JP2012168025A - 測定装置および測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】交流信号についての物理量と周波数とを測定して両者の相関関係を調査する際の精度を向上させる。
【解決手段】予め決められた第１規定時間Ｔｒ１における交流信号の物理量を第１規定時間Ｔｒ１が経過する毎に測定する第１測定処理を開始指示がされた後であって第１規定時間Ｔｒ１に応じて予め決められた条件を満たす開始時刻Ｔｂに開始すると共に、予め決められた第２規定時間Ｔｒ２における交流信号の周波数を第２規定時間Ｔｒ２が経過する毎に測定する第２測定処理を実行する処理部を備え、処理部は、第１規定時間Ｔｒ１を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときに時刻の数値が最小単位の整数倍となる時刻であって開始指示がされた後において最初に到来する時刻を開始時刻Ｔｂとして第１測定処理を開始すると共に、第１測定処理の開始に同期して第２測定処理を開始する。
【選択図】図３

Description

本発明は、交流信号についての物理量および周波数を測定する測定装置および測定方法に関するものである。

この種の測定装置として、特開２００５−３３７９８０号公報において出願人が開示した交流信号測定装置が知られている。この交流信号測定装置は、フィルタ部、検出信号生成部、周波数測定部、周波数算出部、クロック生成部、Ａ／Ｄ変換部および信号処理部などを備えて、入力した交流信号についての物理量を測定する。この場合、フィルタ部は、入力した交流信号に含まれているノイズ成分を除去し、検出信号生成部は、交流信号のゼロクロスを検出して検出信号を出力する。周波数測定部は、交流信号の各周期の期首を示す検出信号から期末を示す検出信号までの時間を計測し、その時間に基づいて交流信号の周波数を測定して周波数データを出力する。周波数算出部は、周波数データに基づいてサンプリング周波数を算出してサンプリング周波数を示す設定データを出力する。クロック生成部は、設定データで示される周波数のサンプリングクロックを生成する。Ａ／Ｄ変換部は、サンプリングクロックに同期して交流信号をサンプリングしてデジタルデータを出力し、信号処理部は、デジタルデータを演算処理して、交流信号についての物理量を測定する。この場合、この交流信号測定装置を複数用いて複数種類の交流信号の物理量を予め決められた規定時間が経過する毎に測定する測定処理（以下、「規定時間測定処理」ともいう）を実行させる際には、各交流信号測定装置間での測定データの時系列の比較を容易とするため、規定時間測定処理を開始する開始時刻をある程度揃えるのが好ましい。このため、出願人は、測定指示がされた後において、規定時間に応じて予め決められた条件を満たす時刻（例えば、規定時間が３０分のときには、時刻を示す分の単位の数字が００または３０となる時刻）が到来したときに規定時間測定処理を開始する処理機能を備えた測定装置を開発している。

特開２００５−３３７９８０号公報（第４−６頁、第１−２図）

ところが、出願人が既に開発している上記の処理機能を備えた測定装置には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、上記の測定装置では、測定指示がされた後において、規定時間に応じて予め決められた条件を満たす時刻が到来したときに規定時間測定処理を開始する。一方、交流信号を測定するこの種の測定装置は、予め決められた（規格によって規定された）周波数測定時間（上記の規定時間とは異なる時間であって例えば、１０秒）が経過する毎に周波数を測定する周波数測定処理を実行する機能を有しており、この周波数測定処理によって測定された周波数と規定時間測定処理によって測定された物理量とを時系列で並べて比較することで、両者の相関関係を調査することが可能となっている。しかしながら、一般的に、周波数測定処理は、測定装置が起動して、一定時間が経過したときに開始されるため、周波数測定処理の開始時刻と規定時間測定処理の開始時刻とがずれることがある。このため、上記の測定装置には、両処理の開始時刻がずれることに起因して、測定された周波数と物理量とを時系列で並べて両者の相関関係を調査する際の精度の向上が困難なことがあり、この点の改善が望まれている。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、交流信号についての物理量と周波数とを測定して両者の相関関係を調査する際の精度を向上し得る測定装置および測定方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の測定装置は、予め決められた第１規定時間における交流信号の物理量を当該第１規定時間が経過する毎に測定する第１測定処理を開始指示がされた後であって当該第１規定時間に応じて予め決められた条件を満たす開始時刻に開始すると共に、予め決められた第２規定時間における前記交流信号の周波数を当該第２規定時間が経過する毎に測定する第２測定処理を実行する処理部を備えた測定装置であって、前記処理部は、前記第１規定時間を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときに当該時刻の数値が当該最小単位の整数倍となる時刻であって前記開始指示がされた後において最初に到来する時刻を前記開始時刻として前記第１測定処理を開始すると共に、当該第１測定処理の開始に同期して前記第２測定処理を開始する。

また、請求項２記載の測定装置は、請求項１記載の測定装置において、前記処理部は、前記第２測定処理の実行によって測定した前記周波数に基づいて前記第１規定時間における周波数を前記物理量として測定する処理を前記第１測定処理として実行する。

また、請求項３記載の測定装置は、請求項１または２記載の測定装置において、複数の前記第１規定時間の中の１つを前記予め決められた第１規定時間として選択するための操作部を備えている。

また、請求項４記載の測定方法は、予め決められた第１規定時間における交流信号の物理量を当該第１規定時間が経過する毎に測定する第１測定処理を開始指示がされた後であって当該第１規定時間に応じて予め決められた条件を満たす開始時刻に開始すると共に、予め決められた第２規定時間における前記交流信号の周波数を当該第２規定時間が経過する毎に測定する第２測定処理を実行する測定方法であって、前記第１規定時間を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときに当該時刻の数値が当該最小単位の整数倍となる時刻であって前記開始指示がされた後において最初に到来する時刻を前記開始時刻として前記第１測定処理を開始すると共に、当該第１測定処理の開始に同期して前記第２測定処理を開始する。

請求項１記載の測定装置、および請求項４記載の測定方法では、第１規定時間を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときにその時刻の数値が最小単位の整数倍となる時刻であって開始指示がされた後において最初に到来する時刻を開始時刻として第１測定処理を開始すると共に、第１測定処理の開始に同期して第２測定処理を開始する。つまり、この測定装置および測定方法では、第１測定処理における物理量の測定の開始時刻と、第２測定処理における周波数の測定の開始時刻とが同じ開始時刻となる。このため、この測定装置および測定方法によれば、例えば、測定した物理量と周波数とを時系列で並べたときに各々の開始時刻が揃う結果、両者の相関関係を調査する際の精度を十分に向上させることができる。

また、請求項２記載の測定装置では、処理部が、第２測定処理の実行によって測定した周波数に基づいて第１規定時間における周波数を物理量として測定する処理を第１測定処理として実行する。このため、この測定装置によれば、例えば、第２測定処理によって測定した複数の周波数を平均して第１規定時間における周波数を測定する第１測定処理において、周波数の測定の基礎となる周波数に第１測定処理の開始前の周波数を含ませないようにすることができる結果、第１測定処理における測定精度を十分に向上させることができる。

また、請求項３記載の測定装置によれば、複数の第１規定時間の中の１つを予め決められた第１規定時間として選択するための操作部を備えたことにより、複数の第１規定時間の中から測定対象の交流信号の種類や測定する物理量の種類に適した第１規定時間を選択することができるため、利便性を十分に向上させることができる。

測定装置１の構成を示す構成図である。 測定装置１の動作を説明する第１の説明図である。 測定装置１の動作を説明する第２の説明図である。

以下、測定装置および測定方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、測定装置の一例としての測定装置１の構成について説明する。図１に示す測定装置１は、信号処理部１１、測定部１２、操作部１３、表示部１４、記録部１５および制御部１６を備え、入力した交流信号Ｓ１（一例として、図２に示す正弦波）についての物理量（例えば、周波数、電圧の実効値、電圧の不平衡、および高調波など）を測定すると共に、これらの物理量を記録可能に構成されている。この場合、測定部１２および制御部１６によって処理部が構成される。

信号処理部１１は、入力した交流信号Ｓ１に含まれているノイズ成分を除去する信号処理を実行する。また、信号処理部１１は、図１に示すように、交流信号Ｓ１の周波数（公称周波数：５０Ｈｚおよび６０Ｈｚ）にそれぞれ対応付けられて、互いに電気的特性の異なる複数（一例として、２つ）のフィルタ回路２１（処理回路）を備えて構成されている。この場合、フィルタ回路２１は、交流信号Ｓ１に含まれている公称周波数よりも高周波の成分および低周波の成分を除去する（つまり、公称周波数の成分を抽出する）バンドパスフィルタで構成されている。また、信号処理部１１は、操作部１３に対する切り替え操作によってこれら複数のフィルタ回路２１の中から切り替えられたフィルタ回路２１によって交流信号Ｓ１に対して予め決められた信号処理を実行する。

測定部１２は、サンプリングクロック生成回路３１、サンプリング回路３２、ゼロクロス検出回路３３、周波数測定回路３４、メモリ３５およびタイマ３６を備えて構成されている。また、測定部１２は、一例として、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）で構成されている。なお、測定部１２を制御部１６と共にＣＰＵで構成することもできる。

サンプリングクロック生成回路３１は、予め決められたサンプリング周期Ｔｓ（周波数）のサンプリングクロックＳ２（図２参照）を生成する。サンプリング回路３２は、サンプリングクロックＳ２に同期して交流信号Ｓ１をサンプリングすることにより、デジタルデータＤ１を出力するサンプリング処理を実行する。ゼロクロス検出回路３３は、一例として、図外のコンパレータ回路を備えて構成され、交流信号Ｓ１と基準電位（ゼロボルトの電位）との交差（ゼロクロス）を検出してゼロクロス検出信号Ｓ３（同図参照）を出力する。

周波数測定回路３４は、第１測定処理および第２測定処理を実行する。周波数測定回路３４は、第１測定処理において、操作部１３に対する選択操作によって選択された第１規定時間Ｔｒ１における交流信号Ｓ１の物理量としての周波数ｆ１を第１規定時間Ｔｒ１が経過する毎に測定する。この場合、周波数測定回路３４は、操作部１３に対する操作によって開始指示がされたときに、その開始指示後における第１規定時間Ｔｒ１に応じて予め決められた条件を満たす開始時刻Ｔｂをタイマ３６から出力される時刻データＤ２に基づいて特定し、その開始時刻Ｔｂに第１測定処理を開始し、操作部１３に対する終了操作によって処理終了の指示が行われたときに、第１測定処理を終了する。この測定装置１では、第１規定時間Ｔｒ１を表す数値を最小の単位として時刻を数値で表したときに、時刻の数値がその最小の単位の整数倍となる時刻であって、開始指示がされた後において最初に到来する時刻が上記の条件を満たす開始時刻Ｔｂとして予め決められている。この場合、例えば、第１規定時間Ｔｒ１が２時間のときには、０時、２時、４時・・・が、時刻の数値が最小の単位（２時間）の整数倍となる時刻に相当し、第１規定時間Ｔｒ１が３０分のときには、０時００分、０時３０分、１時００分・・・が、時刻の数値が最小の単位（３０分）の整数倍となる時刻に相当する。

したがって、周波数測定回路３４は、一例として、第１規定時間Ｔｒ１が２時間のときには、０時、２時、４時・・・・の各時刻の中で、開始指示後において最初に到来する時刻を開始時刻Ｔｂとして第１測定処理を開始し、第１規定時間Ｔｒ１が３０分のときには、０時００分、０時３０分、１時００分・・・・の各時刻の中で、開始指示後において最初に到来する時刻を開始時刻Ｔｂとして第１測定処理を開始する。また、周波数測定回路３４は、他の一例として、第１規定時間Ｔｒ１が１分のときには、０時００分、０時０１分、０時０２分・・・・の各時刻の中で、開始指示後において最初に到来する時刻を開始時刻Ｔｂとして第１測定処理を開始し、第１規定時間Ｔｒ１が３秒のときには、０時００分００秒、０時００分０３秒、０時００分０６秒・・・・の各時刻の中で、開始指示後において最初に到来する時刻を開始時刻Ｔｂとして第１測定処理を開始する。

また、周波数測定回路３４は、第２測定処理において、予め決められた第２規定時間Ｔｒ２における交流信号Ｓ１の周波数ｆ２を第２規定時間Ｔｒ２が経過する毎に測定する。この測定装置１では、第２規定時間Ｔｒ２が一例として１０秒に規定されている。また、周波数測定回路３４は、上記した第１測定処理の開始に同期して（つまり、第１測定処理の開始時刻Ｔｂに）第２測定処理を開始し、第１測定処理の終了に同期して第２測定処理を終了する。

ここで、周波数測定回路３４は、第２測定処理において、周波数ｆ２を次のようにして測定する。図２に示すように、立ち上がりのゼロクロスを示すゼロクロス検出信号Ｓ３の出力時点から次の立ち上がりのゼロクロスを示すゼロクロス検出信号Ｓ３の出力時点までの間に交流信号Ｓ１に対して（つまり、交流信号Ｓ１の１波長分（以下、交流信号Ｓ１の１波長分を「単位波」ともいう）に対して）サンプリング回路３２がサンプリングした回数をカウントし、そのカウント数Ｎを交流信号Ｓ１の１波長分（単位波）に対応するサンプリング数として、各周期Ｔｗに対応付けてメモリ３５内に設けられている記憶領域に記憶させる。また、メモリ３５に記憶させたカウント数ＮとサンプリングクロックＳ２の周期（サンプリング周期Ｔｓ）とに基づいて交流信号Ｓ１の１波長分の周期Ｔｗを算出する処理を、立ち上がりのゼロクロスを示すゼロクロス検出信号Ｓ３を検出する度に実行して、各周期Ｔｗを累計する。さらに、周期Ｔｗの累計が第２規定時間Ｔｒ２（この例では１０秒）以内で最大となる単位波の数（以下、この数を「波数ｍ」ともいう）を特定し、これらのｍ個の単位波の各周期Ｔｗを平均し、その平均値Ｔｗａの逆数（１／Ｔｗａ）を周波数ｆ２として測定（算出）する。

また、周波数測定回路３４は、第１測定処理において、周波数ｆ１を例えば次のようにして測定する。図３に示すように、第１測定処理の開始時刻Ｔｂ以後に上記の第２測定処理によって測定した周波数ｆ２を第２規定時間Ｔｒ２が経過する毎に（周波数ｆ２を新たに測定する毎に）累計する処理を、開始時刻Ｔｂから第１規定時間Ｔｒ１が経過するまで繰り返す。また、周波数測定回路３４は、第１規定時間Ｔｒ１が経過した時点における累計値を累計した周波数ｆ２の数で除した値（周波数ｆ２の平均値）を周波数ｆ１として測定（算出）する。この場合、周波数ｆ１を測定する方法として、この方法の他に、第１規定時間Ｔｒ１中において第２規定時間Ｔｒ２が経過する毎に測定した各周波数ｆ２を２乗平均法などの各種の平均法によって平均する方法を採用することもできる。

メモリ３５は、複数の記憶領域が各周期Ｔｗ（各単位波）に対応付けられて設けられ、各記憶領域にカウント数Ｎ（サンプリング数）をそれぞれ記憶する。この場合、メモリ３５は、リングバッファ形式のメモリであって、先入れ先出し法に従って記憶を行う。タイマ３６は、時刻を示す時刻データＤ２を出力する。この場合、タイマ３６が出力する時刻データＤ２によって示される時刻は、一例として、図外の通信手段を介してＵＴＣ（協定世界時）に同期している。

操作部１３は、第１規定時間Ｔｒ１を選択する選択操作を行うためのスイッチ、第１測定処理の開始指示用のスイッチ、第１測定処理の終了指示用のスイッチ、後述する第３測定処理の開始指示用のスイッチ、第３測定処理の終了指示用のスイッチ、および電源スイッチなどの各種のスイッチを備えて構成され、それらが操作されたときに操作信号Ｓｏを出力する。表示部１４は、制御部１６の制御に従って各種の画像や物理量の測定値（周波数ｆ１，ｆ２等）を表示する。記録部１５は、制御部１６の制御に従い、測定部１２によって測定される周波数ｆ１，ｆ２を示すデータ、および制御部１６によって測定される物理量を示すデータを記録する。また、記録部１５は、操作部１３に対する選択操作によって選択される第１規定時間Ｔｒ１を示す規定時間データＤ３を記録する。この測定装置１では、一例として、２時間、３０分、１０分、１分、３秒および１秒の６種類の時間が選択可能な（選択対象の）第１規定時間Ｔｒ１として規定され、これらの各第１規定時間Ｔｒ１を示す規定時間データＤ３が記録部１５に記録されている。

制御部１６は、操作部１３から出力される操作信号Ｓｏに従って測定装置１を構成する各部を制御する。また、制御部１６は、操作部１３に対する指示操作がされたときには、測定部１２（サンプリング回路３２）から出力されるデジタルデータＤ１に基づき、交流信号Ｓ１の物理量（例えば、電圧の実効値、電圧の不平衡、および高調波など）を測定する第３測定処理を実行する。この場合、制御部１６は、この第３測定処理において、複数（一例として、公称周波数が５０Ｈｚのときには１０、公称周波数が６０Ｈｚのときには１２）の周期Ｔｗに相当する約２００ｍ秒の時間（以下この時間を「単位処理時間」ともいう）をゼロクロス検出回路３３から出力されるゼロクロス検出信号Ｓ３に基づいて特定し、その単位処理時間における物理量（例えば、電圧の実効値、電圧の不平衡、および高調波など）を測定する。

また、制御部１６は、測定部１２の周波数測定回路３４によって測定された周波数ｆ１，ｆ２、および第３測定処理によって測定した物理量を示すデータを記録部１５に記録させる。また、制御部１６は、周波数ｆ１，ｆ２、および第３測定処理によって測定した物理量を時系列で表示部１４に表示させる。

次に、測定装置１を用いて交流信号Ｓ１の物理量を測定する測定方法、およびその際の測定装置１の動作について説明する。

この第１測定処理では、操作部１３の電源スイッチが操作されたときに、操作部１３から出力される操作信号Ｓｏに従って電源が投入されると共に、各部が処理を開始する。具体的には、信号処理部１１のフィルタ回路２１（例えば、５０Ｈｚ用のフィルタ回路２１）が、入力した交流信号Ｓ１のノイズ成分を除去する信号処理を実行して、処理後の交流信号Ｓ１を測定部１２に出力する。

また、測定部１２では、サンプリングクロック生成回路３１が、図２に示すように、サンプリングクロックＳ２を生成する。また、サンプリング回路３２が、サンプリング処理を実行して、サンプリングクロックＳ２に同期して交流信号Ｓ１をサンプリングすることにより、デジタルデータＤ１を生成して制御部１６に出力する。また、ゼロクロス検出回路３３が、同図に示すように、交流信号Ｓ１と基準電位とのゼロクロス（例えば、立ち上がりのゼロクロス）を検出してゼロクロス検出信号Ｓ３を出力する。

一方、交流信号Ｓ１の周波数ｆ１を測定させるには、操作部１３を操作して第１規定時間Ｔｒ１を選択する。具体的には、操作部１３を操作して選択可能な第１規定時間Ｔｒ１の表示を指示する。この際に制御部１６が記録部１５から規定時間データＤ３を読み出してその規定時間データＤ３によつて示される各第１規定時間Ｔｒ１（この例では、２時間、３０分、１０分、１分、３秒および１秒の６種類の第１規定時間Ｔｒ１）を表示部１４に表示させる。次いで、操作部１３に対する選択操作によって各第１規定時間Ｔｒ１の中の１つ（例えば、１分）を選択する。

続いて、操作部１３における第１測定処理の開始指示用のスイッチを操作する。この際に、操作部１３が操作信号Ｓｏを出力し、これに応じて、測定部１２の周波数測定回路３４が、操作部１３に対する選択操作によって選択された第１規定時間Ｔｒ１に応じて予め決められた条件を満たす開始時刻Ｔｂをタイマ３６から出力される時刻データＤ２に基づいて特定する。ここで、第１規定時間Ｔｒ１として１分が選択されているため、周波数測定回路３４は、第１規定時間Ｔｒ１を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときにその時刻の数値がその最小単位の整数倍となる時刻であって開始指示後（操作信号Ｓｏの入力後）において最初に到来する時刻を第１測定処理の開始時刻Ｔｂとして特定する。

この場合、図３に示すように、例えば、操作部１３に対する開始指示操作（操作信号Ｓｏの入力）が３時２３分４３秒に行われたときには、周波数測定回路３４は、第１規定時間Ｔｒ１を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときにその時刻の数値がその最小単位の整数倍となる時刻であって開始指示後において最初に到来する時刻である３時２４分を第１測定処理の開始時刻Ｔｂとして特定する。次いで、周波数測定回路３４は、上記のようにして特定した開始時刻Ｔｂに第１測定処理を開始すると共に、第１測定処理の開始に同期して第２測定処理を開始する。

この第２測定処理において、周波数測定回路３４は、図２に示すように、立ち上がりのゼロクロスを示すゼロクロス検出信号Ｓ３の出力時点から次の立ち上がりのゼロクロスを示すゼロクロス検出信号Ｓ３の出力時点までの間に交流信号Ｓ１に対してサンプリング回路３２がサンプリングしたサンプリング数、つまり交流信号Ｓ１の１波長分（単位波）に対応するサンプリング数をカウントして、そのカウント数Ｎを各周期Ｔｗ（各単位波）に対応付けられているメモリ３５内の記憶領域に記憶させる処理を、ゼロクロス検出信号Ｓ３を検出する度に実行する。また、周波数測定回路３４は、メモリ３５に記憶させたカウント数Ｎとサンプリング周期Ｔｓとに基づいて交流信号Ｓ１の１波長分の周期Ｔｗを算出する（具体的には、カウント数Ｎとサンプリング周期Ｔｓとを乗算して周期Ｔｗを算出する）と共に、ゼロクロス検出信号Ｓ３を検出する度に算出した周期Ｔｗを累計する処理を実行する。

また、周波数測定回路３４は、周期Ｔｗを累計する処理を実行する度にその累計値と第２規定時間Ｔｒ２（この例では１０秒）とを比較して、累計値が第２規定時間Ｔｒ２以内で最大となる単位波の波数ｍを特定する。この場合、周波数測定回路３４は、図３に示すように、その特定をした時点（具体的には、第２規定時間Ｔｒ２の経過後において、累計値と第２規定時間Ｔｒ２とを最初に比較した時点）において、これらのｍ個の単位波の各周期Ｔｗに基づいて交流信号Ｓ１の周波数ｆ２を測定する。例えば、特定した波数ｍが５００個のときには、周波数測定回路３４は、メモリ３５に記憶されているカウント数Ｎとサンプリング周期Ｔｓとに基づいて周期Ｔｗ１〜周期Ｔｗ５００を算出してこれらを累計し、その累計値を５００で除してこれらの平均値Ｔｗａを算出する。続いて、周波数測定回路３４は、平均値Ｔｗａの逆数（１／Ｔｗａ）を交流信号Ｓ１の周波数ｆ２として測定（算出）する。次いで、周波数測定回路３４は、この処理を繰り返して実行して、第２規定時間Ｔｒ２が経過する毎に周波数ｆ２を測定する。

また、第１測定処理において、周波数測定回路３４は、図３に示すように、第１測定処理の開始時刻Ｔｂ以後に第２測定処理によって測定した周波数ｆ２を第２規定時間Ｔｒ２が経過する毎に（周波数ｆ２を新たに測定する毎に）累計する処理を繰り返して実行する。続いて、周波数測定回路３４は、開始時刻Ｔｂから第１規定時間Ｔｒ１が経過したときには、その時点（この例では、３時２５分）における周波数ｆ２の累計値を、累計した周波数ｆ２の数で除した値（周波数ｆ２の平均値）を周波数ｆ１として測定（算出）する。次いで、周波数測定回路３４は、この処理を繰り返して実行して、第１規定時間Ｔｒ１が経過する毎に周波数ｆ１を測定する。

この場合、この測定装置１および測定方法では、上記したように、第１測定処理の開始に同期して第２測定処理を開始させている。このため、この測定装置１および測定方法では、第２測定処理によって測定した周波数ｆ２を用いて（複数の周波数ｆ２を平均して）周波数ｆ１を測定する第１測定処理において、周波数ｆ１の測定の基礎となる周波数ｆ２に第１測定処理の開始前の周波数が含まれない結果、第１測定処理における測定精度が十分に向上されている。

一方、周波数ｆ１以外の物理量（例えば、電圧の実効値）を測定させるには、操作部１３を操作して測定対象の物理量としての電圧の実効値を選択し、続いて、操作部１３における第３測定処理の開始指示用のスイッチを操作する。この際に、操作部１３が操作信号Ｓｏを出力し、これに応じて、制御部１６が、第３測定処理を実行する。この第３測定処理では、制御部１６は、複数（この例では１０）の周期Ｔｗに相当する単位処理時間（約２００ｍ秒）をゼロクロス検出回路３３から出力されるゼロクロス検出信号Ｓ３に基づいて特定し、測定部１２のサンプリング回路３２から出力されるデジタルデータＤ１に基づき、その単位処理時間における電圧の実効値を単位処理時間が経過する毎に測定する。この場合、第３測定処理において測定させる物理量の種類は１つに限定されず、複数種類の物理量を並行して同時に測定させることもできる。

また、制御部１６は、測定部１２の周波数測定回路３４によって測定された周波数ｆ１，ｆ２、および第３測定処理によって測定した物理量を示すデータを記録部１５に記録させると共に、周波数ｆ１，ｆ２、および第３測定処理によって測定した物理量を時系列で表示部１４に表示させる。この場合、この測定装置１および測定方法では、上記したように、第１測定処理の開始に同期して第２測定処理を開始させているため、第１測定処理によって測定された物理量（この例では周波数ｆ１）と第２測定処理によって測定された周波数ｆ２とを時系列で並べたときに各々の開始時刻が揃う結果、両者の相関関係を調査する際の精度を十分に向上させることが可能となっている。

次いで、周波数ｆ１の測定を終了させるときには、操作部１３における第１測定処理の終了指示用のスイッチを操作する。この際に、操作部１３が操作信号Ｓｏを出力し、これに応じて、周波数測定回路３４が、第１測定処理を終了する。また、周波数測定回路３４は、第１測定処理の終了に同期して第２測定処理を終了する。また、電圧の実効値の測定を終了させるときには、操作部１３における第３測定処理の終了指示用のスイッチを操作する。この際に、操作部１３が操作信号Ｓｏを出力し、これに応じて、制御部１６が、第３測定処理を終了する。

このように、この測定装置１および測定方法では、第１規定時間Ｔｒ１を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときにその時刻の数値が最小単位の整数倍となる時刻であって開始指示がされた後において最初に到来する時刻を開始時刻Ｔｂとして第１測定処理を開始すると共に、第１測定処理の開始に同期して第２測定処理を開始する。つまり、この測定装置１および測定方法では、第１測定処理における物理量の測定の開始時刻と、第２測定処理における周波数ｆ２の測定の開始時刻とが同じ開始時刻Ｔｂとなる。このため、この測定装置１および測定方法によれば、例えば、測定した物理量と周波数ｆ２とを時系列で並べたときに各々の開始時刻が揃う結果、両者の相関関係を調査する際の精度を十分に向上させることができる。

また、この測定装置１および測定方法では、第２測定処理の実行によって測定した周波数ｆ２に基づいて第１規定時間Ｔｒ１における周波数ｆ１を物理量として測定する処理を第１測定処理として実行する。このため、この測定装置１および測定方法によれば、例えば、第２測定処理によって測定した複数の周波数ｆ２を平均して第１規定時間Ｔｒ１における周波数ｆ１を測定する第１測定処理において、周波数ｆ１の測定の基礎となる周波数ｆ２に第１測定処理の開始前の周波数を含ませないようにすることができる結果、第１測定処理における測定精度を十分に向上させることができる。

また、この測定装置１および測定方法によれば、複数の第１規定時間Ｔｒ１の中の１つを予め決められた第１規定時間Ｔｒ１として選択することにより、複数の第１規定時間Ｔｒ１の中から測定対象の交流信号Ｓ１の種類や測定する物理量の種類に適した第１規定時間Ｔｒ１を選択することができるため、利便性を十分に向上させることができる。

なお、測定装置および測定方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、第１測定処理の開始指示がされる前には第２測定処理を実行しない構成および方法について上記したが、測定装置１の起動後（第１測定処理の開始指示がされる前）に第２測定処理を開始し、第１測定処理を開始するときに、それまで実行していた第２測定処理を中断して、第１測定処理の開始に同期して第２測定処理を新たに開始する構成を採用することもできる。また、第１測定処理の終了後においても第２測定処理を継続して実行し、次の第１測定処理を開始するときに、それまで実行していた第２測定処理を中断して、その第１測定処理の開始に同期して、第２測定処理を新たに開始する構成を採用することもできる。

また、２時間、３０分、１０分、１分、３秒および１秒の６種類の時間が選択可能な第１規定時間Ｔｒ１として予め規定した構成および方法について上記したが、これに限定されず任意の時間を選択可能な第１規定時間Ｔｒ１として予め規定することができる。また、第２規定時間Ｔｒ２が１０秒に予め決められている構成および方法について上記したが、第２規定時間Ｔｒ２が１０秒以外の時間に規定されている構成および方法を採用することができる。

また、測定部１２（周波数測定回路３４）が第１測定処理を実行して、物理量としての周波数ｆ１を測定する構成および方法について上記したが、制御部１６が第１測定処理を実行して、周波数ｆ１以外の他の物理量（例えば、電圧の実効値、電圧の不平衡、および高調波など）を測定する構成および方法を採用することもできる。この構成および方法では、制御部１６は、上記した第３測定処理によって測定した物理量を用いて第１測定処理を実行する。具体的には、例えば、第１規定時間Ｔｒ１として１分が選択されているときには、第３測定処理によって約３００回の単位処理時間（約２００ｍ秒）毎に測定した約３００個の物理量（例えば、電圧の実効値）を平均してその平均値を第１規定時間Ｔｒ１における物理量として測定する。この場合、各物理量を平均する方法としては、２乗平均法や単純平均法などの各種の平均法を採用することができるが、この例では、２乗平均法によって平均値を測定する。なお、物理量の種類毎に異なる種類の平均法を用いて測定を行う構成および方法を採用することもできる。

また、この構成および方法では、制御部１６が、上記したように、第１規定時間Ｔｒ１を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときにその時刻の数値がその最小単位の整数倍となる時刻であって開始指示がされた後において最初に到来する時刻を開始時刻Ｔｂとして開始し、測定部１２（周波数測定回路３４）が、この第１測定処理の開始に同期して上記の第２測定処理を開始する。つまり、この構成および方法では、第３測定処理によって測定された電圧の実効値に基づいて第１測定処理によって測定される物理量（例えば、電圧の実効値）の測定開始時刻と、第２測定処理によって測定される周波数ｆ２の測定開始時刻とが同じ時刻となる。このため、この構成および方法においても、電圧の実効値と周波数ｆ２とを時系列で並べて行う両者の相関関係を調査する際の精度を十分に向上させることができる。

また、上記の各例では、第１測定処理において、第１規定時間Ｔｒ１中に第２測定処理や第３測定処理によって測定した物理量の平均値を第１規定時間Ｔｒ１における物理量として測定しているが、第１測定処理において、第１規定時間Ｔｒ１中に第２測定処理や第３測定処理によって測定した各物理量の最大値や最小値を第１規定時間Ｔｒ１における物理量として測定する構成および方法を採用することもできる。

１ 測定装置
１２ 測定部
１３ 操作部
１６ 制御部
３４ 周波数測定回路
ｆ１，ｆ２ 周波数
Ｓ１ 交流信号
Ｔｂ 開始時刻
Ｔｒ１ 第１規定時間
Ｔｒ２ 第２規定時間

Claims (4)

1. 予め決められた第１規定時間における交流信号の物理量を当該第１規定時間が経過する毎に測定する第１測定処理を開始指示がされた後であって当該第１規定時間に応じて予め決められた条件を満たす開始時刻に開始すると共に、予め決められた第２規定時間における前記交流信号の周波数を当該第２規定時間が経過する毎に測定する第２測定処理を実行する処理部を備えた測定装置であって、
   前記処理部は、前記第１規定時間を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときに当該時刻の数値が当該最小単位の整数倍となる時刻であって前記開始指示がされた後において最初に到来する時刻を前記開始時刻として前記第１測定処理を開始すると共に、当該第１測定処理の開始に同期して前記第２測定処理を開始する測定装置。
2. 前記処理部は、前記第２測定処理の実行によって測定した前記周波数に基づいて前記第１規定時間における周波数を前記物理量として測定する処理を前記第１測定処理として実行する請求項１記載の測定装置。
3. 複数の前記第１規定時間の中の１つを前記予め決められた第１規定時間として選択するための操作部を備えている請求項１または２記載の測定装置。
4. 予め決められた第１規定時間における交流信号の物理量を当該第１規定時間が経過する毎に測定する第１測定処理を開始指示がされた後であって当該第１規定時間に応じて予め決められた条件を満たす開始時刻に開始すると共に、予め決められた第２規定時間における前記交流信号の周波数を当該第２規定時間が経過する毎に測定する第２測定処理を実行する測定方法であって、
   前記第１規定時間を表す数値を最小単位として時刻を数値で表したときに当該時刻の数値が当該最小単位の整数倍となる時刻であって前記開始指示がされた後において最初に到来する時刻を前記開始時刻として前記第１測定処理を開始すると共に、当該第１測定処理の開始に同期して前記第２測定処理を開始する測定方法。

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