JPH0736028B2 - 熱電型交直流変換器の精密比較方法 - Google Patents
熱電型交直流変換器の精密比較方法Info
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- JPH0736028B2 JPH0736028B2 JP2314661A JP31466190A JPH0736028B2 JP H0736028 B2 JPH0736028 B2 JP H0736028B2 JP 2314661 A JP2314661 A JP 2314661A JP 31466190 A JP31466190 A JP 31466190A JP H0736028 B2 JPH0736028 B2 JP H0736028B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 3
- 101000847024 Homo sapiens Tetratricopeptide repeat protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 102100032841 Tetratricopeptide repeat protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity 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、交流電圧及び交流電流等の精密測定を行う
際に用いられる熱電型交直流変換器の精密比較方法に関
する。
際に用いられる熱電型交直流変換器の精密比較方法に関
する。
（従来の技術） 直流測定では電圧標準はジョセフソン電圧標準装置によ
って与えられるが、交流測定ではこれと同様に既知の交
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には交流量を直流量に
変換する交直流変換器及び直流量と比較する交直流比較
器がある。
って与えられるが、交流測定ではこれと同様に既知の交
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には交流量を直流量に
変換する交直流変換器及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
って定まる。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
ることと殆ど同じ意味で使われている。
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
って定まる。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
ることと殆ど同じ意味で使われている。
低周波交流電流、電圧標準については、従来熱電現象を
利用する熱電型交直流変換器と静電型トルク平衡計器を
利用する静電型交直流比較器が試みられているが、両者
を実用面から比較すると、熱電型交直流変換器は構造が
簡単で取扱いが容易であるので、低周波交流（以下交流
と略称する）電流・電圧標準器として実用的な価値が高
い。
利用する熱電型交直流変換器と静電型トルク平衡計器を
利用する静電型交直流比較器が試みられているが、両者
を実用面から比較すると、熱電型交直流変換器は構造が
簡単で取扱いが容易であるので、低周波交流（以下交流
と略称する）電流・電圧標準器として実用的な価値が高
い。
この熱電型交直流変換器は、抵抗線（ヒータ）に電流を
流し、その温度上昇を熱電対で検出するものである。
流し、その温度上昇を熱電対で検出するものである。
熱電型交直流変換器の交直差δは、変換器のヒータに実
効値Iaなる交流電流とIdなる直流電流を交互に流したと
き、同じ大きさの出力が得らえたとして、 δ＝（Ia−Id）／Id （１） で定義される。
効値Iaなる交流電流とIdなる直流電流を交互に流したと
き、同じ大きさの出力が得らえたとして、 δ＝（Ia−Id）／Id （１） で定義される。
２個の変換器の精密比較は、この交直差の差を計測する
ことによって行なわれる。
ことによって行なわれる。
いま変換器（TCC1）の交直差δ１、変換器（TCC2）の交
直差δ２であるとし、TCC1.TCC2への直流入力をIdとす
ると、交直差の差（δ１−δ２）は二電圧計法の原理に
従って近似的に次の式で与えられる。
直差δ２であるとし、TCC1.TCC2への直流入力をIdとす
ると、交直差の差（δ１−δ２）は二電圧計法の原理に
従って近似的に次の式で与えられる。
δ１−δ２＝｛（Ea2−Ed2）／ΔEd2−（Ea1−Ed1）／
ΔEd1｝・ΔIdId （２） ここで、Ea1、Ea2は実効値Iaなる交流電流をTCC1.TCC2
に流したときに、TCC1、TCC2で発生する熱起電力、
Ed1、Ed2はIdなる直流電流をTCC1、TCC2に流したとき
に、TCC1、TCC2で発生する熱起電力、ΔEd1、ΔEd2は直
流電流の微小変化ΔIdに対するTCC1、TCC2での熱起電力
の変化を示す。
ΔEd1｝・ΔIdId （２） ここで、Ea1、Ea2は実効値Iaなる交流電流をTCC1.TCC2
に流したときに、TCC1、TCC2で発生する熱起電力、
Ed1、Ed2はIdなる直流電流をTCC1、TCC2に流したとき
に、TCC1、TCC2で発生する熱起電力、ΔEd1、ΔEd2は直
流電流の微小変化ΔIdに対するTCC1、TCC2での熱起電力
の変化を示す。
なお、電圧比較についても同様な式で表わすことができ
る。
る。
第２図は、二電圧計法による交直差の差を電流測定（直
列）で行なうための回路構成であり、スイッチS1により
精密交流電源Vaから変換器TCC1、TCC2に交流電流を流
す。また、スイッチS2、S3で直流電流Udより直流電流を
流す。
列）で行なうための回路構成であり、スイッチS1により
精密交流電源Vaから変換器TCC1、TCC2に交流電流を流
す。また、スイッチS2、S3で直流電流Udより直流電流を
流す。
また、直流電流Idの設定は次のようにして行う。ある周
波数の定格交流電流を変換器、例えばTCC1に加え、熱起
電力Eaを精密デジタル電圧計（DVM1）で測定し、次に接
続を直流電源に変え、直流電流順方向、同逆方向と加え
る。それぞれの熱起電力Ed+、Ed-を読む。そして、この
直流電流を与えた時の熱起電力の平均値（Ed+＋Ed-）/2
が交流熱起電力Eaに等しくなるように精密直流電源Vdの
出力を調節する。
波数の定格交流電流を変換器、例えばTCC1に加え、熱起
電力Eaを精密デジタル電圧計（DVM1）で測定し、次に接
続を直流電源に変え、直流電流順方向、同逆方向と加え
る。それぞれの熱起電力Ed+、Ed-を読む。そして、この
直流電流を与えた時の熱起電力の平均値（Ed+＋Ed-）/2
が交流熱起電力Eaに等しくなるように精密直流電源Vdの
出力を調節する。
更に、Ea1、Ea2、Ed1、Ed2の測定は次のように行なう。
即ち、スイッチS1、S2、S3により交流電流、直流電流順
方向、同逆方向、交流電流と順次通電し、このサイクル
を数回繰り返してその都度２個の精密デジタル電圧計DV
M1、DVM2でTTC1、TCC2の熱起電力を測定する。これによ
り、平均的なEa1、Ea2、Ed1、Ed2を求める。
即ち、スイッチS1、S2、S3により交流電流、直流電流順
方向、同逆方向、交流電流と順次通電し、このサイクル
を数回繰り返してその都度２個の精密デジタル電圧計DV
M1、DVM2でTTC1、TCC2の熱起電力を測定する。これによ
り、平均的なEa1、Ea2、Ed1、Ed2を求める。
その後、スイッチS4により変換器TCC1、TCC2の入力電流
熱起電力特性の勾配ΔEd1／ΔId、ΔEd2／ΔIdを測定す
る。以上の測定より式（２）より交直差の差（δ１−δ
２）を計算する。
熱起電力特性の勾配ΔEd1／ΔId、ΔEd2／ΔIdを測定す
る。以上の測定より式（２）より交直差の差（δ１−δ
２）を計算する。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、以上のような従来の比較装置において上述のよ
うに交流電流と直流電流を流した時の熱起電力を等しく
することは非常に困難である。
うに交流電流と直流電流を流した時の熱起電力を等しく
することは非常に困難である。
ちなみに精密交流電源の短期安定度は10分間で0.007％
程度である。
程度である。
また、変換器の熱時定数は数秒であり、変換器に電流
（電圧）を流して熱起電力が安定するまでの30秒以上経
過した後、熱起電力を測定するが、交直差の差の測定は
ppm（parts per millidn）程度で行なわれるから、それ
と同程度に熱起電力を一致させることは極めて困難であ
る。
（電圧）を流して熱起電力が安定するまでの30秒以上経
過した後、熱起電力を測定するが、交直差の差の測定は
ppm（parts per millidn）程度で行なわれるから、それ
と同程度に熱起電力を一致させることは極めて困難であ
る。
そこで、実際には精密デジタル電圧計に揺らぎがあるの
で、精密デジタル電圧計の感度を落して両者をほぼ等し
くさせている。
で、精密デジタル電圧計の感度を落して両者をほぼ等し
くさせている。
（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するため、この発明では直列又は並
列に接続された２個の熱電型交直流変換器の交直差を比
較するに際して、上記２個の熱電型交直流変換器に交流
定格電流又は電圧を印加した時の熱起電力を測定し、次
に直流電流又は電圧を順方向、逆方向に流したときの熱
起電力の平均値を測定し、これらより上記交流印加時の
熱起電力と直流印加時の熱起電力平均値の差を直流印加
時の熱起電力平均値で規格化した値の零からの乖離度を
２か所以上求め、更にこれらに対応する上記２個の熱電
型交直流変換器の交直差の差を測定し、以上のように求
めた乖離度と交直差の差との関係式を求め、更にこれら
の関係式より交流印加時の熱起電力と直流印加時の熱起
電力平均値が等しい時の交直差の差を求めるようにした
熱電型交直流変換器の精密比較方法を提供する。
列に接続された２個の熱電型交直流変換器の交直差を比
較するに際して、上記２個の熱電型交直流変換器に交流
定格電流又は電圧を印加した時の熱起電力を測定し、次
に直流電流又は電圧を順方向、逆方向に流したときの熱
起電力の平均値を測定し、これらより上記交流印加時の
熱起電力と直流印加時の熱起電力平均値の差を直流印加
時の熱起電力平均値で規格化した値の零からの乖離度を
２か所以上求め、更にこれらに対応する上記２個の熱電
型交直流変換器の交直差の差を測定し、以上のように求
めた乖離度と交直差の差との関係式を求め、更にこれら
の関係式より交流印加時の熱起電力と直流印加時の熱起
電力平均値が等しい時の交直差の差を求めるようにした
熱電型交直流変換器の精密比較方法を提供する。
また、乖離度と交直差の差との関係式は２箇所設定され
た乖離度と、これに対応する交直差の差を図式化し、こ
れより最小２乗法により１次関数または高次関数として
表わされる。
た乖離度と、これに対応する交直差の差を図式化し、こ
れより最小２乗法により１次関数または高次関数として
表わされる。
なお、乖離度と交直差の差との図式化は例えば乖離度を
横軸に取り、交直差の差を縦軸に取って行なわれる。
横軸に取り、交直差の差を縦軸に取って行なわれる。
また、乖離度の設定箇所は２箇所以上あれば、特に限定
されないが、好ましくは交流熱起電力に直流の熱起電力
平均値が、ほぼ等しいところ、数十ppm程度大きい
ところ、数十ppm程度小さいところにそれぞれ設定
し、測定を行なう。
されないが、好ましくは交流熱起電力に直流の熱起電力
平均値が、ほぼ等しいところ、数十ppm程度大きい
ところ、数十ppm程度小さいところにそれぞれ設定
し、測定を行なう。
（作用） 即ち、この発明では従来のように比較測定する前の熱起
電力の調節において、熱電型交直流変換器の交流の熱起
電力に等しく、直流の熱起電力を設定するのでなく、交
流印加時の熱起電力と直流印加時の熱起電力平均値の乖
離度を任意に２箇所以上設定し、この乖離度とこれに対
応する２個の熱電型変換器の交直差の差を図式化して乖
離度と交直差の差の関係式を求め、この関係式より交流
印加時の熱起電力と直流印加時の熱起電力平均値が等し
いときの交直差の差を求めるようにしてあるため、交流
電流と直流電流を流した時の熱起電力を等しくする操作
は図式上でが極めて容易に、且つ精度よく行うことがで
きる。
電力の調節において、熱電型交直流変換器の交流の熱起
電力に等しく、直流の熱起電力を設定するのでなく、交
流印加時の熱起電力と直流印加時の熱起電力平均値の乖
離度を任意に２箇所以上設定し、この乖離度とこれに対
応する２個の熱電型変換器の交直差の差を図式化して乖
離度と交直差の差の関係式を求め、この関係式より交流
印加時の熱起電力と直流印加時の熱起電力平均値が等し
いときの交直差の差を求めるようにしてあるため、交流
電流と直流電流を流した時の熱起電力を等しくする操作
は図式上でが極めて容易に、且つ精度よく行うことがで
きる。
したがって、この発明では精密電源のドリフトや、精密
デジタル電圧計のゆらぎを取り除いた精密測定ができ
る。
デジタル電圧計のゆらぎを取り除いた精密測定ができ
る。
（実施例） 第２図に基づいて説明したように、スイッチS1、S2、S3
により交流電流、直流電流順方向、同逆方向、交流電流
と順次通電し、このサイクルを数回繰り返してその都度
２個の精密デジタル電圧計DVM1、DVM2でTCC1、TCC2の熱
起電力を測定する。これにより、平均的なEa1、Ea2、E
d1、Ed2を求める。
により交流電流、直流電流順方向、同逆方向、交流電流
と順次通電し、このサイクルを数回繰り返してその都度
２個の精密デジタル電圧計DVM1、DVM2でTCC1、TCC2の熱
起電力を測定する。これにより、平均的なEa1、Ea2、E
d1、Ed2を求める。
その後、スイッチS4により変換器TCC1、TCC2の入力電流
熱起電力特性の勾配ΔEd1／ΔId、ΔEd2／ΔIdを測定
し、以上の測定より式（２）より交直差の差（δ１−δ
２）を計算する。
熱起電力特性の勾配ΔEd1／ΔId、ΔEd2／ΔIdを測定
し、以上の測定より式（２）より交直差の差（δ１−δ
２）を計算する。
ここで、第１図は変換器に交流定格電流（電圧）を流し
た時のTCC1の熱起電力Eaとし、直流電流（電圧）を順方
向、逆方向に流した時それぞれの熱起電力をEd+とEd-と
する時、乖離度｛Ea‐（Ed+＋Ed-）/2）｝／（Ed+＋E
d-）/2を横軸に目盛り、また縦軸には交直差の差（δ１
‐δ２）を目盛って表わした図であり、両軸とも単位を
ppmである。
た時のTCC1の熱起電力Eaとし、直流電流（電圧）を順方
向、逆方向に流した時それぞれの熱起電力をEd+とEd-と
する時、乖離度｛Ea‐（Ed+＋Ed-）/2）｝／（Ed+＋E
d-）/2を横軸に目盛り、また縦軸には交直差の差（δ１
‐δ２）を目盛って表わした図であり、両軸とも単位を
ppmである。
同図において縦軸のすぐ右側の点に集団は両熱起電力
を、ほぼ等しく｛Ea〜（Ed+＋Ed-）｝したものである。
を、ほぼ等しく｛Ea〜（Ed+＋Ed-）｝したものである。
縦軸の左側の点の集団はEaより（Ed+＋Ed-）/2を約10pp
mだけ大きく設定した場合のものである。最も右のもの
はEaより（Ed+＋Ed-）/2を約40ppmだけ小さくした場合
のものである。
mだけ大きく設定した場合のものである。最も右のもの
はEaより（Ed+＋Ed-）/2を約40ppmだけ小さくした場合
のものである。
測定は交流電流、直流電流順方向、同逆方向、交流電流
（これを１サイクルと呼ぶ）と連続的に電流を印加し、
その時々の熱起電力の測定により、交直差の差を計算し
たものであり、黒丸一点は３サイクルの平均である。な
お、横軸は第１サイクルの乖離度を目盛ったものであ
る。
（これを１サイクルと呼ぶ）と連続的に電流を印加し、
その時々の熱起電力の測定により、交直差の差を計算し
たものであり、黒丸一点は３サイクルの平均である。な
お、横軸は第１サイクルの乖離度を目盛ったものであ
る。
次に、同図より交直差の差ｙを乖離度ｘを変数として、
最小２乗法によりその実験式を一次関数または高次関数
として求める。
最小２乗法によりその実験式を一次関数または高次関数
として求める。
この実施例では、実験式は一次式ではｙ＝0.0017x＋1.4
2,二次式ではｙ＝−４×10-4x2＋0.014x＋1.50で表わさ
れた。
2,二次式ではｙ＝−４×10-4x2＋0.014x＋1.50で表わさ
れた。
なお、熱起電力をEa＝（Ed+＋Ed-）/2に設定することは
図において、縦軸と実験式との交点、即ち切片を求める
ことを意味するが、この実施例において、一次式と二次
式の切片には測定の繰り返し精度以内で一致している。
図において、縦軸と実験式との交点、即ち切片を求める
ことを意味するが、この実施例において、一次式と二次
式の切片には測定の繰り返し精度以内で一致している。
また、実験式は直線に近いもの、上に凸、下に凸なと色
々あるが、実験式を一次関数で表わすには上述の乖離度
は縦軸を挟んだ２箇所設定すればよく、また実験式を高
次関数で表わすには乖離度は３箇所回以上の設定が良
い。
々あるが、実験式を一次関数で表わすには上述の乖離度
は縦軸を挟んだ２箇所設定すればよく、また実験式を高
次関数で表わすには乖離度は３箇所回以上の設定が良
い。
（発明の効果） 以上要するに、この発明によれば交流電流と直流電流を
流した時の熱起電力を等しくする操作が極めて容易に、
且つ精度よく行うことができ、精密電源のドリフトや、
精密デジタル電圧計のゆらぎを取り除いた精密測定がで
きる。
流した時の熱起電力を等しくする操作が極めて容易に、
且つ精度よく行うことができ、精密電源のドリフトや、
精密デジタル電圧計のゆらぎを取り除いた精密測定がで
きる。
第１図は、この発明により図式化された交流印加時の熱
起電力と直流印加時の熱起電力平均値の乖離度と２個の
熱電型変換器の交直差の差を示す図、第２図は２個の熱
電型変換器の精密比較のための回路図である。
起電力と直流印加時の熱起電力平均値の乖離度と２個の
熱電型変換器の交直差の差を示す図、第２図は２個の熱
電型変換器の精密比較のための回路図である。
Claims (1)
- 【請求項１】直列又は並列に接続された２個の熱電型交
直流変換器の交直差を比較するに際して、上記２個の熱
電型交直流変換器に交流定格電流又は電圧を印加した時
の熱起電力を測定し、次に直流電流又は電圧を順方向、
逆方向に流したときの熱起電力の平均値を測定し、これ
らより上記交流印加時の熱起電力と直流印加時の熱起電
力平均値の差を直流印加時の熱起電力平均値で規格化し
た値の零からの乖離度を２か所以上求め、更にこれらに
対応する上記２個の熱電型交直流変換器の交直差の差を
測定し、以上のように求めた乖離度と交直差の差との関
係式を求め、更にこれらの関係式より交流印加時の熱起
電力と直流印加時の熱起電力平均値が等しい時の交直差
の差を求めるようにしたこと特徴とする熱電型交直流変
換器の精密比較方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314661A JPH0736028B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 熱電型交直流変換器の精密比較方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314661A JPH0736028B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 熱電型交直流変換器の精密比較方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04184268A JPH04184268A (ja) | 1992-07-01 |
| JPH0736028B2 true JPH0736028B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=18056020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2314661A Expired - Lifetime JPH0736028B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 熱電型交直流変換器の精密比較方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736028B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2517873B2 (ja) * | 1993-09-01 | 1996-07-24 | 工業技術院長 | 熱電型交直流変換器の出力電圧測定装置 |
| KR100745158B1 (ko) * | 2006-03-03 | 2007-08-01 | 한국표준과학연구원 | 열전형 전류 변환기의 교류-직류 전류 변환 차이의 자동측정 장치 및 방법 |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2314661A patent/JPH0736028B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04184268A (ja) | 1992-07-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |