JP2014059199A - 測定装置および測定結果表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示部に表示させる測定結果の信頼性を確実かつ容易に認識させる。
【解決手段】測定対象の物理量を測定して測定値を出力する測定処理を実行する測定部と、測定部を制御してN回(Nは、2以上の自然数)の測定処理を実行させて測定部から出力されたN個の測定値の平均値を演算すると共に演算した平均値を示す測定結果表示12を表示部4の測定結果表示画面11内に表示させる処理部とを備えた測定装置であって、処理部は、N個の測定値の分布を示す測定値分布表示13を測定結果表示12と共に測定結果表示画面11内に表示させる。
【選択図】図2

Description

本発明は、複数回の測定処理によって取得した複数の測定値の平均値を測定結果として表示部に表示させる測定装置および測定結果表示方法に関するものである。
この種の測定装置および測定結果表示方法として、出願人は、抵抗測定装置、および抵抗値の表示方法(以下、「抵抗値表示方法」ともいう)を特許第4919787号公報に開示している。出願人が開示している抵抗測定装置および抵抗値表示方法では、測定開始を指示されたときに、制御部が測定部を制御して複数回の測定を実行させる。この場合、出願人が開示している抵抗測定装置および抵抗値表示方法では、測定異常の発生がL回(Lは2以上の自然数)連続したとき、および測定回数がM回(MはL以上の自然数)に達したときのいずれか早いときまで測定部による抵抗値の測定が繰り返して実行される。また、測定回数がM回に達したときには、制御部が、測定したM個の抵抗値を平均して平均値を算出すると共に、算出した平均値を測定結果として表示部に表示させる。これにより、出願人が開示している抵抗測定装置および抵抗値表示方法では、測定誤差が十分に小さい正確な測定結果を提供することが可能となっている。
特許第4919787号公報(第3−7頁、第1−5図)
ところが、出願人が開示している抵抗測定装置および抵抗値表示方法には、以下の改善すべき課題が存在する。すなわち、出願人が開示している抵抗測定装置および抵抗値表示方法では、予め規定したM回の測定を実行して取得したM個の測定値の平均値を表示部に表示させることで、測定誤差が十分に小さい正確な測定結果を提供する構成・方法が採用されている。しかしながら、出願人が開示している抵抗測定装置および抵抗値表示方法では、例えば、M回の測定のうちのいずれかにおいて、算出される平均値に影響が及ぶ高いレベルのノイズが含まれた値が測定されたり、M回の測定時に測定環境が大きく変動してM個の測定値が互いに大きく相異する値となったりしたとしても、M個の測定値の平均値が測定結果として表示されるだけのため、表示される平均値の基となるM個の測定値の状態を把握するのが困難となっている。
したがって、出願人が開示している抵抗測定装置および抵抗値表示方法では、表示される測定結果(平均値)が、上記の例示のようなノイズの混入や測定値の変動等が生じた測定処理の結果であるのか、ノイズの混入や測定値の変動等が生じることなく実施された測定処理の結果であるのかを特定するのが困難となっており、この点を改善すべきとの課題が存在する。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、表示部に表示させる測定結果の信頼性を確実かつ容易に認識させ得る測定装置および測定結果表示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、測定対象の物理量を測定して測定値を出力する測定処理を実行する測定部と、前記測定部を制御してN回(Nは、2以上の自然数)の前記測定処理を実行させて当該測定部から出力されたN個の前記測定値の平均値を演算すると共に当該演算した平均値を示す測定結果表示を表示部の測定結果表示画面内に表示させる処理部とを備えた測定装置であって、前記処理部は、前記N個の測定値の分布を示す測定値分布表示を前記測定結果表示と共に前記測定結果表示画面内に表示させる。
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、前記測定結果表示として前記平均値を数値で表示させると共に、前記測定値分布表示として前記N個の測定値の分布をグラフで表示させる。
さらに、請求項3記載の測定装置は、請求項2記載の測定装置において、前記処理部は、前記N個の測定値の標準偏差を演算すると共に、当該演算した標準偏差、前記演算した平均値、および前記N個の測定値に基づき、正規分布を示す正規分布表示を前記測定値分布表示に重ねて表示させる。
また、請求項4記載の測定装置は、請求項2または3記載の測定装置において、前記処理部は、前記平均値を示す平均値表示を前記測定値分布表示に重ねて表示させる。
また、請求項5記載の測定結果表示方法は、測定対象の物理量を測定して測定値を取得する測定処理をN回(Nは、2以上の自然数)実行すると共にN個の当該測定値の平均値を演算し、かつ当該演算した平均値を示す測定結果表示を表示部の測定結果表示画面内に表示させる測定結果表示方法であって、前記N個の測定値の分布を示す測定値分布表示を前記測定結果表示と共に前記測定結果表示画面内に表示させる。
請求項1記載の測定装置、および請求項5記載の測定結果表示方法によれば、N個の測定値の平均値を示す測定結果表示と共にN個の測定値の分布を示す測定値分布表示を測定結果表示画面内に表示させることにより、N回の測定処理時に、高いレベルのノイズが混入した測定値が取得されたときや、測定部の動作不良や信号ケーブルの接続不良等の測定異常が生じていたときには、測定値分布表示に表示されるN個の測定値の分布状況が正規分布とは相異する分布状況となるため、測定結果表示と共に測定結果表示画面内に表示される測定値分布表示を見ることで、N回の測定処理時にノイズの混入や測定異常等が生じていない(すなわち、測定結果表示として表示されている測定結果(平均値)の信頼性が高い)か、N回の測定処理時にノイズの混入や測定異常等が生じている(すなわち、測定結果表示として表示されている測定結果(平均値)の信頼性が低い)かを、確実かつ容易に認識させることができる。
また、請求項2記載の測定装置によれば、測定結果表示として平均値を数値で表示させると共に、測定値分布表示としてN個の測定値の分布をグラフで表示させることにより、数値で表示されたN回の測定処理の平均値を容易に読み取ることができると共に、例えば、N個の測定値の分布状況を、測定値範囲毎の測定値の数を示す一覧表示で測定値分布表示として表示させる構成・方法とは異なり、N個の測定値の分布状況を視覚的に認識させることができるため、この種の装置の使用に不慣れな利用者に対しても、N個の測定値の分布状況を確実かつ容易に認識させることができる。
さらに、請求項3記載の測定装置によれば、N個の測定値の標準偏差、N個の測定値の平均値、およびN個の測定値に基づき、正規分布を示す正規分布表示を測定値分布表示に重ねて表示させることにより、測定値分布表示によって示されているN個の測定値の分布状況が正規分布となっているかを容易に認識させることができる。
また、請求項4記載の測定装置によれば、平均値を示す平均値表示を測定値分布表示に重ねて表示させることにより、測定結果表示によって示されているN個の測定値の平均値が、測定値分布表示によって示されているN個の測定値の分布状況におけるいずれの測定値範囲に位置しているかを容易に認識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。 測定結果表示画面11の一例を示す表示画面図である。 測定結果表示処理20のフローチャートである。
以下、測定装置および測定結果表示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。
図1に示す測定装置1は、「測定装置」の一例であって、後述する「測定結果表示方法」に従い、図示しない測定対象についての物理量(電圧値、電流値、抵抗値、電力値、位相、温度、湿度、輝度(光度)、照度、雨量および流量等)に関する入力信号Sを測定し、その測定結果を表示可能に構成されている。具体的には、この測定装置1は、測定部2、操作部3、表示部4、制御部5および記憶部6を備えて構成されている。
測定部2は、制御部5の制御に従い、上記の入力信号Sを測定して(アナログ−デジタル変換して)測定値データDを生成し、生成した測定値データDを制御部5に出力する。なお、以下の説明においては、入力信号Sを測定して測定値データDを生成する処理を「測定処理」ともいう。この場合、本例の測定装置1では、後述するように、予め規定されたN回(一例として、3回(「N≧2」の一例である「N=3」の例)、または3回を超える複数(例えば100回(「N≧2」の一例である「N=100」の例)))の範囲内で利用者が設定した回数)の測定処理が測定部2によって実行され、そのN回の測定処理において測定部2から出力されるN個の測定値(測定値データDの値)を平均した平均値が測定結果として表示部4に表示される構成が採用されている。操作部3は、測定装置1の動作条件を設定するための各種操作スイッチを備え、スイッチ操作に応じた操作信号を制御部5に出力する。
表示部4は、一例として液晶表示パネルを備えて構成されて、制御部5から出力される表示用データに基づき、測定装置1の動作条件を設定するための動作条件設定画面(図示せず)や、測定結果を表示する測定結果表示画面11(図2参照)などを表示する。この場合、図2に示すように、本例の測定装置1では、上記した「平均値」を数値で示す測定結果表示12と、上記した「N回の測定処理の各測定値(各測定値データDの値)」の分布を棒グラフ(「グラフ」の一例)で示す測定値分布表示13とが測定結果表示画面11内に並んで表示される構成が採用されている。なお、棒グラフに代えて、「N回の測定処理の各測定値」の分布を折れ線グラフや、円グラフおよび帯グラフ等の各種グラフ(図示せず)で表示する構成(図示せず)を採用することもできる。
制御部5は、測定装置1を総括的に制御する。具体的には、制御部5は、「処理部」に相当し、操作部3からの操作信号に応じて図3に示す測定結果表示処理20を実行する。具体的には、制御部5は、測定部2を制御してN回の測定処理を実行させると共に、測定部2から出力される測定値データDを記憶部6に記憶させる。また、制御部5は、記憶部6に記憶させたN個の測定値データDの値(「N個の測定値」の一例)を平均して平均値を算出し、算出した平均値を測定結果表示12として測定結果表示画面11内に表示させる。さらに、制御部5は、記憶部6に記憶させたN個の測定値データDの値の分布を示す測定値分布表示13を測定結果表示12と並べて測定結果表示画面11内に表示させる。記憶部6は、制御部5の演算結果や、上記の測定値データDなどを記憶する。
この測定装置1によって測定対象についての測定結果(一例として、測定対象の任意の2点間の抵抗値)を表示部4に表示させる際には、まず、操作部3の操作スイッチを操作して動作条件設定画面(図示せず)を表示部4に表示させ、動作条件(測定結果の表示条件)を設定する。具体的には、まず、1つの測定結果を表示させる際に測定部2に実行させる測定処理の回数を設定する。この際には、一例としてN=100回の測定処理を実行するように設定する。次いで、設定したN=100回の測定処理によって測定部2から出力されるN=100個の測定値データDの値(以下、単に「測定値」ともいう)の分布を測定値分布表示13として測定結果表示画面11内に表示させる範囲(測定値分布表示13に表示させる測定値の上限値および下限値:以下「測定値分布表示13の表示範囲」ともいう)を設定する。
この場合、本例の測定装置1では、一例として、測定値分布表示13の表示範囲を利用者が直接指定する設定方法(一例として、「中心値」に対する「±A」の範囲を測定値分布表示13の表示範囲として設定する際に「中心値」および「±A」を利用者が指定する設定方法)、後述するように制御部5によって演算される「平均値」を中心とする「±D」の範囲(「±D」は利用者によって任意に指定される値)を測定値分布表示13として自動的に設定する設定方法、および後述するように制御部5によって演算される「標準偏差」に対する「±E倍」の範囲(「±E倍」は利用者によって任意に指定される倍率)を測定値分布表示13として自動的に設定する設定方法のうちから任意に選択した設定方法で測定値分布表示13の表示範囲を設定することができるように構成されている。この際には、一例として、測定値分布表示13の表示範囲を利用者が直接指定する。
続いて、測定値分布表示13を幾つに分割して測定値の分布を表示するか(何本の棒グラフで測定値分布表示13を表示するか)を設定する。この場合、本例の測定装置1では、一例として、分割数を利用者が直接指定する設定方法、上記の設定操作で設定した測定処理の実行回数に応じて分割数が自動的に設定される設定方法、およびN個の測定値の最大値および最小値の差に応じて分割数が自動的に設定される設定方法のうちから任意に選択した設定方法で測定値分布表示13の分割数を設定することができるように構成されている。この際には、一例として、上記の「測定値分布表示13の表示範囲」として設定した範囲を11分割してN=100個の測定値の分布を測定値分布表示13に表示させるように、「分割数=11」を利用者が直接指定する。
これにより、N=100個の測定値のうちの「測定値分布表示13の表示範囲」として設定された範囲に属する値が、11個の測定値範囲のうちのいずれかに分類されて、最大で11本の棒グラフ(値が存在しない測定値範囲が存在しない場合)で測定値分布表示13として表示されるよう設定される。なお、棒グラフに代えて折れ線グラフで測定値分布表示13を表示させる構成・方法においては、上記のように設定することで、N=100個の測定値のうちの「測定値分布表示13の表示範囲」として設定された範囲に属する値が、11点の折れ点を有する折れ線で表示されるよう設定される。なお、測定値分布表示13の分割数については、予め規定した固定値のまま変更しないように構成することもできる。
次いで、図示しない一対の信号ケーブルを用いて測定部2の信号入力端子(図示せず)と測定対象とを相互に接続した状態において、操作部3の測定開始スイッチを操作する。これに応じて、制御部5が、図3に示す測定結果表示処理20を開始する。この測定結果表示処理20では、制御部5は、まず、測定部2を制御してN=100回の測定処理のうちの1回目を実行させる(ステップ21)。この際に、測定部2は、両信号ケーブルを介して入力される入力信号Sに基づき、両信号ケーブルが接続されている測定対象における2点間の抵抗値を測定して測定値データDを生成し、生成した測定値データDを制御部5に出力する。これに応じて、制御部5は、出力された測定値データDを記憶部6に記憶させると共に(ステップ22)、設定回数=N=100回の測定処理の実行を完了したか否かを判別する(ステップ23)。この際には、1回目の測定処理が完了しただけ(N=100回の測定処理を完了していない)と判別し、制御部5は、上記のステップ21に戻って測定部2に2回目の測定処理を実行させる。
一方、上記のステップ21〜23の処理を繰り返し実行することで、設定回数=N=100回の測定処理を完了したと判別したときに(ステップ23)、制御部5は、記憶部6に記憶させたN=100個の測定値の平均値、およびN=100個の測定値の標準偏差をそれぞれ演算する(ステップ24)。次いで、制御部5は、図2に示すように、演算した平均値を測定結果表示12に数値で表示させる(ステップ25)。これにより、同図に示すように、N=100回の測定処理によって測定された測定値(本例では、抵抗値)の平均値が「1.23456kΩ」のように測定結果表示画面11内に表示される。
続いて、制御部5は、記憶部6に記憶されているN=100個の測定値が、上記の設定操作によって設定した11分割の測定値範囲のうちのいずれの測定値範囲に属する値であるかをそれぞれ特定する(各測定値範囲に属する値の数をカウントする:ステップ26)。次いで、制御部5は、特定した結果(カウントした数)に基づき、図2に示すように、各測定値範囲内に属する測定値の数を示す棒グラフを測定値分布表示13として測定結果表示12に並べて測定結果表示画面11内に表示させる(ステップ27)。
また、制御部5は、測定結果表示12として測定結果表示画面11内に表示させたN=100個の測定値の平均値を示す線L1(「平均値表示」の一例)を測定値分布表示13に重ねて測定結果表示画面11内に表示させる(ステップ28)。さらに、制御部5は、上記のステップ24で演算した「標準偏差」および「平均値」と、N=100個の測定値とに基づき、「平均値」を中心する「標準偏差」の範囲を正規分布とし、この正規分布の範囲を線で示すガイド線L2(「正規分布表示」の一例)を測定値分布表示13に重ねて測定結果表示画面11内に表示させ(ステップ29)、この測定結果表示処理20を終了する。
この場合、図2に示す例では、棒グラフで表示されたN=100個の測定値が、線L1で示される平均値を中心とする正規分布と同様の分布となっている。したがって、ガイド線L2で示される正規分布と同様となっている分布状況を見た利用者に対して、測定結果表示12に表示されている測定結果が、高いレベルのノイズの混入や、測定値の変則的な変動等が生じることなく実施されたN=100回の測定処理によって測定された測定値の平均値である旨、すなわち、測定結果表示12に表示されている測定結果が高い信頼性を有している旨を認識させることができる。
一方、同図に示す例とは相異するが、例えば、いずれかの測定値範囲に属する測定値の数がガイド線L2で示されている分布数よりも過剰に多い数のとき(正規分布とは相異する分布状況となっている状態の一例:図示せず)には、N=100回の測定処理のうちの複数回において、高いレベルのノイズ等が混入している入力信号Sを対象とする測定が実施されたおそれがある。したがって、そのような分布状況を見た利用者に対して、測定結果表示12に表示されている測定結果が、高いレベルのノイズが混入した測定値を含む、やや信頼性が低い測定値の平均値である旨を認識させることができる。
また、例えば、いずれかの測定値範囲に属する測定値の数がガイド線L2で示されている分布数よりも過剰に少ない数のとき(正規分布とは相異する分布状況となっている状態の他の一例:図示せず)には、N=100回の測定処理のうちの複数回において、正常な測定が実施されなかったおそれ(例えば、測定部2が不調であったり、信号ケーブルの接続状態が不安定であったりするおそれ)がある。したがって、そのような分布状況を見た利用者に対して、測定結果表示12に表示されている測定結果が、正常に実施されなかった測定処理の測定値を含む、やや信頼性が低い測定値の平均値である旨を認識させることができる。
この後、測定結果表示12に表示されている測定結果(平均値)の信頼性が低いと利用者が判断したときには、信号ケーブルの接続状態をチェックしたり、測定部2の動作状態をチェックしたりした後に、測定対象についての上記の一連の処理を再び実行する。
このように、この測定装置1、および測定装置1による測定結果表示方法によれば、N個の測定値データDの値(測定値)の平均値を示す測定結果表示12と共にN個の測定値データDの値の分布を示す測定値分布表示13を測定結果表示画面11内に表示させることにより、N回の測定処理時に、高いレベルのノイズが混入した測定値が取得されたときや、測定部2の動作不良や信号ケーブルの接続不良等の測定異常が生じていたときには、測定値分布表示13に表示されるN個の測定値の分布状況が正規分布とは相異する分布状況となるため、測定結果表示12と共に測定結果表示画面11内に表示される測定値分布表示13を見ることで、N回の測定処理時にノイズの混入や測定異常等が生じていない(すなわち、測定結果表示12として表示されている測定結果(平均値)の信頼性が高い)か、N回の測定処理時にノイズの混入や測定異常等が生じている(すなわち、測定結果表示12として表示されている測定結果(平均値)の信頼性が低い)かを、確実かつ容易に認識させることができる。
また、この測定装置1、および測定装置1による測定結果表示方法によれば、測定結果表示12として平均値を数値で表示させると共に、測定値分布表示13としてN個の測定値データDの値(測定値)の分布をグラフ(この例では、棒グラフ)で表示させることにより、数値で表示されたN回の測定処理の平均値を容易に読み取ることができると共に、例えば、N個の測定値の分布状況を、測定値範囲毎の測定値の数を示す一覧表示で「測定値分布表示」として表示させる構成・方法とは異なり、N個の測定値の分布状況を視覚的に認識させることができるため、この種の装置の使用に不慣れな利用者に対しても、N個の測定値の分布状況を確実かつ容易に認識させることができる。
さらに、この測定装置1、および測定装置1による測定結果表示方法によれば、N個の測定値データDの値(測定値)の標準偏差、N個の測定値データDの値(測定値)の平均値、およびN個の測定値データDの値(測定値)に基づき、正規分布を示すガイド線L2を測定値分布表示13に重ねて表示させることにより、測定値分布表示13によって示されているN個の測定値の分布状況が正規分布となっているかを容易に認識させることができる。
また、この測定装置1、および測定装置1による測定結果表示方法によれば、平均値を示す線L1を測定値分布表示13に重ねて表示させることにより、測定結果表示12によって示されているN個の測定値の平均値が、測定値分布表示13によって示されているN個の測定値の分布状況におけるいずれの測定値範囲に位置しているかを容易に認識させることができる。
なお、「測定装置」の構成、および「測定結果表示方法」の内容については、上記の測定装置1の構成、および測定装置1による測定結果表示方法の内容に限定されない。例えば、棒グラフ・折れ線グラフ、円グラフおよび帯グラフ等の各種グラフによってN回の測定処理の各測定値の分布状況を表示する測定値分布表示13を表示させる構成・方法を例に挙げて説明したが、予め設定した数値範囲と、その数値範囲に属する測定値の数との対応関係を示す一覧表示を「測定値分布表示」として表示させることで(図示せず)、N回の測定処理の各測定値の分布状況を表示する構成・方法を採用することもできる。
また、「平均値表示」を線L1で示す構成・方法を例に挙げて説明したが、このような構成・方法に代えて、「平均値」を示す任意の図柄や記号(図示せず)を測定値分布表示13に重ねて表示させる構成・方法を採用することができる。さらに、正規分布に含まれる範囲を線で示すガイド線L2を「正規分布表示」として表示させる構成・方法を例に挙げて説明したが、正規分布に含まれる範囲と含まれない範囲とを色および模様の少なくとも一方を相異させて塗り分けることで「正規分布表示」とする構成・方法を採用することもできる。
また、N回の測定処理が完了したときに、N個の測定値の「平均値」および「標準偏差」を演算して(ステップ24)、演算した「平均値」を表示させ(ステップ25)、かつ、各測定値範囲内に属する測定値の数を示す棒グラフを表示させると共に(ステップ27)、N個の測定値の平均値を示す線L1(平均値表示)を表示させ(ステップ28)、かつ「平均値」を中心する「標準偏差」の範囲を正規分布としてガイド線L2(正規分布表示)を表示させる(ステップ29)との構成を例に挙げて説明したが、「平均値」や「標準偏差」を演算する処理、演算した「平均値」を表示させる処理、各測定値の分布を示すグラフを表示させる処理、「平均値表示」を表示させる処理、および「正規分布表示」を表示させる処理について、N回の測定処理が完了したときだけでなく、N回の測定処理を完了する以前にも、Na回(Naは、2以上N未満の任意の自然数)の測定処理を完了する都度実行する構成(「平均値」、「グラフ」、「平均値表示」および「正規分布表示」をNa回の測定処理が完了する都度更新する構成)を採用することもできる。
さらに、表示部4を一体的に備えた測定装置1を例に挙げて説明したが、測定装置の構成はこれに限定されず、外部装置としての表示装置に信号波形を表示させる構成(図示せず)を採用することもできる。
1 測定装置
2 測定部
3 操作部
4 表示部
5 制御部
6 記憶部
11 測定結果表示画面
12 測定結果表示
13 測定値分布表示
20 測定結果表示処理
D 測定値データ
L1 線
L2 ガイド線
S 入力信号

Claims (5)

  1. 測定対象の物理量を測定して測定値を出力する測定処理を実行する測定部と、
    前記測定部を制御してN回(Nは、2以上の自然数)の前記測定処理を実行させて当該測定部から出力されたN個の前記測定値の平均値を演算すると共に当該演算した平均値を示す測定結果表示を表示部の測定結果表示画面内に表示させる処理部とを備えた測定装置であって、
    前記処理部は、前記N個の測定値の分布を示す測定値分布表示を前記測定結果表示と共に前記測定結果表示画面内に表示させる測定装置。
  2. 前記処理部は、前記測定結果表示として前記平均値を数値で表示させると共に、前記測定値分布表示として前記N個の測定値の分布をグラフで表示させる請求項1記載の測定装置。
  3. 前記処理部は、前記N個の測定値の標準偏差を演算すると共に、当該演算した標準偏差、前記演算した平均値、および前記N個の測定値に基づき、正規分布を示す正規分布表示を前記測定値分布表示に重ねて表示させる請求項2記載の測定装置。
  4. 前記処理部は、前記平均値を示す平均値表示を前記測定値分布表示に重ねて表示させる請求項2または3記載の測定装置。
  5. 測定対象の物理量を測定して測定値を取得する測定処理をN回(Nは、2以上の自然数)実行すると共にN個の当該測定値の平均値を演算し、かつ当該演算した平均値を示す測定結果表示を表示部の測定結果表示画面内に表示させる測定結果表示方法であって、
    前記N個の測定値の分布を示す測定値分布表示を前記測定結果表示と共に前記測定結果表示画面内に表示させる測定結果表示方法。
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