２の変換器TC1，
TC2の熱起電力E1，E2は6.5mVから8.5mVの範囲
であるから、第１の抵抗器R1の値は整数値の抵
抗器に、それより高い値の抵抗器を並列に接続す
ることにより得られる。第１の変換器TC1に分圧
用の第１、第２の抵抗器R1，R2を接続すると電
流が流れる。第３の抵抗器R3は第２の変換器
TC2に電流を流し、回路のバランスを取るための
ものである。以上のように、すべて固定抵抗器に
より回路を構成できる。
両熱起電力E1，E2の差を第１の電圧計DVM1
で測定し、第(2)式の分子に代入するデータとす
る。また、第２の変換器TC2の熱起電力E2を第２
の電圧計DVM2で測定し、第(2)式の分母に代入す
るデータとする。これらをコンピユータＣにより
計算処理して、比較測定を行う。
で測定し、第(2)式の分子に代入するデータとす
る。また、第２の変換器TC2の熱起電力E2を第２
の電圧計DVM2で測定し、第(2)式の分母に代入す
るデータとする。これらをコンピユータＣにより
計算処理して、比較測定を行う。
このように、各熱起電力E1とE2を接続するこ
とにより、点１と点２の電位と点３と点２の電位
がほぼ等しくなり、第１、第２の変換器TC1，
TC2の入出力特性（勾配）が等しくなる。また、
点１と点３の間に第１、第２の変換器TC1，TC2
の熱起電力E1，E2の差が表われる。
とにより、点１と点２の電位と点３と点２の電位
がほぼ等しくなり、第１、第２の変換器TC1，
TC2の入出力特性（勾配）が等しくなる。また、
点１と点３の間に第１、第２の変換器TC1，TC2
の熱起電力E1，E2の差が表われる。
以上説明したように、この発明は、２個の熱電
型交直流変換器の出力端子を互いに逆極性に接続
し、熱起電力の小さい第２の変換器の出力端子に
第３の抵抗器を接続し、熱起電力の大きい第１の
変換器の出力端子に熱起電力を分圧する第１、第
２の抵抗器を直列に接続し、かつ第２の抵抗器に
よる電圧降下を熱起電力の小さい第２の変換器の
熱起電力とほぼ同一に設定し、第１、第２の抵抗
器の接続点を熱起電力の大きい第１の変換器の出
力の取り出し端子としたので、ノーマルモードノ
イズ、コモンモードノイズの影響をほとんど受け
ない。また、差電圧回路に固定抵抗器を用いるこ
とにより接点の開閉による電気的不安定性を取り
除くことができ、精密デイジタル電圧計の最高感
度で使用でき、接地点が確定でき、かつ簡単な回
路で雑音の影響が少なく再現性のよい測定ができ
る利点を有する。
型交直流変換器の出力端子を互いに逆極性に接続
し、熱起電力の小さい第２の変換器の出力端子に
第３の抵抗器を接続し、熱起電力の大きい第１の
変換器の出力端子に熱起電力を分圧する第１、第
２の抵抗器を直列に接続し、かつ第２の抵抗器に
よる電圧降下を熱起電力の小さい第２の変換器の
熱起電力とほぼ同一に設定し、第１、第２の抵抗
器の接続点を熱起電力の大きい第１の変換器の出
力の取り出し端子としたので、ノーマルモードノ
イズ、コモンモードノイズの影響をほとんど受け
ない。また、差電圧回路に固定抵抗器を用いるこ
とにより接点の開閉による電気的不安定性を取り
除くことができ、精密デイジタル電圧計の最高感
度で使用でき、接地点が確定でき、かつ簡単な回
路で雑音の影響が少なく再現性のよい測定ができ
る利点を有する。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第
２図は従来の熱電型交直流変換器の比較装置の一
例を示す回路図である。 図中、TC1，TC2は第１、第２の変換器、t1〜
t4は出力端子、DVM1，DVM2は第１、第２の精
密デイジタル電圧計、R1〜R3は第１〜第３の抵
抗器である。
２図は従来の熱電型交直流変換器の比較装置の一
例を示す回路図である。 図中、TC1，TC2は第１、第２の変換器、t1〜
t4は出力端子、DVM1，DVM2は第１、第２の精
密デイジタル電圧計、R1〜R3は第１〜第３の抵
抗器である。
Claims (1)
- １ 熱起電力の異なる第１、第２の熱電型交直流
変換器にそれぞれ精密デイジタル電圧計を接続し
て熱起電力を測定する熱電型交直流変換器の比較
装置において、前記第１、第２の熱電型交直流変
換器の出力端子を互いに逆極性に接続し、前記熱
起電力の小さい第２の熱電型交直流変換器の出力
端子に第３の抵抗器を接続し、熱起電力の大きい
第１の熱電型交直流変換器の出力端子に熱起電力
を分圧する第１、第２の抵抗器を直列に接続し、
かつ前記第２の抵抗器による電圧降下を前記熱起
電力の小さい第１の熱電型交直流変換器の熱起電
力とほぼ同一に設定し、前記第１、第２の抵抗器
の接続点を前記熱起電力の大きい第１の熱電型交
直流変換器の出力の取り出し端子としたことを特
徴とする熱電型交直流変換器の比較装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32444989A JPH03185365A (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 熱電型交直流変換器の比較装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32444989A JPH03185365A (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 熱電型交直流変換器の比較装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03185365A JPH03185365A (ja) | 1991-08-13 |
| JPH0549945B2 true JPH0549945B2 (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=18165935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32444989A Granted JPH03185365A (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 熱電型交直流変換器の比較装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03185365A (ja) |
-
1989
- 1989-12-14 JP JP32444989A patent/JPH03185365A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03185365A (ja) | 1991-08-13 |
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