JPH0514936U - Sampling type measuring instrument - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 指数化平均演算を用いて平均値を算出する測
定器において、その平均値を得るまでの時間を短縮した
サンプリング式測定器の提供。 【構成】 アナログ入力信号をサンプリングしてこれに
各種演算を加え、この結果得られる瞬時値b(n)の平均値
を得て、アナログ入力信号を測定する装置において、こ
の装置の測定定格値の50％の値が指数化平均演算の初期
値として設定され、下式にて瞬時値b(n)に指数化平均演
算を加える演算手段(12)を備えたもの。 P(n)＝P(n-1)＋ (1/G)・{b(n)-P(n-1)} (57) [Abstract] [Purpose] To provide a measuring instrument for calculating an average value using an exponential averaging operation, in which the time until the average value is obtained is shortened. [Structure] An analog input signal is sampled, various calculations are applied to it, the average value of the instantaneous values b (n) obtained as a result is obtained, and in the device that measures the analog input signal, A value of 50% is set as an initial value of the exponential averaging operation, and is provided with an operation means (12) for adding the exponential averaging operation to the instantaneous value b (n) in the following formula. P (n) ＝ P (n-1) ＋ (1 / G) ・ {b (n) -P (n-1)}

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、サンプリング式測定器に関する。更に詳述するとサンプリングして 得られた値に指数化平均演算を加えてその平均値を得る測定器に関するものであ る。 The present invention relates to a sampling type measuring instrument. More specifically, the present invention relates to a measuring instrument that obtains the average value by adding exponential average calculation to the value obtained by sampling.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

サンプリング式測定器として、電力計を例に上げて説明を行う。 アナログ信号をデジタル信号へ変換するアナログ／デジタル変換器（以下、AD 変換器と記す）を用いて、入力電圧波形及び入力電流波形をデジタルサンプリン グし、これに乗算を加えて有効電力を求めるサンプリング式の電力計がある。従 来のサンプリング式電力計では、入力波形の１周期の整数倍と、サンプリング周 期の整数倍とが一致しない場合に、測定電力値に誤差が生じていた。 An explanation will be given by taking a power meter as an example of the sampling type measuring instrument. Sampling that digitally samples the input voltage waveform and the input current waveform using an analog / digital converter (hereinafter referred to as AD converter) that converts an analog signal to a digital signal, and adds the result to this to obtain active power. There is a formula power meter. In the conventional sampling type power meter, when the integral multiple of one cycle of the input waveform and the integral multiple of the sampling period do not match, an error occurs in the measured power value.

【０００３】 誤差が生じる理由を図面で説明する。従来のサンプリング式電力計では、有効 電力Ｗ（つまり瞬時電力 Vn・Inの平均値）は、(1) 式で示すような算術平均を 行うことで得ていた。 Ｗ＝ (1/N)・Σ Vn ・In (1) Vn：入力電圧のサンプリング値 In：入力電流のサンプリング値 Ｎ：サンプル数 Σ：ｎ＝１〜Ｎまでの加算和The reason why an error occurs will be described with reference to the drawings. In the conventional sampling type power meter, the effective power W (that is, the average value of the instantaneous power Vn · In) is obtained by performing the arithmetic average as shown in equation (1). W = (1 / N) ・ Σ Vn ・ In (1) Vn: Input voltage sampling value In: Input current sampling value N: Number of samples Σ: Sum of additions from n = 1 to N

【０００４】 ここで図６に示す波形のように、入力波形の１周期Ｔ_inがサンプリング周期Ｔ _AD の整数倍でない場合、即ち、 n1・Ｔ_in≠n2・Ｔ_AD n1＝１，２，３，… n2＝３，４，５，… ただし、n2≧２・n1＋１の関係がある。この関係は、入力波形の同一の位 相位置をサンプリングし続けるのを防ぐ意味である。 の場合、図６のような端数TYが生じる。このように端数TYが生じると、上式に示 す有効電力Ｗに誤差を与えてしまう。Here, as shown in the waveform of FIG. 6, one cycle T of the input waveform_inIs the sampling period T _AD If it is not an integral multiple of n, that is, n1 · T_in≠ n2 · T_AD n1 = 1, 2, 3, ... N2 = 3, 4, 5, ... However, there is a relationship of n2 ≧ 2 · n1 + 1. This relationship is to prevent continuous sampling of the same phase position of the input waveform. In the case of, the fraction TY as shown in FIG. 6 occurs. When the fraction TY is generated in this manner, an error is given to the active power W shown in the above equation.

【０００５】 そこで上記端数TYの影響を小さくしようとすると、測定器自身の構成が複雑・ 高価となったり、測定時間が長くかかったりする問題が発生していた。 このようなことから本出願人は、指数化平均演算を行うことで、サンプリング 値（瞬時値）の平均値を速やかに算出できる特願平02-222100 号「サンプリング 式電力計」（平成２年８月23日），特願平02-224915 号「平均値整流形測定装置 」（平成２年８月27日）等の出願（これら出願を以下先願と記す）を行った。Therefore, if it is attempted to reduce the influence of the fraction TY, there arises a problem that the configuration of the measuring instrument itself becomes complicated and expensive, and the measuring time is long. For this reason, the applicant of the present invention is able to quickly calculate the average value of sampling values (instantaneous values) by performing indexed averaging. Japanese Patent Application No. 02-222100 “Sampling Electricity Meter” (1990 August 23), Japanese Patent Application No. 02-224915 “Average value rectification type measuring device” (August 27, 1990) and other applications (these applications are hereinafter referred to as prior applications).

【０００６】 これら指数化平均演算方式を用いる先願の測定器は、瞬時値b(n)を導入し(2) 式に示す所謂指数化平均演算を行うことで、瞬時値b(n)の平均値を算出するもの である。その指数化平均結果の推移をアナログ的に表現すると、図２(4) （ロ） となる。このような指数化平均演算を行う演算器は、例えば演算部とメモリを備 えている。演算部は、瞬時データb(n)が加えられる毎に、(2) 式の演算を繰り返 す。The measuring instrument of the prior application using these exponential averaging methods introduces the instantaneous value b (n) and performs so-called exponential averaging shown in equation (2) to obtain the instantaneous value b (n). The average value is calculated. The transition of the indexed average result is expressed in analog form as shown in Fig. 2 (4) (b). An arithmetic unit for performing such exponential averaging operation includes, for example, an arithmetic unit and a memory. The calculation unit repeats the calculation of equation (2) every time the instantaneous data b (n) is added.

【０００７】 即ち、今回サンプリングしたサンプリング回数ｎ番目の瞬時値b(n)と、前回の サンプリング回数(n-1) までの平均演算結果P(n-1)との差を取り出し、この差、 つまり{b(n)-P(n-1)} を定数1/G 倍する。ここで、1/G << 1であるから、(1/G) ・{b(n)-P(n-1)} は、前回までの平均演算結果P(n-1)と、今回のサンプリング値 b(n)の“差を薄めたもの”である。そして、この“差を薄めたもの”を前回の平 均演算結果P(n-1)に加算して今回のサンプリング回数ｎまでの平均演算結果デー タP(n)を得ているので、この演算を多数回繰り返すと、(2) 式のP(n)は、b(n)の 波形の平均値になることを意味している。That is, the difference between the instantaneous value b (n) of the n-th sampling number of times sampled this time and the average calculation result P (n-1) up to the previous sampling number (n-1) is taken out, and this difference, That is, {b (n) -P (n-1)} is multiplied by a constant 1 / G. Here, since 1 / G << 1, (1 / G) ・ {b (n) -P (n-1)} is the average calculation result P (n-1) up to the previous time and this It is the "diluted difference" of the sampled values b (n). Then, this "thinned difference" is added to the previous average calculation result P (n-1) to obtain the average calculation result data P (n) up to the sampling number n of this time. This means that if the calculation is repeated many times, P (n) in equation (2) will be the average value of the waveform of b (n).

【０００８】 P(n)＝P(n-1)＋ (1/G)・{b(n)-P(n-1)} (2) P(n)：サンプリング回数ｎまでに処理された指数化平均結果 P(n-1)：サンプリング回数(n-1) までに処理された指数化平均結果 b(n)：サンプリング回数ｎ番目における被測定信号の瞬時値 1/G ：定数（なお、1/G << 1） このような指数化平均演算によれば、入力波形の１周期の整数倍と、サンプリン グ周期の整数倍とを一致させる必要がなく、従来例と比較して速やかに平均値を 得ることができる。P (n) = P (n-1) + (1 / G) * {b (n) -P (n-1)} (2) P (n): Processed up to the sampling count n Exponential averaging result P (n-1): Exponential averaging result processed up to sampling number (n-1) b (n): Instantaneous value of the measured signal at the nth sampling number 1 / G: Constant (note that , 1 / G << 1) According to such exponential averaging operation, it is not necessary to match the integer multiple of one cycle of the input waveform with the integer multiple of the sampling cycle. The average value can be obtained.

【０００９】[0009]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかし、これら先願に係わるサンプリング式測定器については、その応答性を 更に速める余地があった。 この点を図２を参照して説明する。図２(4) は測定対象の波形の平均値がステ ップ状に変化した場合、指数化平均演算結果の推移を示す波形である。先願では 、(2) 式において、指数化平均を初期値P(0)＝０から始めている。このように動 作すると、瞬時値（瞬時電力）の平均値P(M)が、例えば１％の精度で得られるま で一定の応答時間tkがかかる。図２(4) （ロ）では僅かなサンプル数（演算回数 ）で、指数化平均出力が一定になるように示したが、実際の動作は、通常1000回 程の演算回数を経て一定になる。この応答時間を短くするため定数(1/G) の値を 大きくすると、応答は速くなるが、低い周波数の電力を測定する場合、指数化平 均後の出力にリプルを含み、測定値がふらつく問題がある。 However, there is room for further increasing the responsiveness of the sampling type measuring instruments according to these prior applications. This point will be described with reference to FIG. Fig. 2 (4) is a waveform showing the transition of the exponential average calculation result when the average value of the waveform to be measured changes stepwise. In the prior application, the indexed average is started from the initial value P (0) = 0 in the equation (2). When operated in this way, it takes a certain response time tk until the average value P (M) of the instantaneous values (instantaneous power) is obtained with an accuracy of 1%, for example. In Fig. 2 (4) (b), the indexed average output is shown to be constant with a small number of samples (number of calculations), but the actual operation is usually constant after about 1000 calculations. .. When the constant (1 / G) value is increased to shorten this response time, the response becomes faster, but when measuring power at low frequencies, the output after exponential averaging contains ripples and the measured value fluctuates. There's a problem.

【００１０】 本考案の目的は、指数化平均演算を用いてサンプリングした波形の平均値を算 出する測定器において、その平均値を得るまでの時間を短縮したサンプリング式 測定器を提供することである。An object of the present invention is to provide a sampling type measuring instrument for calculating an average value of a waveform sampled by using an exponential averaging operation and shortening the time until the average value is obtained. is there.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、 アナログ入力信号をサンプリングしてこれに各種演算を加え、この結果得られ る瞬時値b(n)の平均値を得て、アナログ入力信号を測定する装置において、 この装置の測定定格値の50％の値が指数化平均演算の初期値として設定され、 下式にて瞬時値b(n)に指数化平均演算を加える演算手段(12)を備えるようにした ものである。 The present invention is an apparatus for measuring an analog input signal by sampling the analog input signal, applying various calculations to this, and obtaining the average value of the instantaneous values b (n) obtained as a result, A value of 50% of the value is set as an initial value of the exponential averaging operation, and an arithmetic means (12) for adding the exponential averaging operation to the instantaneous value b (n) in the following equation is provided.

【００１２】 P(n)＝P(n-1)＋ (1/G)・{b(n)-P(n-1)} P(n)：サンプリング回数ｎまでに処理された指数化平均結果 P(n-1)：サンプリング回数(n-1) までに処理された指数化平均結果 b(n)：サンプリング回数ｎ番目における瞬時値 1/G ：定数（なお、1/G << 1）P (n) = P (n-1) + (1 / G) · {b (n) -P (n-1)} P (n): exponential average processed up to the sampling number n Result P (n-1): Exponential averaged result processed up to sampling number (n-1) b (n): Instantaneous value at the nth sampling number 1 / G: Constant (1 / G << 1 )

【００１３】[0013]

【作用】[Action]

本願の演算手段は、定格値の50％を初期値として指数化平均演算を開始する。 従って、初期値０から指数化演算を行う従来装置と比較して少ないサンプリング 数に設定することができる。 測定精度１％のサンプリング式測定器を例に上げて説明する。測定定格値100 ワットの測定器において、定格値（100 ワット）の電力が加えられた場合、初期 値P(0)＝０から指数化平均演算をスタートすると、１％の精度で平均値100 ワッ トに到達するまでに、例えば1000回の指数化平均演算回数が必要であるとする。 ここで、定格値より小さい電力（例えば50ワット）の測定では、1000回より少な い指数化平均演算回数で、１％の精度で平均値に到達する。しかし測定対象の電 力が、定格値のものか否かは不明なので、従来装置は、画一的に1000回の指数化 平均演算を行った結果を平均値としている。 The calculation means of the present application starts the indexed average calculation with 50% of the rated value as the initial value. Therefore, it is possible to set a smaller number of samplings from the initial value 0 as compared with the conventional device which performs the indexing operation. A sampling type measuring instrument having a measurement accuracy of 1% will be described as an example. When a rated value (100 watts) of power is applied to a measuring instrument with a rated value of 100 watts and the indexed average calculation is started from the initial value P (0) = 0, the average value of 100 w It is assumed that, for example, 1000 times of indexed averaging operations are required before reaching the end. Here, in the measurement of electric power smaller than the rated value (for example, 50 watts), the average value is reached with an accuracy of 1% with the number of indexed average calculations less than 1000 times. However, since it is unclear whether the power to be measured is the rated value or not, the conventional device uses the average value as the result of performing the indexed average calculation 1000 times uniformly.

【００１４】 一方、本願では、初期値として50％から指数化平均演算をスタートするので、 最もこの初期値と離れた入力は、 定格値の入力 ０入力 のどちらかである。つまり、初期値（50％）と入力の差は、従来の1/2 であるの で、少ない指数化平均演算回数で平均値に到達する。即ち、従来では、1000回で あったところを、例えば750 回にすることができる。On the other hand, in the present application, since the indexed average calculation is started from 50% as the initial value, the input farthest from this initial value is either the rated value input 0 input. In other words, the difference between the initial value (50%) and the input is 1/2 of the conventional value, so the average value is reached with a small number of exponential averaging operations. That is, it is possible to change from 1,000 times to 750 times in the past.

【００１５】[0015]

【実施例】【Example】

図１は本考案を適用したサンプリング式電力計の構成例を示す図、図２は図１ 装置の各部の波形を示すタイムチャート、図３は指数化平均演算結果の応答曲線 を示す図、図４，図５は本考案を適用した別の構成例を示す図、図６は従来の問 題を説明する図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a sampling type power meter to which the present invention is applied, FIG. 2 is a time chart showing waveforms of respective parts of the apparatus in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a response curve of an indexed average calculation result. 4 and 5 are views showing another configuration example to which the present invention is applied, and FIG. 6 is a view explaining a conventional problem.

【００１６】 図１において、１，２はサンプルホールド回路（以下、単にS/H 回路と言う） であり、S/H 回路１は電圧波形Ｖを、S/H 回路２は電流波形ｉを同一時刻に取り 込む動作を行う。即ち、S/H 回路１，２には図示しない同一のクロック信号が加 えられる。図２(1) ，(2) は、図１装置の端子31，32に加えられる電圧波形と電 流波形を示し、図２におけるV(1),V(2),…、i(1),i(2),…は、サンプル値を示し ている。In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote sample and hold circuits (hereinafter, simply referred to as S / H circuits). The S / H circuit 1 has the same voltage waveform V and the S / H circuit 2 has the same current waveform i. Perform the operation to capture at the time. That is, the same clock signal (not shown) is applied to the S / H circuits 1 and 2. 2 (1) and 2 (2) show voltage waveforms and current waveforms applied to the terminals 31 and 32 of the device shown in FIG. 1, and V (1), V (2), ..., i (1) in FIG. , i (2), ... Show sample values.

【００１７】 ３，４はアナログ信号をデジタル信号へ変換するAD変換器（以下、単にADC と 言う）であり、S/H 回路１，２から取り込んだアナログ信号V(1),V(2),…、i(1) ,i(2),…を次々とデジタル信号へ変換する。ｎ番目のサンプルデータをV(n)，i( n)と記す。 11は掛算器であり、同一時刻にサンプリングしたADC ３の出力V(n)と、ADC ４ の出力i(n)を導入し、この２つのデータの掛算 b(n) ＝V(n)・i(n)を行うもので ある。この掛算値b(n)は、ｎ番目のサンプリング時における瞬時電力値を示す。 このように掛算器11で得られる瞬時電力の波形を図２(3) に示す。有効電力は、 図２(3) に示す瞬時電力波形の平均値P(M)である。Reference numerals 3 and 4 denote AD converters (hereinafter simply referred to as ADCs) for converting analog signals into digital signals, and analog signals V (1) and V (2) taken from the S / H circuits 1 and 2. , ..., i (1), i (2), ... are converted into digital signals one after another. The nth sample data is written as V (n), i (n). 11 is a multiplier, which introduces the output V (n) of ADC 3 and the output i (n) of ADC 4 sampled at the same time, and multiplies these two data by b (n) = V (n). i (n). The multiplication value b (n) indicates the instantaneous power value at the nth sampling. The waveform of the instantaneous power obtained by the multiplier 11 is shown in Fig. 2 (3). The active power is the average value P (M) of the instantaneous power waveform shown in Fig. 2 (3).

【００１８】 図１の装置は、この瞬時電力波形の平均値を演算手段12と、メモリ14と、CPU 20との作用により(2) 式の演算で求めている。そしてこれら演算手段12とメモリ 14とCPU 20で行う(2) 式の演算動作は既述した通りである。 しかし、先願における装置と、本願装置とは、次の点で異なる。先願装置によ れば、図２(4) の（ロ）波形に示す如く、指数化平均演算は、初期値P(0)＝０か らスタートするのに対し、本願は、図２(4) の（イ）波形に示す如く、定格値の 50％であるP(0)＝Paからスタートしている点である。The apparatus of FIG. 1 obtains the average value of this instantaneous power waveform by the operation of the calculating means 12, the memory 14, and the CPU 20 by the operation of the equation (2). The arithmetic operation of the equation (2) performed by the arithmetic means 12, the memory 14 and the CPU 20 is as described above. However, the device of the prior application and the device of the present application are different in the following points. According to the prior application device, the exponential averaging operation starts from the initial value P (0) = 0 as shown in the waveform (b) of FIG. As shown in (a) waveform of 4), it starts from P (0) = Pa, which is 50% of the rated value.

【００１９】 以上のような図１装置によると、従来より少ない指数化平均演算回数で、従来 と同一精度の平均値P(M)を得ることができる理由を以下に説明する。The reason why the above-described apparatus of FIG. 1 can obtain the average value P (M) with the same accuracy as in the conventional case with a smaller number of indexed average calculation times than in the conventional case will be described below.

【００２０】 図３は、アナログ入力信号（ここでは有効電力）の平均値P(M)が、時刻０（ｎ ＝０）において、ステップ状に変化した場合の、指数化平均演算結果の応答曲線 を示した図である。即ち、点線（イ）、（ロ）、（ハ）は、指数化平均演算回数 を非常に多数回行った時の曲線波形を示し、階段状波形は、本考案の動作を分か り易くするために波形の変化を誇張して描いたものである。FIG. 3 is a response curve of an exponential average calculation result when the average value P (M) of the analog input signal (active power in this case) changes stepwise at time 0 (n = 0). It is the figure which showed. That is, the dotted lines (a), (b), and (c) show the curved waveforms when the exponential averaging operation is performed a large number of times, and the stepped waveforms make the operation of the present invention easy to understand. Therefore, the change in the waveform is exaggerated in the drawing.

【００２１】 ここで、測定精度１％のサンプリング式測定器を例に上げて説明する。即ち、 図１の装置は、(2) 式の演算を無限に繰り返すと、その演算結果（平均値）は、 限りなく真の平均値P(M)に近づく。しかし、このように動作すると、平均値を得 るまで、非常に時間がかかる装置となり実用的でない。そこで、当該装置の仕様 で定められた測定精度（例えば１％）以内に演算結果が到達した時点で、この(2 ) 式の演算を打切り、その時点の平均値を測定値としている。つまり、ここで言 う測定精度１％の測定器とは、真の平均値P(M)に対して誤差が１％以内に到達す るまで(2) 式の演算を行なう測定器のことである。Here, a sampling type measuring instrument having a measurement accuracy of 1% will be described as an example. That is, when the device of FIG. 1 repeats the operation of the equation (2) infinitely, the operation result (average value) approaches the true average value P (M) without limit. However, if it operates in this way, it takes a very long time to obtain an average value, which is not practical. Therefore, when the calculation result reaches within the measurement accuracy (for example, 1%) defined by the specifications of the device, the calculation of equation (2) is terminated and the average value at that time is taken as the measured value. In other words, a measuring instrument with a measurement accuracy of 1% is a measuring instrument that performs the calculation of equation (2) until the error reaches within 1% with respect to the true average value P (M). is there.

【００２２】 例えば、測定定格値100 ワットの測定器を考える。このような測定器に、定格 値100 ワットの入力が突然加えられると、従来のサンプリング式測定器は、図３ （ロ）のような応答波形で推移し（初期値P(0)＝０から演算をスタート）、指数 化平均演算の回数をｎb 回繰返した結果、精度が１％以内となる（図３参照）。 ここで、定格値100 ワットより小さい電力、例えば50ワットの電力が加えられ ると、ｎb 回より少ないｎa 回の演算回数で、１％の精度で真の平均値P(M)に到 達する（図３の（イ）波形参照）。For example, consider a measuring instrument having a measurement rated value of 100 watts. When an input with a rated value of 100 watts is suddenly applied to such a measuring instrument, the conventional sampling type instrument changes its response waveform as shown in Fig. 3 (b) (from the initial value P (0) = 0. Calculation is started) and the number of exponential averaging operations is repeated nb times, resulting in an accuracy within 1% (see Fig. 3). Here, when a power smaller than the rated value 100 watts, for example, 50 watts of power is applied, the true average value P (M) is reached with an accuracy of 1% with the number of calculation times na times less than nb (( (See (a) waveform in FIG. 3).

【００２３】 しかし測定器にとって、測定対象の電力が、定格値か否かは不明なので、サン プリング式電力計では、最大の電力（即ち定格値）が入力されても確実に１％の 測定精度を保証できるように、入力値に係わらず（複数の測定レンジを持つ装置 では、当該測定レンジ内では）画一的にｎb 回の指数化平均演算を行なうように している。However, since it is unknown to the measuring instrument whether or not the power to be measured is the rated value, the sampling type wattmeter ensures that the measurement accuracy is 1% even if the maximum power (that is, the rated value) is input. In order to guarantee the above, the exponential averaging operation is performed nb times uniformly regardless of the input value (in a device having multiple measurement ranges, within the measurement range).

【００２４】 つまり、従来装置では、当該測定レンジにおいて、測定対象の電力値の大小に 係わらず、画一的にｎb 回の演算を繰返して平均値を得ている。That is, in the conventional apparatus, regardless of the magnitude of the power value of the measurement target, the calculation is repeated nb times to obtain the average value in the measurement range.

【００２５】 一方、本願（図１装置）では(2) 式の初期値P(0)として、定格値の50％の値Pa が、CPU 20から予め演算手段12へ加えられており、このP(0)＝Paの値から指数化 平均演算をスタートするようにしている。従って、この初期値Paと最も離れた平 均値である入力は、 定格値の入力（図３で言えば100 ％の入力） ０入力 のどちらかである。つまり、初期値（50％）Paと入力との最大差は、従来の1/2 になるので、少ない指数化平均演算回数で従来と同じ測定精度の平均値（精度１ ％）に到達する。即ち、従来では、ｎb 回であったところを、ｎa 回に減少させ ることができる（図３参照）。On the other hand, in the present application (apparatus in FIG. 1), as the initial value P (0) of the equation (2), a value Pa of 50% of the rated value is added in advance from the CPU 20 to the calculating means 12. The indexed average calculation is started from the value of (0) = Pa. Therefore, the input that is the average value farthest from the initial value Pa is either the rated value input (100% input in Fig. 3) 0 input. In other words, the maximum difference between the initial value (50%) Pa and the input is 1/2 that of the conventional method, so that the average value (accuracy 1%) of the same measurement accuracy as before can be reached with a small number of exponential averaging operations. That is, it is possible to reduce the number of times from nb times in the past to na times (see FIG. 3).

【００２６】 このように図１装置では、演算回数をｎa 回繰返して得られた指数化平均結果 のデータをCPU 20に取り込み、そのデータに基づき、有効電力値を表示器21に表 示している。As described above, in the apparatus of FIG. 1, the data of the indexed average result obtained by repeating the number of calculations na times is loaded into the CPU 20, and the active power value is displayed on the display 21 based on the data. ..

【００２７】 図４は、上述したような本考案の指数化平均演算（初期値が定格入力の50％） を用いて、入力信号を整流した波形の平均値を求める測定装置を示す図である。 同図において、S/H 回路１には、測定対象の電圧信号または電流信号が加えられ 、そのサンプリング値はADC ３にてデジタル信号へ変換される。このデジタル信 号は、絶対値演算器５に加えられ、ここで信号の振幅を示すデータb(n)のみが抽 出される。即ち、アナログ回路で言えば、整流が行われる。この振幅を示すデー タb(n)は、測定対象の電圧または電流が交流であれば、脈動した値であるので、 演算手段12以下の部分で、その平均値が取り出される。なお、演算手段12以降の 構成・動作は、図１と全く同様であり、その説明は省略する。FIG. 4 is a diagram showing a measuring device for obtaining an average value of a waveform obtained by rectifying an input signal by using the indexed average calculation (initial value is 50% of the rated input) of the present invention as described above. .. In the figure, a voltage signal or a current signal to be measured is added to the S / H circuit 1, and its sampling value is converted into a digital signal by the ADC 3. This digital signal is applied to the absolute value calculator 5 and only the data b (n) showing the amplitude of the signal is extracted here. That is, in terms of analog circuits, rectification is performed. Since the data b (n) indicating this amplitude is a pulsating value if the voltage or current to be measured is an alternating current, the average value thereof is taken out by the portion below the calculating means 12. Note that the configuration and operation of the computing means 12 and subsequent ones are exactly the same as those in FIG.

【００２８】 図５は、指数化平均演算（初期値が定格入力の50％）を用いて、入力信号の実 効値を測定できる装置を示す図である。同図において、S/H 回路１には、測定対 象の電圧ｖ（または電流信号）が加えられ、そのサンプリング値はADC ３にてデ ジタル信号へ変換される。そして、２乗演算器７にて、b(n)＝ｖ² の信号へ変 換される。このb(n)のデータは、測定対象の電圧ｖ（または電流）が交流であれ ば、脈動した値であるので、演算手段12以下の部分で、その平均値が取り出され る。つまり、演算手段12の出力として、 (1/N)・Σｖ² が得られる。そして、 この平均値を開平器16にて、開平演算を行い実効値を得ている。FIG. 5 is a diagram showing an apparatus capable of measuring an effective value of an input signal by using an exponential averaging operation (initial value is 50% of rated input). In the figure, the voltage v (or current signal) to be measured is applied to the S / H circuit 1, and the sampling value thereof is converted into a digital signal by the ADC 3. Then, the signal is converted into a signal of b (n) = v ^{2 in} the squaring unit 7. If the voltage v (or current) to be measured is an alternating current, the data of b (n) is a pulsating value, so the average value thereof is taken out by the portion below the calculating means 12. That is, (1 / N) · Σv ² is obtained as the output of the calculation means 12. Then, this average value is squared by a square root detector 16 to obtain an effective value.

【００２９】[0029]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上説明したように本考案によれば、従来より少ない指数化平均演算回数で、 従来と同一精度の平均値P(M)を得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the average value P (M) with the same accuracy as the conventional one with a smaller number of indexed average calculation times than the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案を適用したサンプリング式電力計の構成
例を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a sampling type power meter to which the present invention is applied.

【図２】図１装置の各部の波形を示すタイムチャートFIG. 2 is a time chart showing waveforms at various parts of the apparatus shown in FIG.

【図３】指数化平均演算結果の応答曲線を示す図FIG. 3 is a diagram showing a response curve of an indexed average calculation result.

【図４】本考案を適用した別の構成例を示す図FIG. 4 is a diagram showing another configuration example to which the present invention is applied.

【図５】本考案を適用した別の構成例を示す図FIG. 5 is a diagram showing another configuration example to which the present invention is applied.

【図６】従来の問題を説明する図FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，２ S/H 回路 ３，４ ADC 12 演算手段 14 メモリ 20 CPU 1, 2 S / H circuit 3, 4 ADC 12 arithmetic means 14 memory 20 CPU

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】アナログ入力信号をサンプリングしてこれ
に各種演算を加え、この結果得られる瞬時値b(n)の平均
値を得て、アナログ入力信号を測定する装置において、 この装置の測定定格値の50％の値が指数化平均演算の初
期値として設定され、 下式にて瞬時値b(n)に指数化平均演算を加える演算手段
(12)を備えたことを特徴とするサンプリング式測定器。
P(n)＝P(n-1)＋ (1/G)・{b(n)-P(n-1)}P(n)：サンプリ
ング回数ｎまでに処理された指数化平均結果P(n-1)：サ
ンプリング回数(n-1) までに処理された指数化平均結果
b(n)：サンプリング回数ｎ番目における瞬時値1/G ：定
数（なお、1/G << 1）1. An apparatus for measuring an analog input signal by sampling an analog input signal, applying various calculations thereto, and obtaining an average value of instantaneous values b (n) obtained as a result, and measuring the analog input signal. 50% of the value is set as the initial value of exponential averaging, and the exponential averaging is added to the instantaneous value b (n) in the following formula
A sampling type measuring instrument comprising (12).
P (n) = P (n-1) + (1 / G) ・ {b (n) -P (n-1)} P (n): Exponential averaged result P (processed up to the sampling count n n-1): Exponential average result processed up to the sampling count (n-1)
b (n): Instantaneous value at the nth sampling number 1 / G: Constant (1 / G << 1)