JP2006029844A - 測定装置及びこれを用いた校正システム - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度の校正が迅速に行なえる測定装置及びこれを用いた校正システムに関する。
【解決手段】 標準器に接続され、この標準器の標準出力値に基づいて調整又は校正される測定装置において、
前記標準器及び前記測定装置を制御するプログラムを備え、
前記プログラムからの命令により調整又は校正される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、ネットワークアナライザ等の測定装置、及びこれを用いたデジタル測定装置校正システムに関し、特に高精度の校正が迅速に行なえる測定装置及びこれを用いた校正システムに関する。

一般に、測定機器は電圧、電流等の各種の物理量を測定するために、製造メーカーや各種研究機関や官公庁等など、多方面で広く用いられている。

また、これらの測定装置の測定性能は、時間の経過に伴って所定の製造メーカの保証仕様範囲から外れる方向に低下していく。そこで、測定装置の現在の性能が所定の設定仕様範囲内に収まっているか否かを確認するために、それぞれの国家または国際標準にトレーサビリティのある各種の標準器の出力値による定期的な調整・校正作業が行なわれている。このような測定装置の校正に関連する先行技術文献には次のようなものがある。

特開２００３−９１６０５号公報

ところで、標準器を用いて測定装置の校正を行なうためには、測定器メーカーが直接校正を行なう特許文献１による方法の他、測定装置のユーザが汎用のアプリケーションプログラムを使用して校正する方法がある。

以下、図６を用いてこれらの校正方法のうち、汎用のアプリケーションプログラムを使用して校正を行なう方法について説明する。

図６において、校正システム１０は、デジタル測定装置１、ホストＰＣ２、標準器３、測定用ケーブル４、制御用通信ケーブル５から構成されている。デジタル測定装置１は、図示しない被測定対象の電圧値等を測定する。ホストＰＣ２には校正用のプログラムが内蔵されており、デジタル測定器２及び標準器３に校正の指示を与える。

標準器３は校正管理され、その出力値は国家標準・国際標準につながる経路（トレーサビリティ）が確立されている。デジタル測定装置１は、そのトレーサビリティが確立されている出力値（以下、「標準出力値」という）と対比され校正される。測定用ケーブル４は、デジタル測定装置１と標準器３を接続する。制御用通信ケーブル５は、デジタル測定装置１及び標準器３をホストＰＣ２に接続する。

次に、このような校正システム１０の調整動作を図７のフローチャートを参照して説明する。まず、あらかじめ図６の様に機器類を接続し、ホストＰＣ２のプログラムを起動する。

ホストＰＣ２は、プログラムにより標準器３の設定を行なう（ステップ１）。ここで設定とは、例えば電圧測定装置を調整する場合には標準器３の電圧値を１０．０００Ｖにすることをいう。

デジタル測定装置１の設定を行なう（ステップ２）。すなわち、測定レンジ等を設定して標準器３の電圧値を測定できる状態とする。

ホストＰＣ２は、デジタル測定装置１の測定値を読み取り（ステップ３）、デジタル測定装置１を調整する（ステップ４）。ここで、調整は以下の２種類の方法のうちいずれかによって行なわれる。

第１の調整法では、ホストＰＣ２は標準器３、デジタル測定装置１を設定する。そして、ホストＰＣは、デジタル測定装置１の表示値が安定したときに、デジタル測定装置１に測定値を読み取るためのトリガをかける。デジタル測定装置１は、このときの調整係数（補正係数）を求めて図示しないメモリに記憶する。

第２の調整方法としては、ホストＰＣ２が標準器３の設定値とデジタル測定装置１の読み取り値から調整係数（補正係数）を算出し、その値をデジタル測定装置１に送信し、デジタル測定装置１がメモリに記憶する。

ホストＰＣ２は、これら２種類の調整動作のうちいずれかの方法を採用する。そして、ホストＰＣ２は、これらの動作（ステップ１〜４）を調整が終了するまで繰り返す（ステップ５）。

次に、このような校正システム１０の校正動作を図８のフローチャートを参照して説明する。まず、あらかじめ図６の様に機器類を接続し、ホストＰＣ２のプログラムを起動する。

標準器３の設定及びデジタル測定装置１の設定（ステップ１〜２）については調整動作と同様なので説明を省略する。

ホストＰＣ２は、デジタル測定装置１の測定値を読み取る（ステップ３）。ホストＰＣ２は、標準器３の設定値とデジタル測定装置１の読み値を比較し、その差が仕様の範囲内である場合には合格と判定し、仕様の範囲外である場合には不合格と判断する（ステップ４）。

そして、このようにして求められた校正結果（標準器３の設定値、デジタル測定装置１の読み値、合否）をホストＰＣに記憶する（ステップ５）。

ホストＰＣ２は、これらの作業（ステップ１〜５）を、校正手順が終了するまで繰り返す（ステップ６）。

ところで、ユーザがホストＰＣ２を使用して通信により校正の命令をするためには、文章化されたコマンドを入力することが必要とされる。

しかし、このようなコマンド入力による校正方法は操作が複雑であり、また測定装置特有のノウハウも必要となる。したがって、このノウハウを知らずにユーザーが校正を行なうと高精度に校正ができないという問題点がある。

この問題を回避する方法として、ユーザーが汎用測定装置を製造販売メーカーに持ち込んで、メーカーで校正を行なう特許文献１の様な方法が存在する。しかし、特許文献１に記載された方法では、運送業者等の手配が必要とされるため、迅速に測定装置１の校正を行なうことができない。

また、一般に標準器３の製造販売メーカーが提供する汎用のアプリケーションプログラムは、世界中で販売、使用されている汎用測定装置を対象に校正手順を作成したものである。これらの汎用アプリケーションプログラムは、いわゆる自動校正機能のみならず、測定装置の管理機能の他、校正成績書の作成、管理機能をも有しているものが多い。このため、汎用測定装置の種類によっては校正に不要なプログラムも内蔵されていることになり、このことが原因でコスト高になるという問題点がある。

一方、個々の汎用測定装置に対応した標準器３は、その分野では世界中でも数種類しか存在しない。このため、汎用測定装置の製造販売メーカーが、自己が販売した汎用測定装置に特化した校正プログラムを作成するのは容易であり、コストも安くできる。

本発明は、これらの問題に着目したものであり、その目的は、高精度の校正が迅速に行なえる測定装置及びこれを用いた校正システムを提供することである。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
標準器に接続され、この標準器の標準出力値に基づいて調整又は校正される測定装置において、
前記標準器及び前記測定装置を制御するプログラムを備え、
前記プログラムからの命令により調整又は校正される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記プログラムは、
前記測定装置と前記標準器を設定する第１のステップと、
前記測定装置の測定値を読み取る第２のステップと、
前記第２のステップで読み取った測定値と前記第１のステップで設定した標準器の設定値を比較して調整係数を算出する第３のステップと、
前記第３のステップで算出した調整係数を前記測定装置に記憶する第４のステップと
を備える。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記プログラムは、
前記測定装置と前記標準器を設定する第１のステップと、
前記測定装置の測定値を読み取る第２のステップと、
前記標準器の設定値と前記測定装置の読み値の差を比較し、その差が前記測定装置に内蔵された仕様の範囲内である場合には合格と判定し、仕様の範囲外である場合には不合格と判断する第３のステップと
前記標準器の設定値、前記測定装置の読み取り値及び前記合否を前記測定装置に記憶する第４のステップと
を備える。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記測定装置を備える。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、
前記測定装置の測定結果を示した成績書を印字するプリンタを備える。

請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、
前記測定装置の調整又は校正結果を通信回線を通じて受信して合否を判定し、その判定結果を前記測定装置に送信する合否判定サーバを備える。

請求項７記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載の発明において、
前記測定装置の要求に基づいて所望の調整又は校正プログラムを通信回線を通じて前記測定装置に送信するプログラムサーバを備える。

本発明によれば、次のような効果がある。
請求項１〜３記載の発明では、標準器を制御するプログラムを測定装置に備えたので、高精度の校正を迅速に行なうことができる。

また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、
測定装置の測定結果を示した成績書を印字するプリンタを備えたので、リアルタイムに測定結果を印字することができる。また、ホストＰＣに測定結果を吸い上げる必要がないので、校正作業全体にかかる時間を短縮できる。更に、ホストＰＣが必要ないので安価である。

また、請求項５記載の発明では、請求項３又は４記載の発明において、調整結果を受信して校正の合否を判定する合否判定サーバを設けたので、高精度に測定装置を校正することができる。また、測定装置の製造販売メーカーにとっては、ユーザーの校正結果がフィードバックされることにより品質管理に資するとともに、校正プログラムや測定装置の改良に役立つ。

さらに、請求項６記載の発明では、請求項３〜５のいずれかに記載の発明において、
所望の自動調整又は校正プログラムを提供するプログラムサーバを備えることにより、ユーザの測定装置を最新バージョンにできるので、新しい標準器が登場した場合でも、その標準器を使用して測定装置を校正することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の校正システムの一実施例を示した構成図である。

図１において、校正システム１００は、デジタル測定装置１１０、標準器１２０、測定ケーブル１３０、制御用通信ケーブル１４０から構成されている。

デジタル測定装置１１０は、図示しない被測定対象の電流値、電圧等を測定する。また、デジタル測定装置１１０には、デジタル測定装置１１０自身と標準器１２０を制御するプログラムが内蔵されている。

標準器１２０は、所定の標準出力値をもっており、この標準出力値を測定することによりデジタル測定装置１１０が校正される。測定用ケーブル１３０は、デジタル測定装置１１０と標準器１２０を接続する。制御用通信ケーブル１４０は、デジタル測定装置１１０と標準器１２０を接続する。なお、この校正システム１００では、従来技術を示した図６の構成と相違し、ホストＰＣは不要である。

測定装置１１０の構成について図２を参照して更に詳細に説明する。測定装置１１０は、入力部１１１、測定部１１２、キー入力部１１３、表示部１１４、通信部１１５、演算処理部１１６から構成される。

入力部１１１には、被試験対象から測定信号が入力される。測定部１１２は、入力部１１１に入力された測定信号を正規化してデジタルデータに変換する。キー入力部１１３は、デジタル測定装置１１０の各種の設定を行なう。表示部１１４は、測定装置１１０の測定結果を表示する。通信部１１５は、図示しないイーサネット（登録商標）インターフェース、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＧＰＩＢ、ＲＳ２３２等を備え、インターネット、プリンタ、標準器等に接続される。

演算処理部１１６は測定部１１２で得られたデジタルデータに基づいて測定値を算出し、この測定値を表示部１１４に表示させる命令を送る。また、演算処理部１１６は、キー入力部１１３に入力された命令に基づいて測定装置１１０の各部を制御する。

次に、このような校正システム１００の調整動作を図３に示したフローチャートを参照して説明する。まず、あらかじめ図１の様に機器類を接続する。

デジタル測定器１１０のキー入力部１１３を操作して調整プログラムを選択する（ステップ１）。標準器１２０の種類を選択する（ステップ２）。なお、標準器１２０の種類が予め決まっている場合にはステップ２は省略しても良い。

調整をスタートする（ステップ３）。デジタル測定装置１１０に内蔵されたプログラムにより、標準器１２０が設定される（ステップ４）。ここで設定とは、例えば電圧測定装置を調整する場合には、標準器１２０の出力電圧値を１０．０００Ｖにすることをいう。

デジタル測定装置１１０は、内蔵プログラムにより自己を設定する（ステップ５）。すなわち、測定レンジ等を設定して標準器１２０の出力電圧値を測定できる状態とする。

デジタル測定装置１１０は、内蔵プログラムにより自己の測定値を読みとる（ステップ６）。デジタル測定装置１１０は、標準器１２０の設定値と自己の測定値から調整係数（補正係数）を算出して記憶する（ステップ７）。

これらの調整動作（ステップ４〜７）を調整手順が終了するまで繰り返す（ステップ８）。

次に、このような校正システム１００の校正動作を図４に示したフローチャートを参照して説明する。まず、あらかじめ図１の様に機器類を接続する。

デジタル測定装置１１０のキー入力部１１３を操作して校正プログラムを選択する（ステップ１）。標準器１２０の種類を選択する（ステップ２）。なお、標準器１２０の種類が予め決まっている場合にはステップ２は省略しても良い。

校正をスタートする（ステップ３）。デジタル測定装置１１０に内蔵されたプログラムにより、標準器１２０が設定される（ステップ４）。ここで設定とは、例えば電圧測定装置を校正する場合には、標準器１２０の電圧値を１０．０００Ｖにすることをいう。

デジタル測定装置１１０は、内蔵プログラムにより自己を設定する（ステップ５）。すなわち、測定レンジ等を設定して標準器１２０の電圧値を測定できる状態とする。

デジタル測定装置１１０は、内蔵プログラムにより自己の測定値を読みとる（ステップ６）。デジタル測定装置１１０は、標準器１２０の設定値と自己の測定器の読み値の差を比較し、その差がデジタル測定装置１１０に内蔵された仕様の範囲内である場合には合格と判定し、仕様の範囲外である場合には不合格と判断する（ステップ７）。

デジタル測定装置１１０は、校正結果（標準器１２０の設定値、デジタル測定器１１０の読み取り値、合否）を保存する（ステップ８）。

これらの校正動作（ステップ４〜８）を調整手順が終了するまで繰り返す（ステップ９）。

このように、標準器１２０を制御するプログラムをデジタル測定装置１１０に備えたので、高精度の校正を迅速に行なうことができる。

図５は、本発明の他の実施例を示す構成図である。図１と同じ構成のものは、同じ番号を付して説明を省略する。プリンタ２００は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等により、デジタル測定装置１１０に接続されている。メーカー３００は、プログラムサーバ３１０、合否判定サーバ３２０を備える。プログラムサーバ３１０には、最新の調整・校正プログラムや新しい標準器１２０に対応したプログラムが格納されている。また、デジタル測定装置１１０は、インターネットを介して測定器メーカー３００に接続されている。

次に、本発明の印字動作を説明する。校正システム１００の動作は、図１と同様なので説明を省略する。プリンタ２００は、校正システム１００が自動調整・校正をしている最中にデジタル測定装置１１０からデータを受け取って成績書を印字する。

本発明のプログラムのバージョンアップ動作について図２、図５を参照して説明する。デジタル測定装置１１０を、図２の通信部１１２に備えられた図示しないイーサネットインターフェースを使用して、インターネットを介してプログラムサーバ３１０に接続する。デジタル測定装置１１０は、プログラムサーバ３１０に備えられた最新の調整・校正プログラムや新しい標準器１２０に対応したプログラムをダウンロードして、調整・校正プログラムをバージョンアップする。

本発明の合否判定動作について説明する。デジタル測定装置１１０をイーサネットインターフェースを使用して、インターネットを介して合否判定サーバ３２０に接続する。デジタル測定装置１１０は、合否判定サーバ３２０に対して調整・校正結果を送信する。合否判定サーバ３２０は、図示しない判定プログラムを使用してデジタル測定装置１１０から受け取った調整・校正結果の合否判定を行い、その判定結果をデジタル測定装置１１０に送信する。

このように、プリンタ２００を直接測定システム１００に接続したので、自動調整・校正を行なっている最中に成績書を印字できる。すなわち、別途ＰＣを用意して調整・校正データをＰＣに吸い上げた上で成績書を印字する必要がないので操作が簡単である。さらに、ＰＣが不要なのでコスト安である。

また、測定器メーカー３００に最新の自動調整又は校正プログラムを提供するプログラムサーバ３１０を備えたので、ユーザの測定装置を最新バージョンにできる。従って、新しい標準器が登場した場合でも、その標準器を使用して測定装置を校正することができる。

さらに、測定器メーカー３００に合否判定サーバ３２０を設けたので、デジタル測定装置１１０を直接測定器メーカーに持ち込んで校正する場合と同様に、高精度に測定装置を校正することができる。また、測定器メーカー３００にとっては、ユーザーの調整・校正結果がフィードバックされることにより品質管理に資するとともに、校正プログラムや測定装置の改良に役立つ。

なお、本実施例では、標準器１２０を電圧電流発生器のような出力装置として使用し、デジタル測定装置１１０をマルチメータのような入力装置として使用する例を説明したが、この逆、すなわち、標準器にマルチメータような入力装置を使用して、発生器のような出力装置の校正・調整を行う場合にも応用が可能である。

本発明の校正システムの構成図である。 本発明のデジタル測定装置のブロック図である。 本発明の調整フローチャートである。 本発明の校正フローチャートである。 本発明の他の実施例の構成図である。 従来の校正システムの構成図である。 従来の調整フローチャートである。 従来の校正フローチャートである。

符号の説明

１００ 校正システム
１１０ デジタル測定装置
１２０ 標準器
２００ プリンタ
３１０ プログラムサーバ
３２０ 合否判定サーバ

Claims (7)

1. 標準器に接続され、この標準器の標準出力値に基づいて調整又は校正される測定装置において、
   前記標準器及び前記測定装置を制御するプログラムを備え、
   前記プログラムからの命令により調整又は校正されることを特徴とする測定装置。
2. 前記プログラムは、
   前記測定装置と前記標準器を設定する第１のステップと、
   前記測定装置の測定値を読み取る第２のステップと、
   前記第２のステップで読み取った測定値と前記第１のステップで設定した標準器の設定値を比較して調整係数を算出する第３のステップと、
   前記第３のステップで算出した調整係数を前記測定装置に記憶する第４のステップと
   を備えることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
3. 前記プログラムは、
   前記測定装置と前記標準器を設定する第１のステップと、
   前記測定装置の測定値を読み取る第２のステップと、
   前記標準器の設定値と前記測定装置の読み値の差を比較し、その差が前記測定装置に内蔵された仕様の範囲内である場合には合格と判定し、仕様の範囲外である場合には不合格と判断する第３のステップと
   前記標準器の設定値、前記測定装置の読み取り値及び前記合否を前記測定装置に記憶する第４のステップと
   を備えることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の前記測定装置を備えたことを特徴とする校正システム。
5. 前記測定装置の測定結果を示した成績書を印字するプリンタを備えることを特徴とする請求項４記載の校正システム。
6. 前記測定装置の調整又は校正結果を通信回線を通じて受信して合否を判定し、その判定結果を前記測定装置に送信する合否判定サーバを備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の校正システム。
7. 前記測定装置の要求に基づいて所望の調整又は校正プログラムを通信回線を通じて前記測定装置に送信するプログラムサーバを備えたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の校正システム。
   
   

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