计测装置以及计测方法
【技术领域】
[0001]本发明是计测装置以及计测方法，涉及具有计测电流的计测电路且使用该电流作为电源的计测装置以及计测方法。
【背景技术】
[0002]以往，存在一种计测装置，该计测装置利用CT (Current Transformer:变流器)来取出电流，且对该电流进行计测。这种计测装置例如用于计测电气设备的消耗功率。
[0003]日本特开2002 - 131344号公报(专利文献I)和日本特开2010 — 55356号公报(专利文献2)中公开了在这样的装置中使用CT的输出电流作为电源的内容。由此，不需要装置的布线，因此能够对每台电气设备细致地计测消耗功率。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2002-131344号公报
[0007]专利文献2:日本特开2010-55356号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]但是，对电流进行计测的计测电路与电源电路连接的情况下，与未与电源电路连接的情况相比，导致电流的计测精度下降。
[0010]本发明正是为了解决如上所述的课题而提出的，其目的在于提供一种能够以良好的精度来计测电流的计测装置以及计测方法。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本发明的某一方面的计测装置具有:物理量转换部，其用于将物理量转换成电流；计测电路，其计测物理量转换部的输出电流；电源电路，其将计测电路的输出作为输入；电路切换部，其切换第I状态和第2状态，在第I状态下构成向电源电路输入计测电路的输出的电路，在第2状态下构成向物理量转换部直接输入计测电路的输出的电路；以及切换控制部，其由电源电路驱动，进行电路切换部的控制。特征在于:在等待时，切换控制部控制电路切换部成为第I状态，在计测时，切换控制部控制电路切换部成为第2状态。
[0013]本发明的另一方面的计测装置具有:物理量转换部，其将物理量转换成电流，且包括用于取出交流电流的连接部；第I整流电路和第2整流电路，它们分别用于将流过连接部的交流电流整流成直流电流；用于计测物理量转换部的输出电流的计测电路，其包括检测部，检测部与第I整流电路中的接地侧的第I整流元件的阳极侧和第2整流电路中的接地侧的第2整流元件的阳极侧中的至少一方连接；电源电路，其将第I整流电路和第2整流电路的输出作为输入；电路切换部，其切换第I状态和第2状态，在第I状态下构成向电源电路输入第I整流电路和第2整流电路的输出的电路，在第2状态下构成向物理量转换部直接输入计测电路的输出的电路；以及切换控制部，其由电源电路驱动，进行电路切换部的控制。特征在于:在等待时，切换控制部控制电路切换部成为第I状态，在计测时，切换控制部控制电路切换部成为第2状态。
[0014]本发明的其他另一方面的计测装置具有:物理量转换部，其将物理量转换成电流，且包括用于取出交流电流的连接部；整流电路，其用于将由物理量转换部转换后的输出电流整流成直流电流；计测电路，其与整流电路并联连接，且计测物理量转换部的输出电流；电源电路，其将整流电路的输出作为输入；电路切换部，其切换第I状态和第2状态，在第I状态下构成向电源电路输入整流电路的输出的电路，在第2状态下构成向物理量转换部直接输入计测电路的输出的电路；以及切换控制部，其由电源电路驱动，进行电路切换部的控制。特征在于:在等待时，切换控制部控制电路切换部成为第I状态，在计测时，切换控制部控制电路切换部成为第2状态。
[0015]本发明的其他另一方面的计测方法用于计测电流，其中，该计测方法包括:在物理量转换部中将物理量转换成电流的转换步骤；在等待时，控制电路切换部成为第I状态，由此向电源电路供给通过转换步骤转换后的输出电流的步骤，其中电路切换部用于切换第I状态和第2状态，在第I状态下构成向电源电路输入计测电路的输出的电路，在第2状态下构成向物理量转换部直接输入计测电路的输出的电路；以及在除了等待时以外的期间，控制电路切换部成为第2状态，由此计测通过转换步骤转换后的输出电流的步骤。
[0016]发明效果
[0017]根据本发明，能够以良好的精度来计测电流。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的实施方式I的计测装置的结构图。
[0019]图2是示出本发明的实施方式I的次级侧电路中供给电力时的输出电流的路径的图。
[0020]图3是示出本发明的实施方式I的次级侧电路中计测时的输出电流的路径的图。
[0021]图4是示出次级侧电路中未包括电源电路的情况下的单纯的电路结构的图。
[0022]图5是示出本发明的实施方式I的计测装置所执行的计测处理的流程图。
[0023]图6是示出本发明的实施方式I的计测装置的第I动作结果的图。
[0024]图7是示出本发明的实施方式I的计测装置的第2动作结果的图。
[0025]图8是示出本发明的实施方式I和比较例1、2中的计测装置各自的计测误差的曲线图。
[0026]图9是示出本发明的实施方式2的次级侧电路的结构的图。
[0027]图10是示出本发明的实施方式3的次级侧电路的结构的图。
[0028]图11是示出本发明的实施方式3的变形例的次级侧电路的结构的图。
[0029]图12是示出本发明的实施方式4的次级侧电路的结构和供给电力时的输出电流的路径的图。
[0030]图13是示出本发明的实施方式4的次级侧电路的结构和计测时的输出电流的路径的图。
[0031]图14是示出本发明的实施方式4的变形例I的次级侧电路的结构的图。
[0032]图15是示出本发明的实施方式4的变形例2的次级侧电路的结构的图。
[0033]图16是示出本发明的实施方式4的变形例3的次级侧电路的结构的图。
[0034]图17是示出一般的次级侧电路的结构的图。
[0035]图18是示出使用一般的次级侧电路的情况下的CT的输出电流的影响的曲线图。
[0036]图19是示出使用转换特性低劣的CT的情况下的充电器的充电特性的曲线图。
【具体实施方式】
[0037]参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，对图中相同或者相应部分标注相同标号，并不重复其说明。
[0038]<实施方式I >
[0039]本实施方式的计测装置将物理量转换成电流，且使用该电流作为电源。例如利用作为变流器的CT来转换成电流。CT根据规定的变流比对流过电力线的电流进行转换而取出。在这种情况下，物理量是电力。
[0040]首先，对本实施方式的计测装置的概略结构进行说明。
[0041](关于概略结构)
[0042]图1是本发明的实施方式I的计测装置I的结构图。参照图1，计测装置I至少计测流过电力线9的电流。本实施方式的计测装置I通过计测流过电力线9的电流，来计测经由电力线9供给的电气设备中的消耗功率。计测装置I具有CT 2、以及作为CT 2的次级侧电路3的计测电路4、整流电路5、电源电路6、切换电路7。另外，计测装置I还具有与CT 2的次级侧电路3连接的监视部10。
[0043]CT 2将流过电力线9的初级侧电流If转换成次级侧电流，且从I对端子(连接部)21、22取出。通过这样的方式，CT 2提取出作为计测对象的电流。计测电路4计测来自CT 2的输出电流Is。计测电路4例如包括电阻器40作为用于检测输出电流Is的检测部。以下，将该电阻器称为“检测电阻器40”。整流电路5将作为交流电流的输出电流Is整流成直流电流。本实施方式中，将整流电路5设置于检测电阻器40的后级，但也可以将整流电路5设置于检测电阻器40的前级。在这种情况下，检测电阻器40检测由整流电路5整流后的电流。
[0044]电源电路6被输入整流后的直流电流，且使用该电流作为电源。电源电路6包括充电器61和DC/DC转换器62。设充电器61例如为电容器，但也可以为二次电池等。DC/DC转换器62将来自充电器61的直流电压转换成规定电平，且向监视部10供电。电源电路6的结构不限定于这样的结构，例如也可以在充电器61前级插入转换器等。
[0045]本实施方式中，切换电路7设置于检测电阻器40与整流电路5之间的连接部分。切换电路7使计测电路4与电源电路6进行电连接和电切断。即，切换电路7切换第I状态和第2状态，在该第I状态下构成向电源电路5输入计测电路4的输出的电路，在该第2状态下构成向CT 2直接输入计测电路4的输出的电路。此外，本实施方式中，所谓的“直接输入”意味着不经过整流电路5和电源电路6而进行输入的情况。因此，在第2状态下，在计测电路4与CT 2之间形成电流的闭环。后面对切换电路7的详细情况进行说明。
[0046]监视部10包括:用于对电压进行检测的电压检测部11、作为执行各种运算处理的控制装置的MPU (Micro-Processing Unit:微型处理单元)12以及无线I/F (interface:接口)13。利用电源电路6来驱动监视部10的各部分。
[0047]电压检测部11对检测电阻器40的两端的电位差进行检测。电压检测部11包括用于放大电压信号的运算放大器(未图示)、以及用于将输入的电压信号转换成数字信号的A/D (Analog-to-Digital:模拟/数字)转换器(未图示)。电压检测部11向MPU 12输出所检测出的电压信号。
[0048]MPU 12进行对来自CT 2的输出电流Is进行计测的控制。本实施方式中，MPU 12包括作为其功能结构的、计测处理部121和切换控制部122，计测处理部121执行用于计测电流的处理，切换控制部122进行切换电路7的切换控制。计测处理部121根据从电压