JPH04194758A - Electronic watthour meter - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To remove an offset voltage of a light load correction circuit itself and thereby to remove a factor of an error of a meter itself by making variable a reference potential of a comparator of a voltage-frequency conversion circuit. CONSTITUTION:In a voltage-frequency conversion circuit 6, a voltage of (er) is divided and inputted to a reference power source, i.e. an inverted input terminal voltage, of a comparator of an operational amplifier A2. In other words, the voltage (er) is so divided as to correspond to the amount of the effect of an error due to an offset voltage, by combining resistors R1 to R2 being prepared and different in a resistance value, with a resistor R on the other side, and the divided voltage is applied to an inverted input terminal as the reference power source of the comparator A2. According to ex = erR/R + Rk, a voltage of er + ex is impressed on the inverted input terminal. In this way, the offset voltage can be removed for all of power-voltage, the circuit 6 and a light load correction circuit 9 and a watthour meter having little error and being excellent in linearity is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の構成〕 （産業上の利用分野） 本発明は電力計測を行う電子式電力量計に関する。[Detailed description of the invention] [Structure of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an electronic power meter that measures power.

（従来の技術） 従来の電子式電力量計のブロック図を第２図に、電圧−
周波数変換回路を第３図に示す。(Prior art) Figure 2 shows a block diagram of a conventional electronic watt-hour meter.
The frequency conversion circuit is shown in FIG.

同図において、補助変圧器（ＰＴ）１は配電線の負荷電
圧に比例した信号に変換し、補助変流器（ＣＴ）２は配
電線の消費電流に比例した信号に変換する。パルス幅変
調回路３は補助変圧器１の出力によってパルス幅デュー
ティ・サイクルに変換する。時分割乗算回路４はパルス
幅変調回路３のパルス幅デューティ・サイクルによって
複数個のアナログ・スイッチをコントロールすることで
補助変流器２の出力をとり入れ時分割乗算を行う。In the figure, an auxiliary transformer (PT) 1 converts the signal into a signal proportional to the load voltage of the distribution line, and an auxiliary current transformer (CT) 2 converts it into a signal proportional to the current consumption of the distribution line. The pulse width modulation circuit 3 converts the output of the auxiliary transformer 1 into a pulse width duty cycle. The time division multiplication circuit 4 takes in the output of the auxiliary current transformer 2 and performs time division multiplication by controlling a plurality of analog switches according to the pulse width duty cycle of the pulse width modulation circuit 3.

パルス幅変調回路３と時分割乗算回路４で電力−電圧変
換回路５を構成する。電圧−周波数変換回路、デュアル
スロープ型電圧−周波数変換−回路６は電力−電圧変換
回路５の出力を積分して、電圧をアナログ・スイッチを
介してオペアンプの積分回路に導き、この出力をコンパ
レータの基準電源と比較し、一定の値を超えるとコンパ
レータの出力が反転するようにして発振させパルス出力
を得る。分周回路７はパルス出力を分周して重みづけす
る０表示回路８は分周回路７の出力を計量表示する。軽
負荷補正回路９は電力−電圧変換回路５、電圧−周波数
変換回路６におけるオペアンプのオフセット電圧など、
誤差要因を電圧−周波数変換回路６の出力を積分するこ
とによってとり出し、この積分した信号を入力側にフィ
ードバック（負帰還）をかけることで自動補正する。The pulse width modulation circuit 3 and the time division multiplication circuit 4 constitute a power-voltage conversion circuit 5. A voltage-to-frequency conversion circuit, a dual-slope voltage-to-frequency conversion circuit 6 integrates the output of the power-to-voltage conversion circuit 5, leads the voltage through an analog switch to an operational amplifier integration circuit, and sends this output to a comparator. It is compared with a reference power supply, and when a certain value is exceeded, the output of the comparator is inverted to oscillate and obtain a pulse output. The frequency dividing circuit 7 divides the frequency of the pulse output and weights it. The zero display circuit 8 measures and displays the output of the frequency dividing circuit 7. The light load correction circuit 9 includes offset voltages of operational amplifiers in the power-voltage conversion circuit 5, voltage-frequency conversion circuit 6, etc.
The error factor is extracted by integrating the output of the voltage-frequency conversion circuit 6, and the integrated signal is automatically corrected by applying feedback (negative feedback) to the input side.

また、第３図では、オペアンプＡ１が積分器を構成し、
ヒステリシスコンパレータＡ２およびスイッチＳａｙ　
ｓｂが示される。スイッチＳａ又はＳｂの開閉によって
、スイッチの共通接続端子の電圧ｅ１は、ｅｆｉ（負電
圧）、ｅＰ（正電圧）が交互に取り入れられることにな
る。In addition, in FIG. 3, operational amplifier A1 constitutes an integrator,
Hysteresis comparator A2 and switch Say
sb is shown. By opening and closing the switch Sa or Sb, efi (negative voltage) and eP (positive voltage) are alternately introduced into the voltage e1 at the common connection terminal of the switch.

まず区間ｔａにおいてスイッチＳａがオンして電圧ａｎ
を導入し、区間ｔｂにおいてスイッチＳｂがオンして電
圧ｅｐを導入して積分器Ａ１で積分される。同時にコン
パレータＡ２には比較の為の基準電圧がヒス区間ｔｂで
はｅ。＝−−がＡ２の反転入力端子に印加される。そこ
で区間ｔａでは負入力電圧ｅｎを積分器へ導入している
ので積分器出力ｅ９は上昇し、コンパレータＡ２はｅｑ
が−に到達した時点で反転する。ここで区間ｔｂに切換
わる。区間ｔｂでは正入力電圧８ｐを積分器Ａｔに導入
するので出力ｅ９は下降する。そして再び区間ｔａにも
どる。First, in the interval ta, the switch Sa is turned on and the voltage an
is introduced, and in interval tb, switch Sb is turned on to introduce voltage ep, which is integrated by integrator A1. At the same time, the reference voltage for comparison is applied to the comparator A2 in the hysteresis section tb. =-- is applied to the inverting input terminal of A2. Therefore, in the interval ta, the negative input voltage en is introduced into the integrator, so the integrator output e9 rises, and the comparator A2 becomes eq
When reaches -, it is reversed. Here, it switches to section tb. In interval tb, the positive input voltage 8p is introduced into the integrator At, so the output e9 falls. Then, the process returns to the interval ta again.

従ってコンパレータの反転周期ｔ０ハ となり、ｅ０＝　ｌ５ｎｌ　＝　１ａｐｌとすると出力
周波数ｆ。はｆ、＝− ２ｅ、Ｒ，Ｃ。Therefore, the inversion period of the comparator is t0, and if e0=l5nl=1apl, the output frequency is f. is f,=-2e,R,C.

となる。becomes.

（発明が解決しようとする課題） このような回路は、軽負荷補正回路９によるオペアンプ
のオフセット電圧除去については、電力−電圧変換回路
５、電圧−周波数変換回路６におけるオフセット除去が
目的である。しかしながら軽負荷補正回路９自体のオフ
セット電圧除去が困難であり、これが電力量計自体の誤
差要因となっていた。(Problems to be Solved by the Invention) The purpose of such a circuit is to remove the offset voltage in the power-voltage conversion circuit 5 and the voltage-frequency conversion circuit 6 with respect to the offset voltage removal of the operational amplifier by the light load correction circuit 9. However, it is difficult to remove the offset voltage of the light load correction circuit 9 itself, which causes an error in the power meter itself.

本発明の目的は、軽負荷補正回路自体のオフセット電圧
除去を行い、計器自体の誤差要因を除去し、計器の特性
改善を図ることにある。An object of the present invention is to remove the offset voltage of the light load correction circuit itself, eliminate error factors of the meter itself, and improve the characteristics of the meter.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

（課題を解決するための手段及び作用）配電線の負荷電
圧に比例した信号に変換する補助変圧器と、配電線の消
費電流に比例した信号に変換する補助変流器と、負荷電
圧に比例した信号によってパルス幅デューティ・サイク
ルに変換するパルス幅変調回路と、このパルス幅変調回
路の出力信号によって複数個のアナログ・スイッチをコ
ントロールすることで消費電流に比例した信号をとり入
れ時分割乗算を行う電力−電圧変換回路と、この電力−
電圧変換回路の出力信号を積分した電圧出力をアナログ
・スイッチを介して積分回路に導きこの積分回路の出力
をコンパレータの基準電位と比較し一定の値を超えると
コンパレータの出力が反転するようにして発振させパル
ス出力を得る電圧−周波数変換回路と、このパルス出力
を分周して重みづけする分周回路と、この出力を計量・
表示する表示回路とを有する電子式電力量計において、
電圧−周波数変換回路のコンパレータの基準電位を可変
とすることによりオフセット電圧を除去するためのコン
パレータの基準電源を設定する。(Means and effects for solving the problem) An auxiliary transformer that converts the signal into a signal proportional to the load voltage of the distribution line, an auxiliary current transformer that converts the signal into a signal proportional to the current consumption of the distribution line, and an auxiliary current transformer that converts the signal into a signal proportional to the load voltage of the distribution line. A pulse width modulation circuit converts the output signal into a pulse width duty cycle, and the output signal of this pulse width modulation circuit controls multiple analog switches to take in a signal proportional to the current consumption and perform time division multiplication. Power-voltage conversion circuit and this power-
The voltage output obtained by integrating the output signal of the voltage conversion circuit is led to the integrating circuit via an analog switch, and the output of this integrating circuit is compared with the reference potential of the comparator, and when it exceeds a certain value, the output of the comparator is inverted. A voltage-frequency conversion circuit that oscillates and obtains a pulse output, a frequency divider circuit that divides and weights this pulse output, and a frequency divider that measures and weighs this output.
In an electronic watt-hour meter having a display circuit for displaying,
By making the reference potential of the comparator of the voltage-frequency conversion circuit variable, a reference power source of the comparator is set for removing the offset voltage.

（実施例） 本発明に基づ〈実施例を第１図に示す。(Example) An embodiment based on the present invention is shown in FIG.

第１図に示す部品で第３図に示すものと同一のものは、
その説明を省略する。The parts shown in Figure 1 that are the same as those shown in Figure 3 are:
The explanation will be omitted.

第１図において、第２図に示す電圧−周波数変換回路６
の中で、オペアンプＡ２のコンパレータの基準電源つま
り反転入力端子電圧には、ｅ、の電圧が分割されて入力
される。すなわち、オフセット電圧による誤差の影響量
に相当して、用意されたＲ１〜Ｒ０の抵抗値の異なる抵
抗と片方の抵抗Ｒとを組み合わせることによって電圧む
を分圧し、これをコンパレータＡ２の基準電源として反
転入力端子に加える。In FIG. 1, the voltage-frequency conversion circuit 6 shown in FIG.
Among them, the voltage e is divided and inputted to the reference power supply, that is, the inverting input terminal voltage of the comparator of the operational amplifier A2. In other words, the voltage is divided by combining the prepared resistors R1 to R0 with different resistance values and one of the resistors R, corresponding to the amount of influence of the error caused by the offset voltage, and this is used as the reference power source of the comparator A2. Add to the inverting input terminal.

ｅ×＝　ｅｒ Ｒ＋Ｒｋ これによって、反転入力端子にはｅｐ＋ｅｙが印加され
る。つまり、回路のオフセット電圧α。に対して となるような抵抗値Ｒｋ（ｋ：１〜ｎのうち１つ）を設
定することになる。e×=er R+Rk As a result, ep+ey is applied to the inverting input terminal. In other words, the offset voltage α of the circuit. A resistance value Rk (k: one of 1 to n) is set such that

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば電カー電圧、電圧−周波数変換回路、軽
負荷補正回路のすべてにわたってオフセット電圧除去が
可能であり、誤差の少ない直線性のすぐれた電子式電力
量計を提供できる。According to the present invention, it is possible to remove offset voltage across all of the electric car voltage, voltage-frequency conversion circuit, and light load correction circuit, and it is possible to provide an electronic watt-hour meter with excellent linearity and little error.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明に基づくコンパレータの基準電源可変回
路図、第２図は電子式電力量計のブロック図、第３図は
第２図中のコンパレータの基準電源回路図である。 １・・・補助変圧器（ＰＴ） ２・・・補助変流器（ＣＴ） ３・・・パルス幅変調回路 ４・・・時分割乗算回路 ５・・・電力−電圧変換回路 ６・・・電圧−周波数変換回路 ７・・・分周回路 ８・・・表示回路 ９・・・軽負荷補正回路 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 第１図 第２図 Ｒ。 第３図FIG. 1 is a reference power supply variable circuit diagram of a comparator according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an electronic watt-hour meter, and FIG. 3 is a reference power supply circuit diagram of the comparator shown in FIG. 1... Auxiliary transformer (PT) 2... Auxiliary current transformer (CT) 3... Pulse width modulation circuit 4... Time division multiplication circuit 5... Power-voltage conversion circuit 6... Voltage-frequency conversion circuit 7... Frequency division circuit 8... Display circuit 9... Light load correction circuit Representative Patent Attorney Noriyuki Chika Figure 1 Figure 2 R. Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 配電線の負荷電圧に比例した信号に変換する補助変圧器
と、前記配電線の消費電流に比例した信号に変換する補
助変流器と、負荷電圧に比例した信号によってパルス幅
デューティ・サイクルに変換するパルス幅変調回路と、
このパルス幅変調回路の出力信号によって複数個のアナ
ログ・スイッチをコントロールすることで消費電流に比
例した信号をとり入れ時分割乗算を行う電力−電圧変換
回路と、この電力−電圧変換回路の出力信号を積分した
電圧出力をアナログ・スイッチを介して積分回路に導き
この積分回路の出力をコンパレータの基準電位と比較し
一定の値を超えると前記コンパレータの出力が反転する
ようにして発振させパルス出力を得る電圧−周波数変換
回路と、このパルス出力を分周して重みづけする分周回
路と、この出力を計量・表示する表示回路とを有する電
子式電力量計において、前記電圧−周波数変換回路の前
記コンパレータの基準電位を可変としたことを特徴とす
る電子式電力量計。an auxiliary transformer converting the signal into a signal proportional to the load voltage of the distribution line; an auxiliary current transformer converting the signal into a signal proportional to the current consumption of the distribution line; and a signal proportional to the load voltage converting it into a pulse width duty cycle. a pulse width modulation circuit,
A power-to-voltage conversion circuit that takes in a signal proportional to the current consumption by controlling multiple analog switches using the output signal of this pulse width modulation circuit and performs time-division multiplication, and a power-to-voltage conversion circuit that performs time division multiplication. The integrated voltage output is led to an integrating circuit via an analog switch, and the output of this integrating circuit is compared with the reference potential of a comparator. When a certain value is exceeded, the output of the comparator is inverted, causing oscillation to obtain a pulse output. In an electronic watt-hour meter having a voltage-frequency conversion circuit, a frequency division circuit that divides and weights this pulse output, and a display circuit that measures and displays this output, An electronic watt-hour meter characterized in that the reference potential of the comparator is variable.