計(jì)測(cè)裝置以及計(jì)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是計(jì)測(cè)裝置以及計(jì)測(cè)方法，涉及具有計(jì)測(cè)電流的計(jì)測(cè)電路且使用該電流作為電源的計(jì)測(cè)裝置以及計(jì)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，存在一種計(jì)測(cè)裝置，該計(jì)測(cè)裝置利用CT (Current Transformer:變流器)來(lái)取出電流，且對(duì)該電流進(jìn)行計(jì)測(cè)。這種計(jì)測(cè)裝置例如用于計(jì)測(cè)電氣設(shè)備的消耗功率。
[0003]日本特開2002 - 131344號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)和日本特開2010 — 55356號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中公開了在這樣的裝置中使用CT的輸出電流作為電源的內(nèi)容。由此，不需要裝置的布線，因此能夠?qū)γ颗_(tái)電氣設(shè)備細(xì)致地計(jì)測(cè)消耗功率。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-131344號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-55356號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]但是，對(duì)電流進(jìn)行計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)電路與電源電路連接的情況下，與未與電源電路連接的情況相比，導(dǎo)致電流的計(jì)測(cè)精度下降。
[0010]本發(fā)明正是為了解決如上所述的課題而提出的，其目的在于提供一種能夠以良好的精度來(lái)計(jì)測(cè)電流的計(jì)測(cè)裝置以及計(jì)測(cè)方法。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的某一方面的計(jì)測(cè)裝置具有:物理量轉(zhuǎn)換部，其用于將物理量轉(zhuǎn)換成電流；計(jì)測(cè)電路，其計(jì)測(cè)物理量轉(zhuǎn)換部的輸出電流；電源電路，其將計(jì)測(cè)電路的輸出作為輸入；電路切換部，其切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)，在第I狀態(tài)下構(gòu)成向電源電路輸入計(jì)測(cè)電路的輸出的電路，在第2狀態(tài)下構(gòu)成向物理量轉(zhuǎn)換部直接輸入計(jì)測(cè)電路的輸出的電路；以及切換控制部，其由電源電路驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行電路切換部的控制。特征在于:在等待時(shí)，切換控制部控制電路切換部成為第I狀態(tài)，在計(jì)測(cè)時(shí)，切換控制部控制電路切換部成為第2狀態(tài)。
[0013]本發(fā)明的另一方面的計(jì)測(cè)裝置具有:物理量轉(zhuǎn)換部，其將物理量轉(zhuǎn)換成電流，且包括用于取出交流電流的連接部；第I整流電路和第2整流電路，它們分別用于將流過(guò)連接部的交流電流整流成直流電流；用于計(jì)測(cè)物理量轉(zhuǎn)換部的輸出電流的計(jì)測(cè)電路，其包括檢測(cè)部，檢測(cè)部與第I整流電路中的接地側(cè)的第I整流元件的陽(yáng)極側(cè)和第2整流電路中的接地側(cè)的第2整流元件的陽(yáng)極側(cè)中的至少一方連接；電源電路，其將第I整流電路和第2整流電路的輸出作為輸入；電路切換部，其切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)，在第I狀態(tài)下構(gòu)成向電源電路輸入第I整流電路和第2整流電路的輸出的電路，在第2狀態(tài)下構(gòu)成向物理量轉(zhuǎn)換部直接輸入計(jì)測(cè)電路的輸出的電路；以及切換控制部，其由電源電路驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行電路切換部的控制。特征在于:在等待時(shí)，切換控制部控制電路切換部成為第I狀態(tài)，在計(jì)測(cè)時(shí)，切換控制部控制電路切換部成為第2狀態(tài)。
[0014]本發(fā)明的其他另一方面的計(jì)測(cè)裝置具有:物理量轉(zhuǎn)換部，其將物理量轉(zhuǎn)換成電流，且包括用于取出交流電流的連接部；整流電路，其用于將由物理量轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換后的輸出電流整流成直流電流；計(jì)測(cè)電路，其與整流電路并聯(lián)連接，且計(jì)測(cè)物理量轉(zhuǎn)換部的輸出電流；電源電路，其將整流電路的輸出作為輸入；電路切換部，其切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)，在第I狀態(tài)下構(gòu)成向電源電路輸入整流電路的輸出的電路，在第2狀態(tài)下構(gòu)成向物理量轉(zhuǎn)換部直接輸入計(jì)測(cè)電路的輸出的電路；以及切換控制部，其由電源電路驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行電路切換部的控制。特征在于:在等待時(shí)，切換控制部控制電路切換部成為第I狀態(tài)，在計(jì)測(cè)時(shí)，切換控制部控制電路切換部成為第2狀態(tài)。
[0015]本發(fā)明的其他另一方面的計(jì)測(cè)方法用于計(jì)測(cè)電流，其中，該計(jì)測(cè)方法包括:在物理量轉(zhuǎn)換部中將物理量轉(zhuǎn)換成電流的轉(zhuǎn)換步驟；在等待時(shí)，控制電路切換部成為第I狀態(tài)，由此向電源電路供給通過(guò)轉(zhuǎn)換步驟轉(zhuǎn)換后的輸出電流的步驟，其中電路切換部用于切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)，在第I狀態(tài)下構(gòu)成向電源電路輸入計(jì)測(cè)電路的輸出的電路，在第2狀態(tài)下構(gòu)成向物理量轉(zhuǎn)換部直接輸入計(jì)測(cè)電路的輸出的電路；以及在除了等待時(shí)以外的期間，控制電路切換部成為第2狀態(tài)，由此計(jì)測(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)換步驟轉(zhuǎn)換后的輸出電流的步驟。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠以良好的精度來(lái)計(jì)測(cè)電流。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I的計(jì)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的次級(jí)側(cè)電路中供給電力時(shí)的輸出電流的路徑的圖。
[0020]圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的次級(jí)側(cè)電路中計(jì)測(cè)時(shí)的輸出電流的路徑的圖。
[0021]圖4是示出次級(jí)側(cè)電路中未包括電源電路的情況下的單純的電路結(jié)構(gòu)的圖。
[0022]圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的計(jì)測(cè)裝置所執(zhí)行的計(jì)測(cè)處理的流程圖。
[0023]圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的計(jì)測(cè)裝置的第I動(dòng)作結(jié)果的圖。
[0024]圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的計(jì)測(cè)裝置的第2動(dòng)作結(jié)果的圖。
[0025]圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I和比較例1、2中的計(jì)測(cè)裝置各自的計(jì)測(cè)誤差的曲線圖。
[0026]圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的次級(jí)側(cè)電路的結(jié)構(gòu)的圖。
[0027]圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的次級(jí)側(cè)電路的結(jié)構(gòu)的圖。
[0028]圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的變形例的次級(jí)側(cè)電路的結(jié)構(gòu)的圖。
[0029]圖12是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的次級(jí)側(cè)電路的結(jié)構(gòu)和供給電力時(shí)的輸出電流的路徑的圖。
[0030]圖13是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的次級(jí)側(cè)電路的結(jié)構(gòu)和計(jì)測(cè)時(shí)的輸出電流的路徑的圖。
[0031]圖14是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的變形例I的次級(jí)側(cè)電路的結(jié)構(gòu)的圖。
[0032]圖15是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的變形例2的次級(jí)側(cè)電路的結(jié)構(gòu)的圖。
[0033]圖16是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的變形例3的次級(jí)側(cè)電路的結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖17是示出一般的次級(jí)側(cè)電路的結(jié)構(gòu)的圖。
[0035]圖18是示出使用一般的次級(jí)側(cè)電路的情況下的CT的輸出電流的影響的曲線圖。
[0036]圖19是示出使用轉(zhuǎn)換特性低劣的CT的情況下的充電器的充電特性的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。此外，對(duì)圖中相同或者相應(yīng)部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，并不重復(fù)其說(shuō)明。
[0038]<實(shí)施方式I >
[0039]本實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置將物理量轉(zhuǎn)換成電流，且使用該電流作為電源。例如利用作為變流器的CT來(lái)轉(zhuǎn)換成電流。CT根據(jù)規(guī)定的變流比對(duì)流過(guò)電力線的電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換而取出。在這種情況下，物理量是電力。
[0040]首先，對(duì)本實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0041](關(guān)于概略結(jié)構(gòu))
[0042]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I的計(jì)測(cè)裝置I的結(jié)構(gòu)圖。參照?qǐng)D1，計(jì)測(cè)裝置I至少計(jì)測(cè)流過(guò)電力線9的電流。本實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置I通過(guò)計(jì)測(cè)流過(guò)電力線9的電流，來(lái)計(jì)測(cè)經(jīng)由電力線9供給的電氣設(shè)備中的消耗功率。計(jì)測(cè)裝置I具有CT 2、以及作為CT 2的次級(jí)側(cè)電路3的計(jì)測(cè)電路4、整流電路5、電源電路6、切換電路7。另外，計(jì)測(cè)裝置I還具有與CT 2的次級(jí)側(cè)電路3連接的監(jiān)視部10。
[0043]CT 2將流過(guò)電力線9的初級(jí)側(cè)電流If轉(zhuǎn)換成次級(jí)側(cè)電流，且從I對(duì)端子(連接部)21、22取出。通過(guò)這樣的方式，CT 2提取出作為計(jì)測(cè)對(duì)象的電流。計(jì)測(cè)電路4計(jì)測(cè)來(lái)自CT 2的輸出電流Is。計(jì)測(cè)電路4例如包括電阻器40作為用于檢測(cè)輸出電流Is的檢測(cè)部。以下，將該電阻器稱為“檢測(cè)電阻器40”。整流電路5將作為交流電流的輸出電流Is整流成直流電流。本實(shí)施方式中，將整流電路5設(shè)置于檢測(cè)電阻器40的后級(jí)，但也可以將整流電路5設(shè)置于檢測(cè)電阻器40的前級(jí)。在這種情況下，檢測(cè)電阻器40檢測(cè)由整流電路5整流后的電流。
[0044]電源電路6被輸入整流后的直流電流，且使用該電流作為電源。電源電路6包括充電器61和DC/DC轉(zhuǎn)換器62。設(shè)充電器61例如為電容器，但也可以為二次電池等。DC/DC轉(zhuǎn)換器62將來(lái)自充電器61的直流電壓轉(zhuǎn)換成規(guī)定電平，且向監(jiān)視部10供電。電源電路6的結(jié)構(gòu)不限定于這樣的結(jié)構(gòu)，例如也可以在充電器61前級(jí)插入轉(zhuǎn)換器等。
[0045]本實(shí)施方式中，切換電路7設(shè)置于檢測(cè)電阻器40與整流電路5之間的連接部分。切換電路7使計(jì)測(cè)電路4與電源電路6進(jìn)行電連接和電切斷。即，切換電路7切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)，在該第I狀態(tài)下構(gòu)成向電源電路5輸入計(jì)測(cè)電路4的輸出的電路，在該第2狀態(tài)下構(gòu)成向CT 2直接輸入計(jì)測(cè)電路4的輸出的電路。此外，本實(shí)施方式中，所謂的“直接輸入”意味著不經(jīng)過(guò)整流電路5和電源電路6而進(jìn)行輸入的情況。因此，在第2狀態(tài)下，在計(jì)測(cè)電路4與CT 2之間形成電流的閉環(huán)。后面對(duì)切換電路7的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0046]監(jiān)視部10包括:用于對(duì)電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)部11、作為執(zhí)行各種運(yùn)算處理的控制裝置的MPU (Micro-Processing Unit:微型處理單元)12以及無(wú)線I/F (interface:接口)13。利用電源電路6來(lái)驅(qū)動(dòng)監(jiān)視部10的各部分。
[0047]電壓檢測(cè)部11對(duì)檢測(cè)電阻器40的兩端的電位差進(jìn)行檢測(cè)。電壓檢測(cè)部11包括用于放大電壓信號(hào)的運(yùn)算放大器(未圖示)、以及用于將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D (Analog-to-Digital:模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器(未圖示)。電壓檢測(cè)部11向MPU 12輸出所檢測(cè)出的電壓信號(hào)。
[0048]MPU 12進(jìn)行對(duì)來(lái)自CT 2的輸出電流Is進(jìn)行計(jì)測(cè)的控制。本實(shí)施方式中，MPU 12包括作為其功能結(jié)構(gòu)的、計(jì)測(cè)處理部121和切換控制部122，計(jì)測(cè)處理部121執(zhí)行用于計(jì)測(cè)電流的處理，切換控制部122進(jìn)行切換電路7的切換控制。計(jì)測(cè)處理部121根據(jù)從電壓