JP2007132897A - Measuring instrument - Google Patents

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Toshiaki Tanaka
利明 田中
Sadataka Miyajima
貞敬 宮島
Haruki Nozawa
春樹 野沢
Takusane Ogawa
卓実 小川
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Hioki EE Corp
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
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Tokyo Electric Power Co Inc
Hioki EE Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring instrument capable of measuring accurately a current, a voltage, and an electric parameter based on a phase difference between the current and the voltage. <P>SOLUTION: This measuring instrument is provided with a voltage detecting part 11 for detecting the voltage impressed to an electric wire, a current sensor 24 for detecting the current flowing in the electric wire, a memory 16 for storing, as a phase difference ϕ for correction, the phase difference between the current and the voltage detected respectively by the voltage detecting part 11 and the current sensor 24, in the current and the voltage of the same phase each other, and a computation control part 15 for measuring the electric parameter, based on the current, the voltage and the phase difference between the current and the voltage detected respectively, and the computation control part 15 measures the prescribed electric parameter, after correcting the phase difference between the current and the voltage detected respectively in the measurement by the phase difference ϕ for the correction stored in the memory 16. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電線に印加されている電圧、その電線を流れている電流、およびその電圧および電流の間の位相差に基づいて所定の電気的パラメータを測定する測定装置に関するものである。   The present invention relates to a measuring apparatus that measures a predetermined electrical parameter based on a voltage applied to an electric wire, a current flowing through the electric wire, and a phase difference between the voltage and the current.

この種の測定装置として、特開２０００−３３８１４１号公報において、出願人が開示した電力量測定装置（電力量計）が知られている。この電力量測定装置は、電圧センサから出力される電圧と、非接触型のクランプＣＴ（開閉型サーキットトランス）で構成された電流センサによって計測される電流とに基づいて電力を算出し、その電力を積算して電力量を算出する。
特開２０００−３３８１４１号公報（第５−６頁、第１図） As this type of measuring device, an electric energy measuring device (electric energy meter) disclosed by the applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-338141 is known. This power amount measuring device calculates power based on a voltage output from a voltage sensor and a current measured by a current sensor configured with a non-contact type clamp CT (open / close type circuit transformer), and the power To calculate the amount of power.
JP 2000-338141 A (page 5-6, FIG. 1)

ところが、上記の電力量測定装置には、以下の解決すべき課題がある。すなわち、この電力量測定装置では、電圧センサから出力される電圧と、クランプＣＴで構成された電流センサから出力される電流とに基づいて電力を算出（測定）している。この場合、一般的に、電力が供給される負荷にはキャパシタンス成分やインダクタンス成分が含まれているため、電源が交流のときには、電圧と電流との間に位相差が生じる。このため、電源が交流のときには、電圧、電流、および両者の間の位相差に基づいて電力を測定する。一方、上記したクランプＣＴでは、クランプＣＴ自体の電気的特性に起因して、実際に電線に流れている電流と、計測した電流との間に位相のずれ（以下、「位相誤差」ともいう）が生じる。このため、交流電力を正確に測定するためには、電圧および電流の間の位相差をこの位相誤差の分だけ補正する必要がある。   However, the above power amount measuring apparatus has the following problems to be solved. That is, in this electric energy measuring apparatus, electric power is calculated (measured) based on the voltage output from the voltage sensor and the current output from the current sensor configured by the clamp CT. In this case, since a load to which power is supplied generally includes a capacitance component and an inductance component, a phase difference occurs between the voltage and the current when the power source is an alternating current. For this reason, when the power source is an alternating current, the power is measured based on the voltage, the current, and the phase difference between the two. On the other hand, in the above-described clamp CT, due to the electrical characteristics of the clamp CT itself, a phase shift between the current actually flowing through the electric wire and the measured current (hereinafter also referred to as “phase error”). Occurs. For this reason, in order to accurately measure the AC power, it is necessary to correct the phase difference between the voltage and the current by the amount of this phase error.

この場合、製造時には、一般的に、基準となるクランプＣＴを用いて電力量測定装置の測定系を調整することで電圧センサから出力される電圧と電流センサから出力される電流との間の位相誤差を極力小さくしている。しかしながら、実際には、その電力量測定装置に付属して出荷されるクランプＣＴの電気的特性は基準のクランプＣＴの電気的特性とは僅かに異なっている。このため、例えば、位相誤差が僅かであったとしても測定値が大きく異なってしまう測定装置（有効漏れ電流計等）にとっては、そのクランプＣＴの電気的特性と基準のクランプＣＴの電気的特性との僅かな相違が測定装置の測定精度を低下させる大きな要因となっている。また、製造時には、１種類の周波数（例えば６０Ｈｚ）の電流を出力する基準交流電源を用いて測定系を調整しているが、クランプＣＴの位相誤差は、電流の周波数に応じて変化する。このため、位相誤差の実測に用いた基準交流電源とは異なる周波数（例えば５０Ｈｚ）の交流電力を測定する際には、調整時の位相誤差と実際に補正すべき位相誤差との間に微妙な差が生じる結果、測定される交流電力がやや不正確となるおそれがある。また、出荷時において付属していたクランプＣＴを交換したときにも、同様にして、測定される交流電力がやや不正確となるおそれがある。   In this case, at the time of manufacture, the phase between the voltage output from the voltage sensor and the current output from the current sensor is generally adjusted by adjusting the measurement system of the energy measuring device using the reference clamp CT. The error is minimized. However, in practice, the electrical characteristics of the clamp CT shipped with the electric energy measuring device are slightly different from the electrical characteristics of the reference clamp CT. For this reason, for example, for a measuring device (such as an effective leakage ammeter) whose measured values differ greatly even if the phase error is small, the electrical characteristics of the clamp CT and the electrical characteristics of the reference clamp CT A slight difference is a major factor that decreases the measurement accuracy of the measuring apparatus. Moreover, at the time of manufacture, the measurement system is adjusted using a reference AC power source that outputs a current of one type of frequency (for example, 60 Hz), but the phase error of the clamp CT changes according to the frequency of the current. For this reason, when measuring AC power having a frequency (for example, 50 Hz) different from that of the reference AC power source used for actual measurement of the phase error, there is a delicate difference between the phase error at the time of adjustment and the phase error to be actually corrected. As a result of the difference, the measured AC power may be somewhat inaccurate. Similarly, when the clamp CT attached at the time of shipment is replaced, the measured AC power may be slightly inaccurate.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、電流、電圧、並びに電流および電圧の間の位相差に基づく電気的パラメータを正確に測定し得る測定装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and a main object of the present invention is to provide a measuring apparatus capable of accurately measuring an electric parameter based on a current, a voltage, and a phase difference between the current and the voltage. .

上記目的を達成すべく請求項１記載の測定装置は、電線に印加されている電圧を検出する電圧検出部と、前記電線に流れている電流を検出する電流センサと、互いに同位相の電圧および電流に対して前記電圧検出部および前記電流センサによってそれぞれ検出された当該電圧および当該電流の間の位相差を補正用位相差として記憶する記憶部と、前記検出された電圧および電流並びに当該電圧および電流の間の位相差に基づいて所定の電気的パラメータを測定する測定部を備え、前記測定部は、測定時において前記検出された電圧および電流の間の位相差を前記記憶部に記憶されている前記補正用位相差で補正した後に前記所定の電気的パラメータを測定する。   In order to achieve the above object, a measuring device according to claim 1 is provided with a voltage detection unit that detects a voltage applied to an electric wire, a current sensor that detects a current flowing through the electric wire, a voltage in phase with each other, and A storage unit that stores a phase difference between the voltage and the current detected by the voltage detection unit and the current sensor with respect to a current as a correction phase difference; the detected voltage and current; and the voltage and A measurement unit that measures a predetermined electrical parameter based on a phase difference between currents, and the measurement unit stores a phase difference between the detected voltage and current at the time of measurement in the storage unit; The predetermined electrical parameter is measured after correction with the correction phase difference.

また、請求項２記載の測定装置は、請求項１記載の測定装置において、前記電流センサを複数備え、前記記憶部は、前記複数の電流センサにそれぞれ対応する複数の前記補正用位相差を記憶し、前記測定部は、前記検出された電圧および前記各電流センサによって検出された電流の間の位相差を前記記憶部に記憶されている当該各電流センサに対応する前記各補正用位相差で補正する。   A measuring apparatus according to a second aspect is the measuring apparatus according to the first aspect, comprising a plurality of the current sensors, and the storage unit stores a plurality of the correction phase differences respectively corresponding to the plurality of current sensors. The measurement unit calculates the phase difference between the detected voltage and the current detected by each current sensor as the correction phase difference corresponding to each current sensor stored in the storage unit. to correct.

また、請求項３記載の測定装置は、請求項１または２記載の測定装置において、電源に接続可能な接続端子、抵抗、および当該抵抗と前記接続端子とを接続する接続用電線を有する位相補正用器具を備え、前記測定部は、前記電圧検出部によって検出される前記接続用電線に印加されている前記電源の電圧と、前記電流センサによって検出される前記接続用電線に流れる前記電源からの電流との間の位相差を前記補正用位相差として算出する。   The measuring apparatus according to claim 3 is the measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein the measuring apparatus includes a connection terminal connectable to a power source, a resistor, and a connecting electric wire connecting the resistor and the connection terminal. The measuring unit includes a voltage of the power source applied to the connection wire detected by the voltage detection unit, and a voltage from the power source flowing in the connection wire detected by the current sensor. The phase difference between the current and the current is calculated as the correction phase difference.

さらに、請求項４記載の測定装置は、請求項３記載の測定装置において、前記位相補正用器具は、前記電源としての商用電源のコンセントに接続可能なプラグを前記接続端子として有している。   Furthermore, a measuring apparatus according to a fourth aspect is the measuring apparatus according to the third aspect, wherein the phase correction instrument has a plug that can be connected to an outlet of a commercial power source as the power source as the connection terminal.

請求項１記載の測定装置によれば、互いに同位相の電圧および電流に対して電圧検出部および電流センサによってそれぞれ検出された電圧および電流の間の位相差を補正用位相差として記憶する記憶部を備え、測定部が測定時において電圧および電流の間の位相差を補正用位相差で補正することにより、電流センサの電気的特性が各電流センサ毎に異なっていたとしても、電流センサが付属される測定装置の記憶部にその電流センサに対応する補正用位相差を記憶させることで、電流センサの電気的特性の相違に起因する測定誤差を十分に低減することができる。また、例えば、周波数の異なる各種の電源から供給される電力等の電気的パラメータを測定するときであっても、各周波数毎の補正用位相差を記憶部に記憶させることで、周波数の相違に起因する測定誤差を十分に低減することができる。また、電流センサを交換したとしても、交換後の電流センサに対応する各周波数毎の補正用位相差を記憶部に記憶させることで、交換した電流センサの電気的特性の相違や電源の周波数の相違に起因する測定誤差を十分に低減することができる。したがって、この測定装置によれば、電圧、電流、および電圧と電流との間の位相差に基づく電気的パラメータを正確に測定することができる。   According to the measurement apparatus of claim 1, the storage unit that stores the phase difference between the voltage and the current detected by the voltage detection unit and the current sensor with respect to the voltage and the current having the same phase as the correction phase difference, respectively. Even if the electrical characteristics of the current sensor differ for each current sensor by correcting the phase difference between the voltage and current with the correction phase difference during measurement, the current sensor is included. By storing the correction phase difference corresponding to the current sensor in the storage unit of the measurement device to be measured, it is possible to sufficiently reduce the measurement error due to the difference in the electrical characteristics of the current sensor. Further, for example, even when measuring electrical parameters such as power supplied from various power sources having different frequencies, the correction phase difference for each frequency is stored in the storage unit, so that the difference in frequency can be obtained. The resulting measurement error can be sufficiently reduced. Even if the current sensor is replaced, by storing the correction phase difference for each frequency corresponding to the replaced current sensor in the storage unit, the difference in the electrical characteristics of the replaced current sensor and the frequency of the power source The measurement error due to the difference can be sufficiently reduced. Therefore, according to this measuring apparatus, it is possible to accurately measure voltage, current, and electrical parameters based on the phase difference between the voltage and current.

請求項２記載の測定装置によれば、電流センサを複数備え、記憶部が各電流センサにそれぞれ対応する複数の補正用位相差を記憶することにより、例えば、複数の電流センサを用いて複数の測定箇所における電気的パラメータを同時に測定する使用形態においても、電圧および電流の間の位相差を各電流センサにそれぞれ対応する各補正用位相差で補正することができるため、各測定箇所における電気的パラメータを正確に測定することができる。   According to the measurement apparatus of claim 2, a plurality of current sensors are provided, and the storage unit stores a plurality of correction phase differences respectively corresponding to the respective current sensors. Even in the usage mode in which the electrical parameters at the measurement location are measured at the same time, the phase difference between the voltage and current can be corrected with each correction phase difference corresponding to each current sensor. Parameters can be measured accurately.

また、請求項３記載の測定装置によれば、電源に接続可能な接続端子、抵抗、および抵抗と接続端子とを接続する接続用電線を有する位相補正用器具を備え、測定部が、接続用電線に印加されている電源の電圧と、接続用電線に流れる電源からの電流との間の位相差を補正用位相差として算出することにより、測定前において補正用位相差が記憶部に予め記憶されていないとしても、位相補正用器具を用いることで、補正用位相差を測定現場において正確かつ容易に算出することができる。また、例えば、測定現場において電流センサを交換したとしても、位相補正用器具を用いることで、その電流センサに対応する補正用位相差を測定現場において正確かつ容易に算出することができる。   According to the measuring device of claim 3, the measuring device includes a connection terminal connectable to a power source, a resistor, and a phase correction instrument having a connection electric wire for connecting the resistor and the connection terminal. By calculating the phase difference between the voltage of the power source applied to the wire and the current from the power source flowing in the connecting wire as the correction phase difference, the correction phase difference is stored in the storage unit in advance before measurement. Even if not, the phase difference for correction can be accurately and easily calculated at the measurement site by using the phase correction instrument. For example, even if the current sensor is replaced at the measurement site, the phase difference for correction corresponding to the current sensor can be accurately and easily calculated at the measurement site by using the phase correction instrument.

また、請求項４記載の測定装置によれば、商用電源のコンセントに接続可能なプラグを備えて位相補正用器具を構成したことにより、コンセントにプラグを差し込むだけで補正用位相差の算出に必要な電流を位相補正用器具に供給することができるため、補正用位相差の算出作業を短時間でしかも容易に行うことができる。   Further, according to the measuring apparatus of claim 4, since the phase correction instrument is configured with the plug that can be connected to the outlet of the commercial power supply, it is necessary to calculate the phase difference for correction only by inserting the plug into the outlet. Therefore, the correction phase difference can be easily calculated in a short time.

以下、本発明に係る測定装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, the best mode of a measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

最初に、電力測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。図１に示す電力測定装置１は、本発明に係る測定装置の一例であって、本体部２および位相補正用器具３を備え、電線を介して供給される電力（本発明における所定の電気的パラメータの一例）を測定可能に構成されている。本体部２は、同図に示すように、電圧検出部１１、電流検出部１２、表示部１３、操作部１４、演算制御部１５およびメモリ１６を備えて構成されている。   First, the configuration of the power measuring device 1 will be described with reference to the drawings. A power measuring device 1 shown in FIG. 1 is an example of a measuring device according to the present invention, and includes a main body 2 and a phase correcting instrument 3, and is supplied with electric power (predetermined electrical in the present invention). An example of a parameter) is configured to be measurable. As shown in the figure, the main body 2 includes a voltage detection unit 11, a current detection unit 12, a display unit 13, an operation unit 14, an arithmetic control unit 15, and a memory 16.

電圧検出部１１は、図１に示すように、プラグ２１およびプローブ２２（図２参照）のいずれか一方または両者を接続可能に構成されると共に、Ａ／Ｄ変換回路２３を備えて構成され、操作部１４からの操作信号に従い、プラグ２１またはプローブ２２を介して入力する入力信号をアナログ−ディジタル変換して電圧データＤｖを出力する。電流検出部１２は、複数（例えば１２個）の電流センサ２４を接続可能に構成されると共に、電流センサ２４の接続可能数と同数（この例では１２個）のＡ／Ｄ変換回路２５を備えて構成され、操作部１４からの操作信号に従い、各電流センサ２４から出力される検出信号Ｓｉをアナログ−ディジタル変換して電流データＤｉをそれぞれ出力する。ここで、電流センサ２４は、クランプ型のセンサであって、図１に示すように、略円形に形成されると共に先端が開閉自在に構成されたクランプ部２４ａを備え、クランプ部２４ａで電線を挟み込んだ状態において、その電線に流れている電流Ｉを検出して検出信号Ｓｉを出力する。表示部１３は、例えばＬＣＤで構成されて、演算制御部１５の制御に従って各種の画像Ｇを表示する。操作部１４は、各種のスイッチを備えて構成されて、スイッチの操作に応じた操作信号を出力する。   As shown in FIG. 1, the voltage detection unit 11 is configured to connect either one or both of a plug 21 and a probe 22 (see FIG. 2), and includes an A / D conversion circuit 23. In accordance with an operation signal from the operation unit 14, an input signal input via the plug 21 or the probe 22 is converted from analog to digital and voltage data Dv is output. The current detection unit 12 is configured to be able to connect a plurality of (for example, twelve) current sensors 24 and includes the same number (12 in this example) of A / D conversion circuits 25 as the number of connectable current sensors 24. In accordance with an operation signal from the operation unit 14, the detection signal Si output from each current sensor 24 is analog-to-digital converted to output current data Di. Here, the current sensor 24 is a clamp-type sensor, and as shown in FIG. 1, the current sensor 24 includes a clamp portion 24a formed in a substantially circular shape and configured to be openable and closable. In the sandwiched state, the current I flowing through the electric wire is detected and a detection signal Si is output. The display unit 13 is configured by an LCD, for example, and displays various images G according to the control of the arithmetic control unit 15. The operation unit 14 includes various switches and outputs an operation signal corresponding to the operation of the switch.

演算制御部１５は、本発明における測定部に相当し、操作部１４からの操作信号に従い、電圧検出部１１から出力される電圧データＤｖによって特定される電圧Ｖの値、電流検出部１２から出力される電流データＤｉによって特定される電流Ｉの値、および電圧Ｖと電流Ｉとの間の位相差Ｐｄに基づき、電線（例えば、図２に示す電線２００）によって負荷（図示せず）に供給されている電力Ｐを測定する。この場合、演算制御部１５は、電線に実際に流れている電流Ｉの電流波形と、電流センサ２４によって検出された電流の電流波形との間の位相差、つまり電流センサ２４の電気的特性に起因して生じる位相差（本発明における補正用位相差に相当する：以下、「補正用位相差φ」ともいう）を算出して、その補正用位相差φに基づいて上記した位相差Ｐｄを補正する。メモリ１６は、本発明における記憶部に相当し、演算制御部１５によって算出される各電流センサ２４にそれぞれ対応する補正用位相差φを記憶する。   The arithmetic control unit 15 corresponds to a measurement unit in the present invention, and in accordance with an operation signal from the operation unit 14, the value of the voltage V specified by the voltage data Dv output from the voltage detection unit 11, output from the current detection unit 12. Is supplied to a load (not shown) by an electric wire (for example, electric wire 200 shown in FIG. 2) based on the value of the current I specified by the current data Di and the phase difference Pd between the voltage V and the current I. The measured power P is measured. In this case, the arithmetic control unit 15 determines the phase difference between the current waveform of the current I actually flowing through the electric wire and the current waveform of the current detected by the current sensor 24, that is, the electrical characteristics of the current sensor 24. The resulting phase difference (corresponding to the correction phase difference in the present invention: hereinafter also referred to as “correction phase difference φ”) is calculated, and the above-described phase difference Pd is calculated based on the correction phase difference φ. to correct. The memory 16 corresponds to a storage unit in the present invention, and stores a correction phase difference φ corresponding to each current sensor 24 calculated by the arithmetic control unit 15.

位相補正用器具３は、補正用位相差φの算出に用いられる器具であって、図１に示すように、例えば交流の電圧が１００Ｖで周波数が６０Ｈｚの商用電源のコンセント１００に接続可能なプラグ３１（本発明における接続端子の一例）、負荷用の抵抗３２、および抵抗３２とプラグ３１とを接続する接続用電線３３を備えて構成されている。また、位相補正用器具３は、抵抗３２の純抵抗成分のみをインピーダンス成分とするようにキャパシタンス成分やインダクタンス成分が無視できる程度に小さくなるように構成されている。したがって、位相補正用器具３に通電したときにこの位相補正用器具３に印加された電圧の電圧波形と、位相補正用器具３（接続用電線３３）内を流れる電流の電流波形との間における位相差はほぼゼロ度となる。なお、上記した商用電源が、本発明における電源に相当し、互いに同位相の電圧および電流を供給するものとする。   The phase correction instrument 3 is an instrument used for calculating the correction phase difference φ, and as shown in FIG. 1, for example, a plug that can be connected to a commercial power outlet 100 having an AC voltage of 100 V and a frequency of 60 Hz. 31 (an example of a connection terminal in the present invention), a load resistor 32, and a connection electric wire 33 that connects the resistor 32 and the plug 31. Further, the phase correcting device 3 is configured so that the capacitance component and the inductance component can be negligibly small so that only the pure resistance component of the resistor 32 is an impedance component. Therefore, between the voltage waveform of the voltage applied to the phase correction instrument 3 when the phase correction instrument 3 is energized and the current waveform of the current flowing in the phase correction instrument 3 (connection wire 33). The phase difference is almost zero degrees. Note that the above-described commercial power source corresponds to the power source in the present invention, and supplies voltages and currents in the same phase.

次に、電線２００（図２参照）を介して図外の負荷（以下、「測定対象の負荷」ともいう）に供給されている電力Ｐを電力測定装置１を用いて測定する測定方法について、図面を参照して説明する。この場合、測定対象の負荷には、電圧が１００Ｖで周波数が６０Ｈｚの商用電源から電力Ｐが供給されているものとする。   Next, a measurement method for measuring the power P supplied to a load (not shown) (hereinafter also referred to as “measurement target load”) via the electric wire 200 (see FIG. 2) using the power measurement device 1. This will be described with reference to the drawings. In this case, it is assumed that power P is supplied from a commercial power source having a voltage of 100 V and a frequency of 60 Hz to the load to be measured.

この電力測定装置１では、電力測定の際に必要とされる各電流センサ２４にそれぞれ対応する補正用位相差φを位相補正用器具３を用いて算出してメモリ１６に記録する（記憶させる）ことが可能となっている。この補正用位相差φの算出および記録に際しては、まず、図１に示すように、電流検出部１２に接続されている各電流センサ２４のクランプ部２４ａで位相補正用器具３の接続用電線３３を挟み込む。次いで、電圧が１００Ｖで周波数が６０Ｈｚの商用電源のコンセント１００に位相補正用器具３のプラグ３１を差し込むと共に、電圧検出部１１に接続されているプラグ２１をコンセント１００に差し込む。続いて、操作部１４を操作して、電力測定装置１に対して補正用位相差φの算出を開始させる。この際に、電圧検出部１１が、操作部１４からの操作信号に従い、プラグ２１を介して入力した入力信号をアナログ−ディジタル変換して電圧データＤｖを出力する。また、電流検出部１２が、操作部１４からの操作信号に従い、各電流センサ２４から出力された検出信号Ｓｉをアナログ−ディジタル変換して電流データＤｉを出力する。   In the power measuring apparatus 1, the correction phase difference φ corresponding to each current sensor 24 required for the power measurement is calculated using the phase correction instrument 3 and recorded (stored) in the memory 16. It is possible. In calculating and recording the correction phase difference φ, first, as shown in FIG. 1, the connection wires 33 of the phase correction device 3 are clamped by the clamp portions 24 a of the current sensors 24 connected to the current detection unit 12. Is inserted. Next, the plug 31 of the phase correction device 3 is inserted into the outlet 100 of the commercial power supply having a voltage of 100 V and a frequency of 60 Hz, and the plug 21 connected to the voltage detection unit 11 is inserted into the outlet 100. Subsequently, the operation unit 14 is operated to cause the power measuring apparatus 1 to start calculating the correction phase difference φ. At this time, the voltage detection unit 11 performs analog-to-digital conversion on the input signal input via the plug 21 according to the operation signal from the operation unit 14 and outputs voltage data Dv. Further, the current detection unit 12 performs analog-digital conversion on the detection signal Si output from each current sensor 24 in accordance with an operation signal from the operation unit 14 and outputs current data Di.

また、演算制御部１５が、操作部１４の操作信号に従い、図３に示す補正用位相差算出記録処理５０を実行する。この補正用位相差算出記録処理５０では、演算制御部１５は、電圧検出部１１から出力された電圧データＤｖによって特定される電圧波形Ｗｖ１（図４参照）と、電流検出部１２から出力された電流データＤｉによって特定される電流波形Ｗｉ１（同図参照）、つまり接続用電線３３に流れている電流Ｉの波形とに基づいて電流センサ２４に対応する補正用位相差φを算出する(ステップ５１)。この場合、位相補正用器具３は、キャパシタンス成分やインダクタンス成分が無視できる程度に小さくなるように構成されている。このため、プラグ２１から供給される電圧の電圧波形Ｗｖ１と、プラグ３１から供給される電流の電流波形Ｗｉ１とは本来的には位相差が生じていないが、同図に示すように、両者の間に位相差が生じているときには、この位相差がその電流センサ２４についての補正用位相差φとなる。   Further, the arithmetic control unit 15 executes the correction phase difference calculation recording process 50 shown in FIG. 3 according to the operation signal of the operation unit 14. In the correction phase difference calculation recording process 50, the calculation control unit 15 outputs the voltage waveform Wv1 (see FIG. 4) specified by the voltage data Dv output from the voltage detection unit 11 and the current detection unit 12. The correction phase difference φ corresponding to the current sensor 24 is calculated based on the current waveform Wi1 specified by the current data Di (see the figure), that is, the waveform of the current I flowing in the connecting wire 33 (step 51). ). In this case, the phase correcting device 3 is configured to be small enough to ignore the capacitance component and the inductance component. For this reason, there is essentially no phase difference between the voltage waveform Wv1 of the voltage supplied from the plug 21 and the current waveform Wi1 of the current supplied from the plug 31, but as shown in FIG. When there is a phase difference between them, this phase difference becomes the correction phase difference φ for the current sensor 24.

次いで、演算制御部１５は、表示部１３を制御することにより、図５に示すように、各電流センサ２４（同図では各電流センサ２４が接続されているＣＨを示している）にそれぞれ対応する補正用位相差φを示す画像Ｇを表示させる（ステップ５２）。ここで、この電力測定装置１では、電流検出部１２に接続された複数（この場合１２個）の電流センサ２４にそれぞれ対応する補正用位相差φを一括して記録する一括処理と、各電流センサ２４の中から選択された電流センサ２４に対応する補正用位相差φを記録する個別処理とを実行させることが可能となっている。この場合、例えば、電力測定装置１に対して一括処理を実行させる際には、操作部１４を操作して、同図に示すように、画面上の「一括実行」を選択する。この際に、演算制御部１５は、操作部１４からの操作信号に従い、電流検出部１２に接続されている各電流センサ２４にそれぞれ対応する補正用位相差φをメモリ１６に記録して(ステップ５３)、この補正用位相差算出記録処理５０を終了する。一方、電力測定装置１に対して個別処理を実行させる際には、画像Ｇ内の各「ＣＨ」の中から任意の１つを選択すると共に、画像Ｇ内の「実行」を選択する。この際には、演算制御部１５は、補正用位相差算出記録処理５０のステップ５３において、選択されたＣＨに接続されている電流センサ２４に対応する補正用位相差φの記録を行う。   Next, the arithmetic control unit 15 controls the display unit 13 to correspond to each current sensor 24 (in the figure, the CH to which each current sensor 24 is connected) as shown in FIG. An image G showing the correction phase difference φ to be displayed is displayed (step 52). Here, in the power measuring apparatus 1, collective processing for collectively recording correction phase differences φ respectively corresponding to a plurality of (in this case, twelve) current sensors 24 connected to the current detection unit 12, and each current Individual processing for recording the correction phase difference φ corresponding to the current sensor 24 selected from the sensors 24 can be executed. In this case, for example, when the power measurement apparatus 1 is to execute batch processing, the operation unit 14 is operated to select “collective execution” on the screen as shown in FIG. At this time, the arithmetic control unit 15 records the correction phase difference φ corresponding to each of the current sensors 24 connected to the current detection unit 12 in the memory 16 in accordance with the operation signal from the operation unit 14 (Step 1 53) The correction phase difference calculation recording process 50 is terminated. On the other hand, when the power measurement apparatus 1 executes individual processing, an arbitrary one is selected from each “CH” in the image G and “execute” in the image G is selected. At this time, the arithmetic control unit 15 records the correction phase difference φ corresponding to the current sensor 24 connected to the selected CH in step 53 of the correction phase difference calculation recording process 50.

次に、図２に示す電線２００を介して測定対象の負荷に供給されている電力Ｐを測定する際には、同図に示すように、例えば、各電流センサ２４のうちの１つ（例えば同図における左端の電流センサ２４）のクランプ部２４ａで電線２００を挟み込むと共に、電圧検出部１１に接続されているプローブ２２を電線２００における所定の２点に接触させる。次いで、操作部１４を操作して、電力測定装置１に対して電力測定を開始させる。この際に、電圧検出部１１がプローブ２２を介して入力した入力信号をアナログ−ディジタル変換して電圧データＤｖを出力する。また、電流センサ２４が電流Ｉを検出して検出信号Ｓｉを出力し、電流検出部１２が、検出信号Ｓｉをアナログ−ディジタル変換して電流データＤｉを出力する。   Next, when measuring the power P supplied to the load to be measured via the electric wire 200 shown in FIG. 2, as shown in FIG. 2, for example, one of the current sensors 24 (for example, The electric wire 200 is sandwiched by the clamp portion 24a of the leftmost current sensor 24) in the same figure, and the probe 22 connected to the voltage detecting portion 11 is brought into contact with two predetermined points on the electric wire 200. Next, the operation unit 14 is operated to cause the power measurement device 1 to start power measurement. At this time, the voltage detection unit 11 performs analog-digital conversion on the input signal input via the probe 22 and outputs voltage data Dv. Further, the current sensor 24 detects the current I and outputs a detection signal Si, and the current detection unit 12 performs analog-digital conversion on the detection signal Si and outputs current data Di.

また、演算制御部１５が、操作部１４の操作信号に従い、図６に示す電力測定処理６０を実行する。この電力測定処理６０では、演算制御部１５は、電圧検出部１１から出力された電圧データＤｖによって特定される電圧波形Ｗｖ２（図７参照）と、電流検出部１２から出力された電流データＤｉによって特定される電流波形Ｗｉ２（同図参照）、つまり電線２００に流れている電流Ｉの波形とに基づき、電圧Ｖと電流Ｉとの間の位相差Ｐｄを算出する(ステップ６１)。続いて、演算制御部１５は、検出信号Ｓｉを出力している（電流Ｉを検出している）電流センサ２４に対応する補正用位相差φをメモリ１６から読み出すと共に、補正用位相差φに基づいて位相差Ｐｄを補正する（ステップ６２：以下、補正後の位相差Ｐｄを「位相差Ｐｄ０」ともいう）。ここで、図７に示すように、電圧波形Ｗｖ２と電流波形Ｗｉ２とに基づいて算出した位相差Ｐｄは、電圧Ｖと電流Ｉとの間の実際の位相差よりも補正用位相差φの分だけ大きい値（または小さい値）に算出されている。つまり、同図に示すように、電流データＤｉによって特定される電流波形Ｗｉ２は、実際の電流波形Ｗｉ３よりも補正用位相差φの分だけずれている。この場合、測定対象の負荷に電力Ｐを供給している電源と補正用位相差φの算出に用いた電源とが同じ周波数の商用電源のため、電源の周波数の相違に起因する補正用位相差φ自体の誤差が排除されている。したがって、補正用位相差φに基づいて位相差Ｐｄを補正することで、補正後の位相差Ｐｄ０は、電圧Ｖと電流Ｉとの間の実際の位相差となる。   Further, the arithmetic control unit 15 executes a power measurement process 60 shown in FIG. 6 according to the operation signal of the operation unit 14. In the power measurement process 60, the arithmetic control unit 15 uses the voltage waveform Wv2 (see FIG. 7) specified by the voltage data Dv output from the voltage detection unit 11 and the current data Di output from the current detection unit 12. A phase difference Pd between the voltage V and the current I is calculated on the basis of the specified current waveform Wi2 (see the same figure), that is, the waveform of the current I flowing through the electric wire 200 (step 61). Subsequently, the arithmetic control unit 15 reads out the correction phase difference φ corresponding to the current sensor 24 outputting the detection signal Si (detecting the current I) from the memory 16, and sets the correction phase difference φ to the correction phase difference φ. Based on this, the phase difference Pd is corrected (step 62: hereinafter, the corrected phase difference Pd is also referred to as “phase difference Pd0”). Here, as shown in FIG. 7, the phase difference Pd calculated based on the voltage waveform Wv2 and the current waveform Wi2 is more of the correction phase difference φ than the actual phase difference between the voltage V and the current I. It is calculated as a larger value (or smaller value). That is, as shown in the figure, the current waveform Wi2 specified by the current data Di is shifted from the actual current waveform Wi3 by the correction phase difference φ. In this case, since the power source supplying the power P to the load to be measured and the power source used for calculating the correction phase difference φ are commercial power sources having the same frequency, the correction phase difference caused by the difference in power source frequency The error of φ itself is eliminated. Therefore, by correcting the phase difference Pd based on the correction phase difference φ, the corrected phase difference Pd0 becomes an actual phase difference between the voltage V and the current I.

続いて、演算制御部１５は、位相差Ｐｄ０、電圧データＤｖによって特定される電圧Ｖ、および電流データＤｉによって特定される電流Ｉに基づき、電力Ｐを算出する（ステップ６３）。次いで、演算制御部１５は、表示部１３を制御して算出した電力Ｐを示す画像Ｇを表示させて（ステップ６４）、この電力測定処理６０を終了する。これにより、電線２００によって負荷に供給される電力Ｐが正確に測定されて、その測定結果が表示部１３に表示される。この場合、上記の電力測定処理６０を各電流センサ２４毎に行うことで、複数の電流センサ２４を用いて複数の測定箇所における電力Ｐを正確に測定することが可能となる。   Subsequently, the arithmetic control unit 15 calculates the power P based on the phase difference Pd0, the voltage V specified by the voltage data Dv, and the current I specified by the current data Di (step 63). Next, the arithmetic control unit 15 displays an image G indicating the power P calculated by controlling the display unit 13 (step 64), and ends the power measurement process 60. Thereby, the electric power P supplied to the load by the electric wire 200 is accurately measured, and the measurement result is displayed on the display unit 13. In this case, by performing the power measurement process 60 for each current sensor 24, it is possible to accurately measure the power P at a plurality of measurement locations using the plurality of current sensors 24.

このように、この電力測定装置１によれば、互いに同位相の電圧Ｖおよび電流Ｉに対して電圧検出部１１および電流センサ２４によってそれぞれ検出された電圧Ｖおよび電流Ｉの間の位相差を補正用位相差φとして記憶するメモリ１６を備え、演算制御部１５が測定時において電圧Ｖおよび電流Ｉの間の位相差Ｐｄを補正用位相差φで補正することにより、電流センサ２４の電気的特性が各電流センサ２４毎に異なっていたとしても、電流センサ２４が付属される電力測定装置１のメモリ１６にその電流センサ２４に対応する補正用位相差φを記憶させることで、電流センサ２４の電気的特性の相違に起因する測定誤差を十分に低減することができる。また、例えば、周波数の異なる各種の電源から供給される電力Ｐを測定するときであっても、各周波数毎の補正用位相差φをメモリ１６に記憶させることで、周波数の相違に起因する測定誤差を十分に低減することができる。また、電流センサ２４を交換したとしても、交換後の電流センサ２４に対応する各周波数毎の補正用位相差φをメモリ１６に記憶させることで、交換した電流センサ２４の電気的特性の相違や電源の周波数の相違に起因する測定誤差を十分に低減することができる。したがって、この電力測定装置１によれば、電圧Ｖ、電流Ｉ、および電圧Ｖと電流Ｉとの間の位相差Ｐｄに基づいて電力Ｐを正確に測定することができる。   As described above, according to the power measuring apparatus 1, the phase difference between the voltage V and the current I detected by the voltage detector 11 and the current sensor 24 is corrected with respect to the voltage V and the current I having the same phase. The memory 16 stores the phase difference φ for use, and the arithmetic control unit 15 corrects the phase difference Pd between the voltage V and the current I at the time of measurement with the correction phase difference φ. Is different for each current sensor 24, by storing the correction phase difference φ corresponding to the current sensor 24 in the memory 16 of the power measuring apparatus 1 to which the current sensor 24 is attached, Measurement errors due to differences in electrical characteristics can be sufficiently reduced. In addition, for example, even when measuring the power P supplied from various power sources having different frequencies, the memory 16 stores the correction phase difference φ for each frequency, thereby measuring due to the difference in frequency. The error can be sufficiently reduced. Further, even if the current sensor 24 is replaced, the correction phase difference φ for each frequency corresponding to the replaced current sensor 24 is stored in the memory 16, so that the electrical characteristics of the replaced current sensor 24 are different. Measurement errors due to the difference in power source frequency can be sufficiently reduced. Therefore, according to the power measuring apparatus 1, the power P can be accurately measured based on the voltage V, the current I, and the phase difference Pd between the voltage V and the current I.

また、この電力測定装置１によれば、電流センサ２４を複数備え、メモリ１６が各電流センサ２４にそれぞれ対応する複数の補正用位相差φを記憶することにより、例えば、複数の電流センサ２４を用いて複数の測定箇所における電力Ｐを同時に測定する使用形態においても、電圧Ｖおよび電流Ｉの間の位相差Ｐｄを各電流センサ２４にそれぞれ対応する各補正用位相差φで補正することができるため、各測定箇所における電力Ｐを正確に測定することができる。   Further, according to the power measuring apparatus 1, a plurality of current sensors 24 are provided, and the memory 16 stores a plurality of correction phase differences φ corresponding to the current sensors 24, for example. Even in the usage mode in which the power P at a plurality of measurement points is simultaneously measured, the phase difference Pd between the voltage V and the current I can be corrected by the correction phase difference φ corresponding to each current sensor 24. Therefore, the power P at each measurement location can be accurately measured.

また、この電力測定装置１によれば、電源に接続可能なプラグ３１、抵抗３２、および抵抗３２とプラグ３１とを接続する接続用電線３３を有する位相補正用器具３を備え、演算制御部１５が、接続用電線３３に印加されている電源の電圧Ｖと、接続用電線３３に流れる電源からの電流Ｉとの間の位相差を補正用位相差φとして算出することにより、測定前において補正用位相差φがメモリ１６に予め記憶されていないとしても、位相補正用器具３を用いることで、補正用位相差φを測定現場において正確かつ容易に算出することができる。また、例えば、測定現場において電流センサ２４を交換したとしても、位相補正用器具３を用いることで、その電流センサ２４に対応する補正用位相差φを測定現場において正確かつ容易に算出することができる。   In addition, the power measuring apparatus 1 includes the phase correction device 3 including the plug 31 that can be connected to the power source, the resistor 32, and the connection electric wire 33 that connects the resistor 32 and the plug 31, and includes the arithmetic control unit 15. Is corrected before measurement by calculating the phase difference between the voltage V of the power source applied to the connecting wire 33 and the current I from the power source flowing in the connecting wire 33 as the correction phase difference φ. Even if the phase difference φ for use is not stored in the memory 16 in advance, the phase difference for correction φ can be accurately and easily calculated at the measurement site by using the phase correction device 3. For example, even if the current sensor 24 is replaced at the measurement site, the correction phase difference φ corresponding to the current sensor 24 can be accurately and easily calculated at the measurement site by using the phase correction instrument 3. it can.

また、この電力測定装置１によれば、商用電源のコンセント１００に接続可能なプラグ３１を備えて位相補正用器具３を構成したことにより、コンセント１００にプラグ３１を差し込むだけで補正用位相差φの算出に必要な電流Ｉを位相補正用器具３に供給することができるため、補正用位相差φの算出作業を短時間でしかも容易に行うことができる。   In addition, according to the power measuring apparatus 1, since the phase correcting device 3 is configured by including the plug 31 that can be connected to the outlet 100 of the commercial power supply, the correction phase difference φ can be obtained simply by inserting the plug 31 into the outlet 100. Since the current I necessary for the calculation of the phase can be supplied to the phase correction instrument 3, the calculation work of the correction phase difference φ can be easily performed in a short time.

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、所定の電気的パラメータとしての電力Ｐを測定可能な電力測定装置１に本発明を適用した例について上記したが、少なくとも電圧Ｖと電流Ｉとの間の位相差に基づく各種の電気的パラメータ（例えば有効漏洩電流）を測定（算出）可能な各種の測定装置に本発明を適用することができる。   In addition, this invention is not limited to said structure. For example, the example in which the present invention is applied to the power measuring apparatus 1 capable of measuring the power P as a predetermined electrical parameter has been described above. However, various electrical parameters based on at least the phase difference between the voltage V and the current I are described. The present invention can be applied to various measuring apparatuses capable of measuring (calculating) (for example, effective leakage current).

また、位相補正用器具３は、上記の構成に限定されない。例えば、コンセント１００に接続可能なプラグ３１に代えて、プローブやクリップ型の端子などの測定対象の電源に接続可能な各種の接続端子を用いることができる。また、位相補正用器具３は必ずしも電力測定装置１に付属する必要はなく、位相補正用器具３と同様の機能を有する器具を用いることで、電圧Ｖ、電流Ｉ、および電圧Ｖと電流Ｉとの間の位相差Ｐｄ０に基づく各種の電気的パラメータを正確に測定することができる。   Further, the phase correction instrument 3 is not limited to the above configuration. For example, instead of the plug 31 that can be connected to the outlet 100, various connection terminals that can be connected to a power source to be measured such as a probe and a clip-type terminal can be used. In addition, the phase correction instrument 3 does not necessarily have to be attached to the power measuring device 1. By using an instrument having the same function as the phase correction instrument 3, the voltage V, the current I, and the voltage V and the current I It is possible to accurately measure various electrical parameters based on the phase difference Pd0 between the two.

また、１２個の電流センサ２４を接続可能に電流検出部１２を構成した例について上記したが、電流センサ２４の接続可能数はこれに限定されず任意に規定することができる。また、プラグ２１やプローブ２２を介して入力信号を入力する構成例について上記したが、プラグ２１やプローブ２２に代えて非接触型の電圧センサを備えた構成を採用することもできる。また、補正用位相差φの算出の際に商用電源を用いる例について上記したが、補正用位相差φの算出用の電源はこれに限定されず、同相の電圧および電流を供給可能な各種の電源を用いることができる。   In addition, the example in which the current detection unit 12 is configured so that twelve current sensors 24 can be connected has been described above, but the number of connectable current sensors 24 is not limited thereto and can be arbitrarily defined. In addition, the configuration example in which the input signal is input via the plug 21 or the probe 22 has been described above, but a configuration including a non-contact type voltage sensor instead of the plug 21 or the probe 22 may be employed. In addition, although an example in which a commercial power source is used in calculating the correction phase difference φ has been described above, the power source for calculating the correction phase difference φ is not limited thereto, and various types of voltages and currents that can supply in-phase voltage and current A power supply can be used.

電力測定装置１の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a power measuring device 1. FIG. 電力測定装置１を用いた電力測定の方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method of the electric power measurement using the electric power measurement apparatus. 補正用位相差算出記録処理５０のフローチャートである。5 is a flowchart of a correction phase difference calculation recording process 50; 電圧波形Ｗｖ１および電流波形Ｗｉ１の波形図である。It is a wave form diagram of voltage waveform Wv1 and current waveform Wi1. 補正用位相差φを示す画像Ｇの表示画面図である。It is a display screen figure of the image G which shows the phase difference for correction (phi). 電力測定処理６０のフローチャートである。5 is a flowchart of a power measurement process 60. 電圧波形Ｗｖ２および電流波形Ｗｉ２，Ｗｉ３の波形図である。It is a wave form diagram of voltage waveform Wv2 and current waveforms Wi2 and Wi3.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電力測定装置
３ 位相補正用器具
１１ 電圧検出部
１２ 電流検出部
１５ 演算制御部
１６ メモリ
２４ 電流センサ
２１，３１ プラグ
３２ 抵抗
３３ 接続用電線
１００ コンセント
２００ 電線
Ｉ 電流
Ｐ 電力
Ｐｄ，Ｐｄ０ 位相差
Ｖ 電圧
φ 補正用位相差 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power measuring device 3 Phase correction instrument 11 Voltage detection part 12 Current detection part 15 Calculation control part 16 Memory 24 Current sensor 21,31 Plug 32 Resistance 33 Connection electric wire 100 Outlet 200 Electric wire I Current P Electric power Pd, Pd0 Phase difference V Voltage φ compensation phase difference

Claims (4)

電線に印加されている電圧を検出する電圧検出部と、前記電線に流れている電流を検出する電流センサと、互いに同位相の電圧および電流に対して前記電圧検出部および前記電流センサによってそれぞれ検出された当該電圧および当該電流の間の位相差を補正用位相差として記憶する記憶部と、前記検出された電圧および電流並びに当該電圧および電流の間の位相差に基づいて所定の電気的パラメータを測定する測定部を備え、
前記測定部は、測定時において前記検出された電圧および電流の間の位相差を前記記憶部に記憶されている前記補正用位相差で補正した後に前記所定の電気的パラメータを測定する測定装置。 A voltage detection unit that detects a voltage applied to the electric wire, a current sensor that detects a current flowing through the electric wire, and a voltage and current that are in phase with each other, are detected by the voltage detection unit and the current sensor, respectively. A storage unit that stores a phase difference between the detected voltage and the current as a correction phase difference, and a predetermined electrical parameter based on the detected voltage and current and the phase difference between the voltage and current. It has a measuring unit to measure,
The measurement device is configured to measure the predetermined electrical parameter after correcting the phase difference between the detected voltage and current with the correction phase difference stored in the storage unit at the time of measurement. 前記電流センサを複数備え、
前記記憶部は、前記複数の電流センサにそれぞれ対応する複数の前記補正用位相差を記憶し、
前記測定部は、前記検出された電圧および前記各電流センサによって検出された電流の間の位相差を前記記憶部に記憶されている当該各電流センサに対応する前記各補正用位相差で補正する請求項１記載の測定装置。 A plurality of the current sensors;
The storage unit stores a plurality of correction phase differences respectively corresponding to the plurality of current sensors,
The measurement unit corrects the phase difference between the detected voltage and the current detected by the current sensors with the correction phase differences corresponding to the current sensors stored in the storage unit. The measuring apparatus according to claim 1. 電源に接続可能な接続端子、抵抗、および当該抵抗と前記接続端子とを接続する接続用電線を有する位相補正用器具を備え、
前記測定部は、前記電圧検出部によって検出される前記接続用電線に印加されている前記電源の電圧と、前記電流センサによって検出される前記接続用電線に流れる前記電源からの電流との間の位相差を前記補正用位相差として算出する請求項１または２記載の測定装置。 A phase compensation device having a connection terminal connectable to a power source, a resistor, and a connecting wire connecting the resistor and the connection terminal,
The measuring unit is between the voltage of the power source applied to the connecting wire detected by the voltage detecting unit and the current from the power source flowing in the connecting wire detected by the current sensor. The measuring apparatus according to claim 1, wherein a phase difference is calculated as the correction phase difference. 前記位相補正用器具は、前記電源としての商用電源のコンセントに接続可能なプラグを前記接続端子として有している請求項３記載の測定装置。   The measuring apparatus according to claim 3, wherein the phase correction instrument has, as the connection terminal, a plug that can be connected to a commercial power outlet as the power source.
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