JP2000338141A

JP2000338141A - 電圧測定装置、電力量測定装置、電圧測定方法、及び電力量測定方法

Info

Publication number: JP2000338141A
Application number: JP2000067546A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kusuma; 誠楠間; Kentaro Yoshizawa; 健太郎吉澤; Shinichi Kumaki; 慎一熊木
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】作業性良く電圧や電力量を求めることが出来
る技術を提供することを目的とする。【解決手段】導体に対して電気的に非接触な状態で、
電圧情報を検出するセンサーからの電圧情報より電圧を
求める演算をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電圧や電力量の測定
技術に関し、特に非接触で測定した電圧に関する情報を
校正して正規の電圧や電力量の測定が行える技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電灯から始まった電気の利用は、現在、
形を変えて広範囲にわたっている。その理由は、電気
が、他のエネルギーと比べて、安全で、かつ、身近であ
るからによる。

【０００３】但し、この安全で、身近な電気であって
も、資源に限りあるエネルギーの無駄使いは良く無い。

【０００４】そこで、どの位の電気の無駄遣いがあるか
を知る為、電力の細かい使用状況が知りたい場合があ
る。例えば、会社の電力の無駄を最小限にする為、各フ
ロアー毎の照明や空調の使用状況が知りたい場合があ
る。一般家庭でも、全体の使用量は請求書で判るが、各
部屋の使用状況が知りたい場合がある。又、時間あたり
の使用状況が知りたい場合がある。

【０００５】このような場合、各部屋、及び各エリアに
割り当てられたブレーカに電力を測定する装置を設置
し、その使用した電力量を調べていた。この電力量の基
になる電力は、電圧と電流とを乗算したものである。そ
の為、電圧と電流との測定が必要である。

【０００６】従来、電流の測定は、電流が流れる時に発
生する磁界を利用して非接触で測定されていた。例え
ば、クランプＣＴの輪を測定しようとする電線に通して
測定していた。

【０００７】一方、電圧の測定は、測定器のコードを電
極に直接接続（繋いで）して行われている。この接続の
維持は、電極にコードを仮止めすることで行われてい
る。例えば、ブレーカの端子に測定器のコードを電線に
束ねて固定していた。

【０００８】或いは、測定器のコード先端のワニグチク
リップでブレーカの端子を挟み、これにより接続（繋い
で）していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、測定器のコー
ドを電線に束ねる方法では、測定器のコードが接触不良
を起こす問題点がある。例えば、ブレーカの端子に測定
器のコードと電線とを一緒に束ねた場合、元々、ブレー
カの端子は、何本もの線を挟める構造となってい無い
為、接触不良の原因となる。

【００１０】又、ワニグチクリップでブレーカの端子を
長期間挟んで固定した場合、振動及びバネの劣化によ
り、ワニグチクリップが外れる問題点がある。

【００１１】又、ブレーカが設置されている分電盤に
は、余分なスペースが少なく、測定器のコードを電極に
固定すると、蓋が閉まらなくなる。

【００１２】従って、本発明が解決しようとする第１の
課題は、上記問題点を解決することである。

【００１３】本発明が解決しようとする第２の課題は、
作業性良く電圧や電力量を求めることが出来る技術を提
供することである。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】前記の課題は、電圧を測定
する装置であって、導体に対して電気的に非接触な状態
で、電圧情報を検出するセンサーと、このセンサーから
の電圧情報より電圧を求める演算手段とを有することを
特徴とする電圧測定装置によって解決される。

【００１５】特に、電圧を測定する装置であって、導体
に対して電気的に非接触な状態で、電圧情報を検出する
センサーと、このセンサーからの電圧情報より電圧を求
める為の補正情報を測定する補正情報測定手段と、前記
センサーからの電圧情報と前記補正情報測定手段からの
補正情報より電圧を求める演算手段とを有することを特
徴とする電圧測定装置によって解決される。

【００１６】更には、電圧を測定する装置であって、導
体に対して電気的に非接触な状態で、電圧情報を検出す
るセンサーと、このセンサーからの電圧情報より電圧を
求める為の補正情報を測定する補正情報測定手段と、こ
の補正情報測定手段からの補正情報を記憶する記憶手段
と、この補正情報を前記記憶手段から読出し、この補正
情報と前記センサーからの電圧情報とから電圧を求める
演算手段とを有することを特徴とする電圧測定装置によ
って解決される。

【００１７】上記電圧測定装置のセンサーは、誘電体を
挟んで両面に電極を配置し、各電極にリード線を接続し
た構成のものが好ましい。これによって、電気的に非接
触な状態で、電圧情報が得られる。

【００１８】又、上記電圧測定装置のセンサーは、検出
した電圧情報を増幅して出力する増幅手段を有する構成
のものが好ましい。すなわち、センサーのリード線に乗
る誘導ノイズに影響されないように電圧情報を増幅する
ものである。これによって、電極の近くで増幅すること
ができるため、より誘導ノイズに影響されなくなる。

【００１９】上記電圧測定装置の補正情報測定手段は、
導体に接触（電気的に接続）して電圧を測定する手段で
ある。この補正情報測定手段は、一時的に導体に電気的
に接続するに過ぎないものであるから、電圧や電力を測
定する期間全てにわたって電気的に接続しておかねばな
らないと言うことがなく、従って接続が何時かは外れる
かも知れないと言った不安がなくなる。つまり、一時的
な時間であれば、その間は観察していても問題が無いか
らである。

【００２０】上記電圧測定装置は、特に、交流電圧測定
用の装置である。

【００２１】又、前記の課題は、上記の電圧測定装置
と、導体に対して電気的に非接触な状態で、この導体の
電流を検出する電流センサーとを有することを特徴とす
る電力量測定装置によって解決される。

【００２２】又、前記の課題は、電圧を測定する方法で
あって、導体に対して電気的に非接触の状態で電圧情報
を検出するステップＡと、導体に対して電気的に接触さ
せた状態で電圧を一時的に計測するステップＢと、前記
ステップＡによる電圧情報と前記ステップＢによる電圧
とから電圧を求めるステップＥとを有することを特徴と
する電圧測定方法によって解決される。

【００２３】特に、電圧を測定する方法であって、導体
に対して電気的に非接触の状態で電圧情報を検出するス
テップＡと、導体に対して電気的に接触させた状態で電
圧を一時的に計測するステップＢと、前記ステップＢで
得た電圧から位相と振幅とを求めるステップＣと、前記
ステップＡによる電圧情報と、前記ステップＣで得た位
相および振幅とから電圧を求めるステップＦとを有する
ことを特徴とする電圧測定方法によって解決される。

【００２４】更には、電圧を測定する方法であって、導
体に対して電気的に非接触の状態で電圧情報を検出する
ステップＡと、導体に対して電気的に接触させた状態で
電圧を一時的に計測するステップＢと、前記ステップＢ
で得た電圧から位相と振幅とを求めるステップＣと、こ
のステップＣで得た位相および振幅を記憶するステップ
Ｄと、ステップＤで記憶された位相および振幅を読み出
して、この読み出した位相および振幅と前記ステップＡ
による電圧情報とから電圧を求めるステップＧとを有す
ることを特徴とする電圧測定方法によって解決される。

【００２５】又、前記の課題は、上記の電圧測定方法に
記載のステップと、導体に対して電気的に非接触な状態
で、この導体の電流を検出するステップと、前記ステッ
プで得た電圧と電流とから電力量を求めるステップとを
有することを特徴とする電力量測定方法によって解決さ
れる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明になる電圧測定装置は、導
体に対して電気的に非接触な状態で、電圧情報を検出す
るセンサーと、このセンサーからの電圧情報より電圧を
求める演算手段とを有する。特に、電圧を測定する装置
であって、導体に対して電気的に非接触な状態で、電圧
情報を検出するセンサーと、このセンサーからの電圧情
報より電圧を求める為の補正情報を測定する補正情報測
定手段と、前記センサーからの電圧情報と前記補正情報
測定手段からの補正情報より電圧を求める演算手段とを
有する。更には、電圧を測定する装置であって、導体に
対して電気的に非接触な状態で、電圧情報を検出するセ
ンサーと、このセンサーからの電圧情報より電圧を求め
る為の補正情報を測定する補正情報測定手段と、この補
正情報測定手段からの補正情報を記憶する記憶手段と、
この補正情報を前記記憶手段から読出し、この補正情報
と前記センサーからの電圧情報とから電圧を求める演算
手段とを有する。又、必要に応じて、演算手段による演
算結果が出力される出力手段を有する。

【００２７】本発明になる電力量測定装置は、導体に対
して電気的に非接触な状態で、電圧情報を検出するセン
サーと、このセンサーからの電圧情報より電圧を求める
演算手段と、導体に対して電気的に非接触な状態で、こ
の導体の電流を検出する電流センサーとを有する。特
に、電力量を測定する装置であって、導体に対して電気
的に非接触な状態で、電圧情報を検出するセンサーと、
このセンサーからの電圧情報より電圧を求める為の補正
情報を測定する補正情報測定手段と、前記センサーから
の電圧情報と前記補正情報測定手段からの補正情報より
電圧を求める演算手段と、導体に対して電気的に非接触
な状態で、この導体の電流を検出する電流センサーとを
有する。更には、電力量を測定する装置であって、導体
に対して電気的に非接触な状態で、電圧情報を検出する
センサーと、このセンサーからの電圧情報より電圧を求
める為の補正情報を測定する補正情報測定手段と、この
補正情報測定手段からの補正情報を記憶する記憶手段
と、この補正情報を前記記憶手段から読出し、この補正
情報と前記センサーからの電圧情報とから電圧を求める
演算手段と、導体に対して電気的に非接触な状態で、こ
の導体の電流を検出する電流センサーとを有する。そし
て、前記演算手段からの電圧および前記電流センサーか
らの電流から電力量を演算する演算手段を持つ。又、必
要に応じて、演算手段による演算結果が出力される出力
手段を有する。

【００２８】上記装置のセンサーは、誘電体を挟んで両
面に電極を配置し、各電極にリード線を接続した構成の
ものである。又、補正情報測定手段は、導体に接触（電
気的に接続）して電圧を測定する手段である。

【００２９】更に、上記装置のセンサーは、検出した電
圧情報を増幅して出力する増幅手段を有する。

【００３０】本発明になる電圧測定方法は、導体に対し
て電気的に非接触の状態で電圧情報を検出するステップ
Ａと、導体に対して電気的に接触させた状態で電圧を一
時的に計測するステップＢと、前記ステップＡによる電
圧情報と前記ステップＢによる電圧とから電圧を求める
ステップＥとを有する。特に、電圧を測定する方法であ
って、導体に対して電気的に非接触の状態で電圧情報を
検出するステップＡと、導体に対して電気的に接触させ
た状態で電圧を一時的に計測するステップＢと、前記ス
テップＢで得た電圧から位相と振幅とを求めるステップ
Ｃと、前記ステップＡによる電圧情報と、前記ステップ
Ｃで得た位相および振幅とから電圧を求めるステップＦ
とを有する。更には、電圧を測定する方法であって、導
体に対して電気的に非接触の状態で電圧情報を検出する
ステップＡと、導体に対して電気的に接触させた状態で
電圧を一時的に計測するステップＢと、前記ステップＢ
で得た電圧から位相と振幅とを求めるステップＣと、こ
のステップＣで得た位相および振幅を記憶するステップ
Ｄと、ステップＤで記憶された位相および振幅を読み出
して、この読み出した位相および振幅と前記ステップＡ
による電圧情報とから電圧を求めるステップＧとを有す
る。

【００３１】本発明になる電力量測定方法は、導体に対
して電気的に非接触の状態で電圧情報を検出するステッ
プＡと、導体に対して電気的に接触させた状態で電圧を
一時的に計測するステップＢと、前記ステップＡによる
電圧情報と前記ステップＢによる電圧とから電圧を求め
るステップＥと、導体に対して電気的に非接触な状態
で、この導体の電流を検出するステップと、前記ステッ
プで得た電圧と電流とから電力量を求めるステップとを
有する。特に、電力量を測定する方法であって、導体に
対して電気的に非接触の状態で電圧情報を検出するステ
ップＡと、導体に対して電気的に接触させた状態で電圧
を一時的に計測するステップＢと、前記ステップＢで得
た電圧から位相と振幅とを求めるステップＣと、前記ス
テップＡによる電圧情報と、前記ステップＣで得た位相
および振幅とから電圧を求めるステップＦと、導体に対
して電気的に非接触な状態で、この導体の電流を検出す
るステップと、前記ステップで得た電圧と電流とから電
力量を求めるステップとを有する。更には、電力量を測
定する方法であって、導体に対して電気的に非接触の状
態で電圧情報を検出するステップＡと、導体に対して電
気的に接触させた状態で電圧を一時的に計測するステッ
プＢと、前記ステップＢで得た電圧から位相と振幅とを
求めるステップＣと、このステップＣで得た位相および
振幅を記憶するステップＤと、ステップＤで記憶された
位相および振幅を読み出して、この読み出した位相およ
び振幅と前記ステップＡによる電圧情報とから電圧を求
めるステップＧと、導体に対して電気的に非接触な状態
で、この導体の電流を検出するステップと、前記ステッ
プで得た電圧と電流とから電力量を求めるステップとを
有する。

【００３２】以下、図１〜図４を用いて更に詳しく説明
する。

【００３３】図１中、１は電力量計である。電力量計１
は、交流電圧と交流電流とを乗算して電力を算出し、更
に、この電力を時間で積分して電力量を算出するもので
ある。

【００３４】２は電圧センサーである。電圧センサー２
は、絶縁被膜電線８と絶縁被膜電線９の間に設置され、
この間の電圧情報を検出してリード線（ケーブル）を介
して電力量計１に出力するものである。

【００３５】本実施形態における電圧センサー２は、電
荷の移動を利用したコンデンサー型のセンサーである。
すなわち、電圧センサー２は、電極Ａと電極Ｂとの間に
誘電体Ｃを挟み、かつ、全体を絶縁物で覆った構造であ
る。そして、電極Ａ側を絶縁被膜電線８に固定すると共
に、電極Ｂ側を絶縁被膜電線９に固定する。この固定は
絶縁テープ等で巻き付けることで簡単に行える。

【００３６】絶縁被膜電線８と絶縁被膜電線９との間に
電圧差が発生すると、電圧センサー２の誘電体Ｃに電荷
の移動がおこる。この電荷の移動により、絶縁被膜電線
８と絶縁被膜電線９との電圧差に関連した電圧差が電極
Ａと電極Ｂとの間に生じる。この電圧差は、伝導線（絶
縁被膜電線８や絶縁被膜電線９の電線）とは非接触によ
り測定されるものであり、位相がずれているものの、大
きさは電圧差に比例した物理量（本明細書では、電圧情
報とも言う。）である。

【００３７】３はプローブである。プローブ３は電力量
計１に接続され、その先端に接触している電圧を電力量
計１に伝送するものである。

【００３８】ここで、プローブ３を使用するのは、プロ
ーブ３による測定電圧（以下、基準電圧とも言う）によ
って、電圧センサー２による電圧情報を校正し、正規の
電圧を求める為である。従って、プローブ３による電圧
は、一時的に得られれば良く、長時間にわたって測定す
る必要は無い。すなわち、一サイクルにわたる時間だけ
測定されれば良い。そして、校正を一度した後は、プロ
ーブ３は使用する必要が無い。つまり、プローブ３によ
って電圧を一時的に測定した後は、プローブ３を取り外
すことが出来、この状態では突起物と成るプローブ３が
無いから、分電盤の蓋を閉めることができる。

【００３９】４は押しボタンスイッチ（ＳＷ）である。
このＳＷ４が押されると、電圧センサー２からの電圧情
報を基準電圧により校正する処理が開始される。

【００４０】５は電流センサーである。電流センサー５
は、クランプＣＴ（開閉型サーキットトランス）で構成
される。この電流センサー５は、電流の値をリード線
（ケーブル）を介して電力量計１に出力するものであ
る。

【００４１】６は電力量を表示する表示器である。尚、
この表示器６は、例えばＬＣＤ、ＬＥＤ、及び７セグメ
ントＬＥＤで構成される。又、図示していないが、表示
器６に表示される電力量が紙にプリントされるプリンタ
が設けられている。

【００４２】７はノンヒューズブレーカ（以下、ＮＦＢ
と言う）である。ＮＦＢ７は電力会社から供給される電
気と負荷１０との間に設置され、負荷１０が規定以上の
電流を使用すると電気を遮断するものである。

【００４３】ここで、負荷１０とは、各エリア、及び各
部屋で使用される電気製品である。例えば、照明器具、
冷蔵庫、エアコン、テレビ等である。

【００４４】次に、電力量計１の内部の構成を説明す
る。

【００４５】電力量計１は、ＣＰＵ２０１、記憶部２０
２、電圧変換器２０３、オペアンプ２０４，２０５、フ
ィルタ部２０６、及びＡ／Ｄ変換器２０７，２０８，２
０９から構成される。

【００４６】ＣＰＵ２０１は制御装置であり、このＣＰ
Ｕ２０１は表示部６の制御、記憶部２０２の制御、Ａ／
Ｄ変換器２０７，２０８，２０９の制御、電圧センサー
２の値を校正する為の演算、電力の演算、電力量の演
算、及びＳＷ４の監視を行う。ここで、電圧センサー２
の値を校正する為の演算、電力の演算、及び電力量の演
算について説明する。

【００４７】先ず、ＣＰＵ２０１は、プローブ３から出
力された基準電圧と電圧センサー２から出力された電圧
情報とを比較して各電圧波形の位相の差を検出する。

【００４８】そして、ＣＰＵ２０１は、この位相の差を
記憶部２０２に記憶させる。

【００４９】次に、ＣＰＵ２０１は、この位相の差の分
だけ電圧情報のデータをずらすことにより位相の校正を
行う。

【００５０】次に、ＣＰＵ２０１は、この位相が校正さ
れた電圧情報で基準電圧を割り、倍率を求める。

【００５１】そして、ＣＰＵ２０１は、この倍率を記憶
部２０２に記憶させる。

【００５２】上述した方法で、ＣＰＵ２０１は倍率及び
位相の差（本明細書では、補正情報とも言う。）を検出
する。

【００５３】そして、ＣＰＵ２０１は、この補正情報
（倍率および位相差）により電圧センサー２から出力さ
れた電圧情報を校正し、電圧を求める。

【００５４】又、ＣＰＵ２０１は、この校正された電圧
と電流センサー５から計測する電流とを乗算して電力を
求め、この電力を積算して電力量とする。

【００５５】次に、ＣＰＵ２０１におけるＳＷ４の監視
について説明する。

【００５６】ＣＰＵ２０１は、ＳＷ４の状態を監視して
ＳＷ４が押された場合、基準電圧を測定し、この基準電
圧から電圧情報を校正する為の補正情報を検出する処理
を開始する。

【００５７】このＳＷ４のｃ端子は、プルアップされて
ＣＰＵ２０１に接続される。又、ａ端子はＧＮＤに接続
される。このＳＷ４のｃ端子からは、通常Ｈ（ハイ）レ
ベルの信号がＣＰＵ２０１に出力される。しかし、ＳＷ
４が押された場合にはＬ（ロー）レベルの信号がＣＰＵ
２０１に出力される。この信号のレベルの変化により、
ＣＰＵ２０１はＳＷ４の状態を監視することができる。

【００５８】記憶部２０２は、ＣＰＵ２０１の制御によ
りデータの記憶、及び出力をする。又、ＣＰＵ２０１を
制御するプログラムが記憶される。記憶部２０２は、例
えばＲＡＭ、及びＲＯＭから構成される。

【００５９】電圧変換器２０３は、プローブ３が接触し
ている電圧を後段のＡ／Ｄ変換器２０７が測定できる電
圧の範囲に電圧変換するものである。例えば、ＡＣ１０
０Ｖ、又はＡＣ２００ＶをＡ／Ｄ変換器２０７が変換で
きるＡＣ５Ｖに変換する。この電圧変換器２０３は、例
えばトランス、抵抗器、及び可変型抵抗器から構成され
る。

【００６０】オペアンプ２０４及び２０５は、入力信号
の電圧を増幅するものである。この増幅は、電圧センサ
ー２及び電流センサー５の電圧を後段のＡ／Ｄ変換器２
０８及び２０９に効率良く変換させる為に行う。すなわ
ち、Ａ／Ｄ変換器の変換できるアナログ信号の範囲を最
大限に利用する為に行う。例えば、電圧センサー２から
出力される電圧は０〜２Ｖ、又、Ａ／Ｄ変換器２０８が
０〜１０Ｖの範囲の入力信号を測定するものとする。こ
の場合、オペアンプ２０４は電圧センサー２から出力さ
れた電圧を５倍に増幅してＡ／Ｄ変換器２０８に出力す
る。これにより、Ａ／Ｄ変換器２０８は、０〜１０Ｖの
フルスケールを使用して入力信号を変換することができ
る。

【００６１】フィルタ部２０６は、電圧センサー２の信
号に混在するノイズを除去するものである。これは、電
圧センサー２の信号が微弱である為、この信号には、例
えば前述した電力量計１に接続したケーブル等があたか
もアンテナのように作用して周囲の電波を拾いノイズが
混在するからである。このノイズが混在した状態では、
後段のＡ／Ｄ変換器２０８が変換するに当たって正しい
値に変換でき難い。そこで、フィルタ部２０６によりノ
イズの除去を行う。

【００６２】Ａ／Ｄ変換器２０７，２０８，２０９は、
アナログ信号をデジタル値に変換（Ａ／Ｄ変換）するも
のである。例えば、Ａ／Ｄ変換器２０８の分解能を８ビ
ットとする。又、Ａ／Ｄ変換器２０８が変換できるアナ
ログ信号が０〜１０Ｖであるとする。この場合、Ａ／Ｄ
変換器２０８の分解能は０．０４Ｖ（１０Ｖ／２５５）
となる。

【００６３】一方、絶縁被膜電線８と絶縁被膜電線９と
の間の電圧が−１００〜＋１００Ｖに変化するものとす
る。電圧センサー２は、この電圧（−１００〜＋１００
Ｖ）に位相がずれているものの、大きさは比例した電圧
（例えば、０〜２Ｖ）をオペアンプ２０４に出力する。
この電圧（０〜２Ｖ）は、オペアンプ２０４で５倍に増
幅された電圧（０〜１０Ｖ）となり、Ａ／Ｄ変換器２０
８に出力される。

【００６４】そして、Ａ／Ｄ変換器２０８は入力された
電圧（０〜１０Ｖ）をデジタル値に変換する。

【００６５】これにより、絶縁被膜電線８と絶縁被膜電
線９との間の電圧（−１００〜＋１００Ｖ）は、Ａ／Ｄ
変換器２０８により０．８Ｖ（２００Ｖ／２５５）の分
解能で測定される。上述した説明の対応表を図４に示
す。

【００６６】このＡ／Ｄ変換は、ＣＰＵ２０１の指示に
より行われる。これは、ＣＰＵ２０１がアナログ信号の
位相も測定できるようにする為である。

【００６７】すなわち、一定時間毎にＡ／Ｄ変換された
デジタル値の増減から一サイクル（周期）の時間が算出
できる。例えば、デジタル値が０〜２５５の値であり、
そのデジタル値が０から徐々に増加して２５５に成り、
次に徐々に減少して０と成った場合、０から次の０まで
の時間が一サイクルの時間である。

【００６８】次に、本発明の実施形態の動作について説
明する図３は本実施形態のフローチャートである。

【００６９】先ず、電圧センサー２をＮＦＢ７の負荷１
０側となる絶縁被膜電線８と絶縁被膜電線９との間に設
置する。この際、絶縁被膜電線８，９の絶縁被膜を剥が
さずに絶縁被膜の外側に取り付けて固定する。

【００７０】この固定により、電圧センサー２は、絶縁
被膜電線８と絶縁被膜電線９との電圧に関する電圧情報
をオペアンプ２０４に出力する。

【００７１】オペアンプ２０４は、この電圧情報をＡ／
Ｄ変換器２０８が効率よく変換できる電圧に所定の倍率
で増幅し、フィルタ部２０６に向けて出力する（ステッ
プＳ３０１）。

【００７２】フィルタ部２０６は、この入力された電圧
情報のノイズを除去してＡ／Ｄ変換器２０８に出力する
（ステップＳ３０２）。

【００７３】一方、ＣＰＵ２０１は、電圧情報と基準電
圧とを比較し、倍率及び位相差（補正情報）を検出し、
記憶部２０２に記憶させる。この検出は、ＳＷ４が押さ
れた場合にのみ行われる（ステップＳ３０３）。

【００７４】ここで、この補正情報の検出について説明
する。

【００７５】先ず、プローブ３をＮＦＢ７の負荷１０側
の電極に接触させる。これにより、基準電圧が電圧変換
器２０３に出力される（ステップＳ３０４）。

【００７６】次に、ＳＷ４を押す。このＳＷ４が押され
たことに応答してＣＰＵ２０１は、補正情報を検出する
処理を開始する。

【００７７】そして、ＣＰＵ２０１は、Ａ／Ｄ変換器２
０７に基準電圧をデジタル信号に変換する旨の指示を送
信する。

【００７８】この指示を受信したＡ／Ｄ変換器２０７
は、基準電圧をデジタル信号（以下、基準デジタル信号
とも言う）に変換してＣＰＵ２０１に向けて送信する。

【００７９】次に、ＣＰＵ２０１は、Ａ／Ｄ変換器２０
８に、電圧センサー２からのアナログ信号である電圧情
報をデジタル信号である電圧情報（以下、電圧情報デジ
タル信号とも言う）に変換する旨の指示を送信する。

【００８０】この指示を受信したＡ／Ｄ変換器２０８
は、このアナログ信号である電圧情報をデジタル信号で
ある電圧情報（電圧情報デジタル信号）に変換し、この
デジタル信号をＣＰＵ２０１に向けて送信する。

【００８１】一方、ＣＰＵ２０１は、基準デジタル信号
と電圧情報デジタル信号とを受信すると、この各々を比
較して位相の差を検出する。この位相の差の分、電圧情
報デジタル信号を校正する。

【００８２】次に、この位相が校正された電圧情報デジ
タル信号で基準デジタル信号を割り、倍率を検出する。

【００８３】上述した方法で、ＣＰＵ２０１は倍率及び
位相の差から校正される補正情報を検出する。そして、
ＣＰＵ２０１は、この検出した補正情報を記憶部２０２
に記憶させる（ステップ３０５）。

【００８４】ここで、ステップ３０５の処理は、始め
に、一度だけ行う。

【００８５】尚、ステップ３０５の処理が行なわれ無い
場合、ＣＰＵ２０１は、表示部６に補正情報の検出がな
されてい無い旨を表示させる。

【００８６】ＣＰＵ２０１は、記憶部２０２に記憶され
ている補正情報に基づいて電圧情報デジタル信号の値を
校正する。そして、この校正した値を電圧値として記憶
部２０２に記憶させる。

【００８７】この校正により電圧センサーからの電圧情
報は、絶縁被膜電線８と絶縁被膜電線９との近似的な電
圧となる。すなわち、負荷１０に供給される電圧の近似
値となる（ステップＳ３０６）。

【００８８】次に、電力、及び電力量の演算について説
明する。

【００８９】電流センサー５は、ＮＦＢ７の負荷１０側
の絶縁被膜電線８に通すように設置される。この際、電
流センサー５であるクランプＣＴを開いて絶縁被膜電線
８を通すので、この絶縁被膜電線８をＮＦＢ７の端子か
ら外すことは無い。

【００９０】そして、電流センサー５から絶縁皮膜電線
８の電流値に比例した電圧がオペアンプ２０５に向けて
出力される。

【００９１】オペアンプ２０５は、この電圧を増幅して
Ａ／Ｄ変換器２０９に出力する。

【００９２】Ａ／Ｄ変換器２０９は、この入力した電圧
をデジタル信号に変換してＣＰＵ２０１に向けて出力す
る。

【００９３】ＣＰＵ２０１は、Ａ／Ｄ変換器２０９から
入力したデジタル信号を記憶部２０２に電流値として記
憶させる（ステップ３０７）。

【００９４】一方、ＣＰＵ２０１は、記憶部２０２に記
憶した電圧値と電流値とを読み出し、この電圧値と電流
値とを乗算して電力を算出する（ステップ３０８）。

【００９５】次に、この電力を時間で積分（加算）して
電力量を算出し、この電力量を表示器６に表示させる
（ステップ３０９）。

【００９６】尚、上述した説明では、本発明に係るセン
サーは、電極Ａと電極Ｂとの間に誘電体Ｃを挟み、か
つ、全体を絶縁物で覆った構造であると説明した。しか
し、本発明のセンサーは、この構造に限定するものでは
ない。

【００９７】例えば、図５に示す如く、空気中を誘電体
Ｃとして電極Ａと電極Ｂとを分離した構造であっても良
い。

【００９８】この場合には、電極Ａ側を絶縁被膜電線８
に絶縁テープ等で巻き付けて固定し、また電極Ｂ側を絶
縁被膜電線９に絶縁テープ等で巻き付けて固定する。

【００９９】或いは、電極Ａ側を絶縁被膜電線８にクリ
ップ等で挟んで固定し、また電極Ｂ側を絶縁被膜電線９
にクリップ等で挟んで固定する。

【０１００】また、電圧センサー２は、電極Ａと電極Ｂ
との間に生じた電圧を増幅する、いわゆるアンプ回路
（増幅手段２１）を内臓した構成であっても良い。これ
により、リード線に乗る誘導ノイズに影響されないよう
に電圧情報を電力量計１に伝送することができる。

【０１０１】尚、アンプ回路に供給する電源は、例え
ば、電池を電圧センサー２に内臓する。或いは、電力量
計１から電源を供給する。

【０１０２】次に、測定結果について図６〜図９を用い
て説明する。

【０１０３】図６は、単相１００Ｖを測定した結果を示
すものである。

【０１０４】図６中、６０１は、電圧センサー２が検出
した電圧を内臓のアンプ回路（増幅手段２１）で２５倍
に増幅した値（電圧情報）である。

【０１０５】６０２は、プローブ３を介して測定した値
（基準電圧）である。

【０１０６】６０３は、基準電圧と、電圧情報との位相
差である。

【０１０７】この測定に使用した絶縁被膜電線８及び絶
縁被膜電線９は、外被径が３．３ｍｍである。尚、測定
は、５分毎に１２回行った。

【０１０８】図７は、単相２００Ｖを測定した結果を示
すものである。

【０１０９】図７中、７０１は、電圧センサー２が検出
した電圧を内臓のアンプ回路（増幅手段２１）で２５倍
に増幅した値（電圧情報）である。

【０１１０】７０２は、プローブ３を介して測定した値
（基準電圧）である。

【０１１１】７０３は、基準電圧と、電圧情報との位相
差である。

【０１１２】この測定に使用した絶縁被膜電線８及び絶
縁被膜電線９は、外被径が１６ｍｍである。尚、測定
は、５分毎に１２回行った。

【０１１３】図８は、ＮＦＢ７の端子と、電圧センサー
２との距離を変えて測定した結果を示すものである。

【０１１４】図８中、８０１は、ＮＦＢ７の端子と、電
圧センサー２との距離である。

【０１１５】８０２は、電圧センサー２が検出した電圧
を内臓のアンプ回路（増幅手段２１）で２５倍に増幅し
た値（電圧情報）である。

【０１１６】８０３は、プローブ３を介して測定した値
（基準電圧）である。

【０１１７】８０４は、基準電圧と、電圧情報との位相
差である。

【０１１８】図８に示す如く、電圧センサー２が出力し
た値（電圧情報）は、ＮＦＢ７の端子と電圧センサー２
との距離にあまり影響されない。

【０１１９】図９は、絶縁被膜電線８と、絶縁被膜電線
９との距離を変えて測定した結果を示すものである。

【０１２０】図９中、９０１は、絶縁被膜電線８と、絶
縁被膜電線９との距離である。

【０１２１】９０２は、電圧センサー２が検出した電圧
を内臓のアンプ回路（増幅手段２１）で２５倍に増幅し
た値（電圧情報）である。

【０１２２】９０３は、プローブ３で測定した基準電圧
である。

【０１２３】図９に示す如く、電圧センサー２が出力し
た値（電圧情報）は、絶縁被膜電線８と絶縁被膜電線９
との距離にあまり影響されない。

【０１２４】

【効果】長期間にわたって電圧や電力量を測定する場
合、それを作業性良く求めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる本実施形態の構成図

【図２】本発明に係わる本実施形態の電力量計の詳細な
構成図

【図３】本発明に係わる本実施形態のフローチャート

【図４】本発明に係わる本実施形態の測定電圧とＡ／Ｄ
変換器から出力されるデジタル値との対応表

【図５】本発明に係わる電圧センサーの構成図

【図６】本発明に係わる測定結果の表

【図７】本発明に係わる測定結果の表

【図８】本発明に係わる測定結果の表

【図９】本発明に係わる測定結果の表

【符号の説明】

１電力量計２電圧センサー３プローブ４スイッチ５電流センサー６表示器７ＮＦＢ８，９絶縁皮膜電線１０負荷２１増幅手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電圧を測定する装置であって、導体に対して電気的に非接触な状態で、電圧情報を検出
するセンサーと、このセンサーからの電圧情報より電圧を求める演算手段
とを有することを特徴とする電圧測定装置。
【請求項２】電圧を測定する装置であって、導体に対して電気的に非接触な状態で、電圧情報を検出
するセンサーと、このセンサーからの電圧情報より電圧を求める為の補正
情報を測定する補正情報測定手段と、前記センサーからの電圧情報と前記補正情報測定手段か
らの補正情報より電圧を求める演算手段とを有すること
を特徴とする電圧測定装置。
【請求項３】電圧を測定する装置であって、導体に対して電気的に非接触な状態で、電圧情報を検出
するセンサーと、このセンサーからの電圧情報より電圧を求める為の補正
情報を測定する補正情報測定手段と、この補正情報測定手段からの補正情報を記憶する記憶手
段と、前記補正情報を前記記憶手段から読出し、この補正情報
と前記センサーからの電圧情報とから電圧を求める演算
手段とを有することを特徴とする電圧測定装置。
【請求項４】センサーは、誘電体を挟んで両面に電極
を配置し、各電極にリード線を接続した構成であること
を特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの電圧測定装
置。
【請求項５】補正情報測定手段は、導体に電気的に接
触して電圧を測定する手段であることを特徴とする請求
項２〜請求項４いずれかの電圧測定装置。
【請求項６】交流電圧測定用のものであることを特徴
とする請求項１〜請求項５いずれかの電圧測定装置。
【請求項７】センサーは、検出した電圧情報を増幅し
て出力する増幅手段を有することを特徴とする請求項１
〜請求項６いずれかの電圧測定装置。
【請求項８】請求項１〜請求項７いずれかの電圧測定
装置と、導体に対して電気的に非接触な状態で、この導体の電流
を検出する電流センサーとを有することを特徴とする電
力量測定装置。
【請求項９】電圧を測定する方法であって、導体に対して電気的に非接触の状態で電圧情報を検出す
るステップＡと、導体に対して電気的に接触させた状態で電圧を一時的に
計測するステップＢと、前記ステップＡによる電圧情報と前記ステップＢによる
電圧とから電圧を求めるステップＥとを有することを特
徴とする電圧測定方法。
【請求項１０】電圧を測定する方法であって、導体に対して電気的に非接触の状態で電圧情報を検出す
るステップＡと、導体に対して電気的に接触させた状態で電圧を一時的に
計測するステップＢと、前記ステップＢで得た電圧から位相と振幅とを求めるス
テップＣと、前記ステップＡによる電圧情報と、前記ステップＣで得
た位相および振幅とから電圧を求めるステップＦとを有
することを特徴とする電圧測定方法。
【請求項１１】電圧を測定する方法であって、導体に対して電気的に非接触の状態で電圧情報を検出す
るステップＡと、導体に対して電気的に接触させた状態で電圧を一時的に
計測するステップＢと、前記ステップＢで得た電圧から位相と振幅とを求めるス
テップＣと、このステップＣで得た位相および振幅を記憶するステッ
プＤと、ステップＤで記憶された位相および振幅を読み出して、
この読み出した位相および振幅と前記ステップＡによる
電圧情報とから電圧を求めるステップＧとを有すること
を特徴とする電圧測定方法。
【請求項１２】請求項９〜請求項１１いずれかの電圧
測定方法に記載のステップと、導体に対して電気的に非接触な状態で、この導体の電流
を検出するステップと、前記ステップで得た電圧及び電流から電力量を求めるス
テップとを有することを特徴とする電力量測定方法。