特表 2024-535882 セルフチューニング型変流器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-02

(54)【発明の名称】セルフチューニング型変流器

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/00 20060101AFI20240925BHJP

   G01R 35/00 20060101ALI20240925BHJP

   G01R 21/133 20060101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

G01R19/00 N

G01R35/00 E

G01R21/133 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024517438

(86)(22)【出願日】2022-09-20

(85)【翻訳文提出日】2024-04-23

(86)【国際出願番号】 US2022044147

(87)【国際公開番号】W WO2023044164

(87)【国際公開日】2023-03-23

(31)【優先権主張番号】63/261,401

(32)【優先日】2021-09-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519461738

【氏名又は名称】ヴティリティー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＶＵＴＩＬＩＴＹ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100213333

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿山 昌代

(72)【発明者】

【氏名】マイケル エム オースティン

(72)【発明者】

【氏名】コーディ シュック ブラウン

【テーマコード（参考）】

2G035

【Ｆターム（参考）】

2G035AA04

2G035AB02

2G035AC02

2G035AD19

2G035AD26

2G035AD28

2G035AD65

(57)【要約】

電気使用量モニタは、電気回路に電気使用量モニタを取り付けて、電気回路の電気使用量をモニタリングする結合部品と、電気使用量モニタによって捕捉されたアナログ電流読み取り値をデジタル値に変換するように構成されたアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）と、ＡＤＣに動作可能に結合されたプロセッサと、プロセッサに動作可能に結合され、プロセッサによって実行されると、プロセッサに動作を実行させる命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体と、を含むことができる。動作には、デジタル値の標準偏差を決定することと、標準偏差に基づいて、ＡＤＣの利得を調整することと、デジタル値を含む信号をサーバに送信することと、が含まれ得る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気使用量モニタであって、
電気回路に前記電気使用量モニタを取り付けて、前記電気回路の電気使用量をモニタリングする結合部品と、
前記電気使用量モニタによって捕捉された読み取り値をデジタル値に変換するように構成されたアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）と、
ネットワーク通信インタフェースと、
前記ＡＤＣに動作可能に結合されたプロセッサと、
前記プロセッサに動作可能に結合され、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記デジタル値の標準偏差を決定させ、
前記標準偏差に基づいて、前記ＡＤＣの利得を調整させ、
前記通信インタフェースによって、前記デジタル値を含む信号を送信させる
命令を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体と、
を含む、電気使用量モニタ。

【請求項2】

前記ＡＤＣの前記利得を調整することに、前記利得を前記標準偏差の倍数に比例するように調整することを含む、請求項１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項3】

前記ＡＤＣの前記利得を調整することに、前記デジタル値の平均に基づいて前記利得を調整することを含む、請求項１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項4】

前記信号は、前記ＡＤＣの前記調整された利得を含む、請求項３に記載の電気使用量モニタ。

【請求項5】

前記命令は、更に、前記利得を調整する前に、前記プロセッサに、前記調整された利得の肯定応答を受信させる、請求項４に記載の電気使用量モニタ。

【請求項6】

前記信号は、前記デジタル値に関連付けられたＡＤＣバケットを含む、請求項５に記載の電気使用量モニタ。

【請求項7】

前記命令は、更に、前記プロセッサに、
前記デジタル値の新しい標準偏差を決定させ、
前記新しい標準偏差に基づいて、前記ＡＤＣの前記調整された利得を更新させる、
請求項１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項8】

プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
電気使用量モニタによって捕捉された読み取り値の標準偏差を決定させ、
前記読み取り値の前記標準偏差に基づいて、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）の利得を調整させ、
前記ＡＤＣによって生成されたデジタル値を含む信号を送信させる
命令を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記デジタル値に前記読み取り値のデジタル変換を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。

【請求項9】

前記ＡＤＣの前記利得を調整することに、前記デジタル値の前記標準偏差の倍数に比例するように前記利得を調整することを含む、請求項８に記載の媒体。

【請求項10】

前記ＡＤＣの前記利得を調整することに、前記デジタル値の平均に基づいて前記利得を調整することを含む、請求項８に記載の媒体。

【請求項11】

前記信号は、前記ＡＤＣの前記調整された利得を含む、請求項１０に記載の媒体。

【請求項12】

前記命令は、更に、前記利得を調整する前に、前記プロセッサに、前記調整された利得の肯定応答を受信させる、請求項１１に記載の媒体。

【請求項13】

前記信号は、前記デジタル値に関連付けられたＡＤＣバケットを含む、請求項１２に記載の媒体。

【請求項14】

前記命令は、更に、前記プロセッサに、
前記デジタル値の新しい標準偏差を決定させ、
前記新しい標準偏差に基づいて、前記ＡＤＣの前記調整された利得を更新させる、
請求項８に記載の媒体。

【請求項15】

電気使用量モニタリングシステムであって、
ネットワークを介して電気使用量モニタと通信するネットワーク通信インタフェースと、
前記ネットワーク通信インタフェースによって、前記電気使用量モニタによって捕捉された読み取り値のデジタル変換を含むデジタル値を含む信号を前記電気使用量モニタから受信し、前記読み取り値を前記電気使用量モニタのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によって前記デジタル値に変換し、
前記電気使用量モニタから前記ＡＤＣの利得を受信し、
前記デジタル値の標準偏差に基づいて、前記電気使用量モニタに信号を送信して、前記ＡＤＣの前記利得を調整する
１つ以上のプロセッサと、
を含む、システム。

【請求項16】

前記ＡＤＣの前記利得を調整することに、前記デジタル値の前記標準偏差の倍数に比例するように前記利得を調整することを含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記ＡＤＣの前記利得を調整することに、前記デジタル値の平均に基づいて、前記利得を調整することを含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項18】

前記１つ以上のプロセッサが、前記電気使用量モニタから、前記調整された利得の肯定応答を受信する、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記デジタル値は、電気測定値に関連するＡＤＣバケットを含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項20】

前記１つ以上のプロセッサが、前記調整された利得を使用して、前記デジタル値をデコードする、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記１つ以上のプロセッサが、前記デジタル値の新しい標準偏差を決定し、前記新しい標準偏差に基づいて、前記ＡＤＣの前記調整された利得を更新する、請求項１５に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連技術の相互参照）
本出願は、２０２１年９月２０日に出願された「ＲＥＬＡＴＩＶＥ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＤＥＣＯＤＩＮＧ ＯＲ ＳＥＬＦ－ＴＵＮＩＮＧ ＣＵＲＲＥＮＴ ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲ」と題する米国仮出願第６３／２６１４０１号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、導体の電気的特性を測定し、それらの測定値を報告する方法および装置に関し、より具体的には、セルフチューニングして測定報告の分解能を向上させるモニタリング方法および装置に関する。

【背景技術】

【0003】

電気使用量をモニタリングすることにより、重要な資産の管理、不必要なエネルギーまたは機器の損失の軽減、および全体効率の向上（資金の節約や貴重な資源の節約）に役立つエネルギー消費に関するより良い情報を提供することができる。電気をモニタリングすることにより、所与の電気システムの様々な部分（例えば、集合住宅の個々のユニット）によるエネルギー消費の理解および洞察を容易にすることもできる。電気使用量のモニタリングを通じて得られる強化された情報により、意思決定力が向上し得る。より良い情報は、意思決定力を改善させることもできる。

【0004】

モニタリング情報（測定情報）を無線でおよび／またはインターネット等の通信ネットワークを介して通信する電気モニタリング装置は、利用可能な情報を大幅に向上させることができる。モノのインターネット（ＩｏＴ）の普及には、モニタリング情報を無線で通信する、こうした電気モニタリング装置の普及が含まれる。

【0005】

電気測定値を送信するために、電気モニタリング装置は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を利用して、アナログ読み取り値をデジタル値に変換することができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】１つ以上の実施形態による、電気モニタリングを含む電気システムの図である。

【図2】一実施形態による、分割コア変流器のハウジングの分解図である。

【図3】一実施形態による、セルフチューニング型電流モニタリング装置のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）に関連付けられた、例示的なルックアップテーブル（ＬＵＴ）である。

【図4】一実施形態による、セルフチューニング型電流モニタリング装置のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）に関連付けられた、別の例示的なＬＵＴである。

【図5】一実施形態による、セルフチューニング型電流モニタリング装置のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）に関連付けられた、更に別の例示的なＬＵＴである。

【図6】平均電流読み取り値を中心とし、セルフチューニング型電流モニタリング装置のＡＤＣに関連付けられた、例示的なＬＵＴである。

【図7】平均電流読み取り値を中心とし、セルフチューニング型電流モニタリング装置のＡＤＣに関連付けられた、別の例示的なＬＵＴである。

【図8】一実施形態による、電気使用量モニタのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）の利得を調整するプロセスを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

アクティブな電気モニタリングは、「収益グレード（レベニューグレード）」であるためには、エラーが２％未満である必要がある。このレベルでの報告精度には、通常、（ＫＷまたはＫＷｈについて）小数点以下の複数桁で表される数値による高精度のデータが必要である。本開示による装置および／または本開示の実施形態による方法を実施する装置は、広範囲の電流値にわたってナノアンペア時およびミリアンペア時でアンペア時データを測定することができる。例えば、電気モニタリング装置は、０～４０００アンペアの電流を測定できる。しかしながら、このような広範囲の電流値をカバーすると、測定が粗くなる結果となり得る。

【0008】

本開示は、電気モニタリング装置を自動的にチューニングして、細かい粒度で正確な電流測定を提供し、広範囲の電流値にわたってそれを実施する装置、方法、および技術に関する。

【0009】

図１は、１つ以上の実施形態による、電気モニタリングを含む電気システム１００を示す。電気システム１００は、配電網１０を含むまたは配電網１０を伴うことができる。ステーション１２（例えば、変電所）は、１つ以上の主電源１１にて配電網１０に相互接続されている。ステーション１２は、サービスライン１４、１６、１８を介して、産業消費者３０、商業または高密度住宅の消費者３２、および／または住宅消費者３４等の１以上の消費者（例えば、顧客）に公共電気サービスを提供する（引込線２２を介して住宅消費者３４に供給するために、変圧器２０を介在させて、サービスライン１８上の電圧を降圧させてもよい。）

【0010】

電気モニタリング装置１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈ、１１０ｋ（総称して、電気モニタリング装置１１０ａ～ｋ）は、システム１０全体にわたって様々な地点に配置されて、システム１０の様々な地点で電気をモニタリングすることができる。図１に僅かに拡大して示されるように、電気モニタリング装置１１０ｃは、結合部１１２（例えば、モニタリング対象のサービスライン１６ｍに結合する分割コア変流器）、プロセッサ１２０、メモリ１２５、不揮発性メモリ１３０、通信プロセッサ１３５（例えば、通信ネットワークインタフェース、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１４０、無線通信ネットワーク送信機／送受信機）、および収集されたエネルギーを貯蔵し、貯蔵されたエネルギーを放出して、プロセッサ１２０、通信プロセッサ１３５、および／またはモニタリング装置１１０ｃの他のコンポーネントに給電するエネルギー貯蔵装置を含むことができる。ＡＤＣ１４０は、可変利得を有してもよい。プロセッサ１２０は、ＡＤＣ１４０の利得を調整するように構成され得る。電気モニタリング装置１１０ａ～ｋは、無線通信ネットワーク（例えば、ＷｉＦｉ、ＬｏＲａＷＡＮ、ＳｉｇＦｏｘ ＩｏＴ）、クラウドコンピューティングネットワークまたはシステム、および／またはインターネット等の電子通信ネットワーク５０と通信することができる。サーバシステム１４２も通信ネットワーク５０と通信してもよい。

【0011】

電気モニタリング装置１１０ａ～ｋは、サーバシステム１４２が受信可能なデータ送信または通信１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｆ、１５０ｇ、１５０ｈ、１５０ｋ、１５０ｍ（総称して、通信１５０ａ～ｍ）を通信ネットワークに提供することができる。データは、測定データを含むことができる。装置１１０ａ～ｋは、セルフチューニング型電流モニタリング装置を含むことができる。各セルフチューニング型電流モニタリング装置は、本明細書で説明するように、電流測定値に基づいてＡＤＣの利得を調整することができる。

【0012】

図２は、一実施形態による、分割コア変流器のハウジング２００の分解図である。分割コア変流器は、電流モニタリング装置の一例である。ハウジング２００は、互いに分離して示される第１のハウジング部分２１０および第２のハウジング部分２２０を含む。各ハウジング部分２１０、２２０は、分割コア変流器のコア半体２５０ａ、２５０ｂをそれぞれ収容するように構成される。ハウジング部分２１０、２２０およびそれぞれのコア半体２５０ａ、２５０ｂは、モニタリング対象のエネルギー源を包囲する、取り囲む、その周囲にクリップされる、またはクランプあるいはインタフェースされるように構成される。変流器は、モニタリング対象のエネルギー源内の変動する電流の流れから変動する磁場を伝導することができる。変流器内の変動する磁場は、ワイヤ内に起電力を伝導して電気エネルギーを生成することができる。ワイヤは、通常、コア半体２５０ａ、２５０ｂのうちの一方の周りに巻き付けられる。ワイヤ内の電流のサンプルまたは測定値から、モニタリング対象のエネルギー源内の変動する電流の流れの測定値を推測または決定することができる。ハウジング２００は、電流モニタリング装置の処理回路および送信回路を収容することもできる。処理回路は、分割コア変流器からサンプル（測定値）を収集するように動作することができ、また、モニタリング対象のエネルギー源の一次電流を決定することもできる。送信回路は、モニタリング対象のエネルギー源の測定値を含むデータを送信することができる。

【0013】

理解され得るように、分割コア変流器は、電流モニタリング装置の一種である。他のタイプのモニタリング装置が利用されてもよく、および／または開示されたチューニング装置および方法の実施形態を実施してもよい。これらの他のタイプのモニタリング装置には、電圧モニタリング装置や、電気の特性をモニタリングおよび／または測定する他の装置が含まれ得る。

【0014】

図３は、セルフチューニング型電流モニタリング装置のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）に関連付けられた、例示的なルックアップテーブル（ＬＵＴ）３００である。電流モニタリング装置は、図２の分割コア変流器または図１の装置１１０ａ～ｋのうちの１つであることができる。電流モニタリング装置は、モニタリング対象の導体の電流のアナログ読み取り値を出力することができる。ＡＤＣは、アナログ電流読み取り値をデジタル値に変換することができ、デジタル値はＡＤＣのバケットまたはスロットを表す。ＬＵＴ３００は、ＡＤＣのバケットと電流測定値との間の関連性を説明することができる。いくつかの実施形態では、ＬＵＴ３００は、ＡＤＣのメモリに格納することができ、ＡＤＣ出力は、測定値３５０またはＬＵＴ３００に基づくものであり得る。他の実施形態では、ＬＵＴ３００は、電流モニタリング装置のメモリに格納することができる。ＡＤＣ出力は、ＬＵＴ３００のバケット３１０（またはスロット）のセットからのバケットの指定を含むことができ、（例えば、電流モニタリング装置または宛先／受信システムによって）ＬＵＴ３００を使用して、ＡＤＣによる指定されたバケット３１０出力をＬＵＴの対応する測定値３５０に変換することができる。ＬＵＴ３００は、バケット３１０（またはスロット）および測定値３５０を含むことができる。バケット３１０は、測定値３５０に対応するデジタル値を表すことができる。各バケットは、値の範囲を表すことができる。例えば、０～１．２１２アンペアの間の全てのアナログ電流読み取り値を第１のバケット３１１によって表すことができる。一例では、電流モニタリング装置は、２．２１５９２アンペアのアナログ電流読み取り値を出力する。ＡＤＣは、２．２１５９２アンペアの読み取り値１を受信し、バケット３１０の第２のバケット３１２に対応するデジタル値である２を出力する。ＬＵＴ３００は、第２のバケット３１２が２．４２４アンペアの第２の測定値３５２に関連付けられていることを示し得る。従って、この例では、電流モニタリング装置からの２．２１５９２アンペアの読み取り値は、ＡＤＣおよびＬＵＴ３００によって、２．４２４アンペアの第２の測定値３５２に変換される。

【0015】

バケット３１０は、第１のバケット３１１、第２のバケット３１２、第３のバケット３１３、第４のバケット３１４、第５のバケット３１５、および第６のバケット３１６を含むことができる。バケット３１０は、最後のバケット３３０までの連続したバケットを含むことができる。いくつかの実施形態では、バケット３１０は、図示したように、３３００個のバケットを含むことができる。他の実施形態では、バケット３１０は、任意の数のバケットを含むことができる。更に他の実施形態では、バケット３１０は、ＡＤＣの容量に等しい数のバケットを含むことができる。

【0016】

バケット３１０の各バケットは、測定値３５０の測定値に関連付けることができる。測定値３５０は、ＡＤＣの利得に基づいて、バケット３１０に関連付けることができる。例えば、バケット３１０は、利得乗数に基づいて、測定値３５０に関連付けることができる。一例では、利得乗数は１．２１２であり、連続する各バケットは、前のバケットよりも１．２１２アンペア高い測定値に関連付けられる。利得は、測定値３５０の範囲によって決定することができる。最後の測定値３７０は、測定値３５０の範囲の上限を表し得る。測定値３５０は、後続の測定値との間の差が、測定値３５０の範囲をバケット３１０のバケット数で割った値に等しくなるように、等間隔にすることができる。例えば、測定値３５０の範囲が４０００アンペアであり、バケットの数が３３００である場合、後続の測定値との間の間隔は、４０００アンペア／３３００、または１．２１２アンペアに相当する。測定値３５０の範囲は、電流モニタリング装置の予想される用途に基づいて設定することができる。例えば、電流モニタリング装置が定格容量４０００アンペアの導体の電流を測定するために使用されることが予想される場合、範囲は４０００アンペアであり得る。

【0017】

測定値３５０は、異なる測定値３５０がバケット３１０に関連付けられるように、変更可能であってもよい。例えば、ＡＤＣの利得は、異なる測定値３５０がバケット３１０に関連付けられるように調整されてもよい。

【0018】

図４は、セルフチューニング型電流モニタリング装置のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）に関連付けられた例示的なＬＵＴ４００である。電流モニタリング装置は、図２の分割コア変流器または図１の装置１１０ａ～ｋのうちの１つであることができる。いくつかの実施形態では、ＬＵＴ４００は、利得を調整した、図３のＬＵＴ３００であってもよい。電流モニタリング装置は、モニタリング対象の導体の電流のアナログ読み取り値を出力することができる。ＡＤＣは、アナログ電流読み取り値をデジタル値に変換することができ、デジタル値はＡＤＣのバケットまたはスロットを表す。ＬＵＴ４００は、ＡＤＣのバケットと電流測定値との間の関連性を説明することができる。いくつかの実施形態では、ＬＵＴ４００は、ＡＤＣのメモリに格納されてもよく、ＡＤＣ出力は、測定値４５０であるか、またはＬＵＴ４００に基づくものであることができる。他の実施形態では、ＬＵＴ４００は、電流モニタリング装置のメモリに格納されてもよい。ＡＤＣ出力はバケット４１０を含むことができ、電流モニタリング装置によってＬＵＴ４００を使用して、バケット４１０を測定値４５０に変換することができる。ＬＵＴ４００はバケット４１０および測定値４５０を含むことができる。バケット４１０は、測定値４５０に対応するデジタル値を表すことができる。各バケットは、値の範囲を表すことができる。例えば、０アンペア～１．２１２アンペアの間の全てのアナログ電流読み取り値を第１のバケット４１１によって表すことができる。

【0019】

バケット４１０は、第１のバケット４１１、第２のバケット４１２、第３のバケット４１３、第４のバケット４１４、第５のバケット４１５、および第６のバケット４１６を含むことができる。バケット４１０は、最後のバケット４３０までの連続したバケットを含むことができる。いくつかの実施形態では、バケット４１０は、図示のように、３３００のバケットを含むことができる。他の実施形態では、バケット４１０は、任意の数のバケットを含むことができる。更に他の実施形態では、バケット４１０は、ＡＤＣの容量に等しい数のバケットを含むことができる。

【0020】

バケット４１０の各バケットは、測定値４５０の測定値に関連付けることができる。測定値４５０は、ＡＤＣの利得に基づいて、バケット４１０に関連付けることができる。例えば、バケット４１０は、利得乗数に基づいて、測定値４５０に関連付けることができる。一例では、利得乗数は０．０３０であり、連続する各バケットは、前のバケットよりも０．０３０アンペア高い測定値に関連付けることができる。利得は、測定値４５０の範囲によって決定することができる。最後の測定値４７０は、測定値４５０の範囲の上限を表し得る。測定値４５０は、後続の測定値との間の差が測定値４５０の範囲をバケット４１０のバケットの数で割った値に等しくなるように、等間隔にすることができる。例えば、測定値４５０の範囲が１００アンペアであり、バケットの数が３３００である場合、後続の測定値との間の間隔は、１００アンペア／３３００、または０．０３０アンペアに相当する。測定値４５０の範囲は、電流モニタリング装置の予想される用途に基づいて設定することができる。例えば、電流モニタリング装置が１００アンペアの定格容量を有する導体の電流を測定するために使用されることが予想される場合、範囲は１００アンペアであることができる。

【0021】

測定値４５０は、異なる測定値４５０がバケット４１０に関連付けられるように、変更可能であってもよい。例えば、ＡＤＣの利得は、異なる測定値４５０がバケット４１０に関連付けられるように調整されてもよい。上述したように、ＬＵＴ４００は、利得を調整した、図３のＬＵＴ３００であってもよい。いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、ＡＤＣの利得を調整することによってセルフチューニングすることができる。いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、数式１を使用して新しい測定値４５０を計算するためにＡＤＣの利得を調整することができ、ここで、Ｍ_ｎｅｗは新しい測定値であり、Ｇ_{ａｄｊｕｓｔｅｄ}は調整された利得であり、Ｍは測定値４５０である。

【0022】

Ｍ_ｎｅｗ＝Ｇ_{ａｄｊｕｓｔｅｄ}＊Ｍ

【0023】

いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、電流モニタリング装置によって捕捉されたアナログ電流読み取り値の標準偏差に基づいて、ＡＤＣの利得を調整することができる。他の実施形態では、電流モニタリング装置は、読み取り値に対応するＡＤＣによって出力されるデジタル値の標準偏差に基づいて、ＡＤＣの利得を調整することができる。いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、標準偏差の倍数に比例するようにＡＤＣの利得を調整することができる。例えば、電流モニタリング装置はアナログ電流読み取り値を検出することができ、ＡＤＣはアナログ電流読み取り値をデジタル値に変換し、デジタル値の標準偏差を決定することができる。いくつかの実施形態では、ＡＤＣは、図３のＬＵＴ３００を使用してデジタル値を測定値に変換することができ、測定値の標準偏差を決定することができる。電流モニタリング装置は、標準偏差に基づいて、ＡＤＣの利得を調整することができ、それに応じて、図３のＬＵＴ３００の利得を調整して、ＬＵＴ４００を取得することができる。

【0024】

いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、電流モニタリング装置によって捕捉された読み取り値の平均に基づいて、ＡＤＣの利得を調整することができる。いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、捕捉された読み取り値の平均をＬＵＴ４００の中心とするようにＡＤＣの利得を調整することができる。いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、数式２のように、新しい測定値４５０を計算するためにＡＤＣの利得を調整することができ、ここで、Ｍ_ｎｅｗは新しい測定値であり、Ｇ_{ａｄｊｕｓｔｅｄ}は調整された利得であり、Ｍは測定値４５０であり、Ｃは定数である。

【0025】

Ｍ_ｎｅｗ＝Ｇ_{ａｄｊｕｓｔｅｄ}＊Ｍ＋Ｃ

【0026】

いくつかの実施形態では、第１の測定値４５１はゼロアンペアを含むことができ、ＬＵＴ４００が平均を中心とし、第１の測定値４５１および第２の測定値４５２を除いて、測定値４５０が等間隔になるように、第２の測定値４５２を上方に調整することができる。他の実施形態では、ＬＵＴ４００が平均を中心とし、測定値４５０が等間隔になるように、第１の測定値４５１を上方に調整することができる。いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、捕捉された測定値の平均および標準偏差に基づいて、ＡＤＣの利得を調整することができる。例えば、電流モニタリング装置は、平均からの複数の標準偏差をカバーするのに十分な範囲で、ＬＵＴ４００が平均を中心とするように、ＡＤＣの利得を調整することができる。例えば、電流モニタリング装置は、標準偏差の６倍に等しい範囲で、ＬＵＴ４００が５０アンペアを中心とするように、ＡＤＣの利得を調整することができる。この範囲により、ＡＤＣは平均より３標準偏差高い電流値と、平均より３標準偏差低い電流値とを測定することができる。

【0027】

セルフチューニングにより、電流モニタリング装置を使用して、異なる定格容量を有する様々な異なる導体の電流を正確に測定することが可能になる。例えば、電流モニタリング装置は、４０００アンペアの定格容量を有する導体とともに使用することが意図されているかもしれないが、電流モニタリング装置は、１００アンペアの定格容量を有する導体に結合されて（例えば、モニタリングするために利用されて）いるかもしれない。ＡＤＣに４０００アンペアの範囲を使用することにより、電流の読み取りが粗くなる結果となり得る。電流モニタリング装置は、１００アンペアの定格容量を有する導体で使用するためにセルフチューニングするようＡＤＣの利得を調整することができる。調整された利得によって与えられるＡＤＣの調整された範囲は、１００アンペアの定格容量を有する導体の電流の正確な測定を可能にすることができる。

【0028】

電流モニタリング装置は、図１のサーバシステム１４２のようなサーバに信号またはデジタル送信／通信を送信することができる。信号は、バケット４１０の表示を含むことができる。サーバは、ＬＵＴ４００を含むことができ、それにより、サーバはバケット４１０の表示をデコードして測定値４５０を決定することができる。例えば、信号は、０．１２１アンペアと０．１５２アンペアとの間の値の範囲を表す第５の測定値４５５に対応する第５のバケット４１５の表示を含むことができる。サーバは、ＬＵＴ４００を含むことができ、それにより、サーバが第５のバケット４１５の表示をデコードして、電流モニタリング装置が０．１２１アンペアと０．１５２アンペアとの間の電流を読み取ったことを判断できるようにする。信号（またはデジタル送信／通信）には、ＡＤＣの調整された利得が含まれてもよい。サーバは、サーバのＬＵＴ４００が電流モニタリング装置のＬＵＴ４００と一致するように、ＡＤＣの調整された利得をサーバのルックアップテーブル４００に適用することができる。いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、ＡＤＣの利得を調整する前に、調整された利得に対するサーバからの肯定応答を待つ。いくつかの実施形態では、サーバに送信される各信号（またはデジタル送信／通信）には、使用される利得の表示が含まれる。他の実施形態では、利得を調整してサーバに送信される各信号（またはデジタル送信／通信）には、使用される利得の表示が含まれる。

【0029】

いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、読み取り値、デジタル値、または測定値の新しい標準偏差を定期的または継続的に決定することができる。電流モニタリング装置は、新しい標準偏差に基づいて、ＡＤＣの調整された利得を更新することができる。いくつかの実施形態では、電流モニタリング装置は、新しい標準偏差が標準偏差閾値の範囲外にある場合にのみ、調整された利得を更新することができる。

【0030】

いくつかの実施形態では、サーバは、電流モニタリング装置に関連して説明したように、標準偏差および／または平均を決定し、それに応じて利得を調整するように構成することができる。サーバは、電流モニタリング装置に信号（またはデジタル送信／通信）を送信して、利得を調整することができる。いくつかの実施形態では、サーバは、電流モニタリング装置からの調整された利得の肯定応答を待ってもよい。

【0031】

図５は、セルフチューニング型電流モニタリング装置のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）の、またはそれに関連付けられた、例示的なＬＵＴ５００である。電流モニタリング装置は、図２の分割コア変流器または図１の装置１１０ａ～ｋのうちの１つであることができる。いくつかの実施形態では、ＬＵＴ５００は、利得を調整した、図３のＬＵＴ３００および／または図４のＬＵＴ４００であることができる。ＬＵＴ５００は、より広範囲の測定値５５０に対応するよう上方に調整された利得を有してもよい。電流モニタリング装置は、モニタリング対象の導体の電流のアナログ読み取り値を出力することができる。ＡＤＣは、アナログ電流読み取り値をデジタル値に変換することができ、デジタル値は、ＡＤＣのバケットまたはスロットを表す。ＬＵＴ５００は、ＡＤＣのバケットと電流測定値との間の関連性を説明することができる。いくつかの実施形態では、ＬＵＴ５００は、ＡＤＣのメモリに格納することができ、ＡＤＣ出力は、測定値５５０またはＬＵＴ５００に基づくものであり得る。他の実施形態では、ＬＵＴ５００は、電流モニタリング装置のメモリに格納することができる。ＡＤＣ出力には、バケット５１０を含むことができ、電流モニタリング装置によってＬＵＴ５００を使用して、バケット５１０を測定値５５０に変換することができる。

【0032】

図６は、平均電流読み取り値を中心とし、セルフチューニング型電流モニタリング装置のＡＤＣに関連付けられた例示的なＬＵＴ６００である。電流モニタリング装置は、図２の分割コア変流器または図１の装置１１０ａ～ｋのうちの１つであることができる。いくつかの実施形態では、ＬＵＴ６００は、利得を調整した、図３のＬＵＴ６００および／または図４のＬＵＴ６００であることができる。電流モニタリング装置は、モニタリング対象の導体の電流のアナログ読み取り値を出力することができる。ＡＤＣは、アナログ電流読み取り値をデジタル値に変換することができ、デジタル値はＡＤＣのバケットまたはスロットを表す。ＬＵＴ６００は、ＡＤＣのバケットと電流測定値との間の関連性を説明することができる。ＬＵＴ６００は、本明細書で説明するように、平均電流測定値を中心とすることができる。ＬＵＴ６００は、数式２を使用して計算されるように、ＡＤＣの調整された利得に対応し得る。ＬＵＴ６００は、平均測定値６５６を中心とすることができる。平均測定値６５６は、特定の期間に捕捉された測定値の平均であってもよい。いくつかの実施形態では、平均測定値６５６は、ＬＵＴ６００のセンタリングの直前の日、分、時間、または他の期間に捕捉された測定値の平均である。他の実施形態では、平均測定値６５６は、測定値のローリング平均である。

【0033】

ＬＵＴ６００は、バケット６１０および測定値６５０を含むことができる。バケット６１０は、ＡＤＣの出力に対応することができ、測定値６５０は、バケット６１０に関連付けられたＡＤＣのアナログ電流読み取り値に対応することができる。例えば、電流モニタリング装置は、バケット６１０の第２のバケット６１２に対応する２０００．０１０アンペアの電流を読み取ることができる。ＬＵＴ６００は、第２のバケット６１２を、２０００．６０６アンペアの測定値６５０のうちの第２の測定値６５２に変換することができる。２０００．６０６アンペアの第２の測定値６５２は、２０００．０００アンペアと２０００．６０６アンペアとの間の全ての電流値を表すことができる。

【0034】

測定値６５０は、平均測定値６５６の上下に等しい数の測定値を含むことができる。測定値６５０は、等間隔にすることができる。ＬＵＴ６００の平均測定値６５６は、３０００アンペアであり得る。いくつかの実施形態では、バケット６１０は、図示したように、３３００のバケットを含むことができる。他の実施形態では、バケット６１０は、任意の数のバケットを含むことができる。更に他の実施形態では、バケット６１０は、ＡＤＣの容量に等しい数のバケットを含むことができる。いくつかの実施形態では、バケット６１０は、図示したように偶数のバケットを含むことができ、これは、測定値６５０が平均測定値６５６の周りに均等にセンタリングできないことを意味する。いくつかの実施形態では、図示するように、平均測定値６５６を超える追加の測定値が含まれてもよい。例えば、最大測定値６７０は６０００アンペアとすることができ、これは平均測定値６５６の３０００アンペアを超えており、等間隔である測定値のパターンを破っている。他の実施形態では、平均測定値６５６未満の追加の測定値が含まれてもよい。例えば、最小測定値は０アンペアとすることができ、これは、平均測定値６５６未満であり、等間隔である測定値のパターンを破っている。

【0035】

ＬＵＴ６００の範囲は、電流測定値の標準偏差に基づくことができる。ＬＵＴ６００の範囲は、標準偏差の倍数であってもよい。例えば、ＬＵＴ６００の範囲は、平均測定値６５６より２標準偏差高い測定値および平均測定値６５６より２標準偏差低い測定値を含む、４つの標準偏差に等しいことができる。ＬＵＴ６００の範囲が標準偏差の倍数に制限されるようにＡＤＣの利得を調整することにより、予想される電流測定値に対応する粒度レベルの測定値６５０を提供する。

【0036】

図７は、平均電流読み取り値を中心とし、セルフチューニング型電流モニタリング装置のＡＤＣに関連付けられた別の例示的なＬＵＴである。電流モニタリング装置は、図２の分割コア変流器または図１の装置１１０ａ～ｋのうちの１つであることができる。いくつかの実施形態では、ＬＵＴ７００は、利得を調整した、図３のＬＵＴ３００および／または図４のＬＵＴ４００であることができる。ＬＵＴ７００は、本明細書で説明するように、平均電流測定値を中心とすることができる。電流モニタリング装置は、モニタリング対象の導体の電流のアナログ読み取り値を出力することができる。ＡＤＣは、アナログ電流読み取り値をデジタル値に変換することができ、デジタル値はＡＤＣのバケットまたはスロットを表す。ＬＵＴ７００は、ＡＤＣのバケットと電流測定値との間の関連性を説明することができる。ＬＵＴ７００は、数式２を使用して計算されるように、ＡＤＣの調整された利得に対応し得る。ＬＵＴ７００は、平均測定値７５６を中心とすることができる。平均測定値７５６は、特定の期間に捕捉された測定値の平均であり得る。いくつかの実施形態では、平均測定値７５６は、ＬＵＴ７００のセンタリングの直前の日、分、時間、または他の期間に捕捉された測定値の平均である。他の実施形態では、平均測定値７５６は、測定値のローリング平均である。

【0037】

ＬＵＴ７００は、バケット７１０および測定値７５０を含むことができる。バケット７１０は、ＡＤＣの出力に対応することができ、測定値７５０は、バケット７１０に関連付けられたＡＤＣのアナログ電流読み取り値に対応することができる。測定値７５０は、平均測定値７５６の上下に等しい数の測定値を含むことができる。測定値７５０は、等間隔にすることができる。ＬＵＴ７００の平均測定値７５６は、３０００アンペアであり得る。いくつかの実施形態では、バケット７１０は、図示したように、３３００のバケットを含むことができる。他の実施形態では、バケット７１０は、任意の数のバケットを含むことができる。更に他の実施形態では、バケット７１０は、ＡＤＣの容量に等しい数のバケットを含むことができる。いくつかの実施形態では、バケット７１０は、図示したように、偶数のバケットを含むことができ、これは、測定値７５０が平均測定値７５６の周りに均等にセンタリングできないことを意味する。いくつかの実施形態では、平均測定値７５６を超える追加の測定値が含まれてもよい。他の実施形態では、図示するように、平均測定値７５６未満の追加の測定値が含まれてもよい。例えば、最小測定値は０アンペアとすることができ、これは平均測定値７５６未満であり、等間隔である測定値のパターンを破っている。

【0038】

ＬＵＴ７００の範囲は、電流測定値の標準偏差に基づくことができる。ＬＵＴ７００の範囲は、標準偏差の倍数であってもよい。例えば、ＬＵＴ７００の範囲は、平均測定値７５６より３標準偏差高い測定値および平均測定値７５６より３標準偏差低い測定値を含む、６つの標準偏差に等しいことができる。平均未満の第１の測定値７５５は、平均測定値７５６から利得を引いたものに等しくすることができる。平均未満の第２の測定値７５４は、平均測定値７５６から利得の２倍を引いたものに等しくすることができる。第３の測定値７５３は、平均測定値７５６から利得の１６４９倍を引いたものに等しくすることができる。利得を乗算する数は、本明細書で説明するように、ＡＤＣの容量に依存し得るバケット７１０の数に依存する。第２の測定値７５２は、平均測定値７５６から標準偏差の３倍を引いたものに等しくすることができ、これは、平均測定値７５６から利得の１６５０倍を引いたものに等しい。利得は、ＬＵＴ７００が平均値より上下３標準偏差の測定値を含むように調整され、それにより、第２の測定値７５２は、平均測定値７５６から標準偏差の３倍を引いたものに等しく、これは、平均測定値７５６から利得の１６５０倍を引いたものに等しく、ここではバケットの合計は３３００であり、第１の測定値７５１はゼロに等しい。平均測定値７５６を超える測定値は、逆の同じパターンに従う。平均を超える第１の測定値７５７は、平均測定値７５６に利得を加えたものに等しいことができる。平均を超える第２の測定値７５８は、平均測定値７５６に利得の２倍を加えたものに等しいことができる。最大測定値７６９は、平均値に標準偏差の３倍を加えたものに等しいことができ、これは、平均測定値７５６に利得の１６５０倍を加えたものに等しく、ここでは、バケットの合計は３３００であり、第１の測定値７５１は、ゼロに等しい。

【0039】

ＬＵＴ７００の範囲が標準偏差の倍数に制限されるようにＡＤＣの利得を調整することにより、予想される電流測定値に対応する粒度レベルの測定値７５０を提供する。ＬＵＴ７００が平均測定値７５６を中心とするように利得を調整することにより、測定される可能性の低い平均測定値７５６未満の測定値を除去することによって、測定値７５０をより密接した間隔にすることができる。

【0040】

図８は、電気使用量モニタのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）の利得を調整するためのプロセス８００を示すフローチャートである。プロセス８００には、追加のステップ、より少ないステップ、または異なるステップが含まれてもよい。図示されたステップは、同時に実行されても、または異なる順序で実行されてもよい。プロセス８００は、図１の電気モニタリング装置１１０のような電気使用量モニタ、図２に関連して説明した分割コア変流器、または図３～図５に関連して説明したセルフチューニング型電流モニタリング装置によって実行することができる。

【0041】

電気使用量モニタのプロセッサは、電気使用量モニタによって捕捉された測定値の標準偏差を決定する８１０。いくつかの実施形態では、電気使用量モニタは、導体に結合されてもよく、導体の電流を測定してもよい。

【0042】

プロセッサは、測定値の標準偏差に基づいて、電気使用量モニタのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）の利得を調整する８２０。いくつかの実施形態では、利得を調整することには、標準偏差の倍数に等しくなるように利得を調整することを含むことができる。いくつかの実施形態では、利得を調整することには、ＡＤＣのルックアップテーブル（ＬＵＴ）が測定値の平均を中心とするように利得を調整することを含むことができる。

【0043】

プロセッサは、ＡＤＣによって生成されたデジタル値を含む信号をサーバに送信し８３０、ここで、デジタル値は測定値のデジタル変換を含む。いくつかの実施形態では、デジタル値は、電気値の測定値または測定範囲に関連付けられたＡＤＣのバケットである。いくつかの実施形態では、信号は、ＡＤＣの調整された利得を含む。いくつかの実施形態では、電気使用量モニタは、利得を調整する前に、サーバからの調整された利得の肯定応答を待つ。いくつかの実施形態では、サーバがＡＤＣのバケットをデコードして、測定値を取得できるように、サーバは、ＡＤＣのＬＵＴと一致するＬＵＴを含む。

【0044】

例示的実施形態

【0045】

本開示の実施形態のいくつかの例を以下に提供する。

【0046】

例１．電気使用量モニタであって、電気回路に電気使用量モニタを取り付けて、電気回路の電気使用量をモニタリングする結合部品と、電気使用量モニタによって捕捉された読み取り値をデジタル値に変換するように構成されたアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）と、ネットワーク通信インタフェースと、ＡＤＣに動作可能に結合されたプロセッサと、プロセッサに動作可能に結合され、プロセッサによって実行されると、プロセッサに測定値の標準偏差を決定させ、標準偏差に基づいて、ＡＤＣの利得を調整させ、通信インタフェースによって、デジタル値を含む信号またはデジタル通信を（例えば、サーバに）送信させる命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体と、を含む、電気使用量モニタ。

【0047】

例２．ＡＤＣの利得を調整することに、利得を標準偏差の倍数に比例するように調整することを含む、例１に記載の電気使用量モニタ。

【0048】

例３．ＡＤＣの利得を調整することに、測定値の平均に基づいて利得を調整することを含む、例１に記載の電気使用量モニタ。

【0049】

例４．（例えば、サーバへの）信号は、ＡＤＣの調整された利得を含む、例３に記載の電気使用量モニタ。

【0050】

例５．命令により、更に、利得を調整する前に、プロセッサに、（例えば、サーバから）調整された利得の肯定応答を受信させる、例４に記載の電気使用量モニタ。

【0051】

例６．信号は、デジタル値に関連付けられたＡＤＣバケットを含む、例５に記載の電気使用量モニタ。

【0052】

例７．命令により、更に、プロセッサに、測定値の新しい標準偏差を決定させ、新しい標準偏差に基づいて、ＡＤＣの調整された利得を更新させる、例１に記載の電気使用量モニタ。

【0053】

例８．１つ以上のプロセッサに動作可能に結合されており、１つ以上のプロセッサによって実行されると、１つ以上のプロセッサに、電気使用量モニタによって捕捉された読み取り値の標準偏差を決定させ、読み取り値の標準偏差に基づいて、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）の利得を調整させ、ＡＤＣによって生成されたデジタル値を含む信号またはデジタル送信を（例えば、サーバに）送信させる命令を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体であって、デジタル値に読み取り値のデジタル変換を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。

【0054】

例９．ＡＤＣの利得を調整することに、読み取り値の標準偏差の倍数に比例するように利得を調整することを含む、例８に記載の媒体。

【0055】

例１０．ＡＤＣの利得を調整することに、読み取り値の平均に基づいて利得を調整することを含む、例８に記載の媒体。

【0056】

例１１．（例えば、サーバへの）信号またはデジタル送信は、ＡＤＣの調整された利得を含む、例１０に記載の媒体。

【0057】

例１２．命令により、更に、利得を調整する前に、プロセッサに、（例えば、サーバから）調整された利得の肯定応答を受信させる、例１１に記載の媒体。

【0058】

例１３．信号は、デジタル値に関連付けられたＡＤＣバケットを含む、例１２に記載の媒体。

【0059】

例１４．命令により、更に、プロセッサに、測定値の新しい標準偏差を決定させ、新しい標準偏差に基づいて、ＡＤＣの調整された利得を更新させる、例８に記載の媒体。

【0060】

例１５．１つ以上のプロセッサを含むサーバを含み、サーバによって、電気使用量モニタから、電気使用量モニタによって捕捉された読み取り値のデジタル変換を含むデジタル値を含む信号を受信するシステムであって、読み取り値は、電気使用量モニタのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によってデジタル値に変換され、サーバによって、電気使用量モニタからＡＤＣの利得を受信し、読み取り値の標準偏差に基づいて、電気使用量モニタに信号を送信して、ＡＤＣの利得を調整する、システム。

【0061】

例１６．ＡＤＣの利得を調整することに、読み取り値の標準偏差の倍数に比例するように利得を調整することを含む、例１５に記載のシステム。

【0062】

例１７．ＡＤＣの利得を調整することに、読み取り値の平均に基づいて利得を調整することを含む、例１５に記載のシステム。

【0063】

例１８．１つ以上のプロセッサが、電気使用量モニタから、調整された利得の肯定応答を受信する、例１７に記載のシステム。

【0064】

例１９．デジタル値は、電気読み取り値に関連付けられたＡＤＣバケットを含む、例１５に記載のシステム。

【0065】

例２０．１つ以上のプロセッサが、調整された利得を使用して、デジタル値をデコードする、例１９に記載のシステム。

【0066】

例２１．１つ以上のプロセッサが、読み取り値の新しい標準偏差を決定し、新しい標準偏差に基づいて、ＡＤＣの調整された利得を更新する、例１５に記載のシステム。

【0067】

例２２．電気使用量をモニタリングする方法であって、電気使用量モニタによって捕捉された複数の読み取り値を取得または受信することと、電気使用量モニタのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によって、複数の読み取り値をデジタル値に変換することと、デジタル値に基づいて、電気使用量モニタによって捕捉された複数の読み取り値の標準偏差を決定することと、標準偏差に基づいて、ＡＤＣの利得を調整することと、デジタル値を含むデジタル通信を送信することと、を含む、方法。

【0068】

例２３．ＡＤＣの利得を調整することに、デジタル値の標準偏差の倍数に比例するように利得を調整することを含む、例２２に記載の方法。

【0069】

例２４．ＡＤＣの利得を調整することに、デジタル値の平均に基づいて利得を調整することを含む、例２２に記載の方法。

【0070】

例２５．デジタル通信にＡＤＣの調整された利得を含む、例２４に記載の方法。

【0071】

例２６．利得を調整する前に、調整された利得の肯定応答を受信することを更に含む、請求項２５に記載の方法。

【0072】

例２７．デジタル通信は、デジタル値に関連付けられたＡＤＣバケットを更に含む、請求項２６に記載の方法。

【0073】

例２８．複数の読み取り値の新しい標準偏差を決定することと、新しい標準偏差に基づいて、ＡＤＣの調整された利得を更新することと、を更に含む、請求項２２に記載の方法。

【0074】

本発明の基礎となる原理から逸脱することなく、上述した実施形態の詳細に多くの変更を加え得ることは、当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ決定されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】