| 【発明の名称】 |
交流電圧センサ |
| 【発明者】 |
【氏名】尾和瀬 穣二
【氏名】村上 義介
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| 【要約】 |
【課題】小型軽量の鉄芯を使用し極めて良好な位相差特性を有する交流電圧センサを提供する。
【解決手段】入力電圧を所定の比率で分圧する分圧抵抗と、差動入力型オペアンプと、同一巻数の一次コイル、負帰還用コイルおよび二次コイルを巻回したトランスとを備え、入力電圧を分圧抵抗で分圧した電圧を差動入力型オペアンプの非反転入力端子に入力しその出力をトランスの一次コイルに印加するとともに負帰還用コイルの端子電圧を差動入力型オペアンプの反転入力端子に帰還し、二次コイルの端子電圧を出力電圧としている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】入力電圧を所定の比率で分圧する分圧抵抗と、差動入力型オペアンプと、同一巻数の一次コイル、負帰還用コイルおよび二次コイルを巻回したトランスとを備え、入力電圧を分圧抵抗で分圧した電圧を差動入力型オペアンプの非反転入力端子に入力しその出力をトランスの一次コイルに印加するとともに負帰還用コイルの端子電圧を差動入力型オペアンプの反転入力端子に帰還し、二次コイルの端子電圧を出力電圧とする交流電圧センサ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する利用分野】この発明は、計器用変圧器であるポテンシャルトランスフォーマーの代わりに使用する高性能の交流電圧センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば電力測定の際の電圧入力用として使用されているポテンシャルトランスフォーマー（以下、ＰＴという）は、ＪＩＳ規格で厳密に規定されていて入出力間の位相差特性の条件（１級で位相差４０秒以下）を満たすために極めて大型の鉄芯が使用され従って重量も大きく取扱いが不便であり価格も高くなるという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、上記従来装置の欠点を改良することであり、従来装置とは比較にならないほど小型軽量の鉄芯を使用し、しかも従来装置と同等あるいはそれ以上に良好な位相差特性を有する交流電圧センサを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するため、この発明の交流電圧センサは、入力電圧を所定の比率で分圧する分圧抵抗と、差動入力型オペアンプと、同一巻数の一次コイル、負帰還用コイルおよび二次コイルを巻回したトランスとを備え、入力電圧を分圧抵抗で分圧した電圧を差動入力型オペアンプの非反転入力端子に入力しその出力をトランスの一次コイルに印加するとともに負帰還用コイルの端子電圧を差動入力型オペアンプの反転入力端子に帰還し、二次コイルの端子電圧を出力電圧としている。
【０００５】
【作用】トランスに設けた負帰還用コイルから差動入力型オペアンプに負帰還を施すことによりトランスによる位相遅れが能動的に補正され、負帰還用コイルと等価な二次コイルから入力電圧を分圧した電圧との差が限りなく小さく位相誤差の極めて少ない出力電圧が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】この発明の交流電圧センサの実施の形態について図１を参照しながら説明する。交流電圧センサ１は、分圧抵抗２、差動入力型オペアンプ３およびトランス４により構成されている。トランス４には同一巻数の一次コイル５、負帰還用コイル６および二次コイル７が巻回されている。分圧抵抗２は、入力電圧を予め定められた所定の比率で（１００Ｖであれば１００：１、２００Ｖであれば２００：１で）分圧するようになっていて、この分圧された電圧（以下、入力分圧電圧という）が差動入力型オペアンプ３の非反転入力端子に入力され、その出力が一次コイル５に印加されている。また、差動入力型オペアンプ３の反転入力端子には、負帰還用コイル６の端子電圧が帰還されている。そして、負帰還用コイル６と全く等価な二次コイル７の出力電圧から交流電圧センサ１の出力電圧を得るようになっている。
【０００７】次にその動作について説明する。差動入力型オペアンプ３は、負帰還をかけることによりその２つの入力端子に入力された電圧波形の間の差を限りなく小さくするように動作するから、非反転入力端子に入力された分圧入力電圧の波形と反転入力端子に入力された負帰還用コイル６の端子電圧の波形との間に位相誤差があれば、出力端子にその誤差分を補正するような電圧が出力されて一次コイル５に印加され、その結果、負帰還用コイル６に現れる電圧波形は入力分圧電圧の波形に限りなく近いものとなる。そして、負帰還用コイル６と等価な二次コイル７にも全く同じ電圧が誘起されるから、出力として入力分圧電圧との差が限りなく小さく位相誤差の極めて少ない出力電圧が得られる。
【０００８】差動入力型オペアンプ３として市販されているものを使用し、トランス４としてフェライト製で（例えばコアサイズＵ−Ｕ１０．５程度の）小型のものを使用しても、ＪＩＳ規格でＰＴ（１級）に対して要求されている入出力間の位相差４０秒以下を十分に余裕をもって達成することが可能である。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の交流電圧センサは、トランスに設けた負帰還用コイルから差動入力型オペアンプに負帰還することによりトランスによる位相誤差を能動的に補正し、負帰還用コイルと等価な二次コイルから出力を得るようにしたことにより、従来装置とは比較にならないほど小型軽量でしかも従来装置と同等あるいはそれ以上に良好な位相差特性を実現することができるという顕著な効果を奏するものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３８４２８
【氏名又は名称】株式会社ユー・アール・ディー
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２９日（１９９９．１２．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８４９７３
【弁理士】
【氏名又は名称】岡 誠一
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９４３９３（Ｐ２００１−１９４３９３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１９日（２００１．７．１９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３７７２１６ |
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