JP2007272537A - 指示計及びプロセスコントローラ - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザの希望により任意に目盛りスケールを変更可能な指示計及びプロセスコントローラを提供する。
【解決手段】目盛りの上限値及び下限値を入力するための操作手段と、前記目盛りの上限値及び下限値に基づいて、目盛り画像データを生成する画像データ生成手段と、前記目盛り画像データに基づいて目盛り画像を表示する表示手段とを備え、前記画像データ生成手段は、前記表示手段における目盛り画像用表示領域の長辺方向のドット数に応じて、目盛りの分割数を決定することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】目盛りの上限値及び下限値を入力するための操作手段と、前記目盛りの上限値及び下限値に基づいて、目盛り画像データを生成する画像データ生成手段と、前記目盛り画像データに基づいて目盛り画像を表示する表示手段とを備え、前記画像データ生成手段は、前記表示手段における目盛り画像用表示領域の長辺方向のドット数に応じて、目盛りの分割数を決定することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えばプラント等に備えられたプロセス設備から入力されるプロセス値をメータ表示する指示計、及び当該指示計を備えたプロセスコントローラに関する。
従来より、プラント等の制御を行なう産業制御分野においては、予め記憶された制御プログラムに基づいて、制御対象を制御するプロセスコントローラが広く用いられている。
一般的に、このようなプロセスコントローラには、プロセス設備等の制御対象から入力されるプロセス値をメータ表示する指示計が備えられている(例えば下記特許文献1参照)。
一般的に、このようなプロセスコントローラには、プロセス設備等の制御対象から入力されるプロセス値をメータ表示する指示計が備えられている(例えば下記特許文献1参照)。
図7(a)に従来のプロセスコントローラの構成概略図を示す。この図に示すように、従来のプロセスコントローラは、制御演算部10、表示コントロール部20及び表示器30から構成されている。また、表示器30は、例えばアナログメータである表示部30a、警報ランプ30b、操作キー30cから構成されている。
制御演算部10は、プロセス設備等の制御対象や外部制御装置等から入力される外部入力信号と、表示器30(詳細には操作キー30c)から表示コントロール部20を介して入力される操作信号とに基づいて所定の演算処理を行い、プロセスコントローラの全体動作を制御するものであり、制御対象を制御するための制御信号や、演算処理結果を示す信号(例えば警報信号)等を外部出力信号として出力する。なお、外部入力信号及び外部出力信号にはアナログ信号とデジタル信号の両方が含まれる。表示コントロール部20は、上記制御演算部10の制御の下、表示器30(詳細には表示部30a)に画像を表示させるための表示信号や、警報ランプ30bを点灯させるための警報ランプ点灯信号を表示器30に出力する。表示器30の表示部30aは、上記表示信号に基づいて所定の画像を表示する。警報ランプ30bは、例えば発光ダイオードであり、上記警報ランプ点灯信号に基づいて点灯する。操作キー30cは、オペレータによるキー操作を操作信号として表示コントロール部20に出力する。
このように構成された従来のプロセスコントローラの動作について以下説明する。例えば、制御対象に設けられた温度センサから温度信号がプロセスコントローラの制御演算部10に入力される。制御演算部10は、上記温度信号に基づいて、表示コントロール部20に対し温度表示を行うよう指示する。そして、表示コントロール部20は、上記指示の下、制御対象の温度を表示するための表示信号を生成し、表示器30に出力する。これにより、表示器30の表示部30aには、図7(b)に示すようなアナログメータによって制御対象の温度が表示される。図7(b)において、PV指針40は温度(プロセス値)によって変動し、また、SV指針41は温度設定値を指し示している。このように、プロセスコントローラは非常に視認性の優れた指示計を備えており、オペレータはこのメータ表示を見ることにより、制御対象の状態を正確に認識することができる。
特開平5−88744号公報
ところで、図7(b)において、目盛り数字42、倍率43、単位44、親目盛り線45、中目盛り線46及び子目盛り線47は、予めフィルム等に印刷され、表示部30aに貼り付けられたものである。従って、目盛りのスケールや単位が異なる場合など、プロセスコントローラの用途に応じて、上記のような目盛り用フィルムを作成する必要があった。また、一度プロセスコントローラが出荷されてしまうと、以後目盛り用フィルムを交換することが困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ユーザの希望により任意に目盛りスケールを変更可能な指示計及びプロセスコントローラを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明では、指示計に係る第1の解決手段として、目盛りの上限値及び下限値を入力するための操作手段と、前記目盛りの上限値及び下限値に基づいて、目盛り画像データを生成する画像データ生成手段と、前記目盛り画像データに基づいて目盛り画像を表示する表示手段とを備え、前記画像データ生成手段は、前記表示手段における目盛り画像用表示領域の長辺方向のドット数に応じて、目盛りの分割数を決定することを特徴とする。
また、本発明では、指示計に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記画像データ生成手段は、前記ドット数が200の場合、目盛りの分割数を20以下となるように決定することを特徴とする。
また、本発明では、指示計に係る第3の解決手段として、上記第1または2の解決手段において、前記画像データ生成手段は、前記上限値Lmax、前記下限値Lmin、前記目盛りの分割数Nからなる下記(1)式に基づいて、1目盛り分量mを算出することを特徴とする。
また、本発明では、指示計に係る第4の解決手段として、上記第3の解決手段において、前記画像データ生成手段は、前記上限値から下限値までの範囲に0が含まれる場合、0を基準点として決定し、または、前記範囲が0を含まない正の範囲である場合、下限値の下位(前記1目盛り分量mの桁数−1)桁を0に設定した値を基準点として決定し、または、前記範囲が0を含まない負の範囲である場合、上限値の下位(前記1目盛り分量mの桁数−1)桁を0に設定した値を基準点として決定し、前記基準点P0、前記1目盛り分量mからなる下記関係式(2)に基づいて、仮想目盛り値P(i)を算出し、前記仮想目盛り値P(i)の内、基準点及び前記上限値から下限値までの範囲に含まれる値に目盛り線を割り当てることを特徴とする。
また、本発明では、指示計に係る第5の解決手段として、上記第4の解決手段において、前記画像データ生成手段は、前記目盛り線の内、仮想目盛り値P(i)、基準点P0及び1目盛り分量mからなる下記関係式(3)の解T1(i)の余りが0となる仮想目盛り値P(i)に割り当てられた目盛り線と、前記上限値及び下限値に割り当てられた目盛り線とを親目盛り線として決定することを特徴とする。
また、本発明では、指示計に係る第6の解決手段として、上記第5の解決手段において、前記画像データ生成手段は、前記目盛り線の内、仮想目盛り値P(i)、基準点P0及び1目盛り分量mからなる下記関係式(4)の解T2(i)の余り、または下記関係式(5)の解T3(i)の余りが0となる仮想目盛り値P(i)に割り当てられた目盛り線と、前記上限値及び下限値に割り当てられた目盛り線とに目盛り数字を割り当てることを特徴とする。
また、本発明では、指示計に係る第7の解決手段として、上記第1〜6のいずれかの解決手段において、前記画像データ生成手段は、前記操作手段に目盛りの単位と倍率との少なくとも一方が入力された場合、前記単位と倍率との少なくとも一方が表示されるように、目盛り画像データを生成することを特徴とする。
さらに、本発明では、プロセスコントローラに係る第1の解決手段として、上記第1〜第7のいずれかの解決手段を有する指示計を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ユーザが操作手段を介して入力した目盛りの上限値及び下限値に応じて目盛り画像データが生成されるため、ユーザの希望により任意に目盛りスケールを変更可能な指示計及びプロセスコントローラを提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図1は、本実施形態における指示計を備えるプロセスコントローラの構成概略図である。なお、この図1において、図7(a)に示す従来のプロセスコントローラと同じ構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。
本実施形態におけるプロセスコントローラと、従来のプロセスコントローラとの異なる点は、表示コントロール部20が、目盛り画像データ生成部(画像データ生成手段)20bを備える表示コントロール部20aに置き換わっていることである。この表示コントロール部20aは、ユーザが操作キー30c(操作手段)を操作することにより、当該操作キー30cから目盛り設定モードへの移行指示を示す操作信号が入力された場合、目盛り設定モードに移行し、目盛り画像データ生成部20bに対して目盛り画像データを生成するように要求する。目盛り画像データ生成部20bは、ユーザが操作キー30cの操作により入力した目盛りの上限値、下限値、単位及び倍率に基づいて所定の演算処理を行い、目盛り画像データを生成し、当該目盛り画像データを表示器30(詳細には表示部30a)に出力する。表示部30a(表示手段)は、上記目盛り画像データに基づき、目盛り画像を表示する。
なお、上記表示コントロール部20aは、ユーザが操作キー30cを操作することにより、当該操作キー30cから通常動作モード(オートモード)への移行指示を示す操作信号が入力された場合、目盛り設定モードから通常動作モードへ移行し、制御演算部10の制御の下、制御対象のプロセス値(温度等)を表示するための表示信号を生成し、表示器30(詳細には表示部30a)に出力する。つまり、通常動作モードでは、表示部30aにおいて目盛り画像と共にプロセス値を示す画像(PV指針40やSV指針41)が表示される。
次に、このように構成された本プロセスコントローラの動作について説明する。なお、以下では、本プロセスコントローラにおける特徴的な動作、つまり目盛り設定モード時における動作について説明し、他の動作については従来と同様なので説明を省略する。
図2(a)は、本プロセスコントローラの目盛り設定モード時における目盛り画像データ生成部20bの動作フローチャートである。
まず、目盛り画像データ生成部20bは、ユーザが操作キー30cの操作により入力した目盛りの上限値及び下限値に基づいて、目盛りの分割数を決定する(ステップS1)。ここで、目盛りの分割数は、表示部30aにおける目盛り画像用表示領域の長辺方向のドット数に応じて決定する。具体的に説明すると、図3(a)に示すように、例えば、表示部30aにおける目盛り画像用表示領域Wの長辺方向のドット数が200ドットと規定されている場合、目盛りの分割数Nが20以下となるように決定する。つまり、例えば目盛りの分割数N=20の場合、図3(a)に示すように、10ドット間隔で目盛り線用のドットが確保されることになる。なお、この段階では、あくまで目盛り線用のドットが決定されたのみであり、実際に目盛り線は引かれていない。
まず、目盛り画像データ生成部20bは、ユーザが操作キー30cの操作により入力した目盛りの上限値及び下限値に基づいて、目盛りの分割数を決定する(ステップS1)。ここで、目盛りの分割数は、表示部30aにおける目盛り画像用表示領域の長辺方向のドット数に応じて決定する。具体的に説明すると、図3(a)に示すように、例えば、表示部30aにおける目盛り画像用表示領域Wの長辺方向のドット数が200ドットと規定されている場合、目盛りの分割数Nが20以下となるように決定する。つまり、例えば目盛りの分割数N=20の場合、図3(a)に示すように、10ドット間隔で目盛り線用のドットが確保されることになる。なお、この段階では、あくまで目盛り線用のドットが決定されたのみであり、実際に目盛り線は引かれていない。
例えば、表示器30の表示分解能により、目盛りの上限値及び下限値の設定値によっては、目盛り線の間隔が等間隔ではなく、ある一部分だけが狭い間隔または広い間隔になる場合がある。従って、このような目盛り線の間隔のバラツキが、ユーザに違和感となって認識されない程度の値に目盛りの分割数Nを設定することが望ましい。以下、本実施形態では、目盛り画像用表示領域Wの長辺方向のドット数が200ドットの場合を想定して説明するが、この場合、上述したように、目盛りの分割数Nが20以下となるように決定することが最適である。また、目盛りの分割数Nは、目盛り画像用表示領域Wの長辺方向のドット数に応じて適宜変更しても良い。
さらに、目盛りの分割数Nの詳細な決定方法について、図2(b)の分割数決定ルーチンを用いて説明する。まず、目盛り画像データ生成部20bは、上限値Lmaxと下限値Lminとの差(以下スケーリングスパンLという)を1/100倍、1/10倍、1倍、10倍、100倍等してXが、100<X≦1000の範囲に含まれるようなXを探索する(ステップS1a)。なお、スケーリングスパンL=Lmax−Lminである。
続いて、目盛り画像データ生成部20bは、上記のように求めたXの値が200以下であるか否かを判定する(ステップS1b)。このステップS1bにおいて、「No」、つまりX>200であった場合、目盛り画像データ生成部20bは、Xを50で除算した値を新たなXとして決定する(ステップS1c)。一方、ステップS1bにおいて、「YES」、つまりX≦200であった場合、目盛り画像データ生成部20bは、Xを10で除算した値を新たなXとして決定し(ステップS1d)、Xの値を目盛りの分割数Nに決定する(ステップS1g)。
次に、目盛り画像データ生成部20bは、上記ステップS1cで決定したXの値が9より大きいか否かを判定する(ステップS1e)。このステップS1eにおいて、「No」、つまりX≦9であった場合、目盛り画像データ生成部20bは、Xを2倍した値を新たなXとして決定し(ステップS1f)、ステップS1eに移行する。一方、ステップS1eにおいて、「YES」、つまりX>9であった場合、目盛り画像データ生成部20bは、ステップS1gに移行し、Xの値を目盛りの分割数Nに決定する。
例えば、上限値Lmax=100、下限値Lmin=0で、スケーリングスパンL=100の場合、上記のような分割数決定ルーチンによって目盛りの分割数N=20となる。また、例えば、上限値Lmax=10、下限値Lmin=0で、スケーリングスパンL=10の場合も同様に、目盛りの分割数N=20となる。また、例えば、上限値Lmax=800、下限値Lmin=0で、スケーリングスパンL=800の場合、目盛りの分割数N=16となる。つまり、上述したように目盛りの分割数Nは、常に9より大きく、20以下の値となるように決定される。
再び図2(a)のフローチャートに戻って説明すると、次に、目盛り画像データ生成部20bは、上限値Lmax、前記下限値Lmin及び目盛りの分割数Nからなる上記(1)式に基づいて、1目盛り分量mを算出する(ステップS2)。例えば、上限値Lmax=100、下限値Lmin=0で、スケーリングスパンL=100の場合、目盛りの分割数N=20なので、図3(b)に示すように、1目盛り分量m=5となる。なお、図3(b)では、説明の便宜上、目盛り数字を表示して説明したが、実際にはこの段階で目盛り数字及び目盛り線は決定されていない。
続いて、目盛り画像データ生成部20bは、目盛り線を引くための基準点P0を決定する(ステップS3)。具体的には、上限値Lmaxから下限値Lminまでの範囲(レンジ)に0が含まれる場合、0を基準点P0として決定する。例えば、上限値Lmax=100、下限値Lmin=0の場合、図3(b)に示すように、下限値である0が基準点P0となる。また、上限値Lmax=100、下限値Lmin=−100の場合、図4(a)に示すように、中間値である0が基準点P0となる。
一方、レンジが0を含まない正のレンジである場合、例えば、0<m<100のとき、下限値Lmin−(下限値Lmin/10の余り)で算出した値を基準点P0とする。また、100≦m<1000のとき、下限値Lmin−(下限値Lmin/100の余り)で算出した値を基準点P0とする。 以下、同様に1目盛り分量mが一桁増すごとに0にする桁を一桁増やす。例えば、上限値Lmax=111、下限値Lmin=11の場合、基準点P0=10となる。このように、上限値Lmax=111、下限値Lmin=11の場合、下限値Lminを直接基準点として決定すると、中途半端な値が基準点となってしまい、かえってユーザにとってわかりづらい目盛り表示となってしまう。このような目盛りはプロセスコントローラにとって不適当であるため、レンジが0を含まない正のレンジである場合は、上記のように求めた値を基準点P0として決定する。
また、レンジが0を含まない負のレンジである場合、例えば、0<m<100のとき、上限値Lmax−(上限値Lmax/10の余り)で算出した値を基準点P0とする。また、100≦m<1000のとき、上限値Lmax−(上限値Lmax/100の余り)で算出した値を基準点P0とする。以下、同様に1目盛り分量mが一桁増すごとに0にする桁を一桁増やす。このように、レンジが0を含まない負のレンジである場合に、上記で求めた値を基準点P0として決定する理由は、上記レンジが0を含まない正のレンジである場合と同様である。
次に、目盛り画像データ生成部20bは、上記のように求めた基準点P0、1目盛り分量mからなる上記関係式(2)に基づいて、仮想目盛り値P(i)を算出する(ステップS4)。例えば、上限値Lmax=100、下限値Lmin=0の場合、基準点P0=0、1目盛り分量m=5なので、図4(b)に示すように、仮想目盛り値P(i)は(−100、−95、・・・、0、・・・、95、100)の値をとる。なお、図4(b)では、説明の便宜上、仮想目盛り値P(i)を表示して説明したが、この仮想目盛り値P(i)は仮想的な目盛り値であり、この段階では未だ目盛り線及び目盛り数字は決定されていない。
そして、目盛り画像データ生成部20bは、仮想目盛り値P(i)の内、基準点P0及びレンジに含まれる値に目盛り線を割り当てる(ステップS5)。例えば、上限値Lmax=100、下限値Lmin=0の場合、図5(a)に示すように目盛り線が割り当てられる。ここで、初めて目盛り線が割り当てられることになる。なお、図5(a)では、説明の便宜上、仮想目盛り値P(i)を表示して説明したが、この段階では目盛り数字は決定されていない。
続いて、目盛り画像データ生成部20bは、上記のように決定した目盛り線の内、仮想目盛り値P(i)、基準点P0及び1目盛り分量mからなる上記関係式(3)の解T1(i)の余りが0となる仮想目盛り値P(i)に割り当てられた目盛り線と、上限値及び下限値に割り当てられた目盛り線とを親目盛り線として決定する(ステップS6)。例えば、上限値Lmax=100、下限値Lmin=0の場合、図5(b)に示すように、上限値及び下限値と2目盛り分の目盛り線とが親目盛り線として決定される。なお、隣合う親目盛り線が密接するように配置してしまうと視認性が悪化してしまう。これを防止するため、本実施形態では、2目盛り毎に親目盛り線を配置したが、これに限定されず、目盛りの分割数N、または目盛り画像用表示領域Wの長辺方向のドット数に応じて適宜変更しても良い。
そして、目盛り画像データ生成部20bは、上記のように割り当てた目盛り線の内、仮想目盛り値P(i)、基準点P0及び1目盛り分量mからなる上記関係式(4)の解T2(i)、または上記関係式(5)の解T3(i)の余りが0となる仮想目盛り値P(i)に割り当てられた目盛り線と、上限値及び下限値に割り当てられた目盛り線とに目盛り数字を割り当てる(ステップS7)。例えば、上限値Lmax=100、下限値Lmin=0の場合、目盛りの分割数N>12なので、図6(a)に示すように、上限値及び下限値と4目盛り分の目盛り線とに目盛り数字が割り当てられる。また、例えば、目盛りの分割数N≦12の場合、(5)式に基づき、上限値及び下限値と2目盛り分の目盛り線とに目盛り数字が割り当てられる。なお、隣合う目盛り数字が密接するように配置してしまうと視認性が悪化してしまう。これを防止するため、本実施形態では、4目盛り毎または2目盛り毎に目盛り数字を配置したが、これに限定されず、目盛りの分割数N、または目盛り画像用表示領域Wの長辺方向のドット数に応じて適宜変更しても良い。
目盛り画像データ生成部20bは、上記のような処理により、目盛り線(親目盛り線を含む)及び目盛り数字の配置を決定すると、これら目盛り線及び目盛り数字と、操作キー30cから入力された目盛りの単位及び倍率とを含む目盛り画像データを生成する(ステップS8)。図6(b)及び図6(c)は、上記のように目盛り画像データの生成後、通常動作モードに戻った場合に、表示部30aに表示される目盛り画像の一例である。なお、図6(b)は、ユーザから設定値として、上限値Lmax=100、下限値Lmin=0、単位(m3/h)及び倍率(×102)が入力された場合の表示例を示す。また、図6(c)は、ユーザから設定値として、上限値Lmax=800、下限値Lmin=0、単位(°C)が入力された場合の表示例を示す。これら図6(b)及び図6(c)に示すように、通常動作モードでは、表示部30aにおいて目盛り画像と共にプロセス値を示す画像(PV指針40やSV指針41)が表示される。なお、これらの図に示すように、PV指針40やSV指針41が指し示す値をデジタル表示により詳細な値が表示される。
以上のように、本実施形態によれば、ユーザが操作キー30cを介して入力した目盛りの上限値及び下限値に応じて目盛り画像データが生成されるため、ユーザの希望により任意に目盛りスケールを変更することが可能である。また、上記実施形態では、プロセスコントローラを例示して説明したが、指示計単体であっても本発明は適用可能である。
10…制御演算部、20a…表示コントロール部、20b…目盛り画像データ生成部(画像データ生成手段)、30…表示器、30a…表示部(表示手段)、30b…警報ランプ、30c…操作キー(操作手段)
Claims (8)
- 目盛りの上限値及び下限値を入力するための操作手段と、
前記目盛りの上限値及び下限値に基づいて、目盛り画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記目盛り画像データに基づいて目盛り画像を表示する表示手段とを備え、
前記画像データ生成手段は、前記表示手段における目盛り画像用表示領域の長辺方向のドット数に応じて、目盛りの分割数を決定する、
ことを特徴とする指示計。 - 前記画像データ生成手段は、前記ドット数が200の場合、目盛りの分割数を20以下となるように決定することを特徴とする請求項1記載の指示計。
- 前記画像データ生成手段は、前記上限値から下限値までの範囲に0が含まれる場合、
0を基準点として決定し、
または、前記範囲が0を含まない正の範囲である場合、
下限値の下位(前記1目盛り分量mの桁数−1)桁を0に設定した値を基準点として決定し、
または、前記範囲が0を含まない負の範囲である場合、
上限値の下位(前記1目盛り分量mの桁数−1)桁を0に設定した値を基準点として決定し、
前記基準点P0、前記1目盛り分量mからなる下記関係式(2)に基づいて、
仮想目盛り値P(i)を算出し、
前記仮想目盛り値P(i)の内、
基準点及び前記上限値から下限値までの範囲に含まれる値に目盛り線を割り当てる、
ことを特徴とする請求項3記載の指示計。
- 前記画像データ生成手段は、前記操作手段に目盛りの単位と倍率との少なくとも一方が入力された場合、前記単位と倍率との少なくとも一方が表示されるように、目盛り画像データを生成することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の指示計。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の指示計を備えることを特徴とするプロセスコントローラ。
Priority Applications (1)
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JP2006097000A JP2007272537A (ja) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | 指示計及びプロセスコントローラ |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013104684A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Mitsutoyo Corp | 測定器 |
-
2006
- 2006-03-31 JP JP2006097000A patent/JP2007272537A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013104684A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Mitsutoyo Corp | 測定器 |
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