分電盤/電流・電圧計測/メモ

Last-modified: 2009-11-13 (金) 01:47:10

以前のS.T.A.F.-1 wikiからそのまんま。
この頃の無知具合と必死になって調べていた様子が伺えます。

すいません、公私混同してます

  • もっと読みやすい様に整理されては如何？（ねった）
    • 只今定例会で出せるような資料をWordで作っていまして･･･そっちが完成したら移植しようかと考えております･･

電流センサのユー・アール・ディー(URD)

http://www.u-rd.com/index.html

マルチ計測器株式会社

http://www.akihabara.co.jp/ct/

RMS(Root Mean Square)-平均自乗根

http://member.nifty.ne.jp/kimuhiro/rms.htm

RMS値 = 0.707 × PEAK

自作プロジェクト --- オプティカル・コンプ １

http://www1.odn.ne.jp/~aaa27820/music/2000_12_09_1/



キバンマニアックス

http://www4.org1.com/~kitt/craft/fan/index_frame.html

3端子レギュレーター

http://www.cqham.com/ja1hwo/hm2/3t_regc.htm

クランプメーター

http://www.eccj.or.jp/qanda/he_qa/elec/d9906.html

OPerationalAmplifier

http://robotics.me.es.osaka-u.ac.jp/~masutani/Opamp/

http://www.toshu-ltd.co.jp/gaki/electronics/design/opamp/

ショットキーバリアダイオード

http://www.hobby-elec.org/diode.htm

http://www.geocities.jp/kanaimaru/vz555es/v63.htm

ケータイの…

http://www.eneene.com/1gatu/

デジタルアンプ

http://www004.upp.so-net.ne.jp/kemls/contents.htm

TA2020デジタルアンプ

http://www.y-min.or.jp/~nob/Audio/TA2020.html

デジタルアンプ関連…

http://park11.wakwak.com/~goda/k/

audio関連。スピーカーのダクト長…

http://www.yk.rim.or.jp/~h-kaya/index.html

いったい何を調べてるのだ…
なんか、アンプが作れそうw電圧電流測定調べてるつもりなのに。

現在の理解状況としては、電圧の測定も電流の測定もほぼ同様な回路が必要ではないかと思ってます。

電流計測でも結局は電圧計測になってしまうので。



フローチャートみたいに描くと

電線からちょろっと計測線を引き出す　or　電流計測クランプ

　　　　↓

分圧・分流(抵抗を平行にかます)

　　　　↓

整流(+成分のみに)

　　　　↓

オペアンプで整流時に下がった電圧を修正

　　　　↓

PICで電圧計測

　　　　↓

表示～どうなるか・・・



だいぶ問題がいっぱいありますなぁ～もぅ飛行船の追いコン終わってから悩む！

[↓2004.3.25追記↓]

いろいろ調べた結果です。使用するCT(交流電流センサー)も脳内決定ですw

電流計測

  • 使用するCT…株式会社U_RD CTL-24-CLSF→CTL-16-CLS

    http://www.u-rd.com/products/ctl16cls.html

    先のCTL-24-CLSFはちょっとオーバースペックでした(-_-;)結合特性が結構よかったんで選んでみたけどよく考えるとやりすぎでしたね。結構太い配線用ですし。



    選定の理由としては、今回の計測範囲は約0.1～50Aの範囲であればいいであろうと考え、その範囲の中でのCTの特性が計測しやすいもの(結合特性kが一定である＝出力特性が直線となるもの)を探した結果、こうなってます。クランプ型にする必要もあるのかなぁとも考えていましたが、何かがあった時にはそっちがよろしいのかなぁと思いクランプ型に。(多少高価…だったかな…)また、今回の選定では主幹ブレーカ直下の電流値を計測することを前提としています。つまりその先の30Aや20Aのブレーカの先を計測するつもりはありません。その場合はさらに計測範囲を絞ってCTを選定するべきかと。おそらく安価になるでしょうし。
    • 「何かあった時」の何かってどんな問題が考えられますか？そしてその状況はくらんぷ型CTを選んで対策になる問題なのでしょうか（ねった）
      • 今のところウォル本体の方がPIC側より先に完成しそうなので･･･後付が可能なのと、取替えする事があった場合、容易に交換可能ということですかね。あと、一般計測用CTの結合特性があーんまりよくない(と思う)ので、それを避けたかったのです･･･精密用の方がちょっと高価になってた･･･はずなので･･･

20～30A用のCTはこんなもんでしょうか?…CTL-10-CLS

http://www.u-rd.com/products/ctl10cls.html

まだ回路の定数などについては計算していませんが似たようなものになると思います。こちらの回路は自分で作らない可能性大です。

  • 部品の入手性はどうでしょうか？売ってる店見つけた？<-テクノベースとかに置いてそう（ねった）
  • 院の研究でLEMのLA55使ってます（ねった）
  • 電流測定回路について

    http://www.u-rd.com/technical/kairo1.html

    このページの4.単電源直流出力増幅回路もしくは5.両電源直流出力増幅回路を採用しようと思っています。よく考えてもらえばわかると思いますが、CTの動作原理が、電流値の変化による磁界の変化を電圧に変換するものであって(この時点で直流には使用不可)、交流電流を計測するのだからCTから出てきた信号も交流…まぁこの交流が厄介なんですが、よく言われる"交流100V"とかゆーのは実効値であって、実効値って言うのが平均自乗根とかゆーものででてくるもので、平均自乗根は計測した値を二乗してその平均をとって、その平均の二乗根(√の値ですな)であるわけで…そんな計算PICにやらせる方法なんて(´ー｀)ﾁﾗﾈｰﾖ　てことでこんな感じで面倒なんで計測値を絶対値化+増幅させてPICで数回計測させてその最大値を表示させようと思ってます。そんなことしたら実効値出ないじゃん(?_?)　出させます。RMS値(実効値)=0.707×PEAK(最大値)なんて式もあります。ホントは実効値＝最大値/√2なんですけど大体でいいでしょ(；´∀｀)･･･うわぁ･･･　このこと考えるとPEAKHOLD回路の方が計測にはうれしいのですがなるべく回路部品減らしたいと思っているので…

    まぁ増幅率をちょこっといじってうまいことしてみようと思っています。あと、計測する部分が主幹直下なんで同じもの2個作る必要があります。2相3線なので。2相3線の話までしなくていいでしょ?(´･д･`) ﾔﾀﾞ?

    いつかの学習会の資料にありますが、2相3線の場合、2本の線にそれぞれ位相が180°違う電圧がかかっており、残りの一本の線には(理想的には)まったく電圧がかかっていません。つまりどうした?って言わず勉強しろ。V=RIから考えると、電圧が0なら(R≠0で)I=0になっちゃう。つまりこいつでは電流計測は不可能(多分)だから残りの2本で計測する必要がある。それだけ。1本だけでよくない理由も考えればわかるはず。図でも書いて。学習会では言ってある筈。てゆーかウォルボックスの配線考えてみればいいだけじゃん、と。

ﾏﾝﾄﾞｸｾｰ

  • 誘導性負荷、容量性負荷は？電圧負荷と電流負荷の波形は一致するの？（やました）
  • 「電流をコンデンサで受けて電圧に変える」ってすなわち積分じゃないかと…（ねった）
  • PIC側の対応

    とりあえずはPhase3の基板をそのまま流用します。手直しは入りますが。まずA/D変換の基準電圧(入力の最大電圧)を10.23Vにする。この電源は3端子レギュレーターLM317で生成させます。なぜ10.23Vなのか。まずPICさんのアナログ-デジタル変換は最大値側の基準電圧と最小値側の基準電圧の間を(今の16F877Aなら10bit変換であるので)等間隔に2^10＝1024段階に分けて、そして入力電圧をその何段階目かな～と当てはめて変換するのでつ。で、1024を0を含めて数えると1023になるから、基準電圧は10.23Vにしたいのです(もちろん最小は0Vで。本来、CTの特性を考えると0Vから計測する必要性はないのですが、PIC内の計算がややこしくなるだけなのでパス。また10.23Vにこだわる必要はないのですが計算がややこしくなるのと、PICの制限上の問題から10.23Vにしたいかと思ってます)

    入力は(今のところ)2系統にして交互に計測、最大値をそれぞれ出させるという感じにしたいと思います。2つも計測するので少しでも早くするためにクロックを20MHzにしようかと思ってたり…セグメントが6つ必要になるかもしれないのでそこはまた後で考える。スイッチで切り替え式にするかもしれないし。

    パソコンへのデータ送信や追加PICでのセグメント表示は後回しってことで((（；-д- ）=3ﾊｧ



    あと今回基準電圧生成やオペアンプ使用で新たに電源を製作しようと思ってます。とりあえず

    AC100V→トランスで20Vぐらいまで降圧→ダイオードブリッジで整流→三端子レギュレーターで±DC15V生成→オペアンプに供給&三端子レギュレーターへ→DC10.23VとDC5.0V生成→PICへ

    といったようにしようと思ってます。三端子レギュレーターを4つも使おうとか考えてるβακα..._〆(ﾟ▽ﾟ*)ですがよろしくです。コスト(；´∀｀)･･･いたいなぁ･･･
    • 可変型レギュレータで基準電源を変えるより、入力アンプ部分のゲインを変えた方が簡単で安価じゃないかな（ねった）
      • あ、レギュレーターは7812，7912，7805の3つにしようと考えてます。10.23Vは12Vから抵抗かまして作ろうかと考えてます。ただ、トランスが最低2つ必要になっちゃうのでちょっと悩んでます。
  • 訂正。

    また馬鹿なことしてました|ι´Д｀|っ　＜　だめぽ　こんな感じで。

    AC100V→トランスで16V(13V)程度と7V程度に降圧→ダイオードブリッジでそれぞれ整流→三端子レギュレーターで±15V(12V)と+5V生成、15V(12V)から10.23V生成→オペアンプとPICへ

いかがでしょう?

  • トランス２つに分けるのは正解。アナログ計測部はデジタル回路のノイズに弱いからね。
  • 各ICの足にパスコン(bypass capacitor)入れましょうね（やました）

電圧計測

こいつについては今まで調べたことから勝手に「抵抗の値に対する不信感」みたいなのが発生してしまっているので、それが思い込みなのか勘違いなのかを確認してから考えたいと思ってます。細かく書くと、まずはショットキーバリアダイオードでのダイオードブリッジ(交流→直流(エセ絶対値)化)での電圧降下が一定なのか電圧値に比例するのかどうか、抵抗値の電圧での変化はあるのか?(ホントのところは発熱による抵抗値の変化なんですけど)などです。この辺が解決すれば電圧計測回路は割りとシンプルに完成すると思われます。ただこんなものも存在するからなぁ…

  • ダイオードなら柳原師匠に聞いてみましょう（ねった）

多分抵抗直列に並べて減圧してうまいことやるようにすると思います。ただその定数がどのくらいがいいのかが分からないんでけどねぇ～


  • 基板製作について

    まぁはっきり言わせてもらうともうめんどくさいですｱﾜﾜ ヽ(´Д｀;≡;´Д｀)丿 ｱﾜﾜ

    まぁ今回の(かなり)実験的な基板の方は設計はこっちでするし製作も大体こっちのほうでしますけど～電流計測のほうは結構ややこしくなりそうだから作るけど～電圧計測のほうは確実に簡単なものになるから～回路図渡して「作っといてね～|彡ｻｯ」とか言い出すと思うんでそんときゃみなさんよろしく～速攻で被害(!?)にあいそうなのはにしけいさんとぷよなんで。覚悟し＾－＾）よろしくｗ他の人も量産みたいなことになったら作らせるから。ぶっちゃけ言っちゃうと、半田付けの良し悪しで計測の精度とか耐久性とか変わる可能性大なので。「自分の作ったやつの精度が悪くなってる～」とか「壊れた～」なんてことにならないように死亡中のシールドとかｲﾊﾟｰｲ直して半田つけうまくなってくださいな。ホント、基板への半田付けは集中力極端に使うから…(*´д`;)…
    • 最新号のinterface読むべし(やました)

  • ついでに

    コナーン行って木材曲・げ・て・ｷﾀ━━━━━━(ﾟ∀ﾟ)━━━━━━!!!!

    結果はMDF(だったかな)とか集合材はカス決定。確実に折れる確率高し。あとよく言われるけど節のあるものはやめたほうがいいですよ。反りますから。ちゃんと乾燥したものならいいんですが、そんな物が売っているとも思えないんで。それ以外なら結構いい線行ってると思いますよー厚みは10mmですけど。CD・MDラックの再製作にもよろしいかと。妄想では積んでも安定するもの。押入れ収納みたいなもの作りたいね(なんか違う)

    [↑2004.3.25以降追記(　・∀・)ｱﾋｬ(汗↑]



間違いだらけなのでどうぞ･･･質問でも何なりと･･･気づいたら･･･お願いします･･･

  • ショットキーバリアダイオードはSBDって略するよ -- ねった? 2004-05-14 (金) 14:28:56
  • ダイオードの部分は普通オペアンプを使った絶対値回路を使います、絶対値回路で全波整流するんですよ、でもRMS－DCコンバータICなんかありますので普通はそれを使いますよ、AD736とか -- 通りすがり? 2009-11-13 (金) 01:47:10