電子式瓦時表及其誤差調整方法和功率運算電路的製作方法

2023-05-20 00:05:21 2

專利名稱：電子式瓦時表及其誤差調整方法和功率運算電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及對電流和電壓進行A/D變換以測量瓦時的電子式瓦時表及其誤差調整方法和根據變換成數字值的電流和電壓運算功率的功率運算電路。
背景技術：
圖22是示出專利公開平11-64402號公報所揭示的已有電子式瓦時表的組成圖，主要用於說明與主表的輸出作相對比較的主表法所進行的誤差調整。
圖22中，1是電子式瓦時表，21是變流器，22是變壓器，23是對輸入電流進行A/D變換成數字值的電流A/D變換器，24是對輸入電壓進行A/D變換成數字值的電壓A/D變換器，25是調整起動開關，31是將均衡調整寄存器42的調整值與電壓A/D變換器24的A/D變換值相乘的均衡調整乘法器，32是將與電流A/D變換器23的各相電流成正比的輸出和與電壓A/D變換器24的各相電壓成正比的電壓分別相乘的功率乘法器，33是減法器，34是數字低通濾波器，35是對輕負載調整寄存器的調整值進行相加的輕負載調整加法器，36是累加器，37是寄存器，38是振幅比較器，39是對振幅比較器38的輸出脈衝進行相加的計數器，40是顯示作為計數器39的累加結果的瓦時的顯示器。
41是存儲相位調整值的相位調整檢測器(移位寄存器)，42是存儲均衡調整值的均衡調整檢測器，43是存儲輕負載校正值的輕負載調整檢測器4是存儲額定基準值的額定基準值檢測器。
45是運算調整值的CPU，46是構成包含CPU45的運算控制部，47是控制測試電源裝置56用的通信接口(I/F)，48是EPROM，51是電源切換裝置，52是控制CPU，53是定時器，54是ROM，55是通信接口，56是由電源切換裝置51、控制CPU52、定時器53、ROM54、通信接口55和用於調整的虛負載測試電源60構成的測試電源裝置。
用下面的方法進行已有電子式瓦時表的調整。
(1)首先，對相位調整寄存器41、均衡調整寄存器42、輕負載調整寄存器43、額定基準值寄存器44設定EPROM48中預先存儲的各調整初始值。
(2)其次，進行額定負載調整的粗調。
CPU 45通過通信接口56控制測試電源裝置56。對全部相位施加額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率。將這時的計數器39的計數值WO與(1)中在額定基準值寄存器44設定的額定常數脈衝數值(WK)(設定值)對比，判斷對比值D＝WO/WK是否在以1.0為中心的規定範圍內。由於是粗調，規定範圍的值大於後文說明的全調整時的規定範圍。對比值D在規定範圍外時，重複改變額定基準值寄存器44的設定值WK，直到對比值D成為在規定範圍內。把這稱為額定負載的粗調。
(3)接著，進行均衡調整。
下面，把三相中的一相分別稱為A相、B相、C相。
首先，進行B相的均衡調整。CPU45通過通信接口47控制測試電源裝置56，僅對A相施加額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率，測量一定時間的功率，並存儲一定時間內的計數器39的計數值WA。其次，僅對B相施加額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率，測量一定時間的功率，並同樣存儲計數值WB。對比WA、WB，判斷對比值E＝WB/WA是否在以1.0為中心的規定範圍內。對比值E在規定範圍外時，往成為1.0的方向重複改變均衡調整寄存器42中設定的B相均衡調整值，直到成為規定範圍內。
接著，進行C相的均衡調整，僅對C相施加額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率，測量一定時間的功率，並同樣存儲計數值WC。其後，用與B相均衡調整相同的方法進行C相的均衡調整。
(4)接著，進行全調整。
CPU45通過通信接口47控制測試電源裝置56，對全部的相施加額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率，測量一定時間的功率測量，並存儲一定時間內的計數器39的計數值WO。對比計數值和(1)中設定的額定常數脈衝數值WK(設定值)，並判斷對比值F＝WO/WK是否在以1.0為中心的規定範圍內。對比值F在規定範圍外時，進行額定負載的粗調重複改變額定基準值寄存器44的設定值WK，直到對比值F成為規定範圍內。
(5)接著，進行相位調整。
首先，進行A相的相位調整。CPU45通過通信接口47控制測試電源裝置56，僅對A相施加額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率，測量一定時間的功率，並存儲一定時間內的計數器39的計數值WA。然後，進行與(1)中設定的功率因數常數脈衝值WPK的對比，判斷對比值G＝WPK/WA是否在以1.0為中心的規定範圍內。對比值G在規定範圍外時，往成為1.0的方向重複改變相位調整寄存器41的A相的相位調整值，直到成為規定範圍內，並設定這時的移位級數。
其次，進行B相的相位調整。僅對B相施加額定電壓、額定電流、功率因數0.5的功率，測量一定時間的功率，並同樣存儲計數值WB。其後，用與A相相位調整相同的方法進行B相的相位調整。
接著，進行C相的相位調整。僅對C相施加額定電壓、額定電流、功率因數0.5的功率，測量一定時間的功率，並同樣存儲計數值WC。其後，用與A相相位調整相同的方法進行C相的相位調整。
以上那樣的電子式瓦時表中，由於變流器21和變壓器22等的相位和振幅特性的差異，與電源線的電壓和電流產生相位和振幅誤差。靠準確無誤差地測量瓦時用的專用定製晶片調整振幅和相位，不能使用通用的外裝A/D變換器，通用性差。
又，通過使電壓A/D變換器24的數據輸入定時延遲，即利用相位調整寄存器41的移位級數，進行相位調整，因而使用輸出對輸入的相位偏移大的變壓器21和變流器22時，相位調整寄存器41的移位級數需要多級，即移位寄存器需要許多。移位寄存器由硬體構成，因而晶片面積增大級數的份額，電路變大，而且耗電增加，同時隨著定時延遲時間變長，除相位以外，頻率和振幅對原值的誤差也變大。存在問題。
又，由於利用移位級數調整相位偏移，需要使用相位偏移納入該移位級數範圍內的變流器21和變壓器22，需要單體相位偏移差小的高精度變流器21和變壓器22。
又，由於移位級數支配相位調整解析度，需要移位級數多或內置取樣頻率高的A/D變換器的定製晶片。
電子式瓦時表的誤差調整中，首先對全部的相輸入額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率，進行全調整的粗調，其次在均衡調整中，分別對每相輸入額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率，各相依次進行均衡調整，接著對全部的相輸入額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率，進行全調整，最後在相位調整中，輸入額定電壓、額定電流、功率因數0.5的功率，同樣需要各相依次調整，因而調整花費時間。而且，想要特別更改所調整電子式瓦時表1的儀表常數時，由于振幅比較器38的門限值的初始值一定，還需要初始進行的粗調時間。
已有例中，添加無功瓦時的測量功能時，需要又輸入額定電壓、額定電流、功率因數0.0的功率，進行誤差調整。
又，上述的調整方法中，均衡調整、相位調整為了作為輸出的瓦時準確，不管不均衡的主要原因是電壓電路、電流電路中的哪一個，都以模擬方式對各相的電壓變換電路的輸出乘係數，以調整均衡；不管相位偏移的主要原因是電源電路、電流電路中的哪一個，都以模擬方式選擇各相電壓變換電路的變換定時，從而調整相位。因此，不能使電子式瓦時表具有準確測量各相的電壓和電流的功能。

發明內容
本發明是為解決上述問題而誤差的，其目的為提供功率或瓦時測量精度高而且能廣泛應對變流器和變壓器的相位和振幅偏移的電子式瓦時表和功率運算電路。
又一目的為提供誤差調整時間短的電子式瓦時表及其誤差調整方法。
本發明的電子式瓦時表，具有對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路、對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路、對所述電壓變換電路的輸出僅進行第1角度相位變換的第1電壓相位變換部、對所述電壓變換電路的輸出僅進行第2角度相位變換的第2電壓相位變換部、對所述電流變換電路的輸出僅進行所述第1角度相位變換的電流相位變換部、將所述第1電壓相位變換部和所述電流相位變換部的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部、將所述第2電壓相位變換部和所述電流相位變換部的輸出相乘以求出包含無功功率分量的無功含有功率的無功含有功率運算部、根據所述變壓器和所述變流器初級端的電壓對電流相位差與A/D變換後的電壓對電流相位差的相位偏移、所述有功功率和所述無功含有功率校正所述有功功率的相位並同時校正所述變壓器和所述變流器初級端電流和電壓與A/D變換後的電流和電壓的振幅偏移的振幅相位校正部、將該振幅相位校正部的輸出相乘以測量瓦時的瓦時測量部、以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器。因此，瓦時的測量精度高，能廣泛應對電壓變換器和電流變換器的相位和振幅偏移。
又，振幅相位校正部根據振幅偏移、相位偏移、有功功率運算部輸出的有功功率和無功含有功率運算部輸出的無功含有功率，校正有功功率的振幅和相位，因而運算效率高。
又，振幅相位校正部在變壓器和變流器中從調整用電源輸入已知振幅和相位的電壓和已知振幅和相位的電流時，根據所述調整用電源的輸入求有功功率運算部和無功含有功率運算部所求的調整用的有功功率和無功含有功率，並且根據這些調整用的有功功率和無功含有功率、以及利用所述已知電壓、已知電流和第2角度求得的理論上的有功功率和無功含有功率，求相位偏移和振幅偏移的校正係數。因此，對變壓器和變流器的輸出進行A/D變換的A/D變換器能用復用器型的，而且即使已知振幅和相位的電壓和已知振幅和相位的電流僅有一種，也能獲得相位偏移和振幅偏移的校正係數。
又，振幅相位校正部具有以下各部基準電流存儲部，在由調整用電源輸入各相電流相同的調整用電流時，存儲一個電流變換電路輸出的輸出值，同時存儲用所述一個電流變換電路輸出的輸出值除其它電流變換電路輸出的輸出值所得的係數；基準電壓存儲部，在由調整用電源輸入各相電壓相同的調整用電壓時，存儲一個電壓變換電路輸出的輸出值，同時存儲用所述一個電壓變換電路輸出的輸出值除其它電壓變換電路輸出的輸出值所得的係數；均衡調整部，在測量瓦時時，將所述其它電流變換電路的輸出與所述基準電流存儲部存儲的係數相乘，將所述其它電壓變換電路的輸出與所述基準電壓存儲部存儲的係數相乘，使各相輸出均衡。因此，能高速調整均衡，減小測量時振幅相位校正部的運算負荷。
又，具有以下各部存儲由調整用電源輸入的調整用電流的調整用電流存儲部；基準電流存儲部，在由調整用電源輸入各相電流相同的調整用電流時，存儲一個電流變換電路輸出的輸出值，同時存儲用所述一個電流變換電路輸出的輸出值除其它電流變換電路輸出的輸出值所得的係數；電流測量部，在測量瓦時時，根據所述各相電流變換電路輸出的輸出值、所述調整用電流存儲部中存儲的調整用電流、所述基準電流存儲部存儲的一個電流變換電路的輸出值、以及所述各相的係數，求所述各相的電流。因此，能準確測量電流。
又，利用電流測量部下行方的電流進行係數存儲後的微調整，因而微調整(下文簡稱微調)後能準確測量電流。
又，具有以下各部存儲由調整用電源輸入的調整用電壓的調整用電壓存儲部；基準電壓存儲部，在由調整用電源輸入各相電壓相同的調整用電壓時，存儲一個電壓變換電路輸出的輸出值，同時存儲用所述一個電壓變換電路輸出的輸出值除其它電壓變換電路輸出的輸出值所得的係數；電壓測量部，在測量瓦時時，根據所述各相電壓變換電路輸出的輸出值、所述調整用電壓存儲部中存儲的調整用電壓、所述基準電壓存儲部存儲的一個電壓變換電路的輸出值、以及所述各相的係數，求所述各相的電壓。因此，能準確測量電壓。
又，瓦時測量部對振幅相位校正部的輸出進行時間積分，運算瓦時，每當該瓦時達到門限值，輸出脈衝，並且具有存儲額定電流、額定電壓、相線制式、規定對所測量的瓦時輸出的脈衝數的儀表常數和A/D變換的取樣頻率的額定存儲部、以及全調整值運算部，該運算部根據從所述額定存儲部輸入的額定電流、額定電壓、相線制式和儀表常數，求輸入額定功率時瓦時測量部產生的脈衝的理論周期，而且檢測出輸入額定功率時來自振幅相位校正部的每一取樣的輸出位數，將此位數與從所述額定存儲部輸入的取樣頻率和所述理論周期相乘所得的值設定為門限值。因此，能準確測量電壓。
又，調整用電源輸出額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率，因而相位偏移和振幅偏移的調整效率高。
又，第1角度與第2角度的差為90度，而且無功含有功率是無功功率，因而運算效率高。
又，具有對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路、對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路、對所述電壓變換電路的輸出僅進行第1角度相位變換的電壓相位變換部、對所述電流變換電路的輸出僅進行所述第1角度相位變換的第1電流相位變換部、對所述電流變換電路的輸出僅進行第2角度相位變換的第2電流相位變換部、將所述電壓相位變換部和所述第1電流相位變換部的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部、將所述電壓相位變換部和所述第2電流相位變換部的輸出相乘以求出包含無功功率分量的無功含有功率的無功含有功率運算部、根據所述變壓器和所述變流器初級端的電壓對電流相位差與A/D變換後的電壓對電流相位差的相位偏移、所述有功功率和所述無功含有功率校正所述有功功率的相位並同時校正所述變壓器和所述變流器初級端電流和電壓與A/D變換後的電流和電壓的振幅偏移的振幅相位校正部、將該振幅相位校正部的輸出相乘以測量瓦時的瓦時測量部、以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器。因此，瓦時測量精度高，而且能廣泛應對電壓變換器和電流變換器的相位和振幅偏移。
本發明的電子式瓦時表誤差調整方法，該電子式瓦時表具有對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路、對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路、將電壓變換電路和電流變換電路的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部、將使所述電壓變換電路的輸出延遲90度的輸出與所述電流變換電路的輸出相乘以求出無功功率的無功功率運算部、將所述有功功率運算部的輸出相乘所得的值超過門限值時輸出脈衝的瓦時測量部、以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器，該誤差調整方法包含以下各步驟額定功率輸入步驟，電子式瓦時表上連接調整用電源，從該調整用電源對全部的相輸入額定功率且功率因數為1.0；均衡調整步驟，求出所述一個電壓變換電路輸出的電壓與其它電壓變換電路輸出的電壓之比，並利用該比的倒數作為測量時使各相電壓均衡的係數加以存儲，又求出所述一個電流變換電路輸出的電流與其它電流變換電路輸出的電流之比，並利用該比的倒數作為測量時使各相電流均衡的係數加以存儲；相位調整變換步驟，根據從所述有功功率運算部和所述無功功率運算部獲得的有功功率和無功功率、所述調整用電源輸出的有功功率和無功功率，求出所述變壓器和所述變流器初級端的電壓對電流相位差與A/D變換後的電壓對電流相位差的相位偏移並加以存儲；輸入步驟，輸入額定電流、額定電壓、相線制式、規定所述瓦時測量部對所測量瓦時輸出的脈衝數的儀表常數和A/D變換的取樣頻率；全調整值運算步驟，對所述瓦時運算部設定門限值。因此，誤差調整時間短。
又，本發明的電子式瓦時表誤差調整方法，該電子式瓦時表為多相電子式瓦時表，具有對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路、對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路、將電壓變換電路和電流變換電路的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部、將使所述電壓變換電路的輸出延遲90度的輸出與所述電流變換電路的輸出相乘以求出無功功率的無功功率運算部、將所述有功功率運算部的輸出相乘所得的值超過門限值時輸出脈衝的瓦時測量部、以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器，該誤差調整方法包含以下各步驟額定功率輸入步驟，電子式瓦時表上連接調整用電源，使各相間單相2線連接，從該調整用電源輸入額定功率且為規定的功率因數；振幅相位調整步驟，根據所述功率運算部和所述無功功率運算部的輸出，求出利用旋轉矩陣的運算調整得所述一個相的功率和無功功率與其它相的功率和無功功率一致的係數；額定負載調整步驟，所述電子式瓦時表的瓦時脈衝輸出為基準，使來自各相單相2線連接地連接所述調整用電源的、準確調整瓦時的脈衝輸出的主表的瓦時輸出與來自該電子式瓦時表的瓦時脈衝輸出一致；相位微調步驟，在所述振幅相位調整步驟和所述額定負載調整步驟的調整後，根據來自所述調整用電源的輸入，對所述電子式瓦時表的相位進行微調。因此，能與單相2線式儀表相同地調整誤差，容易調整。
又，本發明的電子式瓦時表誤差調整方法，該電子式瓦時表為多相電子式瓦時表，具有對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路、對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路、將電壓變換電路和電流變換電路的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部、將使所述電壓變換電路的輸出延遲90度的輸出與所述電流變換電路的輸出相乘以求出無功功率的無功功率運算部、將所述有功功率運算部的輸出相乘所得的值超過門限值時輸出脈衝的瓦時測量部、以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器；主表也具有與所述電子式瓦時表同等的所述電壓變換部、電流變換部、有功功率運算部、無功功率運算部和瓦時測量部，並預先受到高精度調整；施加規定功率時，由所述電子式瓦時表的功率運算部和無功功率運算部輸入功率和無功功率，另一方面，從所述主表的功率運算部和無功功率運算部輸入這時的功率和無功功率，並調整電子式瓦時表的振幅相位係數，使所述電子式瓦時表的功率和無功功率與所述主表的功率和無功功率一致。因此，能高精度且高速地調整。
本發明的功率運算電路，具有輸入數字變換後的電壓的電壓輸入部、輸入數字變換後的電流的電流輸入部、對所述電壓輸入部的輸出僅進行第1角度相位變換的第1電壓相位變換部、對所述電壓輸入部的輸出僅進行第2角度相位變換的第2電壓相位變換部、對所述電流輸入部的輸出僅進行第1角度相位變換的電流相位變換部、將所述第1電壓變換部和所述電流相位變換部的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部、將所述第2電壓變換部和所述電流相位變換部的輸出相乘以求出包含無功功率分量的無功含有功率的無功含有功率運算部、以及根據對所述電流的所述電壓的理論值與運算值的相位偏移、所述有功功率和所述無功含有功率校正所述有功功率的相位校正部。因此，功率測量精度高，而且能廣泛應對電壓變換器和電流變換器的相位和振幅偏移。


圖1是本發明實施方式1的電子式瓦時表的組成圖。
圖2是示出圖1的振幅相位校正器的組成圖。
圖3是示出圖1的振幅相位校正器的變換例的圖。
圖4是示出圖1的振幅相位校正器的變換例的圖。
圖5是說明圖1的振幅相位校正器的概念的圖。
圖6是本發明實施方式2的電子式瓦時表的組成圖。
圖7是說明圖6的自校正器的運作的流程圖。
圖8是說明圖6的振幅相位校正的概念的圖。
圖9是本發明實施方式3的電子式瓦時表的組成圖。
圖10是本發明實施方式4的三相4線式的電子式瓦時表的組成圖。
圖11是示出圖10的電子式瓦時表的調整流程的圖。
圖12是示出圖10的電子式瓦時表的均衡調整流程的圖。
圖13是示出圖10的電子式瓦時表的相位調整流程的圖。
圖14是示出圖10的電子式瓦時表的全調整流程的圖。
圖15是表示圖10的電子式瓦時表在相位調整中的有功功率與無功功率的關係的矢量圖。
圖16是表示圖10的電子式瓦時表在瓦時測量中的有功功率與無功功率的關係的矢量圖。
圖17是表示圖10的電子式瓦時表的門限值與瓦時脈衝的關係的圖。
圖18是說明圖10的電子式瓦時表的電流測量的流程圖。
圖19是本發明實施方式5的電子式瓦時表的組成圖。
圖20是本發明實施方式6的電子式瓦時表的組成圖。
圖21是說明本發明實施方式7的電子式瓦時表的調整的圖。
圖22是示出已有電子式瓦時表的組成圖。
附圖中，100是電子式瓦時表，102是功率運算電路，110是A/D變換器，112是A/D變換器，120是希耳伯特變換器(同相A)，122是希耳伯特變換器(正交)，124是希耳伯特變換器(同相B)，126是乘法器，128是乘法器，130是振幅相位校正器，132是外部校正部，134是功率測量儀，136是瓦時脈衝輸出器，138是瓦時顯示器，140是二元振幅相位校正器，150是自校正器，152是原值存儲部，170是有效值運算器，174是通信緩存器，180是有效值運算器，184是通信緩存器，191是通信緩存器，195是通信緩存器，200是電子式瓦時表，221是變流器，222是變壓器，223是電流變換電路，224是電壓變換電路，225是有效值電流運算部，226是有效值電壓運算部，231是電流均衡調整運算部，232是電壓均衡調整運算部，234是均衡調整值運算部，241是有功功率乘法器，242是希耳伯特變換器，243是無功功率乘法器，244是相位調整值運算部，245是數字低通濾波器，246是數字低通濾波器，247是加法器，248是加法器，251是有功瓦時/頻率變換器，252是無功瓦時/頻率變換器，253是全調整值運算部，254是振蕩電路，255是運算控制部，261是計數器，271是顯示器，272是調整開關，273是EEPROM，281是虛負載電源，290是V、I測量部，310是均衡微調部，312是電流均衡微調部，314是電壓均衡微調部，381是虛負載電源，382是通信接口，384是PC，386是主表，388是基準多量程測量儀表。
最佳實施方式實施方式1下面，說明本發明的實施方式1。圖1是本發明實施方式1的電子式瓦時表的組成圖。圖2是示出圖1的振幅相位校正器的組成圖。圖3、圖4示出圖1的振幅相位校正器的變換例。圖5說明圖1的振幅相位校正器的概念，橫軸為有功功率軸，縱軸為無功功率軸，順時針方向是電流相對於電壓超前的方向。
圖1中，100是電子式瓦時表，102是功率運算電路，110是對來自未示出的變壓器的電壓V進行A/D變換的A/D變換器(電壓變換電路)，112是對來自未示出的變流器的電流I進行A/D變換的A/D變換器(電流變換電路)，A/D變換器110、112可用沒有移位寄存器的相位調整功能的通用變換器。
120是按照同相(第1角度)對電壓進行希耳伯特變換的希耳伯特變換器(同相A)(第1電壓相位變換部)，122是按照與同相正交對電壓進行希耳伯特變換的希耳伯特變換器(正交)(第2電壓相位變換部)，124是按照同相對電流進行希耳伯特變換的希耳伯特變換器(同相B)(電流相位變換部)。這裡，希耳伯特變換，作為使相位遲後90度的變換，已眾所周知，關於這些數字全通濾波器，《數字濾波器設計》(式部幹著，東海大學出版社發行)等中有記載。
126是將希耳伯特變換器(同相A)120和希耳伯特變換器(同相B)124的輸出相乘並輸出校正前有功功率x的乘法器(有功功率運算部)，128是將希耳伯特變換器(正交)122和希耳伯特變換器(同相B)124的輸出相乘並輸出校正前無功功率y的乘法器(無功功率運算部)。
130是校正有功功率x和無功功率y的振幅相位校正器，後文詳述。
132是從外部輸入校正成無相位偏移的相位係數(也稱為外部相位校正值)φ和校正成無振幅偏移的振幅係數(也稱為振幅外部校正值)A的外部校正部，實施方式1中預先知道相位係數φ和振幅係數A。這裡，相位偏移因變壓器和變流器(未示出)等的相位和振幅特性而產生，是變壓器和變流器的初級電壓和電流相位差θ與變壓器和變流器的次級電壓和電流相位差(θ+φ)的相位偏移。振幅係數是變壓器和變流器的次級振幅對變壓器和變流器的初級電壓和電流的比率(振幅偏移)的倒數。實施方式1中，已知相位往電流對電壓遲後φ的方向偏移，振幅為1/A倍。
134是將校正後有功功率x』與校正後無功功率y』相乘以求出瓦時的功率測量儀，136是對從功率測量儀134輸入的有功瓦時和無功瓦時輸出數量隨其大小變化的脈衝的瓦時脈衝輸出部，138是顯示從功率測量儀134輸入的有功瓦時和/或無功瓦時的瓦時顯示部(瓦時顯示器)。
圖2中，140是利用從外部校正部132輸入的相位外部校正值φ和振幅外部校正值A對校正前有功功率x和校正前無功功率y進行校正並輸出校正後有功功率x』和校正後無功功率y』的2維振幅相位校正器。
接著，說明進行瓦時測量時的振幅和相位的校正運作。
參考圖5，在利用從外部校正部132輸入的相位外部校正值φ和振幅外部校正值A校正相位偏移中，只要將校正前有功功率x和校正前無功功率y順時針方向旋轉φ並且使振幅為A倍即可。也就是說，2維振幅相位校正器140(圖2)從乘法器126和乘法器128輸入校正前有功功率x和校正前無功功率y時，用預先從外部校正器132輸入的相位外部校正值φ和振幅外部校正值A，由式1可得校正後有功功率x』和校正後無功功率y』。
x,y,=Acos(-)-sin(-)sin(-)cos(-)xy]]>=AcosAsin-AsinAcosxy]]>(式1)=Acosx+Asiny-Asinx+Acosy]]>如圖3或圖4所示，可按照在2維振幅相位校正器140的前級或後級設置低通濾波器142、144、146、148的方式構成圖2所示的振幅相位校正器130。由於設置低通濾波器142、144、146、148，能濾除高頻分量，而且利用相當於電子式瓦時表100的功率測量儀132在電源1周期內輸出的瓦時的脈衝，計算測量誤差，從而能抑制抖動產生的誤差。
因為以上那樣組成，相位外部校正值φ精度無限，瓦時的測量精度高。
不是通過利用移位寄存器使時間移位，對相位偏移進行校正，而是如式1和圖5所示，利用二元變換對運算有功功率(校正前有功功率x)和無功功率(校正前無功功率y)的乘法器126、128的輸出進行校正，因而A/D變換器110、112可用通用品，並且不存在隨著擴大精度和相位的調整(校正)範圍，寄存器級數增多、晶片(電路板)佔用面積加大的問題，不僅不需要對相位偏移進行移位寄存器級數設定和調整，而且能應對相位和/或振幅偏移及其偏差大的變流器和變壓器，又與使用移位寄存器的時間移位時隨著相位變大、誤差變大、其校正時間變長的情況相反，即使採用相位和/或振幅偏移大的變流器和變壓器，瓦時的測量精度也比使用移位寄存器的時間移位時高，能短時間完成其校正。
還由於利用希耳伯特變換器(同相A)120、希耳伯特變換器(正交)122、希耳伯特變換器(同相B)124作第1角度與第2角度的差為90度的希耳伯特變換，運算速度快，而且能同時獲得有功功率和無功功率。
上述校正中，分別提供相位外部校正值φ和振幅外部校正值A，但將A cosφ和A sinφ作為外部校正值提供，則能同時校正振幅和相位，運算效率高。
說明了利用希耳伯特變換器(正交)122對電壓進行90度相位變換的例子，但也可對電流進行90度相位變換。
實施方式2下面，說明實施方式2。圖6是本發明實施方式2的電子式瓦時表的組成圖。圖7是說明圖6的自校正器的運作的流程圖。圖8是說明圖6的振幅相位校正器的概念的圖，橫軸為有功功率，縱軸為無功功率，順時針方向是電流對電壓超前的方向。
圖6中，150是保持相位係數和振幅係數等參數的自校正器，152是原值存儲部，存儲由調整用的虛負載電源(調整用電源)(未示出)注入到變壓器和變流器(未示出)的初級的已知振幅相位的電壓V、電流I。其它造成部分與實施方式1相同，因而省略其說明。
接著，說明運作。
由調整用的虛負載電源(調整用電源)(未示出)注入到變壓器和變流器(未示出)的初級的已知振幅相位的電壓V、電流I。從該電壓V、電流I獲得的作為乘法器126、128的輸出的校正前有功功率x和校正前無功功率y因變壓器、變流器、模擬電路(未示出)等而振幅和相位都畸變。
另一方面，通過手動輸入或與調整用的虛負載電源通信，將調整用的虛負載電源注入的已知振幅相位的電源V、電流I存儲到原值存儲部152。
電子式瓦時表100在利用調整用的虛負載電源的調整模式的情況下，由不對校正前有功功率x」和校正前無功功率y」進行振幅相位校正器130的校正的路徑150a供給自校正器150。
參考圖7，自校正器150從原值存儲部152輸入已知振幅相位的電壓V、電流I(S10)，對這些有功功率原值(理論值)X和無功功率原值(理論值)Y進行運算(S12)。
接著，從路徑150a輸入校正前有功功率x」和校正前無功功率y」(S14)，利用有功功率原值X、無功功率原值(理論值)Y、校正前有功功率x」和校正前無功功率y」，以下那樣地運算包含校正角(相位係數)ψ和振幅校正值B的後文說明的α和β，並利用路徑150b將自校正值α和β作為自校正值輸出到振幅相位校正器130(S16)。
用圖8說明S16中的運算。
用式2表示有功功率原值X、無功功率原值Y、校正前有功功率x」、校正其無功功率y」、校正角ψ和振幅校正值B的關係。
XY=Bcos-sinsincosxy]]>(式2)式2中，設B cosψ＝α，B sinψ＝β，則可表示為式3XY=-xy]]>(式3)從式3求α和β，則=xX+yYx2+y2]]>=xY-yXx2+y2]]>(式4)α和β包含振幅校正值B和校正角ψ兩者，所以能原樣作為校正值使用。希望由自校正器150獲知振幅校正值B和校正角ψ時，可用式5求出。
B=X2+Y2x2+y2]]>(式5)=arctan(xY-yXxX+yY)]]>電子式瓦時表100在S16後，振幅相位校正器130存儲自校正值α和β，則使調整模式結束，成為常規測量模式。
測試模式中，從變壓器和變流器(未示出)輸入電壓V、電流I時，利用基於控制前有功功率x和校正前無功功率y的式6的校正，能獲得校正後有功功率x』和校正後無功功率y』。
x,y,=-xy]]>(式6)由於以上那樣組成，即使輸入電壓V和電流I的A/D變換器110、112不同時取樣的情況下，也能使校正變換A/D變換器110、112的取樣偏移，因而能用1部復用型A/D變換器代替A/D變換器110、112。
又由於對輸入的電壓進行90度相位變換，並運算校正前有功功率和校正前無功功率，不需要如已有技術那樣使用功率因數1.0和功率因數9.5等多種振幅相位的電壓、電流，調整用的虛負載電源僅輸入1種已知振幅相位的電壓V、電流I，就能獲得自校正值α和β，可使調整方便且時間短。
又由於利用自校正值α和β對校正前有功功率x和校正前無功功率進行校正，運算效率高。
說明了利用自校正值α和β對校正前有功功率x、校正前無功功率y進行校正的例子，但與實施方式1相同，也可用振幅校正值B和校正角ψ對校正前有功功率x、校正前無功功率y進行校正。
實施方式3下面，說明實施方式3。圖9是本發明實施方式3的電子式瓦時表的組成圖。實施方式3是實施方式1和實施方式的組合。校正首先由自校正器150如實施方式2所說明那樣算出校正值，進而利用外部校正值進行微調。
設校正前有功功率為x，校正前無功功率為y，自校正器150求出的振幅校正值為B(倍)，校正角為ψ，振幅外部校正值為A(倍)，角度外部校正值為φ，校正後有功功率為x』，校正後無功功率為y』，則利用式7進行測量時的校正。
x,y,=Acos-sinsincosBcos-sinsincosxy]]>(式7)這時，式7中為了簡化運算，預先運算校正係數部分，則可為x,y,=,-,,,xy]]>(式8)其中，α』＝AB cosφcosψβ』＝AB sinφsinψ (式9)由於以上那樣組成，能同時進行自校正和外部校正，效率高。
實施方式4下面說明本發明實施方式4。圖10是本發明實施方式4的三相4線式的電子式瓦時表的組成圖。圖11示出圖10的電子式瓦時表的調整流程。圖12示出圖10的電子式瓦時表中的均衡調整流程。圖13示出圖10的電子式瓦時表的相位調整流程。圖15是表示圖10的電子式瓦時表在相位調整中的有功功率與無功功率的關係的矢量圖。圖16是表示圖10的電子式瓦時表在瓦時測量中的有功功率與無功功率的關係的矢量圖。圖17是表示圖10的電子式瓦時表中的門限值與瓦時脈衝的關係的圖。圖18是說明圖10的電子式瓦時表中的電流測量的流程圖。
圖10中，200是電子式瓦時表，221是變流器，222是變壓器，223是將輸入電流A/D變換成與輸入電流成正比的數字值的電流變換電路，224是將輸入電壓A/D變換成與輸入電壓成正比的數字值的電壓變換電路，225是從電流變換電路223的輸出求出各相電流的有效值的有效值電流運算部，226是從電壓變換電路224的輸出求出各相電壓的有效值的有效值電壓運算部。
231是將電流均衡調整值與電流變換電路223的輸出相乘的電流均衡調整乘法器，232是將電壓均衡調整值與電壓變換電路224的輸出相乘的電壓均衡調整乘法器，234是求出B相電壓、C相電壓對A相電壓的均衡調整值以及B相電流、C相電流對A相電流的均衡調整值的均衡調整值運算部(均衡調整部)。
241是有功功率乘法器(有功功率運算部)，分別將與電流變換電路223的各相電流成正比的輸出和與電壓變換電路224的各相電壓成正比的輸出相乘，並對其運算結果乘作為相位調整值運算部224的輸出的相位調整值，以獲得有功功率。
242是輸入電流變換電路223的與各相電流成正比的輸出並是各相的電流相位延遲90度的希耳伯特變換器。實施方式4中，為了簡化說明，僅示出希耳伯特變換器242，作為與實施方式1～3中說明的希耳伯特變換器(同相)和希耳伯特變換器(正交)等效的結構。即，該等效結構為圖10中，希耳伯特變換器242被代之以設置實施方式1中說明的希耳伯特變換器(正交)，並且在電流變換電路223的輸出端、有功功率乘法器241前設置實施方式1中說明的希耳伯特變換器(同相)，在電壓變換器224輸出端後設置實施方式1中說明的希耳伯特變換器(同相)。
243是無功功率乘法器，將作為希耳伯特變換器242的輸出的與各相延遲90度的電流成正比的輸出和與各相的電壓成正比的輸出相乘，其結果乘作為相位調整值運算部244的輸出的相位調整值，以獲得無功功率。244是求出調整各相電流對各相電壓的相位偏移的相位調整值的相位調整值運算部，245是僅使有功功率乘法器241的各相輸出的DC分量通過的數字低通濾波器，246是僅使無功功率乘法器243的各相輸出的DC分量通過的數字低通濾波器，247是對數字低通濾波器245的各相輸出進行相加的加法器，248是對數字低通濾波器246的各相輸出進行相加的加法器。電流變換電路223的輸出相當於第1電流相位變換部，希耳伯特變換器242相當於第2電流變換部，電壓變換電路224的輸出相當於電壓相位變換部。
251是在對加法器247的輸出進行累加所得的有功瓦時大於全調整值運算部253輸出的門限值時輸出脈衝的有功瓦時/頻率變換器，252是在對加法器248的輸出進行累加所得的無功瓦時大於全調整值運算部253輸出的門限值時輸出脈衝的無功瓦時/頻率變換器，253是求有功瓦時/頻率變換部251和無功瓦時/頻率變換器252的門限值的全調整值運算部，254是按與電流變換電路223和電壓變換電路224的取樣頻率相同的周期產生振蕩的振蕩電路。
255是對均衡調整值運算部234、相位調整值運算部244和全調整值運算部253進行控制的運算控制部，261是計量有功瓦時/頻率變換器251和無功瓦時/頻率報告期252的脈衝的計數器，271是顯示計數器261計量的有功瓦時和無功瓦時的計量值、有效值電流運算部225測量的各相有效值電流和有效值電壓運算部226測量的各相有效值電壓的顯示器，272是調整開關，273是EEPROM，274是瓦時運算電路，281是用於調整的虛負載電源(調整用電源)。290是測量電壓和電流的V、I測量部(電流測量部、電壓測量部)，292是輸出測量所得的電壓和電流的端子。
接著，說明調整。
如圖11的流程圖所示，使電子式瓦時表200的測量精度為容許誤差範圍內用的調整為以下的步驟。
(1)施加額定功率、功率因數(S100)，(2)設定額定值(額定值設定)(S200)，(3)調整各相的電壓、電流振幅的偏差(均衡調整)(S300)，(4)調整各相的電壓、電流相位差(相位調整)(S400)，(5)調整施加額定功率時的瓦時/頻率變換的門限值(全調整)(S500)。
下面，詳細說明S100～S500。
(1)施加額定功率、功率因數(S100)將調整用的虛負載電源281連接到調整對象電子式瓦時表200。虛負載電源281給電子式瓦時表200施加功率因數1.0的功率。
(2)額定值設置(S200)實施方式4中，將額定值作為相線制式是三相4線制、額定電壓是240V、額定電流是5A、儀表常數是10000脈衝/千瓦時(kWh)，進行說明。預先在EEPROM(測量存儲部)273登記額定值。
利用按壓調整開關272起動調整。獨處EEPROM 273中存儲的電子式瓦時表200的額定值(相線制式、額定電源、額定電流、儀表常數)，設定到運算控制部255。根據運算控制部255中設定的額定值，決定成為調整對象的相。即，在三相4線制的情況下，均衡調整、相位調整的對象為全部A相、B相、C相。單相3線制、三相3線制時，對象為A相、C相；單相2線時，僅為A相。
(3)均衡調整參照圖12說明均衡調整。
電流均衡調整校正對A相～C相輸入相同電流時電流變換電路223的輸出中B相電流對A相電流和C相電流對A相電流的基於變流器221和電流變換電路223的電路常數的偏差。電壓均衡調整校正對A相～C相輸入相同電壓時電壓變換電路224的輸出中B相電壓對A相電壓和C相電壓對A相電壓的基於變壓器222和電壓變換電路224的電路常數的偏差。
由S200(圖11)按壓調整開關272時，電子式瓦時表200成為調整模式，對變流器221、變壓器222的初級端施加功率因數1.0的功率，並從它們的次級端輸出到電流變換電路223和電壓變換電路224。電流變換電路223和電壓變換電路224對各相分別將輸入的模擬信號變換成數位訊號後，進行輸出。
有效值電流運算部(Irms)225根據電流變換電路223的輸出，運算A相有效值電流、B相有效值電流、C相有效值電流(S302、S304、S306)。
同樣，有效值電壓運算部(Vrms)226根據電壓變換電路224的輸出，運算A相有效值電壓、B相有效值電壓、C相有效值電壓(S312、S314、S316)。
均衡調整值運算部234從有效值電流運算部225輸入A相有效值電流、B相有效值電流、C相有效值電流，又從有效值電壓運算部226輸入A相有效值電壓、B相有效值電壓、C相有效值電壓(S318)。
均衡調整值運算電路234利用以下的計算求B相電流均衡調整值(S320)。
B相電流均衡調整值＝B相有效值電流÷A相有效值電流在乘法器231中將該B相電流均衡調整值與電流變換電路223的B相的A/D變換輸出相乘，從而校正B相電流的電路常數的偏差。
用同樣的方法求C相的電流均衡調整值(S322)。
均衡調整值運算電路234利用以下的計算求B相電壓均衡調整值(S324)。
B相電壓均衡調整值＝B相有效值電壓÷A相有效值電壓在乘法器232中將該B相電壓均衡調整值與電壓變換電路224的B相的A/D變換輸出相乘，從而校正B相電壓的電路常數的偏差。
用同樣的方法求C相的電壓均衡調整值(S326)。
將利用S320～S326獲得的各均衡調整值存到EEPROM 237(S328)。通過S328，控制運算部255結束均衡調整，轉移到相位調整。
(4)相位調整參照圖13說明相位調整。
相位調整在對A相～C相的各相輸入相同的電壓、電流時校正電流變換電路223和電壓變換電路224的輸出中A相電流對A相電壓、B相電流對B相電壓、C相電流對C相電壓的相位差。此相位差由變流器221、變壓器222、電流變換電路223和電壓變換電路224產生。
下面說明相位調整的原理。
圖15是矢量圖，表示相位調整前對電子式瓦時表施加額定功率、功率因數1.0的功率時，作為加法器247和加法器248各自的運算結果的有功功率W0和無功功率var0的關係。電流與電壓之間因變流器221、變壓器222、電流變換電路223、電壓變換電路224而發生相位差(相位偏移)，所以功率因數為1.0，但產生無功功率。
設在坐標上取W0和var0時為X0(W0，var0)，則輸入額定功率、功率因數1.0的功率時，應校正的角度為φ，用計算φ＝arctan(var0÷W0)求出角度φ。
圖16是表示瓦時測量中作為電子式瓦時表200的加法器247和加法器248各自的運算結果的有功功率和無功功率的關係的矢量圖。相位調整前的有功功率W1、無功功率var1與相位調整後的有功功率W2、無功功率var2的相位差為上述的角度φ。
測量中，根據相位調整前的坐標X1(W1，var1)和相位調整中求出的角度φ，用式10求相位調整後的坐標X2(W2，var2)。
W2Var2=cossin-sincosW1Var1]]>(式10)
因此，通過計算W2＝W1cosφ+var1sinφ和var2＝-W1sinφ+var2cosφ，可調整相位差。
根據圖13，按以下的步驟進行相位調整。
對數字低通濾波器245輸入有功功率乘法器241的輸出，並從數字低通濾波器245輸出A相有功功率、B相有功功率、C相有功功率。
對數字低通濾波器246輸入無功功率乘法器243的輸出，並從數字低通濾波器246輸出A相無功功率、B相無功功率、C相無功功率。
相位調整值運算部244從數字低通濾波器245、246輸入A相有功功率、B相有功功率、C相有功功率、A相無功功率、B相無功功率和C相無功功率(S402～S416)。
相位調整值運算部244根據A相有功功率和A相無功功率，用以下的計算求出A相的相位調整值(S422)A相的相位調整值＝arctan(A相有功功率÷A相無功功率)。
同樣求出B相和C相的相位調整值(S424、S426)。這時，僅將「A相有功功率」和「A相無功功率」改為「B相有功功率」和「AB相無功功率」或「C相有功功率」和「C相無功功率」，就用與上述A相相同的方法求出。
將S422～S426獲得的相位調整值存儲到EEPROM273(S430)。通過S430，控制運算部225使相位調整級數，轉移到全調整。
(5)全調整參照圖14說明全調整。
將作為加法器247的輸出的有功功率運算結果輸入到有功功率/頻率變換器251。有功功率/頻率變換器251對輸入的值(有功功率)進行時間積分，並且在積分結果超過全調整值運算部253所設定的門限值時，輸出從振蕩電路254輸入的脈衝，從而對計數器261輸出與有功功率成正比的脈衝(參考圖17)。
同樣，無功功率/頻率變換器252對輸入的無功功率進行時間積分，並且在積分結果超過全調整值運算部253所設定的門限值時，輸出從振蕩電路254輸入的脈衝，從而對計數器261輸出與無功功率成正比的脈衝(參考圖17)。
例如，電流變換電路223和電壓變換電路224中使用的A/D變換器的取樣頻率為2kHz時，來自電流變換電路223和電壓變換電路224的數據0.5ms期間得到1次更新，因而有功功率/頻率變換器251和無功功率/頻率變換器252的瓦時運算(門限值校驗)0.5ms期間進行1次。因此，有功功率/頻率變換器251有功瓦時脈衝和無功功率/頻率變換器252的無功瓦時脈衝的最高頻率為2kHz，振蕩電路254需要對有功功率/頻率變換器251和無功功率/頻率變換器252輸出2kHz的脈衝。
全調整中，從虛負載電源281輸入額定功率、功率因數1.0的功率時，求出並使用有功功率/頻率變換器251輸出的有功瓦時脈衝的頻率等於儀表常數和額定功率所決定的頻率的門限值和無功功率/頻率變換器252輸出的無功瓦時脈衝的頻率等於儀表常數和額定功率決定的頻率的門限值。
根據運算控制部255中設定的額定值，求額定功率輸入時有功功率/頻率變換器251輸出的有功瓦時脈衝的頻率(有功功率額定脈衝頻率)和無功功率/頻率變換器252輸出的無功瓦時脈衝的頻率(無功功率額定脈衝頻率)(S502)。
實施方式4中，輸入額定功率、功率因數1.0時，由於額定功率為3×240V×5A＝3.6kWh、儀表常數為10000脈衝/kWh，其有功瓦時脈衝的頻率(有功功率額定脈衝頻率)為10000×3.6÷3600＝10Hz。同樣，輸入額定功率、功率因數0.0時，由於額定功率為3×240V×5A＝3.6kvarh、儀表常數為10000脈衝/kvarh，其無功瓦時脈衝的頻率(無功功率額定脈衝頻率)為10000×3.6÷3600＝10Hz。因此，有功瓦時脈衝、無功瓦時脈衝都在輸入額定功率(有功瓦時的功率因數為1.0，無功瓦時的功率因數為0.0)時，100ms期間輸出1個脈衝。
用以下的方法求有功瓦時脈衝的門限值(S504)。有功瓦時/頻率變換器251對從加法器247輸入的運算結果進行時間積分。例如，設輸入額定功率且功率因數1.0時，每一次取樣從加法器247輸出的位數固定為0708h(h16進位)，則100ms期間累加200次，因而累加值(位數)為57E40h。因此，57E40h為門限值，並且每次有功瓦時/頻率變換器251中的時間積分結果超過57E40h，對計數器261輸出從振蕩電路254輸入的脈衝。
用以下的方法求無功瓦時脈衝的門限值(S506)。調整中對電子式瓦時表200輸入額定功率、功率因數1.0，因而無功功率為0。然而，由於來自電流變換電路223、電壓變換電路224的輸出受到均衡調整、相位調整，輸入額定功率、功率因數0.0時，加法器248的無功功率運算結果與加法器247的有功功率運算結果同值，均為每次取樣0708h。因此，無功瓦時的門限值也為與無功瓦時門限值相同的57E40h，並且無功瓦時/頻率變換器252中的時間積分結果超過57E40h，對計數器261輸出從振蕩電路255輸入的脈衝。
將S502～S506所獲得的門限值(調整值)存儲到EEPROM(S508)。通過S508，結束全調整，從而使電子式瓦時表200的測量角度為容許誤差範圍內用的調整結束。
接著，說明電流和電壓的測量。
參考圖18，上述的S200(圖11)中，將運算控制部255中設定的額定電流輸入並存儲到V、I測量部290(S610)。
接著，在均衡調整時，輸入並存儲S302(圖12)中的A相有效值電流(S612)。
接著，使S610和S612獲得的A相額定電流和A相有效值電流的大小對應(S614)。例如，額定電流為5A，有效值為0960h，則使0906h時與5A對應。
在電子式瓦時表200的瓦時測量模式時，將電流變換電路223的輸出輸入到有效值電流運算部225。這時，有效值電流運算部225對A相輸入原來的電流(輸出)，對其它的B相和C相輸入由均衡調整乘法器231加以均衡調整的電流。將有效值電流運算部225運算所得的有效值電流輸入到V、I測量部290。
輸入有效值電流的V、I測量部290利用作為有效值電流輸入的輸入電流以及S614中賦予對應關係的額定電流和A相有效值電流，測量電流(S616)。例如，輸入電流為0900h，則電流＝0900h÷0906h×5A＝4.8A。此測量值由端子292輸出或在顯示器271上顯示。
電壓也能與上文所述相同地測量。
綜上所述，電子式瓦時表的誤差調整方法僅從虛負載電源輸入額定功率、功率因數1.0，就能進行均衡調整、相位調整，因而自動縮短調整時間，使批量生產性提高。
即使作為額定功率輸入時的脈衝頻率的儀表常數受到的更改大，也能用短時間調整。
又，不用已有例那樣具有與電子式瓦時表通信以進行通電控制、相位切換的功能的測試電源裝置，可僅用虛負載電源281，因而能廉價組成測試系統。
又，由於根據各相的電壓、電流測量結果，對成為偏差的主要因素的相的電壓信號和電流信號進行均衡調整、相位調整，能準確測量各相的電壓和電流。
還由於不是以往那樣使電壓時間移位，即由於不用移位寄存器，具有與實施方式1相同的效果。而且，電流變換電路223和電壓變換電路224中可用復用器型的A/D變換器，能使電子式瓦時表200小型化。
與實施方式1相比，能使均衡調整高速，減小測量時對有功功率乘法器241和無功功率運算部243(振幅相位校正部)的運算負荷。
均衡調整運算部234的S302～S318(圖12)的運算中，說明了以A相為基對電流和電壓調整均衡的例子，但也可在S318中輸入各相的執行值時，該值的大小將中間的相作為基準相。求S320～S328的均衡調整值。這時，需要預先將電流均衡調整運算部231和電壓均衡調整部232設定為A相，但多數相位偏移小，測量角度高，而且能縮短相位調整運算時間。
說明了從虛負載電源281輸入額定功率、功率因數1.0的例子，但輸入規定功率、規定功率因數，也能進行調整時間稍微增加的誤差調整。
上述說明中闡述了用功率因數1.0進行調整的例子，但從高精度調整的角度看，最好用功率因數0.5進行調整。即，其原因在於，用功率因數0.5進行調整時，相位變化帶來的有功功率變化比率大於功率因數1.0時，而且無功功率比用功率因數1.0進行調整時大，因而能按更高的精度進行相位調整。
實施方式5下面，說明本發明的實施方式5。圖19是本發明實施方式5的電子式瓦時表的組成圖。圖19中，310是均衡微調部，312是設在乘法器243的下行方的電流均衡微調值運算部，314是設在乘法器241的下行方的電壓均衡微調值運算部。其它組成部分與實施方式4相同，因而省略其說明。
均衡微調部310僅用於按S100～S500(圖11)執行誤差調整後需要與主表微調時，其組成與均衡調整值運算部234相同，按照S302～S328(圖12)的步驟求B相和C相的均衡調整值。與均衡調整值運算部234的不同點是構成作瓦時測量時，將均衡調整值供給電流均衡微調運算部312和電壓均衡微調運算部314。進行均衡微調時，通常也作相位微調和全微調，但與實施方式4相同，也利用相位調整運算部244和全調整運算部253進行這些微調。
綜上所述，在運算功率的乘法器241、243的下行方進行均衡微調，因而能保持有效值電流運算部225和有效值電壓運算部226的精度，微調後利用V、I測量部290(僅示於圖10)也能準確測量電流和電壓。
實施方式6下面，說明本發明實施方式6。圖20是本發明實施方式6的電子式瓦時表的組成圖，省略示出相2，但該相結構與相1和相3相同。
具有對電壓信號進行AD變化的AD變換器(電壓變換電路)110_1和110_3、對電流信號進行AD變換的AD變換器(電流變換電路)112_1和112_3，還具有將所述電壓變換電路110_1、110_3的輸出和所述電流變換電路112_1、112_3的輸出相乘並輸出校正前有功功率x(x1，x3)的乘法器(有功功率運算部)126_1、126_3、對電壓按相對於同相正交的方式進行希耳伯特變換的希耳伯特變換器(正交)(電壓相位變換部)122_1、122_3、對電流進行同相希耳伯特變換的希耳伯特變換器(同相)(電流相位變換部)124_1、124_3、將所述電壓相位變換部122_1、122_3的輸出和所述電流相位變換部124_1、124_3相乘並輸出校正前無功功率y(y1，y3)的乘法器(無功含有功率運算部)128_1、128_3。又具有輸入校正前有功功率x和校正前無功功率y並輸出校正後有功功率x』和校正後無功功率y』的振幅相位校正器130_1、130_3。
通過在振幅相位校正器130_1、130_3的前級設置平均化處理(例如低通濾波器)127_1、127_3、129_1、129_3，使輸入到振幅相位校正器130_1、130_3的校正前功率x和校正前無功功率y穩定，可作準確的振幅校正和相位校正。
可從外部設定振幅相位校正器130_1、130_3的係數α和係數β(參考實施方式2)。
又具有對上述校正後有功功率x』和校正後無功功率y』進行累加以求出瓦時的功率測量儀134、對從功率測量儀134輸入的有功瓦時和/或無功瓦時輸出數量隨其大小變化的脈衝的瓦時脈衝輸出部136。
各相還分別具有輸入上述校正後有功功率x』並使其平均化的瞬時值平均化部190_1、190_3、用通信輸出瞬時值平均化部190_1、190_3的輸出的功率通信緩存部191_1、191_3、將上述瞬時值平均化部191_1、191_3的輸出變換成物理量的功率物理量變換部192_1、192_3、輸入上述校正後無功功率y』並加以平均化的瞬時平均化部194_1、194_3、用通信輸出瞬時值平均化部194_1、194_3的輸出的無功功率通信緩存部195_1、195_3、將上述瞬時值平均化部194_1、194_3的輸出變換成物理量的功率物理量變換部196_1、196_3。
可從外部的設定部193_1、193_3、197_1、197_3設定所述功率物理量變換部192_1、192_3和無功功率物理量變換部196_1、196_3中使用的物理變換係數W1a、W3a、Var1a、Var3a。所述功率物理量變換部192_1、192_3和無功功率物理量變換部196_1、196_3中使用的物理變換係數W1a、W3a、Var1a、Var3a已在振幅相位校正部進行振幅調整和相位調整時，可為各相共用的值，利用這點能減少存儲容量和設定項目。
功率物理量變換部192_1、192_3和無功功率物理量變換部196_1、196_3不必經常工作，可僅在要求瞬時功率W(W1，W3)和無功瞬時功率Var(Var1，Var3)時工作，因而能減少運算量。
各相又分別具有對電壓變換電路110_1、110_3的輸出進行有效值運算的有效值電壓運算部170_1、170_3、對電流變換電路112_1、112_3的輸出進行有效值運算的有效值電流運算部180_1、180_3、對所述有效值電壓運算部170_1、170_3的輸出進行平均化的瞬時值平均化部172_1、172_3、用通信輸出瞬時值平均化部172_1、172_3的輸出的有效值電壓通信緩存部174_1、174_3、將所述瞬時值平均化部172_1、172_3的輸出變換成物理量的有效值電壓物理量變換部178_1、178_3、對所述有效值電流運算部180_1、180_3的輸出進行平均化的瞬時值平均化部182_1、182_3、用通信輸出瞬時值平均化部182_1、182_3的輸出的有效值電壓通信緩存部184_1、184_3、將所述瞬時值平均化部182_1、182_3的輸出變換成物理量的有效值電壓物理量變換部188_1、188_3。
可從外部的設定部176_1、176_3、186_1、186_3設定所述有效值電壓物理量變換部178_1、178_3和有效值電流物理量變換部188_1、188_3中使用的物理量變換係數V1a、V3a、I1a、I3a。有效值的運算中，不需要調整相位，有效值運算中的振幅調整則在所述有效值電壓物理量變換部178_1、178_3和有效值電流物理量變換部188_1、188_3中進行。
所述有效值電壓物理量變換部178_1、178_3和有效值電流物理量變換部188_1、188_3不必經常工作，可僅在要求有效值電壓V1rms、V3rms時工作，因而能減少運算量。
由於上述那樣組成，測量精度高，能廣泛應對電壓變換電路和電流變換電路的振幅和相位偏移，經常進行的運算量也減少，就連運算能力低的硬體也能實現，而且調整值V1a、V3a、I1a、I3a、W1a、W3a、Var1a、Var3a全部從外部設定，因而與在內部自調整相比，存儲器容量能減少。
實施方式7下面說明本發明實施方式7。圖21是說明本發明實施方式2的電子式瓦時表調整方法的圖。
實施方式7中，在多相儀表(例如電子式瓦時表)的情況下，也以單相2線制連接(使電壓各相併聯連接，使電流各相串聯連接)進行調整。通過進行單相2線制連接，輸入到各相的電壓和電流相同這一前提成立，因而各相中運算的運算值必須全部相同。不相同時，是電壓輸入電路部以及電流輸入電路部和AD變換部110、112的偏差造成的差異，需要校正。調整中使用的虛負載電源381隻要能用單相2線輸出即可，與用實施方式4、5的虛負載電源281的設備相比，能廉價組成。又由於不必根據調整的電子式瓦時表100的相線制式改變連接方法，使調整設備價廉，調整準備也容易。
下面，即使調整多相(例如三相4線制)電子式瓦時表100時，也作為進行單相2線制連接的情況記述。調整取為全部通過通信接口382控制PC384，虛負載電源381的輸出可從PC384用通信接口382控制。僕從384與電子式瓦時表100可用通信接口382通信。
(1)首先調整各相的振幅均衡、相位均衡。
從PC 384通過通信接口382控制虛負載電源381，施加額定功率、功率因數0.5的功率。這裡功率因數也可為0.5以外，但選擇相對於相位變化功率和無功功率的數據變化大的功率因數時，相位調整精度提高，因而相位功率因數為0.5。
這裡，從電子式瓦時表100通過通信接口382把數據從各相的功率通信緩存部191(191_1、191_2(未示出)、191_3)和各相的無功功率通信緩存部195(195_1、195_2(未示出)、195_3)輸入到PC384。所述各相的功率通信緩存部191的數據為W1、W2、W3，所述無功功率通信緩存部195的數據為var1、var2、var3。由於進行單相2線制連接，輸入的電壓、電流在各相中相同，(W1，var1)、(W2，var2)、(W3，var3)表示的坐標必須相同。調整各相的振幅相位校正器130(130_1、130_2(未示出)、130_3)，使上述坐標相同，例如使相1的坐標與其它相的坐標一致。這裡，各相的振幅相位校正器的係數為α1、β1、α2、β2、α3、β3。
例如，使相1的坐標與相2的坐標一致時，進行如下。把從電子式瓦時表100取得坐標點的時刻的振幅相位校正器130的係數記載為α1、α2、α3＝1，β1、β2、β3＝0，但上述係數為其它值，也不難使坐標一致。
相1的坐標與相2的相比的相位差Δθ12為相位差Δθ12＝arctan(var2/W2)-arctan(var1/W1)(式11)相2的坐標對相1的坐標的振幅比Gain12為
(式12)因此，對相2的振幅相位校正器的α2、β2，從PC 384通過通信接口382在電子束瓦時表100中設定α2＝Gain12×cos(Δθ12)、β2＝Gain12×sin(Δθ12)。
又，利用式3，可化為2=W1W2+var1var2W12+var12,]]>2=W1var2-var1W2W12+var12]]>與上文所述相同，從PC384通過通信接口382設定需要校正的相的振幅相位校正器130的係數α1、β1、α2、β2、α3、β3，從而可調整各相的振幅偏差、相位偏差。
(2)其次，進行瓦時額定負載調整。
從PC384通過通信接口382控制虛負載電源381，以施加額定功率、功率因數1.0的功率。利用電子式瓦時表100的瓦時脈衝輸出部136輸出的脈衝與主表386輸出的脈衝的相對比較，進行瓦時額定負載調整。脈衝相對比較可用一定時間中輸出的電子式瓦時表100的輸出脈衝計數與主表386輸出的脈衝計數的比率調整，也可用電子式瓦時表100輸出的脈衝頻率與主表386輸出的脈衝頻率的比率調整。
實施方式7的電子式瓦時表100中，可根據上述(W1，var1)、(W2，var2)、(W3，var3)的坐標以及瓦時額定基準值(輸出瓦時脈衝的門限值)和無功瓦時額定基準值(輸出無功瓦時脈衝的門限值)，計算瓦時脈衝輸出部136輸出的瓦時和無功瓦時。例如，相線制式為三相3線制的情況下，對每一取樣頻率用加法計算相1、相3的總功率、相1、相3的總無功功率，因而瓦時脈衝和無功瓦時脈衝的頻率為瓦時脈衝頻率＝{(W1+W3)×取樣頻率}/瓦時額定基準值(式13)無功瓦時脈衝頻率＝{(var1+var3)×取樣頻率}/無功瓦時額定基準值 (式14)因此，根據在通信接口383獲得的數據，用PC384計算電子式瓦時表(被調整儀表)100的脈衝頻率，並可設定瓦時額定基準值和無功瓦時額定基準值，使主表386的脈衝頻率與電子式瓦時表(被調整儀表)100的脈衝頻率相同。
瓦時額定基準值＝瓦時額定基準值×
{電子式瓦時表脈衝頻率/主表脈衝頻率} (式15)無功瓦時額定基準值＝無功瓦時額定基準值×{電子式瓦時表脈衝頻率/主表脈衝頻率} (式16)這樣，算出瓦時額定基準值和無功瓦時額定基準值，並從PC 384通過通信接口382設定到電子式瓦時表(被調整儀表)100，從而能調整瓦時額定負載。
再者，利用希耳伯特變換器在瓦時額定基準值和無功瓦時額定基準值中保證90度相位差，則可使無功瓦時額定基準值與瓦時額定基準值相同，能減少運算量。
(3)接著，進行相位調整。
從PC 384通過通信接口382控制虛負載電源381，施加額定功率、功率因數0.5的功率。利用電子式瓦時表100的瓦時脈衝輸出部136輸出的脈衝與主表386輸出的脈衝的相對比較，進行相位調整。脈衝相對比較可用一定時間中輸出的電子式瓦時表100的輸出脈衝計數與主表386輸出的脈衝計數的比率調整，也可用電子式瓦時表100輸出的脈衝頻率與主表386輸出的脈衝頻率的比率調整。
與上文所述相同，在PC384中獲得電子式瓦時表(被調整儀表)100的脈衝頻率和主表386的頻率，並通過改變振幅相位校正器136的係數進行調整，使該脈衝頻率與主表386的頻率相同。上述的(1)中已調整各相的振幅相位校正器的係數，使各相的振幅和相位取得均衡，因而各相的係數改變，其相位調整量相同。
使各相的相位調整前的振幅相位校正係數為α_n_pre、β_n_pre，相位調整後的振幅相位校正係數為α_n_new、β_n_new，並且例如改變Δφ，作為相位調整，則_n_new_n_new=_n_pre-_n_pre_n_pre_n_precos-sinsincos]]>(式17)其中n表示各相。
利用所輸入功率的功率因數為約0.5(由於虛負載電源381的精度問題，不準確)這一點，就能估算相位調整量。設當前電子式瓦時表(被調整儀表)100的相位為θ，則(cos60o-cosθ)/cos60o＝(主表頻率-電子式瓦時表頻率)/主表頻率 (式18)
所以θ＝arcos{電子式瓦時表頻率/(主表頻率×2)} (式19)從而估算為Δφ＝60o-θ。
相位調整量的估算也可用其它方法進行，上述估算方法不是唯一的。
(4)接著，設定物理量變換係數從PC 384通過通信接口382控制虛負載電源381，施加額定功率、功率因數1.0的功率。利用與高精度多量程測量儀表388的運算結果比較，設定物理量變換係數(W1a、W2a、W3a、Var1a、Var2a、Var3a)。
由PC 384通過通信接口382從基準多量程測量儀表388獲得有效值電壓V1rms、V2rms和V3rms、有效值電流I1rms、I2rms和I3rms、功率W1、W2、W3、Var1、Var2、Var3的運算結果。由PC 384通過通信接口382從電子式瓦時表100輸入各相的有效值電壓通信緩存部174(174_1、174_2(未示出)、174_3)和各相的有效值電流通信緩存部184(184_1、184_2(未示出)、184_3)和各相的功率通信緩存部191(191_1、191_2(未示出)、191_3)的數據V1rms、V2rms和V3rms、I1rms、I2rms和I3rms、W1、W2、W3、Var1、Var2、Var3。
從PC384通過通信接口382在電子式瓦時表(被調整儀表)100設定物理變換係數，作為基準多量程測量儀表的運算結果/通信緩存器的數據。有效值電壓和有效值電流中，在各相分別設定此物理量變換係數，兼作振幅的均衡調整。功率中，各相的振幅的相位已受到調整，因而全部值相同，不必各相分別設定物理量變換係數。
無功功率的物理量變換係數最好由虛負載電源381輸入額定功率、功率因數0的功率實施，但如果利用希耳伯特變換保證電流與電壓的相位差為90度，就與功率的物理量變換係數相同，沒有問題。
因此，即使在多相儀表中，也能與單相儀表同樣地調整，因而能式調整程序共用化，與相線制式無關。多相儀表中，不必各相輸入額定功率、功率因數1.0和額定功率、功率因數0.5，能使設備簡化且縮短調整時間。
實施方式7的電子式瓦時表100構成可從外部設定全部調整值，因而當然可如專利公開平11-64402號公報所揭示那樣，各相輸入額定功率、功率因數1.0和額定功率、功率因數0.5，以進行調整。
實施方式8
實施方式7中，記載了從主表386隻能獲得瓦時脈衝和無功瓦時脈衝的情況，但主表386使用具有圖20所示的電路瓦時表時，調整進一步簡化。
主表386事先利用另一高精度主表(未示出)加以調整。
從PC384通過通信接口382控制虛負載電源381，施加額定功率、功率因數0.5的功率。這裡，功率因數也可為0.5以外，但相對於相位變化選擇功率和無功功率的數據變化大的功率因數時，相位調整的精度提高，因而希望功率因數為0.5。
這裡，通過通信接口382，將電子式瓦時表(被調整儀表)100的各相的功率通信緩存部191(191_1、191_2(未示出)、191_3)和各相的無功功率通信緩存部195(195_1、195_2(未示出)、195_3)的數據輸入到PC384。又通過通信接口382，從主表386將各相的功率通信緩存部191和各相的無功功率通信緩存部195的數據輸入到PC384。由於進行單相2線值連接，所輸入的電壓、電流在各相中相同，所以(W1，var1)、(W2，var2)、(W3，var3)表示的坐標必須相同，而且由於已事先調整主表386，上述坐標相同。因此，調整電子式瓦時表(被調整儀表)100的各相的振幅相位校正器130(130_1、130_2(未示出)、130_3)的係數，使電子式瓦時表(被調整儀表)100的坐標與主表386的坐標一致。係數的計算與實施方式7的(1)相同。
由於上述坐標已經與主表386一致，額定負載調整可讀出主表386的額定基準值，將其原樣設定到電子式瓦時表(被調整儀表)100中。同樣，功率的物理量變換係數、無功功率的物理量變換係數也可原樣不變地設定到主表386的物理量變換係數。
有效值電壓和有效值電流，其調整與實施方式7的(4)相同。
利用以上的步驟，主表386中使用本發明的電路(圖20所示的電路)時的調整能非常精度高且高速地進行。
主表386中使用本發明的電路(圖20所示的電路)時的調整還可使各相的坐標與主表386一致，因而當然不必是單相2線制連接，也可以是其它連接。
工業上的實用性本發明可用於對電流和電壓進行A/D變換後測量瓦時的電子式瓦時表及其誤差調整方法。而且，根據變換成數字值的電流和電壓運算功率的功率運算電路可用於運算功率、無功功率、瓦時和無功瓦時中的至少一個的裝置以及根據功率和無功功率運算相位和振幅的校正值的裝置。
權利要求
1.一種電子式瓦時表，其特徵在於，包括對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路，對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路，對所述電壓變換電路的輸出僅進行第1角度相位變換的第1電壓相位變換部，對所述電壓變換電路的輸出僅進行第2角度相位變換的第2電壓相位變換部，對所述電流變換電路的輸出僅進行所述第1角度相位變換的電流相位變換部，將所述第1電壓相位變換部和所述電流相位變換部的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部，將所述第2電壓相位變換部和所述電流相位變換部的輸出相乘以求出包含無功功率分量的無功含有功率的無功含有功率運算部，根據所述變壓器和所述變流器初級端的電壓對電流相位差與A/D變換後的電壓對電流相位差的相位偏移、所述有功功率和所述無功含有功率，校正所述有功功率的相位並同時校正所述變壓器和所述變流器初級端電流和電壓與A/D變換後的電流和電壓的振幅偏移的振幅相位校正部，將該振幅相位校正部的輸出相乘以測量瓦時的瓦時測量部，以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器。
2.如權利要求1中所述的電子式瓦時表，其特徵在於，振幅相位校正部根據振幅偏移、相位偏移、有功功率運算部輸出的有功功率和無功含有功率運算部輸出的無功含有功率，校正有功功率的振幅和相位。
3.如權利要求1或2中所述的電子式瓦時表，其特徵在於，振幅相位校正部在變壓器和變流器中從調整用電源輸入已知振幅和相位的電壓和已知振幅和相位的電流時，根據所述調整用電源的輸入求有功功率運算部和無功含有功率運算部所求的調整用的有功功率和無功含有功率，並且根據這些調整用的有功功率和無功含有功率、以及利用所述已知電壓、已知電流和第2角度求得的理論上的有功功率和無功含有功率，求相位偏移和振幅偏移的校正係數。
4.如權利要求1中所述的電子式瓦時表，其特徵在於，振幅相位校正部具有以下各部基準電流存儲部，在由調整用電源輸入各相電流相同的調整用電流時，存儲一個電流變換電路輸出的輸出值，同時存儲用所述一個電流變換電路輸出的輸出值除其它電流變換電路輸出的輸出值所得的係數；基準電壓存儲部，在由調整用電源輸入各相電壓相同的調整用電壓時，存儲一個電壓變換電路輸出的輸出值，同時存儲用所述一個電壓變換電路輸出的輸出值除其它電壓變換電路輸出的輸出值所得的係數；均衡調整部，在測量瓦時時，將所述其它電流變換電路的輸出與所述基準電流存儲部存儲的係數相乘，將所述其它電壓變換電路的輸出與所述基準電壓存儲部存儲的係數相乘，使各相輸出均衡。
5.如權利要求1或4中所述的電子式瓦時表，其特徵在於，包括存儲由調整用電源輸入的調整用電流的調整用電流存儲部；基準電流存儲部，在由調整用電源輸入各相電流相同的調整用電流時，存儲一個電流變換電路輸出的輸出值，同時存儲用所述一個電流變換電路輸出的輸出值除其它電流變換電路輸出的輸出值所得的係數；電流測量部，在測量瓦時時，根據所述各相電流變換電路輸出的輸出值、所述調整用電流存儲部中存儲的調整用電流、所述基準電流存儲部存儲的一個電流變換電路的輸出值、以及所述各相的係數，求所述各相的電流。
6.如權利要求5中所述的電子式瓦時表，其特徵在於，利用電流測量部下行方的電流進行係數存儲後的微調整。
7.如權利要求1、4～6中任一項所述的電子式瓦時表，其特徵在於，包括存儲由調整用電源輸入的調整用電壓的調整用電壓存儲部；基準電壓存儲部，在由調整用電源輸入各相電壓相同的調整用電壓時，存儲一個電壓變換電路輸出的輸出值，同時存儲用所述一個電壓變換電路輸出的輸出值除其它電壓變換電路輸出的輸出值所得的係數；電壓測量部，在測量瓦時時，根據所述各相電壓變換電路輸出的輸出值、所述調整用電壓存儲部中存儲的調整用電壓、所述基準電壓存儲部存儲的一個電壓變換電路的輸出值、以及所述各相的係數，求所述各相的電壓。
8.如權利要求1中所述的電子式瓦時表，其特徵在於，瓦時測量部對振幅相位校正部的輸出進行時間積分，運算瓦時，每當該瓦時達到門限值，輸出脈衝，並且具有存儲額定電流、額定電壓、相線制式、規定對所測量的瓦時輸出的脈衝數的儀表常數和A/D變換的取樣頻率的額定存儲部、以及全調整值運算部，該運算部根據從所述額定存儲部輸入的額定電流、額定電壓、相線制式和儀表常數，求輸入額定功率時瓦時測量部產生的脈衝的理論周期，而且檢測出輸入額定功率時來自振幅相位校正部的每一取樣的輸出位數，將此位數與從所述額定存儲部輸入的取樣頻率和所述理論周期相乘所得的值設定為門限值。
9.如權利要求3中所述的電子式瓦時表，其特徵在於，調整用電源輸出額定電壓、額定電流、功率因數1.0的功率。
10.如權利要求1中所述的電子式瓦時表，其特徵在於，第1角度與第2角度的差為90度，而且無功含有功率是無功功率。
11.一種電子式瓦時表，其特徵在於，包括對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路，對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路，對所述電壓變換電路的輸出僅進行第1角度相位變換的電壓相位變換部，對所述電流變換電路的輸出僅進行所述第1角度相位變換的第1電流相位變換部，對所述電流變換電路的輸出僅進行第2角度相位變換的第2電流相位變換部，將所述電壓相位變換部和所述第1電流相位變換部的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部，將所述電壓相位變換部和所述第2電流相位變換部的輸出相乘以求出包含無功功率分量的無功含有功率的無功含有功率運算部，根據所述變壓器和所述變流器初級端的電壓對電流相位差與A/D變換後的電壓對電流相位差的相位偏移、所述有功功率和所述無功含有功率，校正所述有功功率的相位、同時校正所述變壓器和所述變流器初級端電流和電壓與A/D變換後的電流和電壓的振幅偏移的振幅相位校正部，將該振幅相位校正部的輸出相乘以測量瓦時的瓦時測量部，以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器。
12.一種電子式瓦時表誤差調整方法，其特徵在於，該電子式瓦時表具有對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路、對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路、將電壓變換電路和電流變換電路的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部、將使所述電壓變換電路的輸出延遲90度的輸出與所述電流變換電路的輸出相乘以求出無功功率的無功功率運算部、將所述有功功率運算部的輸出相乘所得的值超過門限值時輸出脈衝的瓦時測量部、以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器，該誤差調整方法包含以下各步驟額定功率輸入步驟，電子式瓦時表上連接調整用電源，從該調整用電源對全部的相輸入額定功率且功率因數為1.0；均衡調整步驟，求出所述一個電壓變換電路輸出的電壓與其它電壓變換電路輸出的電壓之比，並利用該比的倒數作為測量時使各相電壓均衡的係數加以存儲，同時求出所述一個電流變換電路輸出的電流與其它電流變換電路輸出的電流之比，並利用該比的倒數作為測量時使各相電流均衡的係數加以存儲；相位調整變換步驟，根據從所述有功功率運算部和所述無功功率運算部獲得的有功功率和無功功率、所述調整用電源輸出的有功功率和無功功率，求出所述變壓器和所述變流器初級端的電壓對電流相位差與A/D變換後的電壓對電流相位差的相位偏移並加以存儲；輸入步驟，輸入額定電流、額定電壓、相線制式、規定所述瓦時測量部對所測量瓦時輸出的脈衝數的儀表常數和A/D變換的取樣頻率；全調整值運算步驟，對所述瓦時運算部設定門限值。
13.一種電子式瓦時表誤差調整方法，其特徵在於，該電子式瓦時表為多相電子式瓦時表，具有對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路、對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路、將電壓變換電路和電流變換電路的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部、將使所述電壓變換電路的輸出延遲90度的輸出與所述電流變換電路的輸出相乘以求出無功功率的無功功率運算部、將所述有功功率運算部的輸出相乘所得的值超過門限值時輸出脈衝的瓦時測量部、以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器，該誤差調整方法包含以下各步驟額定功率輸入步驟，電子式瓦時表上連接調整用電源，使各相間單相2線連接，從該調整用電源輸入額定功率且為規定的功率因數；振幅相位調整步驟，根據所述功率運算部和所述無功功率運算部的輸出，求出利用旋轉矩陣的運算調整使得所述一個相的功率和無功功率與其它相的功率和無功功率一致的係數；額定負載調整步驟，所述電子式瓦時表的瓦時脈衝輸出為基準，使來自各相單相2線連接地連接所述調整用電源的、準確調整瓦時的脈衝輸出的主表的瓦時輸出與來自該電子式瓦時表的瓦時脈衝輸出一致；相位微調步驟，在所述振幅相位調整步驟和所述額定負載調整步驟的調整後，根據來自所述調整用電源的輸入，對所述電子式瓦時表的相位進行微調。
14.一種電子式瓦時表誤差調整方法，其特徵在於，該電子式瓦時表為多相電子式瓦時表，具有對用變壓器變壓後的電壓進行A/D變換成數字值的電壓變換電路、對用變流器變流後的電流進行A/D變換成數字值的電流變換電路、將電壓變換電路和電流變換電路的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部、將使所述電壓變換電路的輸出延遲90度的輸出與所述電流變換電路的輸出相乘以求出無功功率的無功功率運算部、將所述有功功率運算部的輸出相乘所得的值超過門限值時輸出脈衝的瓦時測量部、以及顯示所述瓦時測量部測量的瓦時的瓦時顯示器；主表也具有與所述電子式瓦時表同等的所述電壓變換部、電流變換部、有功功率運算部、無功功率運算部和瓦時測量部，並預先受到高精度調整；施加規定功率時，由所述電子式瓦時表的功率運算部和無功功率運算部輸入功率和無功功率，另一方面，從所述主表的功率運算部和無功功率運算部輸入這時的功率和無功功率，並調整電子式瓦時表的振幅相位係數，使得所述電子式瓦時表的功率和無功功率與所述主表的功率和無功功率一致。
15.一種功率運算電路，其特徵在於，包括輸入數字變換後的電壓的電壓輸入部，輸入數字變換後的電流的電流輸入部，對所述電壓輸入部的輸出僅進行第1角度相位變換的第1電壓相位變換部，對所述電壓輸入部的輸出僅進行第2角度相位變換的第2電壓相位變換部，對所述電流輸入部的輸出僅進行第1角度相位變換的電流相位變換部，將所述第1電壓變換部和所述電流相位變換部的輸出相乘以求出有功功率的有功功率運算部，將所述第2電壓變換部和所述電流相位變換部的輸出相乘以求出包含無功功率分量的無功含有功率的無功含有功率運算部，以及根據對所述電流的所述電壓的理論值與運算值的相位偏移、所述有功功率和所述無功含有功率，校正所述有功功率的相位校正部。
全文摘要
僅對電子式瓦時表施加功率因數1.0的額定功率就能調整振幅、相位均衡。通過按壓調整開關(272)，給電子式瓦時表(200)輸入功率因數1.0的額定功率，對電流變換電路(223)和電壓變換電路(224)的各相輸出振幅偏差進行均衡調整，根據有功功率和無功功率的值調整各相的相位，根據設定的額定值和瓦時運算結果進行全調整，並將調整值存放到EEPROM(273)。測量時，利用EEPROM(273)存放的調整值進行調整，可獲得準確的瓦時。
文檔編號G01R22/00GK1620613SQ0282804
公開日2005年5月25日 申請日期2002年12月26日 優先權日2002年1月9日
發明者黑田淳文, 新土井賢, 近藤桂州 申請人:三菱電機株式會社