(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ／Ｄ変換器でディジタルデータに変換された電圧データと電流データをマイクロコンピュータに取り込み、ディジタル演算により電力を求めるように構成された電力測定装置において、
前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号に従ってＡ／Ｄ変換動作を開始するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器の前段に設けられ、選択的に電圧または電流を出力する信号選択手段と、
前記マイクロコンピュータに外付けされ、前記マイクロコンピュータから供給されるクロックとデータ変換開始信号に従ってシリアルクロックを生成し、これらシリアルクロックを、前記Ａ／Ｄ変換器で変換された電圧データと電流データを前記マイクロコンピュータへシリアル伝送するために前記Ａ／Ｄ変換器に出力するクロック生成回路と、
前記マイクロコンピュータに外付けされ、前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号と前記クロック生成回路から入力されるシリアルクロックに従って切換信号を生成して前記信号選択手段に出力する切換信号生成回路、
を設けたことを特徴とする電力測定装置。
【請求項２】
Ａ／Ｄ変換器でディジタルデータに変換された電圧データと電流データをマイクロコンピュータに取り込み、ディジタル演算により電力を求めるように構成された電力測定装置において、  複数系統の電圧入力から所望の電圧を選択的に出力する第１のマルチプレクサと、
該第１のマルチプレクサの出力を前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号に従ってディジタル変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、
前記第１のマルチプレクサと同期して駆動され、複数系統の電流入力から所望の電流を選択的に出力する第２のマルチプレクサと、
該第２のマルチプレクサの出力を前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号に従ってディジタル変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、
クロックおよびデータ変換開始信号を出力するとともに、これら第１および第２のＡ／Ｄ変換器で変換された電圧データと電流データを取り込み、測定電力を演算処理するマイクロコンピュータと、
該マイクロコンピュータに外付けされ、該マイクロコンピュータから供給されるクロックおよびデータ変換開始信号に従ってシリアルクロックを生成し、これらシリアルクロックを、前記第１および第２のＡ／Ｄ変換器で変換された電圧データと電流データを前記マイクロコンピュータへシリアル伝送するために前記第１および第２のＡ／Ｄ変換器に出力するクロック生成回路と、
前記マイクロコンピュータに外付けされ、前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号と前記クロック生成回路から入力されるシリアルクロックに従って前記第１および第２のＡ／Ｄ変換器に入力される電圧および電流を切り換えるための切換信号を生成し、各マルチプレクサに出力する切換信号生成回路、
を設けたことを特徴とする電力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力測定装置に関し、詳しくは、電圧と電流をマイクロコンピュータに取り込み電力測定を行う装置におけるマイクロコンピュータの負荷の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力測定装置として、電圧と電流をディジタルデータ化してマイクロコンピュータに取り込み、ディジタル演算により電力を求めるものが実用化されている。
【０００３】
図３にこのような従来の電力測定装置の一例のブロック図を示す。電圧入力は第１のマルチプレクサＭＰＸ１で選択されて第１のＡ／Ｄ変換器ＡＤＣ１に加えられ、電流入力は第２のマルチプレクサＭＰＸ２で選択されて第2のＡ／Ｄ変換器ＡＤＣ２に加えられる。
【０００４】
マイクロコンピュータＭＰＣはマルチプレクサＭＰＸ１，ＭＰＸ２およびＡ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２を制御してディジタル化された電圧データと電流データを取り込み、電力演算を行う。
【０００５】
Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２とマイクロコンピュータＭＰＣはＤＡＴＡとＣＯＮＶとＣＬＫよりなる3線のシリアルインターフェースで接続され、マルチプレクサＭＰＸ１，ＭＰＸ２とマイクロコンピュータＭＰＣはポート制御を行う切換信号線で接続されている。
【０００６】
このような構成の動作を図４のタイミングチャートにより説明する。マイクロコンピュータＭＰＣは、（Ａ）のデータ変換開始信号ＣＯＮＶと（Ｂ）のシリアルクロックＣＬＫをＡ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２に送出する。
【０００７】
Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２は、（Ａ）のデータ変換開始信号ＣＯＮＶの立下りのタイミングでＡ／Ｄ変換動作を開始する。そしてこれら変換した（Ｃ）のデータＤＡＴＡを（Ｂ）のシリアルクロックＣＬＫのタイミングでシリアルインターフェースＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２に送出する。
【０００８】
マイクロコンピュータＭＰＣは、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２で変換されたデータＤＡＴＡをシリアルインターフェースＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２を介して取り込む。
【０００９】
一方、マイクロコンピュータＭＰＣは、これらＡ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２との間のデータの授受と並行して、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２に入力される電圧および電流を切り換えるために（Ｄ）の切換信号を生成してマルチプレクサＭＰＸ１，ＭＰＸ２に出力する。
【００１０】
そしてマイクロコンピュータＭＰＣは、このようにして取り込んだ電圧データＤＡＴＡ１と電流データＤＡＴＡ２に基づいて、ディジタル演算処理を行い、電力を求める。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３のような構成におけるデータ取り込みと入力切換制御方式によれば、これらの制御処理のためのマイクロコンピュータＭＰＣの処理時間の占有率が高く、電圧および電流のサンプリング間隔が制限されてしまうという問題点がある。マイクロコンピュータＭＰＣは、これらの制御の他、電力演算処理や演算結果に基づく電力測定結果の表示処理なども行わなければならないので、データ取り込みおよび入力切換制御処理の占有時間をできるだけ短くすることが望ましい。
【００１２】
本発明はこのような問題点に着目したものであり、その目的は、データ取り込みおよび入力切換制御処理のためのマイクロコンピュータの占有時間を短縮できる電力測定装置を実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、
Ａ／Ｄ変換器でディジタルデータに変換された電圧データと電流データをマイクロコンピュータに取り込み、ディジタル演算により電力を求めるように構成された電力測定装置において、
前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号に従ってＡ／Ｄ変換動作を開始するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器の前段に設けられ、選択的に電圧または電流を出力する信号選択手段と、
前記マイクロコンピュータに外付けされ、前記マイクロコンピュータから供給されるクロックとデータ変換開始信号に従ってシリアルクロックを生成し、これらシリアルクロックを、前記Ａ／Ｄ変換器で変換された電圧データと電流データを前記マイクロコンピュータへシリアル伝送するために前記Ａ／Ｄ変換器に出力するクロック生成回路と、
前記マイクロコンピュータに外付けされ、前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号と前記クロック生成回路から入力されるシリアルクロックに従って切換信号を生成して前記信号選択手段に出力する切換信号生成回路、
を設けたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、マイクロコンピュータはデータ変換開始信号を出力するとともにＡ／Ｄ変換器から変換出力されるデータを取り込むだけでよく、従来のようにシリアルクロックをも出力する場合に比べて負荷を大幅に軽減できる。
また、１台の電力測定装置で複数系統の電力を時分割的に測定できる。
【００２１】
本発明の請求項２は、
Ａ／Ｄ変換器でディジタルデータに変換された電圧データと電流データをマイクロコンピュータに取り込み、ディジタル演算により電力を求めるように構成された電力測定装置において、
複数系統の電圧入力から所望の電圧を選択的に出力する第１のマルチプレクサと、
該第１のマルチプレクサの出力を前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号に従ってディジタル変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、
前記第１のマルチプレクサと同期して駆動され、複数系統の電流入力から所望の電流を選択的に出力する第２のマルチプレクサと、
該第２のマルチプレクサの出力を前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号に従ってディジタル変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、
クロックおよびデータ変換開始信号を出力するとともに、これら第１および第２のＡ／Ｄ変換器で変換された電圧データと電流データを取り込み、測定電力を演算処理するマイクロコンピュータと、
該マイクロコンピュータに外付けされ、該マイクロコンピュータから供給されるクロックおよびデータ変換開始信号に従ってシリアルクロックを生成し、これらシリアルクロックを、前記第１および第２のＡ／Ｄ変換器で変換された電圧データと電流データを前記マイクロコンピュータへシリアル伝送するために前記第１および第２のＡ／Ｄ変換器に出力するクロック生成回路と、
前記マイクロコンピュータに外付けされ、前記マイクロコンピュータから供給されるデータ変換開始信号と前記クロック生成回路から入力されるシリアルクロックに従って前記第１および第２のＡ／Ｄ変換器に入力される電圧および電流を切り換えるための切換信号を生成し、各マルチプレクサに出力する切換信号生成回路、
を設けたことを特徴とする電力測定装置である。
【００２２】
これにより、マイクロコンピュータの負荷を大幅に軽減しながら、高精度の電力測定が行える。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態例を示すブロック図であり、図３と共通するものには同一の符号を付してそれらの説明は省略している。
図１と図３の異なる点は、図１にはクロック生成回路ＧＥＮ１と切換信号生成回路ＧＥＮ２を外付けしていることである。
【００２４】
すなわち、図１において、クロック生成回路ＧＥＮ１には、マイクロコンピュータＭＰＣからクロックＣＬＫとデータ変換開始信号ＣＯＮＶが入力されている。切換信号生成回路ＧＥＮ２には、マイクロコンピュータＭＰＣからデータ変換開始信号ＣＯＮＶが入力され、クロック生成回路ＧＥＮ１からシリアルクロックＣＬＫ’が入力されている。
【００２５】
クロック生成回路ＧＥＮ１は、マイクロコンピュータＭＰＣから入力されるクロックＣＬＫの１周期後に周期が該クロックＣＬＫの１／２のシリアルクロックＣＬＫ’を例えば１６個生成し、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２および切換信号生成回路ＧＥＮ２に出力する。
【００２６】
一方、切換信号生成回路ＧＥＮ２は、データ変換開始信号ＣＯＮＶの立ち上がりに同期した切換信号を生成して信号選択手段として用いるマルチプレクサＭＰＸ１，ＭＰＸ２に出力する。
【００２７】
このように構成される装置の動作は、シリアルクロックＣＬＫ’がマイクロコンピュータＭＰＣから入力されるクロックＣＬＫの１周期後に生成されるものであってその周期がクロックＣＬＫの１／２であることを除いて、基本的には前述の図４のタイミングチャートと同様である。
【００２８】
すなわちＡ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２は図２（Ａ）のデータ変換開始信号ＣＯＮＶの立下りのタイミングでＡ／Ｄ変換動作を開始する。そしてこれら変換した（Ｃ）のデータＤＡＴＡを（Ｂ）のシリアルクロックＣＬＫ’のタイミングでシリアルインターフェースＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２に送出する。
【００２９】
マイクロコンピュータＭＰＣは、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２で変換されたデータＤＡＴＡをシリアルインターフェースＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２を介して図示しないシリアルコミュニケーションインターフェースのＦＩＦＯバッファメモリに取り込む。
【００３０】
そしてマイクロコンピュータＭＰＣは、従来と同様に、このようにして取り込んだ電圧データＤＡＴＡ１と電流データＤＡＴＡ２に基づいて、ディジタル演算処理を行い、電力を求める。
【００３１】
従来の構成の装置におけるデータ取り込みに要する負荷率を１とすると、本発明の構成の装置におけるデータ取り込みに要する負荷率は約０．３になり、データ取り込みおよび入力切換制御処理のためのマイクロコンピュータの占有時間を大幅に短縮できた。
これにより、短縮できた従来のマイクロコンピュータの占有時間を、他の処理に割り当てることができ、電力測定装置全体としての性能を改善できることになる。
【００３２】
本発明において外付けするクロック生成回路ＧＥＮ１と切換信号生成回路ＧＥＮ２としては市販されている汎用の論理回路を用いることができ、そのコスト上昇分は装置全体のコストに比べると極めて少額に抑えられる。
【００３３】
なお、求める電力測定精度条件が緩くて電圧データと電流データの取り込みに同時性を必要としない場合には、Ａ／Ｄ変換器を１個とし、その前段に電圧と電流を選択的に出力する信号選択手段を設けてもよい。
【００３４】
また、信号選択手段としてマルチプレクサを用いているが、スキャナーでもよい。そして、それらのスイッチング要素としては、必要とする測定精度に応じて、機械的な接点を備えたスイッチや半導体スイッチを用いればよい。
【００３５】
また、Ａ／Ｄ変換器の前段に設けるマルチプレクサの入力数は、サンプリング間隔が許容される範囲において増加させてもよい。
【００３６】
また、マイクロコンピュータからクロックを供給することが困難な場合には、非同期として他の外部クロックを使用することも可能である。
【００３７】
また、Ａ／Ｄ変換器のシリアルインターフェースは形態例に限定するものではなく、実質的に同等の機能を備えているものであればよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データ取り込みおよび入力切換制御処理のためのマイクロコンピュータの占有時間を大幅に短縮でき、データのサンプリング間隔を早めることができる。
【００３９】
また、マイクロコンピュータは少なくともデータ変換開始信号を出力するとともにＡ／Ｄ変換器から変換出力されるデータを取り込めばよいのでシステムクロックも供給していた従来よりも負荷を軽減でき、軽減された負荷分を他の処理に振り分けて装置全体としての機能を向上させることができる。
【００４０】
さらに、マイクロコンピュータに外付けする回路は汎用部品を用いることができるので、低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示すブロック図である。
【図２】図１の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】従来の装置の一例を示すブロック図である。
【図４】図３の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
ＭＰＣ  マイクロコンピュータ
ＭＰＸ  マルチプレクサ（信号選択手段）
ＡＤＣ  Ａ／Ｄ変換器
ＧＥＮ１  クロック生成回路
ＧＥＮ２  切換信号生成回路
【図１】
0004690514.tif 000002
【図２】
0004690514.tif 000003
【図３】
0004690514.tif 000004
【図４】
0004690514.tif 000005