JP2000338142A - デジタル測定方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多くの測定項目や多くの切替えレンジおよび
環境条件に対して測定確度が確度情報として細かく規定
され、その規定は取扱説明書に記載されていた。これを
見て、測定値の確度を選び出し、誤差を算出すること
は、測定項目、切替えレンジおよび環境条件の各要素の
組合せが極めて多くなることから、容易ではなかった。 【解決手段】 従来の測定器に確度情報をもつメモリ２
０と、環境条件（温度，湿度）を検出するためのセンサ
を追加した。確度表示キー２４からの要求により、測定
項目や切替えレンジの指示をする制御信号３４の内容と
環境条件から、対応する確度情報を読み出し、誤差を算
出して測定値と同時に表示するようにした。これによ
り、計算の誤り、測定時間の短縮が計られた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル測定にお
いて測定確度を測定値と同時に表示することのできる測
定方法と装置に関する。さらに具体的には、マルチ機
能、たとえば、電圧，電流，抵抗，静電容量，インダク
タンスや温度、湿度など多くの測定項目を有するデジタ
ル測定時に、測定確度も同時に表示しようとするもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図２には、多くの測定項目、たとえば電
圧，電流，抵抗，静電容量，インダクタンスや温度、湿
度などのうちのいくつかの項目を測定することのできる
デジタル測定器の回路構成を示している。

【０００３】入力信号変換器＆レンジ切替器１１には被
測定信号３０が入力されている。そこでは、ＭＰＵ（マ
イクロプロセッサ）１５からの制御信号３４によって、
測定項目の選択を行って電圧値に変換し、また、必要に
応じて測定レンジの切替を行う。ここで得られた電圧値
は信号３１として増幅器１２で増幅され、増幅された信
号３２がＡ／Ｄ変換器１３においてＡ／Ｄ変換される。

【０００４】操作パネル１４において設定された測定項
目や測定レンジはキー信号３５によりＭＰＵ１５に印加
される。ＭＰＵ１５では、それにもとづく設定をして、
制御信号３４を出力し、Ａ／Ｄ変換器１３からのＡ／Ｄ
変換されたデジタル信号３３を表示信号（３６）として
表示器１６に送り、測定値をデジタル表示する。

【０００５】前述のデジタル測定器を用いて正確な測定
を行うためには、測定値がどれだけの精度を有するの
か、誤差がどれくらいなのかを知ることが重要である。
デジタル測定器における各々の測定項目には、測定精度
を表す確度が規定されている。また１つの測定項目は、
通常いくつかのレンジ（測定範囲）に分かれており、各
レンジにおける確度規定も様々である。

【０００６】測定値から、測定項目におけるレンジ、
周囲温度の影響、アナログ・デジタル変換の積分時
間等の条件より、測定器の取扱説明書に記載された手順
で測定者が確度を求め、測定値より誤差（絶対誤差）を
算出しなければならなかった。取扱説明書の記載例の一
部を次に示す。

【０００７】記載例 直流電圧測定の規格 レンジによる確度規定（周囲温度が 23±5℃、相対
湿度80％以下、積分時間100 ms の条件） 確度は 200 mV レンジで±0.008 ％ of reading ＋4 di
gits 確度は2000 mV レンジで±0.005 ％ of reading ＋3 di
gits 確度は 20 V レンジで±0.012 ％ of reading ＋4 di
gits 確度は 200 V レンジで±0.013 ％ of reading ＋3 di
gits 確度は1000 V レンジで±0.015 ％ of reading ＋4 di
gits 温度による確度規定（周囲温度が 23±5℃以外の条
件） 温度係数±（0.0007 ％ of reading ＋0.5 digits ）／
℃ 積分時間による確度規定 積分時間 20 ms の時 ±3 digits 加える 積分時間 2.5 ms の時 ±5 digits 加える

【０００８】上記記載例の規格の測定器において、たと
えば、2000 mV レンジ、周囲温度40℃、積分時間 20 ms
で測定値として1000.00 mV を得た場合、レンジの確度
は±0.005 ％ of reading ＋3 digits である。これは
読みの値に対する誤差が±0.005 ％であり、ディジット
誤差が±3 digits あることを表している。読みの値に
対する誤差とは、測定を行ったときの入力値に依存した
誤差であり、ディジット誤差とは、測定器がアナログ／
デジタル変換するときの誤差と、入力値に依存しない固
定誤差を合わせた表示最小桁の数字を表している。

【０００９】以上より誤差を算出すると、 （ａ）2000 mV レンジによる誤差（周囲温度が23±5℃の条件） ±（1000.00mV×0.005％＋0.01mV×3）＝±0.08 mV （１） ここで0.01 mV ×3 は、このレンジでは１ディジットが
0.01 mV であり、それの３倍であることを意味する。

【００１０】 （ｂ）周囲温度40 ℃の温度による誤差 ±（1000.00mV×0.0007％×12＋0.01mV×0.5×12）＝±0.12 mV （２） 周囲温度は40 ℃である。のレンジによる確度規定は2
3±5℃であるから、28℃まではの規定が適用され、40
−28＝12℃分が掛け算されている。そこで、 1000.00mV×0.0007％×12＝0.084 mV 0.01mV×0.5×12＝0.06 mV この２つの値の合計は、 0.084＋0.06＝0.12 mV

【００１１】 （ｃ）20 msの積分時間による誤差 ±（0.01mV×3）＝±0.03 mV （３） であり、確度は式（１），（２），（３）を合計した±
0.23 mV である。これより真値は、1000.00 mV±0.23 m
V、すなわち、999.77 mV〜1000.23 mV の範囲にあるこ
とが算出できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来例においては、多
くの測定項目や多くの切替レンジに対して測定確度が確
度情報として細かく規定されているから、取扱説明書を
参照しながら測定値の確度を選び出し誤差を算出するこ
とは容易ではなかった。また温度や湿度などの諸条件の
影響が加わると、測定項目、切替レンジ、環境条件の組
合せにより、極めて多くのケースが生じ、計算を複雑に
し、誤りを生じ易いという解決されねばならない課題が
あった。本発明の目的は、確度の算出を不要とするため
に、測定中に確度を直ちに表示することができる装置を
提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、確度情報をもつメモリと、環境条件（温
度，湿度）を検出するためのセンサを追加した。これよ
りマイクロプロセッサが測定項目、レンジの状態、環境
条件から、対応する確度情報を読み出し、誤差を算出し
直ちに表示するようにした。これにより、取扱説明書を
手元に置く必要もなく、複雑な計算をする手間も省け、
計算の誤りも発生する余地がなくなった。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１には、多くの測定項目、たと
えば電圧，電流，抵抗，静電容量，インダクタンスや温
度、湿度などのうちのいくつかの項目を測定することの
できる本発明の実施の形態を表すデジタル測定器の回路
構成を示している。ここで、図２の構成要素に対応する
ものには同じ記号を付した。

【００１５】被測定情報手段である入力信号変換器＆レ
ンジ切替器１１には被測定信号３０が入力されている。
そこでは、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１５からの被
測定制御指示のための制御信号３４によって、測定項目
の選択を行って電圧値に変換し、また、必要に応じて測
定レンジの切替を行う。ここで得られた被測定情報であ
る電圧値は信号３１として切替器２３に印加される。

【００１６】切替器２３には環境条件の１つである周囲
温度を測定するための温度センサ２１からの温度信号４
１や環境条件の他の１つである湿度センサ２２からの湿
度信号４２が印加され、ＭＰＵ１５からの制御信号４３
によって切替られる。被測定情報である信号３１，温度
信号４１，湿度信号４２のうちの１つが制御信号４３の
指示で選択される。選択された信号４４は増幅器１２で
増幅され、増幅された信号３２がＡ／Ｄ変換器１３にお
いてＡ／Ｄ変換される。

【００１７】確度も併せて表示したい場合は確度表示キ
ー２４を押すと、操作パネル１４を介してキー信号３５
となる。操作パネル１４において設定された測定項目や
測定レンジはキー信号３５によりＭＰＵ１５に印加され
る。ＭＰＵ１５では、それにもとづく設定をして、制御
信号３４を出力し、Ａ／Ｄ変換器１３からのＡ／Ｄ変換
されたデジタル信号３３を表示器１６に送り、測定値を
デジタル表示する。

【００１８】確度情報メモリ２０には、従来は取扱説明
書に記載されていた測定項目，レンジ，環境条件といっ
た測定確度を決定する情報が記憶されている。キー信号
３５により確度表示の要求があったときには、ＭＰＵ１
５では、確度情報メモリ２０から必要な確度情報を確度
信号４０として読み出し、必要に応じて温度信号４１あ
るいは湿度信号４２を制御信号４３により選択する。そ
れにより、周囲温度や湿度が信号３３として得られる。

【００１９】ＭＰＵ１５は、被測定信号３０からのデー
タや周囲の温度，湿度のデータを信号３３として受け取
っているから、確度表示の要求があったときには、確度
情報メモリ２０から読み出した確度情報にもとづき、た
とえば、 レンジによる確度規定 温度による確度規定 積分時間による確度規定 といった項目について計算し、誤差を算出して直ちに表
示器１６に表示する。

【００２０】従来例の取扱説明書において、直流電圧測
定の規格では、2000 mV レンジ、周囲温度40 ℃、積分
時間20 ms で測定値として1000.00 mV を得た場合、 レンジによる確度規定にもとづく誤差は、式（１）
より、0.08 mV 温度による確度規定にもとづく誤差は、式（２）よ
り、0.12 mV 積分時間による確度規定にもとづく誤差は、式
（３）より、0.03mV であり、従来例の式（１），（２），（３）の誤差の合
計は0.23 mV であった。

【００２１】これら式（１），（２），（３）の誤差の
算出はＭＰＵ１５で実行され、表示器１６においては、 1000.00 mV±0.23 mV （本発明の表示１） と誤差表示される。従来例では、 1000.00 mV （従来例の表示） と表示されるのみであったので、大きな差異がある。ま
た本発明においては、 999.77 mV〜1000.23 mV （本発明の表示２） のように範囲表示することもできる。

【００２２】確度情報メモリ２０は、測定器内に組み込
んだもの（内蔵型）でもよく、あるいはカード型にして
測定器に着脱可能に挿し込むようにして使用（挿入型）
することもできる。図１においては環境情報として、温
度と湿度を用いた場合を例示したが、気圧によって確度
が影響を受けるような測定項目においては、気圧を加え
てもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるならば、各種項目のデジタル測定において、取扱
説明書に記載された多量の確度規定を確認し、計算する
ことなく、各種の測定値を環境条件，測定レンジ，測定
にかける積分（１回の計測）時間の変動にもかかわらず
誤差表示あるいは範囲表示することができ、誤測定の可
能性と測定に要する時間が著しく減少した。したがって
本発明の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す回路構成図である。

【図２】従来例を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１１ 入力信号変換器＆レンジ切替器 １２ 増幅器 １３ Ａ／Ｄ変換器 １４ 操作パネル １５ ＭＰＵ １６ 表示器 ２０ 確度情報メモリ ２１ 温度センサ ２２ 湿度センサ ２３ 切替器 ２４ 確度表示キー ３０ 被測定信号 ３１，３２，３３ 信号 ３４ 被測定制御信号 ３５ キー信号 ３６ 表示信号 ４０ 確度信号 ４１ 温度信号 ４２ 湿度信号 ４３ 情報切替制御信号 ４４ 選択された信号

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定制御指示（３４）により被測定情
   報（３１）を得るための被測定情報処理（１１）をし、 前記被測定情報（３１）と環境情報（４１，４２）とを
   情報切替制御指示（４３）により切替えて選択された情
   報（４４，３３）を得るための情報切替処理（２３）を
   し、 前記被測定情報（３１）の確度を前記被測定制御指示
   （３４）と前記環境情報（４１，４２）にもとづいて算
   出することのできる確度情報（４０）を記憶するための
   記憶処理（２０）をし、 前記被測定制御指示（３４）と前記情報切替制御指示
   （４３）をし、前記確度を表示すべき要求（２４，３
   ５）を受けて前記確度情報（４０）にもとづき前記被測
   定制御指示（３４）と前記選択された情報（４４）に含
   まれた前記環境情報（４１，４２）とから前記選択され
   た情報（４４）に含まれた前記被測定情報（３１）の確
   度を算出し、前記算出した確度とともに前記被測定情報
   （３１）を表示すべく表示信号（３６）を出力するため
   の確度算出制御処理（１５）をするデジタル測定方法。
2. 【請求項２】 前記環境情報（４１，４２）が、 温度情報（４１）を含んでいる請求項１のデジタル測定
   方法。
3. 【請求項３】 前記算出した確度とともに前記被測定情
   報（３１）を表示すべく表示信号（３６）を出力する場
   合に、 前記被測定情報（３１）の誤差を併せて表示する誤差表
   示および前記算出した確度から前記被測定情報（３１）
   の範囲を表示する範囲表示のうちのすくなくとも一方の
   表示をするべく前記表示信号（３６）を出力する請求項
   １のデジタル測定方法。
4. 【請求項４】 被測定制御指示（３４）により被測定情
   報（３１）を得るための被測定情報手段（１１）と、 前記被測定情報（３１）と環境情報（４１，４２）とを
   情報切替制御指示（４３）により切替えて選択された情
   報（４４，３３）を得るための情報切替手段（２３）
   と、 前記被測定情報（３１）の確度を前記被測定制御指示
   （３４）と前記環境情報（４１，４２）にもとづいて算
   出することのできる確度情報（４０）を記憶するための
   記憶手段（２０）と、 前記被測定制御指示（３４）と前記情報切替制御指示
   （４３）をし、前記確度を表示すべき要求（２４，３
   ５）を受けて前記確度情報（４０）にもとづき前記被測
   定制御指示（３４）と前記選択された情報（４４）に含
   まれた前記環境情報（４１，４２）とから前記選択され
   た情報（４４）に含まれた前記被測定情報（３１）の確
   度を算出し、前記算出した確度とともに前記被測定情報
   （３１）を表示すべく表示信号（３６）を出力するため
   の確度算出制御手段（１５）とを含むデジタル測定装
   置。
5. 【請求項５】 前記環境情報（４１，４２）が、 温度情報（４１）を含んでいる請求項４のデジタル測定
   装置。
6. 【請求項６】 前記算出した確度とともに前記被測定情
   報（３１）を表示すべく表示信号（３６）を出力する場
   合に、 前記被測定情報（３１）の誤差を併せて表示する誤差表
   示および前記算出した確度から前記被測定情報（３１）
   の範囲を表示する範囲表示のうちのすくなくとも一方の
   表示をするべく前記表示信号（３６）を出力する請求項
   ４のデジタル測定装置。