JP2017003505A

JP2017003505A - 測定装置および補間処理プログラム

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Publication number: JP2017003505A
Application number: JP2015119865A
Authority: JP
Inventors: 佑樹米田; Yuki Yoneda
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-06-15
Also published as: JP6537901B2

Abstract

【課題】除算処理を行わずに必要な値を線形補間する。【解決手段】Ｌ番目の基準点と（Ｌ＋１）番目の基準点との間の処理対象点における値Ｖ１０ａ（Ｖ１０ｂ）の導出時に、処理対象点に対応する値Ｖｎ，Ｖｍを特定する第１の処理、Ｌ番目の基準点における値Ｖ４と処理対象点における値Ｖ５との差である値Ｖ６を演算する第２の処理、Ｌ番目の基準点における値Ｖ１と（Ｌ＋１）番目の基準点における値Ｖ２との差である値Ｖ３ａを演算する第３の処理、値Ｖ３ａ，Ｖ６，Ｖｍを乗じて値Ｖ８を演算する第４の処理、値Ｖ８をｎビット右シフトして値Ｖ９に変換する第５の処理を実行し、Ｌ番目の基準点における値Ｖ１よりも（Ｌ＋１）番目の基準点における値Ｖ２が大きいときに値Ｖ１に値Ｖ９を加算して値Ｖ１０ａを導出し、Ｌ番目の基準点における値Ｖ１が（Ｌ＋１）番目の基準点における値Ｖ２よりも大きいときに値Ｖ１から値Ｖ９を減算して値Ｖ１０ｂを導出する。【選択図】図２

Description

本発明は、必要な値を線形補間によって導出する処理を実行可能な処理部を備えた測定装置、および測定装置の処理部にそのような処理を実行させる手順が記録された補間処理プログラムに関するものである。

各種の電気的パラメータを測定する測定装置においては、測定条件や測定結果に関する各種の値を補間処理によって導出することが広く行われている。例えば、下記の特許文献には、補間処理によって測定値を導出可能に構成された抵抗値測定装置（以下、「測定装置」ともいう）の発明が開示されている。この測定装置では、コンデンサに蓄えた一定量の電荷を、被測定抵抗や基準抵抗を介してそれらの抵抗値に逆比例する定電流で放電（または、充電）するのに要する時間や放電時の周波数についてのパラメータ（抵抗値に対して線形関係にある値）をそれぞれ測定し、２つの基準抵抗についてそれぞれ演算したパラメータ、および被測定抵抗について演算したパラメータを用いた補間処理によって被測定抵抗の抵抗値を求める構成が採用されている。

この場合、この測定装置では、一例として、３つの基準抵抗のうちの１つの抵抗値をＲ１とすると共に、その基準抵抗についての上記のパラメータ（一例として、周期：充電時間＋放電時間）をＴ１とし、３つの基準抵抗のうちの他の１つの抵抗値をＲ２とすると共に、その基準抵抗についての上記のパラメータをＴ２とし、かつ被測定抵抗の抵抗値をＲｓとすると共に、その被測定抵抗についての上記のパラメータをＴｓとしたときに、「Ｒｓ＝（Ｒ２−Ｒ１）×（Ｔｓ−Ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）＋Ｒ１）」との数式を用いた線形補間によって抵抗値をＲｓを導出する構成が採用されている。これにより、この測定装置では、下記の特許文献に従来の技術として開示されている測定装置（測定方法）よりも、被測定抵抗の抵抗値を正確に測定することが可能となっている。

特開２０００−５５９５４号公報（第５−８頁、第１−１１図）

ところが、従来の測定装置には、以下のような問題点が存在する。すなわち、従来の測定装置では、抵抗値が既知の２つの基準抵抗を対象として測定したパラメータ（抵抗値に対して線形関係にある値）、および被測定抵抗を対象として測定した同様のパラメータを用いた線形補間によって被測定抵抗の抵抗値を導出する構成が採用されている。具体的には、従来の測定装置は、一例として、抵抗値Ｒ２から抵抗値Ｒ１を減算する第１の減算処理、周期Ｔｓから周期Ｔ１を減算する第２の減算処理、周期Ｔ２から周期Ｔ１を減算する第３の減算処理、第１の減算処理の算出値に第１の減算処理の算出値を乗算する乗算処理、乗算処理の算出値を第３の減算処理の算出値で除算する除算処理、および除算処理の算出値に抵抗値Ｒ１を加算する加算処理の６つの演算処理を実行することによって抵抗値Ｒｓを算出する構成が採用されている。

この場合、この種の装置において上記のような補間処理によって抵抗値Ｒｓを導出する際には、除算処理時に演算処理部に掛かる負担が非常に大きいことが知られている。このため、従来の測定装置において採用されている抵抗値の算出方法によって抵抗値を導出する際には、高性能な演算処理部が必要となっており、これに起因して、測定装置の製造コストが高騰しているという問題点がある。また、ＰＬＤ（プログラマブル・ロジック・デバイス）によって上記の各演算処理を実行する構成を採用するには、減算処理部、加算処理部、乗算処理部および除算処理部の４種類をプログラミングして各演算処理部を構築する必要が生じるため、補間処理用の回路構成が大掛かりなものとなる。これにより、製造時のプログラミングが煩雑になるだけでなく、ＰＬＤの貴重なリソースが消費されて他の処理を実行させるためのリソースが不足するおそれもある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、除算処理を行うことなく、必要な値を線形補間によって導出し得る測定装置および補間処理プログラム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、線形関係にある第１の値および第２の値でそれぞれ特定されるＮ点（Ｎは、３以上の自然数）の基準点のうちの２点における当該第１の値および当該第２の値と、前記各基準点とは相違する処理対象点における前記第１の値とに基づいて当該処理対象点における前記第２の値を線形補間によって導出する補間処理を実行可能な処理部を備えた測定装置であって、前記第１の値が小さい順でＭ番目（Ｍは、（Ｎ−１）以下の各自然数）の前記基準点における当該第１の値と、前記第１の値が小さい順で（Ｍ＋１）番目の前記基準点における当該第１の値との差をそれぞれ第３の値としたときに、２^ｎ／ｍ（ｎは、２以上の自然数で、ｍは、自然数）で表すことができる複数種類の第４の値のうちの前記第３の値に最も近い当該第４の値における当該ｎの値および当該ｍの値を前記処理対象点毎にそれぞれ特定可能な補間処理用データを記憶する記憶部を備え、前記処理部は、前記第１の値が小さい順でＬ番目（Ｌは、Ｍ以下の自然数）の前記基準点と、前記第１の値が小さい順で（Ｌ＋１）番目の前記基準点との間の前記処理対象点における前記第２の値を導出する前記補間処理において、当該処理対象点に対応する前記ｎの値および前記ｍの値を前記補間処理用データに基づいてそれぞれ特定する第１の処理、前記Ｌ番目の基準点における前記第１の値と前記処理対象点における前記第１の値との差である第５の値を演算する第２の処理、前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値と前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値との差である第６の値を演算する第３の処理、前記第５の値、前記第６の値および前記ｍの値を乗じて第７の値を演算する第４の処理、並びに前記第７の値を前記ｎの値に応じてｎビット右シフトして第８の値に変換する第５の処理を実行し、かつ前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値よりも前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値が大きいときに当該Ｌ番目の基準点における当該第２の値に前記第８の値を加算して前記処理対象点における前記第２の値を導出すると共に、前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値が前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値よりも大きいときに当該Ｌ番目の基準点における当該第２の値から前記第８の値を減算して前記処理対象点における前記第２の値を導出する。

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、前記記憶部は、前記Ｍ番目の基準点および前記（Ｍ＋１）番目の基準点の間のＭ個の範囲と、当該各範囲に含まれる前記処理対象点に対応する前記ｎの値および前記ｍの値とが相互に関連付けられた情報が記録された前記補間処理用データを記憶している。

また、請求項３記載の補間処理プログラムは、線形関係にある第１の値および第２の値でそれぞれ特定されるＮ点（Ｎは、３以上の自然数）の基準点のうちの２点における当該第１の値および当該第２の値と、前記各基準点とは相違する処理対象点における前記第１の値とに基づいて当該処理対象点における前記第２の値を線形補間によって導出する補間処理を測定装置の処理部に実行させる手順が記録された補間処理プログラムであって、前記第１の値が小さい順でＭ番目（Ｍは、（Ｎ−１）以下の各自然数）の前記基準点における当該第１の値と、前記第１の値が小さい順で（Ｍ＋１）番目の前記基準点における当該第１の値との差をそれぞれ第３の値としたときに、２^ｎ／ｍ（ｎは、２以上の自然数で、ｍは、自然数）で表すことができる複数種類の第４の値のうちの前記第３の値に最も近い当該第４の値における当該ｎの値および当該ｍの値を前記処理対象点毎にそれぞれ特定可能な補間処理用データを使用して、前記第１の値が小さい順でＬ番目（Ｌは、Ｍ以下の自然数）の前記基準点と、前記第１の値が小さい順で（Ｌ＋１）番目の前記基準点との間の前記処理対象点における前記第２の値を導出する前記補間処理として、当該処理対象点に対応する前記ｎの値および前記ｍの値を前記補間処理用データに基づいてそれぞれ特定する第１の処理、前記Ｌ番目の基準点における前記第１の値と前記処理対象点における前記第１の値との差である第５の値を演算する第２の処理、前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値と前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値との差である第６の値を演算する第３の処理、前記第５の値、前記第６の値および前記ｍの値を乗じて第７の値を演算する第４の処理、並びに前記第７の値を前記ｎの値に応じてｎビット右シフトして第８の値に変換する第５の処理を実行し、かつ前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値よりも前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値が大きいときに当該Ｌ番目の基準点における当該第２の値に前記第８の値を加算して前記処理対象点における前記第２の値を導出すると共に、前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値が前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値よりも大きいときに当該Ｌ番目の基準点における当該第２の値から前記第８の値を減算して前記処理対象点における前記第２の値を導出する手順が記録されている。

請求項１記載の測定装置では、第１の値が小さい順でＬ番目の基準点と、第１の値が小さい順で（Ｌ＋１）番目の基準点との間の処理対象点における第２の値を導出する補間処理において、処理対象点に対応するｎの値およびｍの値を補間処理用データに基づいてそれぞれ特定する第１の処理、Ｌ番目の基準点における第１の値と処理対象点における第１の値との差である第５の値を演算する第２の処理、Ｌ番目の基準点における第２の値と（Ｌ＋１）番目の基準点における第２の値との差である第６の値を演算する第３の処理、第５の値、第６の値およびｍの値を乗じて第７の値を演算する第４の処理、並びに第７の値をｎビット右シフトして第８の値に変換する第５の処理を実行し、かつＬ番目の基準点における第２の値よりも（Ｌ＋１）番目の基準点における第２の値が大きいときにＬ番目の基準点における第２の値に第８の値を加算して処理対象点における第２の値を導出すると共に、Ｌ番目の基準点における第２の値が（Ｌ＋１）番目の基準点における第２の値よりも大きいときにＬ番目の基準点における第２の値から第８の値を減算して処理対象点における第２の値を導出する。また、請求項３記載の補間処理プログラムでは、上記の処理を測定装置の処理部に実行させる手順が記録されている。

したがって、請求項１記載の測定装置、および請求項３記載の補間処理プログラムによれば、大きな負担が掛かる除算処理を行うことなく、線形補間によって第２の値を導出することができる。これにより、例えば、補間処理用の演算処理回路をＰＬＤ上に構成した場合には、除算処理部が不要となることで、ＰＬＤの貴重なリソースが消費される事態を好適に回避することができ、演算処理回路によって各演算処理を実行する構成を採用した場合には、補間処理時に演算処理回路に掛かる負担が十分に小さくなるため、低スペックの演算処理回路で処理部を構成したとしても、必要とされる第２の値を確実に導出することができる。したがって、測定装置の製造コストを十分に低減することができるだけでなく、大きな負担が掛かる除算処理を行わない分だけ、補間処理に要する時間を短縮することができる。

請求項２記載の測定装置、およびその測定装置の処理部に各種の処理を実行させる手順が記録された補間処理プログラムによれば、Ｍ番目の基準点および（Ｍ＋１）番目の基準点の間のＭ個の範囲と、各範囲に含まれる処理対象点に対応するｎの値およびｍの値とが相互に関連付けられた情報が記録された補間処理用データを使用することにより、例えば、Ｍ番目の基準点の第１の値と（Ｍ＋１）番目の基準点の第１の値との差の種類、すなわち、Ｍ個の範囲の広さの種類毎に、対応するｎの値やｍの値を特定可能に構成された補間処理用データを使用する際には、処理対象点が含まれる範囲の広さがどの程度であるかを特定するための減算処理等を実行し、その後に、特定した広さに対応するｎの値やｍの値を特定する必要があるのに対し、補間処理によって第２の値を導出しようとしている処理対象点がＭ個の範囲のいずれに含まれるかを特定するだけで、特定した範囲に対応するｎの値やｍの値を容易に特定することができる。これにより、演算処理の回数（演算処理を実行する演算回路の数）を少数とすることができるため、測定装置の製造コストを一層低減することができ、また、補間処理に要する時間を一層短縮することができる。

測定装置１の構成を示す構成図である。測定装置１における処理部５の一部を構成する補間処理回路１０の構成の一例について説明するための説明図である。測定対象に供給する交流信号の周波数とパワー補正係数との線形関係について説明するための説明図である。補間処理用テーブルＤｔの一例について説明するための説明図である。

以下、測定装置および補間処理プログラム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」の一例である「インピーダンス測定装置」であって、測定部２、操作部３、表示部４、処理部５および記憶部６を備え、測定対象のインピーダンスを測定可能に構成されている。

測定部２は、処理部５の制御に従い、測定対象に対して任意の周波数の交流信号を供給しつつインピーダンスを測定する。操作部３は、測定条件の設定操作や、測定開始／停止を指示する各種の操作スイッチを備え、スイッチ操作に応じた操作信号を処理部５に出力する。表示部４は、測定条件設定画面や測定結果表示画面などの各種の表示画面（いずれも図示せず）を表示する。処理部５は、測定装置１を総括的に制御する。具体的には、処理部５は、測定部２を制御して測定対象に交流信号を供給しつつインピーダンスを測定する測定処理を実行させる。また、処理部５は、測定部２の測定結果を記憶部６に記憶させ、かつ表示部４に表示させる。

この場合、処理部５は、測定処理に際して測定部２を制御して測定対象に各種周波数の交流信号を供給させるときに、そのパワーが周波数毎にばらつくことなく一定となるように補正させる。また、本例の測定装置１では、後述するように、基準周波数の交流信号についてのパワー補正係数（以下、単に「補正係数」ともいう）が予め規定されており、基準周波数以外の周波数の交流信号を供給する際には、基準周波数の交流信号についての補正係数に基づき、供給しようとしている交流信号の周波数に対応する補正係数を線形補間によって導出する構成が採用されている。さらに、本例の測定装置１では、一例として、処理部５の一部（線形補間によって補正係数を導出する処理を行う要素など）がＰＬＤ（プログラマブル・ロジック・デバイス）によって構成されている。

具体的には、本例の測定装置１では、図２に示すように、減算処理部１１，１２、絶対値取得部１３、乗算処理部１４，１５、ビットシフト処理部１６、加算処理部１７および減算処理部１８で構成された補間処理回路１０がプログラミングによってＰＬＤ内に構築されており、この補間処理回路１０が「処理部」として機能して所望の補正係数を導出する構成が採用されている。なお、処理部５における補間処理回路１０（各構成要素１１〜１８）によって補正係数を導出する手順については、後に詳細に説明する。また、本例の処理部５では、補間処理回路１０だけでなく、他の各種の演算部もＰＬＤ内に構築されているが、「測定装置」の構成に関する理解を容易とするために、補間処理回路１０以外の演算部に関する図示および説明を省略する。

記憶部６は、補正係数データＤｋ、補間処理用テーブルＤｔおよび測定部２の測定結果などを記憶する。補正係数データＤｋは、測定対象に供給する交流信号の周波数と、その周波数の交流信号のパワー（電力）を補正するためのパワー補正係数との関係を特定可能な情報で構成されている。具体的には、本例では、図３に示すように、一例として、基準点Ｐ１〜Ｐ５の５点（Ｎ＝５点の例）についての周波数（「第１の値」の一例）およびパワー補正係数（「第２の値」の一例）が記録されている。

この場合、本例の測定装置１では、同図に示すように、０Ｈｚを超えて１０００Ｈｚまでの周波数範囲Ｈ１において交流信号の周波数と補正係数とが線形関係にあり、１０００Ｈｚを超えて１４００Ｈｚまでの周波数範囲Ｈ２において交流信号の周波数と補正係数とが他の線形関係にあり、１４００Ｈｚを超えて２０００Ｈｚまでの周波数範囲Ｈ３において交流信号の周波数と補正係数とがさらに他の線形関係にあり、かつ２０００Ｈｚを超えて３０００Ｈｚまでの周波数範囲Ｈ４において交流信号の周波数と補正係数とがさらに他の線形関係にある。

一方、補間処理用テーブルＤｔは、「補間処理用データ」の一例であって、補間処理回路１０による補正係数の補間処理に際して乗算処理部１４が使用する「ｍの値」（以下、「値Ｖｍ」ともいう）や、ビットシフト処理部１６が使用する「ｎの値」（以下、「値Ｖｎ」ともいう）を特定可能な情報で構成されている。具体的には、本例では、周波数の値が小さい順（周波数が低い順）でＭ番目（Ｎ＝５の本例では、Ｍ＝１〜４番目）の基準点における周波数の値と、周波数の値が小さい順（周波数が低い順）で（Ｍ＋１）番目（本例では、２〜５番目）の基準点における周波数の値との差をそれぞれ「第３の値」としたときに、２^ｎ／ｍで表すことができる予め規定された複数種類（一例として、３種類）の「第４の値」のうちの「第３の値」に最も近い「第４の値」における値Ｖｎおよび値Ｖｍを、各周波数範囲Ｈ１〜Ｈ４内に定める補間点（図３における補間点Ｐａ，Ｐｂ等：「処理対象点」の一例）毎にそれぞれ特定可能な情報で構成されている。

より具体的には、図３に示すような基準点Ｐ１〜Ｐ５が規定されている本例では、Ｍ＝１番目の基準点Ｐ１の周波数の値：０と（Ｍ＋１）＝２番目の基準点Ｐ２の周波数の値：１０００との差分である「１０００」との値、Ｍ＝２番目の基準点Ｐ２の周波数の値：１０００と（Ｍ＋１）＝３番目の基準点Ｐ３の周波数の値：１４００との差分である「４００」との値、Ｍ＝３番目の基準点Ｐ３の周波数の値：１４００と（Ｍ＋１）＝４番目の基準点Ｐ４の周波数の値：２０００との差分である「６００」との値、およびＭ＝４番目の基準点Ｐ４の周波数の値：２０００と（Ｍ＋１）＝５番目の基準点Ｐ５の周波数の値：３０００との差分である「１０００」との値がそれぞれ「第３の値」に相当する。

また、「１０００」との値、「４００」との値、および「６００」との値をそれぞれ「第３の値」とする本例では、「２^１０／１＝１０２４」との値（ｎ＝１０，ｍ＝１の例）、「２^１１／５＝４０９．６」との値（ｎ＝１１，ｍ＝５の例）、および「２^１２／７＝５８５．１４２・・・」との値（ｎ＝１２，ｍ＝７の例）の３種類の値がそれぞれ「２^ｎ／ｍで表すことができる第４の値」に相当する。さらに、本例の補間処理用テーブルＤｔは、周波数範囲Ｈ１〜Ｈ４の４個（「Ｍ個の範囲」の一例）と、各周波数範囲Ｈ１〜Ｈ４に含まれる補間点（周波数範囲Ｈ１に含まれている補間点Ｐａや、周波数範囲Ｈ３に含まれている補間点Ｐｂなど）に対応する値Ｖｎおよび値Ｖｍとを相互に関連付けた情報で構成されている。

具体的には、図４に示すように、補間処理用テーブルＤｔには、周波数範囲Ｈ１を示す「０ｘ００」との符号と、この周波数範囲Ｈ１に含まれる補間点の補正係数を導出する際に使用する「ｍ＝１」を示す「１」および「ｎ＝１０」を示す「Ａ」で下位ビットを構成した「０ｘ１Ａ」との符号とが相互に関連付けられて記録されている。また、補間処理用テーブルＤｔには、周波数範囲Ｈ２を示す「０ｘ０１」との符号と、この周波数範囲Ｈ２に含まれる補間点の補正係数を導出する際に使用する「ｍ＝５」を示す「５」および「ｎ＝１１」を示す「Ｂ」で下位ビットを構成した「０ｘ５Ｂ」との符号とが相互に関連付けられて記録されている。

さらに、補間処理用テーブルＤｔには、周波数範囲Ｈ３を示す「０ｘ０２」との符号と、この周波数範囲Ｈ３に含まれる補間点の補正係数を導出する際に使用する「ｍ＝７」を示す「７」および「ｎ＝１２」を示す「Ｃ」で下位ビットを構成した「０ｘ７Ｃ」との符号とが相互に関連付けられて記録されている。また、補間処理用テーブルＤｔには、周波数範囲Ｈ４を示す「０ｘ０３」との符号と、この周波数範囲Ｈ４に含まれる補間点の補正係数を導出する際に使用する「ｍ＝１」を示す「１」および「ｎ＝１０」を示す「Ａ」で下位ビットを構成した「０ｘ１Ａ」との符号とが相互に関連付けられて記録されている。

なお、上記の補正係数データＤｋや補間処理用テーブルＤｔは、一例として、外部装置において予め生成されて記憶部６に記憶させられる。

この測定装置１によるインピーダンスの測定に際して、処理部５は、まず、測定部２を制御して測定対象に交流信号を供給させる。この際に、一例として、測定対象に対して１０００Ｈｚの交流信号を供給させるときに、処理部５は、補正係数データＤｋに基づき、基準点Ｐ２の「１００」との補正係数を用いて交流信号のパワーを補正させる。

一方、補正係数データＤｋに記録されている基準点Ｐ１〜Ｐ５の周波数とは異なる周波数の交流信号を供給させるときに、処理部５（処理部５における主処理回路）は、供給すべき交流信号の周波数が周波数範囲Ｈ１〜Ｈ４のいずれに含まれるかを特定する。この際に、例えば５００Ｈｚの交流信号を供給する際には、その周波数が、周波数範囲Ｈ１に含まれると特定し、５００Ｈｚに対応する補間点Ｐａについての補正係数を導出する補間処理を開始する。

具体的には、周波数の値が小さい順でＬ＝１番目の基準点Ｐ１と、周波数の値が小さい順で（Ｌ＋１）＝２番目の基準点Ｐ２との間の補間点Ｐａにおける補正係数を導出する本例の補間処理において、処理部５は、まず、補間処理用テーブルＤｔに基づき、補間点Ｐａが含まれる周波数範囲Ｈ１に関連付けられている値Ｖｎおよび値Ｖｍをそれぞれ特定する（「第１の処理」の一例）。この際には、補間処理用テーブルＤｔにおける周波数範囲Ｈ１に対応する「０ｘ００」との符号（Address ）に関連付けられた「０ｘ１Ａ」との符号の「Ａ」および「１」に基づき、「ｎ＝１０」および「ｍ＝１」がそれぞれ特定される。

次いで、処理部５は、Ｌ＝１番目の基準点Ｐ１における補正係数の値Ｖ１（この例では、「４０」）、および（Ｌ＋１）＝２番目の基準点Ｐ２における補正係数の値Ｖ２（この例では、「１００」）をそれぞれ減算処理部１１に入力することにより、値Ｖ１と値Ｖ２との差である値Ｖ３（この例では、「６０」）を演算させる（値Ｖ２から値Ｖ１を減算する処理の実行）。また、処理部５は、Ｌ＝１番目の基準点Ｐ１における周波数の値Ｖ４（この例では、「０」）、および補間点Ｐａにおける周波数の値Ｖ５（この例では、「５００」）をそれぞれ減算処理部１２に入力することにより、値Ｖ４と値Ｖ５との差である値Ｖ６（「第５の値」の一例：この例では、「５００」）を演算させる（値Ｖ５から値Ｖ４を減算する処理：「第２の処理」の一例）。

一方、減算処理部１１による演算結果の値Ｖ３（この例では、「６０」）が出力されたときに、絶対値取得部１３は、値Ｖ３の絶対値である値Ｖ３ａ（「第６の値」の一例：この例では、「６０」）を取得する。なお、本例では、減算処理部１１による減算処理および絶対値取得部１３による絶対値の取得処理が相俟って「第３の処理」に相当する。また、減算処理部１２による演算結果の値Ｖ６（この例では、「５００」）が出力されたときに、乗算処理部１４は、値Ｖ６に値Ｖｍ（この例では、「１」）を乗じた値Ｖ７（この例では、「５００」）を演算する。さらに、乗算処理部１５は、絶対値取得部１３によって取得された値Ｖ３ａ（この例では、「６０」）に乗算処理部１４による演算結果の値Ｖ７（この例では、「５００」）を乗じた値Ｖ８（「第７の値」の一例：この例では、「３００００」）を演算する。なお、本例では、乗算処理部１４による乗算処理および乗算処理部１５による乗算処理が相俟って「第４の処理」に相当する。

また、乗算処理部１５による演算結果の値Ｖ８が出力されたときに、ビットシフト処理部１６は、その値Ｖ８を、値Ｖｎに応じてｎビット右シフトすることで値Ｖ９（「第８の値」の一例）に変換する処理を行う（「第５の処理」の一例）。この場合、値Ｖ８が「３００００」で値Ｖｎが「１０」の本例において、ビットシフト処理部１６は、「３００００」を「１０」ビット分右シフトして値Ｖ９に変換する。これにより、値Ｖｎ＝「１０」のときの「２^ｎ＝１０２４」との値（基準点Ｐ１の周波数の値と基準点Ｐ２の周波数の値の差である「１０００」に値Ｖｍ＝「１」を乗じた「１０００」に近い値）で「３００００」を除した「２９．２９６８７５」との値における小数点以下の値を切り捨てた値と同値の「２９」との値が値Ｖ９として特定される。

一方、本例の処理部５（補間処理回路１０）では、絶対値取得部１３が値Ｖ３の絶対値である値Ｖ３ａを取得する際に、値Ｖ３が正の値のとき（すなわち、値Ｖ２が値Ｖ１よりも大きな値のとき：「Ｌ番目の基準点における第２の値よりも（Ｌ＋１）番目の基準点における第２の値が大きいとき」の一例）には、値Ｖ３ａの出力と共に、値Ｖ３が正の値であることを示す予め規定された１ビット符号からなる値Ｖ＋を出力する。これに応じて、加算処理部１７がＬ＝１番目の基準点Ｐ１における補正係数（この例では、４０）に、ビットシフト処理部１６による演算結果の値Ｖ９（この例では、「２９」）を加算して補間点Ｐａにおける補正係数である「６９」との値Ｖ１０ａを演算する。これにより、５００Ｈｚの交流信号を供給する際の補正係数：値Ｖ１０ａの導出が完了する。したがって、処理部５は、補間点Ｐａについて導出された「６９」との値Ｖ１０ａ（補正係数）を用いて交流信号のパワーを補正させる。

なお、従来方法によって補間点Ｐａの補正係数を導出する際には、「（１００−４０）×（５００−０）／（１０００−０）＋４０」との数式により「７０」との値が補正係数として演算されるが、本例の測定装置１では、除算処理を行うことなく、この「７０」との値に近い「６９」との値Ｖ１０ａを導出することが可能となっている。

一方、例えば１８００Ｈｚの交流信号を供給する際に、処理部５（処理部５における主処理回路）は、その周波数が、周波数範囲Ｈ３に含まれると特定し、１８００Ｈｚに対応する補間点Ｐｂについての補正係数を導出する補間処理を開始する。

具体的には、周波数の値が小さい順でＬ＝３番目の基準点Ｐ３と、周波数の値が小さい順で（Ｌ＋１）＝４番目の基準点Ｐ４との間の補間点Ｐｂにおける補正係数を導出する本例の補間処理において、処理部５は、まず、補間処理用テーブルＤｔに基づき、補間点Ｐｂが含まれる周波数範囲Ｈ３に関連付けられている値Ｖｎおよび値Ｖｍをそれぞれ特定する（「第１の処理」の他の一例）。この際には、補間処理用テーブルＤｔにおける周波数範囲Ｈ３に対応する「０ｘ０２」との符号（Address ）に関連付けられた「０ｘ７Ｃ」との符号の「Ｃ」および「７」に基づき、「ｎ＝１２」および「ｍ＝７」がそれぞれ特定される。

次いで、処理部５は、Ｌ＝３番目の基準点Ｐ３における補正係数の値Ｖ１（この例では、「２００」）、および（Ｌ＋１）＝４番目の基準点Ｐ４における補正係数の値Ｖ２（この例では、「１５０」）をそれぞれ減算処理部１１に入力することにより、値Ｖ１と値Ｖ２との差である値Ｖ３（この例では、「−５０」）を演算させる（値Ｖ２から値Ｖ１を減算する処理の実行）。また、処理部５は、Ｌ＝３番目の基準点Ｐ３における周波数の値Ｖ４（この例では、「１４００」）、および補間点Ｐｂにおける周波数の値Ｖ５（この例では、「１８００」）をそれぞれ減算処理部１２に入力することにより、値Ｖ４と値Ｖ５との差である値Ｖ６（「第５の値」の他の一例：この例では、「４００」）を演算させる（値Ｖ５から値Ｖ４を減算する処理：「第２の処理」の他の一例）。

一方、減算処理部１１による演算結果の値Ｖ３（この例では、「−５０」）が出力されたときに、絶対値取得部１３は、値Ｖ３の絶対値である値Ｖ３ａ（「第６の値」の他の一例：この例では、「５０」）を取得する。なお、本例においても、減算処理部１１による減算処理および絶対値取得部１３による絶対値の取得処理が相俟って「第３の処理」に相当する。また、減算処理部１２による演算結果の値Ｖ６（この例では、「４００」）が出力されたときに、乗算処理部１４は、値Ｖ６に値Ｖｍ（この例では、「７」）を乗じた値Ｖ７（この例では、「２８００」）を演算する。さらに、乗算処理部１５は、絶対値取得部１３によって取得された値Ｖ３ａ（この例では、「５０」）に乗算処理部１４による演算結果の値Ｖ７（この例では、「２８００」）を乗じた値Ｖ８（「第７の値」の他の一例：この例では、「１４００００」）を演算する。なお、本例においても、乗算処理部１４による乗算処理および乗算処理部１５による乗算処理が相俟って「第４の処理」に相当する。

また、乗算処理部１５による演算結果の値Ｖ８が出力されたときに、ビットシフト処理部１６は、その値Ｖ８を、値Ｖｎに応じてｎビット右シフトすることで値Ｖ９（「第８の値」の他の一例）に変換する処理を行う（「第５の処理」の他の一例）。この場合、値Ｖ８が「１４００００」で値Ｖｎが「１２」の本例において、ビットシフト処理部１６は、「１４００００」を「１２」ビット分右シフトして値Ｖ９に変換する。これにより、値Ｖｎ＝「１２」のときの「２^ｎ＝４０９６」との値（基準点Ｐ３の周波数の値と基準点Ｐ４の周波数の値の差である「６００」に値Ｖｍ＝「７」を乗じた「４２００」に近い値）で「１４００００」を除した「３４．１７９６８７５」との値における小数点以下の値を切り捨てた値と同値の「３４」との値が値Ｖ９として特定される。

一方、本例の処理部５（補間処理回路１０）では、絶対値取得部１３が値Ｖ３の絶対値である値Ｖ３ａを取得する際に、値Ｖ３が負の値のとき（すなわち、値Ｖ２よりも値Ｖ１が大きな値のとき：Ｌ番目の基準点における第２の値が（Ｌ＋１）番目の基準点における第２の値よりも大きいとき」の一例）には、値Ｖ３ａの出力と共に、値Ｖ３が負の値であることを示す予め規定された１ビット符号からなる値Ｖ−を出力する。これに応じて、減算処理部１８がＬ＝３番目の基準点Ｐ３における補正係数（この例では、２００）から、ビットシフト処理部１６による演算結果の値Ｖ９（この例では、「３４」）を減算して補間点Ｐｂにおける補正係数である「１６６」との値Ｖ１０ｂを演算する。これにより、１８００Ｈｚの交流信号を供給する際の補正係数：値Ｖ１０ｂの導出が完了する。したがって、処理部５は、補間点Ｐｂについて導出された「１６６」との値Ｖ１０ｂ（補正係数）を用いて交流信号のパワーを補正させる。

なお、従来方法によって補間点Ｐｂの補正係数を導出する際には、「（１５０−２００）×（１８００−１４００）／（２０００−１４００）＋２００」との数式により「１６６．６６６・・・」との値が補正係数として演算されるが、本例の測定装置１では、除算処理を行うことなく、この「１６６．６６６・・・」との値に近い「１６６」との値Ｖ１０ｂを導出することが可能となっている。

このように、この測定装置１では、「第１の値（上記の例では「周波数の値」）」が小さい順でＬ番目の基準点と、「第１の値」が小さい順で（Ｌ＋１）番目の基準点との間の処理対象点（補間点Ｐａ，Ｐｂなど）における「第２の値（上記の例では、「パワー補正係数」）」を導出する補間処理において、処理対象点に対応する値Ｖｎおよび値Ｖｍを補間処理用テーブルＤｔに基づいてそれぞれ特定する「第１の処理」、Ｌ番目の基準点における「第１の値（値Ｖ４）」と処理対象点における「第１の値（値Ｖ５）」との差である「第５の値（値Ｖ６）」を演算する「第２の処理」、Ｌ番目の基準点における「第２の値（値Ｖ１）」と（Ｌ＋１）番目の基準点における「第２の値（値Ｖ２）」との差である「第６の値（値Ｖ３ａ）」を演算する「第３の処理」、「第５の値」、「第６の値」および値Ｖｍを乗じて「第７の値（値Ｖ８）」を演算する「第４の処理」、並びに「第７の値」をｎビット右シフトして「第８の値（値Ｖ９）」に変換する「第５の処理」を実行し、かつＬ番目の基準点における「第２の値」よりも（Ｌ＋１）番目の基準点における「第２の値」が大きいときにＬ番目の基準点における「第２の値」に「第８の値」を加算して処理対象点における「第２の値（値Ｖ１０ａ）」を導出すると共に、Ｌ番目の基準点における「第２の値」が（Ｌ＋１）番目の基準点における「第２の値」よりも大きいときにＬ番目の基準点における「第２の値」から「第８の値」を減算して処理対象点における「第２の値（値Ｖ１０ｂ）」を導出する。

したがって、この測定装置１によれば、大きな負担が掛かる除算処理を行うことなく、線形補間によって「第２の値」を導出することができる。これにより、補間処理用の演算処理回路をＰＬＤ上に構成した場合には、除算処理部が不要となることで、ＰＬＤの貴重なリソースが消費される事態を好適に回避することができる結果、測定装置１の製造コストを十分に低減することができるだけでなく、大きな負担が掛かる除算処理を行わない分だけ、補間処理に要する時間を短縮することができる。

また、この測定装置１によれば、Ｍ番目の基準点および（Ｍ＋１）番目の基準点の間のＭ個の範囲（本例では、Ｍ＝４個の周波数範囲Ｈ１〜Ｈ４）と、各範囲に含まれる処理対象点に対応する値Ｖｎおよび値Ｖｍとが相互に関連付けられた情報が記録された補間処理用テーブルＤｔを「補間処理用データ」として使用することにより、例えば、Ｍ番目の基準点の「第１の値」と（Ｍ＋１）番目の基準点の「第１の値」との差の種類、すなわち、Ｍ個の範囲の広さの種類（周波数範囲Ｈ１〜Ｈ４の広さの種類）毎に、対応する「ｎの値」や「ｍの値」を特定可能に構成された「補間処理用データ」を使用する際には、処理対象点（補間点Ｐａ，Ｐｂなど）が含まれる周波数範囲Ｈの広さがどの程度であるかを特定するための減算処理等を実行し、その後に、特定した広さに対応する「ｎの値」や「ｍの値」を特定する必要があるのに対し、補間処理によって「第２の値」を導出しようとしている処理対象点が周波数範囲Ｈ１〜Ｈ４のいずれに含まれるかを特定するだけで、特定した周波数範囲Ｈに対応する「ｎの値」や「ｍの値」を特定することができる。これにより、演算処理の回数（演算処理を実行する演算回路の数）を少数とすることができるため、測定装置１の製造コストを一層低減することができ、また、補間処理に要する時間を一層短縮することができる。

なお、「測定装置」の構成は、上記の測定装置１の構成の例に限定されない。例えば、「第２の処理」を実行する減算処理部１２と、「第３の処理」を実行する減算処理部１１および絶対値取得部１３と、「第４の処理」を実行する乗算処理部１４，１５と、「第５の処理」を実行するビットシフト処理部１６と、「第５の処理」の結果に基づいて「処理対象点」における「第２の値（値Ｖ１０ａ，Ｖ１０ｂ）」を演算する加算処理部１７および減算処理部１８とをＰＬＤ上に設けた補間処理回路１０を「処理部」として機能させる構成を例に挙げて説明したが、この補間処理回路１０を備えた処理部５に代えて、図１に示す測定装置１Ａのように、補間処理を行うための要素をＰＬＤ内に構築することなく、「加算処理」、「減算処理」、「乗算処理」および「除算処理」等の各種の「演算処理」を実行可能な処理部５ａを備え、かつ処理部５ａに上記の各処理を実行させる手順を記録した補間処理プログラムＤｐ（「補間処理プログラム」の一例）を記憶部６に記憶させる（インストールする）ことにより、処理部５ａを「処理部」として機能させて任意の「第２の値」を線形補間させる構成を採用することもできる。

このような構成の測定装置１Ａ、および測定装置１Ａにインストールされた補間処理プログラムＤｐによれば、大きな負担が掛かる除算処理を行うことなく、線形補間によって「第２の値」を導出することができる。これにより、補間処理時に処理部５ａに掛かる負担が十分に小さくなるため、低スペックの演算処理回路で処理部５ａを構成したとしても、必要とされる「第２の値」を確実に導出することができる結果、測定装置１Ａの製造コストを十分に低減することができるだけでなく、大きな負担が掛かる除算処理を行わない分だけ、補間処理に要する時間を短縮することができる。

また、「第４の処理」として、「第５の値」に相当する値Ｖ６に「ｍの値」に相当する値Ｖｍを乗して値Ｖ７を導出する処理を行った後に「第６の値」に相当する値Ｖ３ａに値Ｖ７を乗じることで「第７の値」に相当する値Ｖ８を導出する構成（処理手順）を例に挙げて説明したが、「第４の処理」を実行する構成（処理手順）は、上記の例に限定されず、「第６の値」に「ｍの値」を乗じ、その演算結果に「第５の値」を乗じることで「第７の値」を導出する構成（処理手順）や、「第５の値」に「第６の値」を乗じ、その演算結果に「値ｍ」を乗じることで「第７の値」を導出する構成（処理手順）を採用することもできる。このような構成（処理手順）を採用した場合においても、前述した構成（処理手順）による補間処理時と同様の効果を奏することができる。

また、測定対象に供給する交流信号の周波数の値を「第１の値」とし、かつ交流信号ののパワーを周波数に応じて補正するためのパワー補正係数を「第２の値」として補間処理する例について説明したが、「第１の値」および「第２の値」は上記の例に限定されず、「第１の値」に対して線形関係にある各種の「第２の値」を、上記の例と同様の構成・手順で補間することができる。さらに、「測定装置」の動作を制御するための値（上記の例では、パワー補正係数）を補間処理する例について説明したが、「測定装置」による「測定値（測定結果）」を示す値を「処理対象点における第２の値」として補間処理することもできる。

この場合、「第１の値」や「第２の値」は、上記の例示に限定されず、一例として、電圧、電流および日射量などの値を「第１の値」とし、これらの値に対してそれぞれ線形関係にある光量、温度および発電量などの値を「第２の値」として補間処理する際にも、上記の各構成（処理手順）と同様の構成（処理手順）に従って補間処理を行うことにより、大きな負担が掛かる除算処理を実行することなく、必要とされる「第２の値」を導出することができる。

１，１Ａ測定装置
２測定部
５，５ａ処理部
６記憶部
１０補間処理回路
１１，１２，１８減算処理部
１３絶対値取得部
１４，１５乗算処理部
１６ビットシフト処理部
１７加算処理部
Ｄｋ補正係数データ
Ｄｐ補間処理プログラム
Ｄｔ補間処理用テーブル
Ｈ１〜Ｈ４周波数範囲
Ｐ１〜Ｐ５基準点
Ｐａ，Ｐｂ補間点
Ｖ１〜Ｖ３，Ｖ３ａ，Ｖ４〜Ｖ９，Ｖ１０ａ，Ｖ１０ｂ値
Ｖｍ，Ｖｎ値
Ｖ＋，Ｖ− 値

Claims

線形関係にある第１の値および第２の値でそれぞれ特定されるＮ点（Ｎは、３以上の自然数）の基準点のうちの２点における当該第１の値および当該第２の値と、前記各基準点とは相違する処理対象点における前記第１の値とに基づいて当該処理対象点における前記第２の値を線形補間によって導出する補間処理を実行可能な処理部を備えた測定装置であって、
前記第１の値が小さい順でＭ番目（Ｍは、（Ｎ−１）以下の各自然数）の前記基準点における当該第１の値と、前記第１の値が小さい順で（Ｍ＋１）番目の前記基準点における当該第１の値との差をそれぞれ第３の値としたときに、２^ｎ／ｍ（ｎは、２以上の自然数で、ｍは、自然数）で表すことができる複数種類の第４の値のうちの前記第３の値に最も近い当該第４の値における当該ｎの値および当該ｍの値を前記処理対象点毎にそれぞれ特定可能な補間処理用データを記憶する記憶部を備え、
前記処理部は、前記第１の値が小さい順でＬ番目（Ｌは、Ｍ以下の自然数）の前記基準点と、前記第１の値が小さい順で（Ｌ＋１）番目の前記基準点との間の前記処理対象点における前記第２の値を導出する前記補間処理において、当該処理対象点に対応する前記ｎの値および前記ｍの値を前記補間処理用データに基づいてそれぞれ特定する第１の処理、前記Ｌ番目の基準点における前記第１の値と前記処理対象点における前記第１の値との差である第５の値を演算する第２の処理、前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値と前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値との差である第６の値を演算する第３の処理、前記第５の値、前記第６の値および前記ｍの値を乗じて第７の値を演算する第４の処理、並びに前記第７の値を前記ｎの値に応じてｎビット右シフトして第８の値に変換する第５の処理を実行し、かつ前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値よりも前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値が大きいときに当該Ｌ番目の基準点における当該第２の値に前記第８の値を加算して前記処理対象点における前記第２の値を導出すると共に、前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値が前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値よりも大きいときに当該Ｌ番目の基準点における当該第２の値から前記第８の値を減算して前記処理対象点における前記第２の値を導出する測定装置。
前記記憶部は、前記Ｍ番目の基準点および前記（Ｍ＋１）番目の基準点の間のＭ個の範囲と、当該各範囲に含まれる前記処理対象点に対応する前記ｎの値および前記ｍの値とが相互に関連付けられた情報が記録された前記補間処理用データを記憶している請求項１記載の測定装置。
線形関係にある第１の値および第２の値でそれぞれ特定されるＮ点（Ｎは、３以上の自然数）の基準点のうちの２点における当該第１の値および当該第２の値と、前記各基準点とは相違する処理対象点における前記第１の値とに基づいて当該処理対象点における前記第２の値を線形補間によって導出する補間処理を測定装置の処理部に実行させる手順が記録された補間処理プログラムであって、
前記第１の値が小さい順でＭ番目（Ｍは、（Ｎ−１）以下の各自然数）の前記基準点における当該第１の値と、前記第１の値が小さい順で（Ｍ＋１）番目の前記基準点における当該第１の値との差をそれぞれ第３の値としたときに、２^ｎ／ｍ（ｎは、２以上の自然数で、ｍは、自然数）で表すことができる複数種類の第４の値のうちの前記第３の値に最も近い当該第４の値における当該ｎの値および当該ｍの値を前記処理対象点毎にそれぞれ特定可能な補間処理用データを使用して、前記第１の値が小さい順でＬ番目（Ｌは、Ｍ以下の自然数）の前記基準点と、前記第１の値が小さい順で（Ｌ＋１）番目の前記基準点との間の前記処理対象点における前記第２の値を導出する前記補間処理として、当該処理対象点に対応する前記ｎの値および前記ｍの値を前記補間処理用データに基づいてそれぞれ特定する第１の処理、前記Ｌ番目の基準点における前記第１の値と前記処理対象点における前記第１の値との差である第５の値を演算する第２の処理、前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値と前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値との差である第６の値を演算する第３の処理、前記第５の値、前記第６の値および前記ｍの値を乗じて第７の値を演算する第４の処理、並びに前記第７の値を前記ｎの値に応じてｎビット右シフトして第８の値に変換する第５の処理を実行し、かつ前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値よりも前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値が大きいときに当該Ｌ番目の基準点における当該第２の値に前記第８の値を加算して前記処理対象点における前記第２の値を導出すると共に、前記Ｌ番目の基準点における前記第２の値が前記（Ｌ＋１）番目の基準点における前記第２の値よりも大きいときに当該Ｌ番目の基準点における当該第２の値から前記第８の値を減算して前記処理対象点における前記第２の値を導出する手順が記録されている補間処理プログラム。