JP2017090052A - Measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数種類の測定レンジのうちから選択された測定レンジで測定対象の被測定量を測定可能に構成された測定装置に関するものである。 The present invention relates to a measurement apparatus configured to be able to measure a measurement target to be measured in a measurement range selected from a plurality of types of measurement ranges.
この種の測定装置は、測定対象の被測定量に応じて変化する測定電圧を選択された測定レンジで測定すると共にこの測定電圧を測定値に変換して出力する測定部を一般的に備えており、この測定部では、測定部を構成する増幅器(演算増幅器)に存在するオフセット電圧や増幅器のゲイン(増幅率)が測定環境の変化に応じて変動する。このため、この種の測定装置では、下記の特許文献1に開示されている測定装置のように、測定値を補正するための補正値(校正値)を測定レンジ毎に取得して記憶部に記憶しておき、測定部から出力された測定値を、この測定値を測定した測定レンジに対応した補正値で補正して最終的な測定値(被測定量)とすることで、オフセット電圧やゲインの変動による影響を低減するようにしている。
This type of measurement apparatus generally includes a measurement unit that measures a measurement voltage that changes according to a measurement target to be measured in a selected measurement range, and converts the measurement voltage into a measurement value and outputs the measurement value. In this measurement unit, the offset voltage and the gain (amplification factor) of the amplifier (amplification factor) existing in the amplifier (operational amplifier) constituting the measurement unit fluctuate according to changes in the measurement environment. For this reason, in this type of measurement apparatus, as in the measurement apparatus disclosed in
また、この種の測定装置の中には、下記の特許文献2に開示されている測定装置のように、測定値の連続測定中にゼロ点の変動(オフセット電圧の変動)の補正を自動的に行うようにしているものも存在している。この測定装置では、複数の測定レンジのうちの現在使用している測定レンジにおいて、この測定レンジに対応した補正値(ゼロ点用の補正値)のみを定期的に取得して更新(キャリブレーション)することで、オフセット電圧の変動による影響を除去している。
In addition, in this type of measuring device, as in the measuring device disclosed in
ところが、上記した特許文献2に開示されている測定装置には、以下の改善すべき課題が存在する。すなわち、この測定装置は、上記したように、現在使用している測定レンジにおいて、この測定レンジに対応した補正値のみを更新する構成となっている。このため、この測定装置では、現在使用している測定レンジ以外の測定レンジで使用される補正値に関しては、この補正値が使用される測定レンジに切り替えられない限り、最新の補正値に更新されない。したがって、この測定装置には、現在使用している測定レンジが新たな測定レンジ(別の測定レンジ)に切り替わった直後において測定された測定値の補正に使用される補正値が古い値であるときがあることから、測定レンジの切替え直後における最終的な測定値(被測定量)の正確性に欠けるという課題が存在している。
However, the measuring apparatus disclosed in
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、測定レンジの切替え直後における被測定量の正確性を高め得る測定装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem to be improved, and a main object of the present invention is to provide a measuring apparatus capable of improving the accuracy of the measured amount immediately after the measurement range is switched.
上記目的を達成すべく、請求項1記載の測定装置は、複数種類の測定レンジでの測定対象の被測定量についての測定処理において使用される当該測定レンジ毎の補正値をそれぞれ記憶する記憶部と、前記複数種類の測定レンジのうちから選択された1つの測定レンジで前記被測定量を示す測定電圧を測定して測定値を出力すると共に、当該複数種類の測定レンジのうちから選択された1つの測定レンジで基準電圧を測定して当該選択された測定レンジで使用される前記補正値として出力する測定部と、前記測定部に対して前記測定電圧を測定させる第1測定レンジとして前記複数種類の測定レンジのうちの1つを選択して当該測定部に前記測定値を出力させると共に前記補正値を出力させ、当該出力された補正値については第1補正値更新処理を実行して前記記憶部に記憶されている当該第1測定レンジの前記補正値を当該出力された補正値で更新し、当該測定値については前記測定処理を実行して前記記憶部に記憶されている当該第1測定レンジの前記補正値で当該測定値を補正して前記被測定量を算出する処理部とを備えている測定装置であって、前記処理部は、前記第1測定レンジでの前記第1補正値更新処理および前記測定処理の実行の合間に、前記測定部に対して前記複数種類の測定レンジのうちの当該第1測定レンジ以外の第2測定レンジで前記補正値を出力させると共に前記記憶部に記憶されている当該第2測定レンジの前記補正値を当該出力された補正値で更新する第2補正値更新処理を実行する。 In order to achieve the above object, the measuring apparatus according to claim 1 stores a correction value for each measurement range used in a measurement process for a measurement target to be measured in a plurality of types of measurement ranges. And measuring a measurement voltage indicating the measured amount in one measurement range selected from the plurality of types of measurement ranges and outputting a measurement value, and selecting from the plurality of types of measurement ranges A measurement unit that measures a reference voltage in one measurement range and outputs it as the correction value used in the selected measurement range, and the plurality of measurement ranges as the first measurement range that causes the measurement unit to measure the measurement voltage One of the types of measurement ranges is selected and the measurement unit is made to output the measurement value and the correction value is output. To update the correction value of the first measurement range stored in the storage unit with the output correction value, and the measurement value is stored in the storage unit by executing the measurement process. And a processing unit that calculates the measured amount by correcting the measurement value with the correction value of the first measurement range, wherein the processing unit is the first measurement range. Between the execution of the first correction value update process and the measurement process, the correction value is output to the measurement unit in a second measurement range other than the first measurement range among the plurality of types of measurement ranges. And performing a second correction value update process for updating the correction value of the second measurement range stored in the storage unit with the output correction value.
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、前記複数種類の測定レンジのうちの前記第1測定レンジを除くすべての測定レンジを前記第2測定レンジとして前記第2補正値更新処理を実行する。
Further, in the measurement apparatus according to
さらに、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、前記処理部は、前記第1補正値更新処理よりも低い頻度で前記第2補正値更新処理を実行する。
Furthermore, in the measurement apparatus according to claim 3, in the measurement apparatus according to
請求項1記載の測定装置によれば、処理部が、第1測定レンジでの第1補正値更新処理および測定処理の実行の合間に、測定部に対して第1測定レンジ以外の第2測定レンジで補正値を出力させると共にこの補正値で記憶部に記憶されているこの第2測定レンジの補正値を更新する第2補正値更新処理を実行することにより、測定レンジの切り替え直後に実行される測定処理において、より新しい補正値を使用することができる結果、測定環境の変化の影響をより受け難い状態で、より正確な被測定量を算出することができる。
According to the measurement apparatus of
また、請求項2記載の測定装置によれば、処理部が、複数種類の測定レンジのうちの第1測定レンジを除くすべての測定レンジを第2測定レンジとして第2補正値更新処理を実行することにより、いずれの測定レンジが第1測定レンジとして選択された場合であっても、測定レンジの切り替え直後に実行される測定処理において、より新しい補正値を常に使用することができる結果、測定環境の変化の影響をより受け難い状態で、より正確な被測定量を算出することができる。 According to the measurement apparatus of the second aspect, the processing unit executes the second correction value update process using all the measurement ranges except for the first measurement range among the plurality of types of measurement ranges as the second measurement range. As a result, even if any measurement range is selected as the first measurement range, a new correction value can always be used in the measurement process executed immediately after switching the measurement range. A more accurate measurement amount can be calculated in a state where it is more difficult to be affected by the change in the above.
さらに、請求項3記載の測定装置によれば、処理部が第1補正値更新処理よりも低い頻度で第2補正値更新処理を実行することにより、この第1測定レンジでの測定処理において使用する補正値(第1測定レンジとして選択されている測定レンジにおいて使用する補正値)の更新頻度を高めることができる結果、より最新の補正値を使用してより正確に被測定量を算出することができる。 Furthermore, according to the measurement apparatus of claim 3, the processing unit executes the second correction value update process at a frequency lower than that of the first correction value update process, so that it is used in the measurement process in the first measurement range. As a result of increasing the update frequency of the correction value to be used (correction value used in the measurement range selected as the first measurement range), it is possible to calculate the measured amount more accurately using the latest correction value Can do.
以下、測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a measuring apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、測定装置の一例である図1に示す測定装置1の構成について説明する。この測定装置1は、測定部2、処理部3、記憶部4および出力部5を備え、一対の入力端子6a,6b間に入力される不図示の測定対象についての被測定量を示す測定電圧Vin(交流または直流電圧)に基づいて、この被測定量を測定する。この測定装置1では、入力端子6bがこの装置における基準電位(グランド)Gに規定されている部位に接続されているため、測定電圧Vinは、この入力端子6bの電位(基準電位G)を基準として入力端子6aに入力される。
First, the configuration of the
この場合、測定装置1は、測定電圧Vinが測定対象に流れる電流を電圧に変換した信号であるときには、この電流を被測定量として測定し、測定電圧Vinが測定対象に生じている電圧を示す信号であるときには、この電圧を被測定量として測定する。また、測定装置1は、測定対象に流れる電流を電圧に変換した信号と、この電流が流れた際に測定対象の両端間に発生する電圧を示す信号とが測定電圧Vinとして時分割で入力されるときには、測定対象に流れる電流と測定対象に発生する電圧とを被測定量として測定すると共に、測定した電流および電圧に基づいて算出される電力についても被測定量として測定する。本例では一例として、測定装置1は、測定対象に生じている電圧の電圧値Vmを被測定量として測定する電圧測定装置であるものとし、一例として、測定電圧Vinは電圧値Vmと同じ電圧値の信号であるものとする。なお、測定電圧Vinは、測定対象に生じている電圧を分圧して得られる信号であったり、測定対象に生じている電圧を昇圧して得られる信号であってもよいのは勿論である。
In this case, when the measurement voltage Vin is a signal obtained by converting the current flowing through the measurement target into a voltage, the
測定部2は、基準電圧出力部11、第1スイッチ部12、レンジアンプ13、プリアンプ14およびA/D変換部15を備え、測定電圧Vinを複数の測定レンジ(本例では一例として後述する3つの測定レンジRa,Rb,Rc(特に区別しないときには測定レンジRともいう))のうちから選択(指定)された1つの測定レンジRで測定して、この測定電圧Vinの瞬時値を示す測定値(測定データ)Dmを予め規定された周期T1(例えば、数百ミリ秒間隔)で処理部3に出力する。
The
基準電圧出力部11は、一例として、測定レンジRの数と同数のゲイン補正(ゲイン校正)用の基準電圧Vr(基準電位Gを基準とする電圧値が既知の電圧)と、オフセット補正(オフセット校正)用の1つの基準電圧Vrz(電圧値が基準電位Gと同電位(ゼロボルト)の電圧)とを出力する。本例では、後述するように、測定レンジRの数は一例として10V,1V,0.1Vの3つであることから、基準電圧出力部11は、10Vの測定レンジRa用の基準電圧Vra(10Vまたは10Vよりも若干低い電圧。例えば9V)、1Vの測定レンジRb用の基準電圧Vrb(1Vまたは1Vよりも若干低い電圧。例えば0.9V)、および0.1Vの測定レンジRc用の基準電圧Vrc(0.1Vまたは0.1Vよりも若干低い電圧。例えば0.09V)を基準電圧Vrとして出力する。
As an example, the reference
第1スイッチ部12は、処理部3によってオン・オフ制御が行われる複数のスイッチ(本例では5つのスイッチSW1,SW2,SW3,SW4,SW5)を備えている。また、第1スイッチ部12は、入力端子6aおよび基準電圧出力部11における不図示の出力端子(基準電圧Vra〜Vrc,Vrzの各出力端子)と、レンジアンプ13(の非反転入力端子)との間に配設されて、スイッチSW1のみがオン状態に制御されることで測定電圧Vinをレンジアンプ13に選択的に出力し、スイッチSW2のみがオン状態に制御されることで基準電圧Vraをレンジアンプ13に選択的に出力し、スイッチSW3のみがオン状態に制御されることで基準電圧Vrbをレンジアンプ13に選択的に出力し、スイッチSW4のみがオン状態に制御されることで基準電圧Vrcをレンジアンプ13に選択的に出力し、スイッチSW5のみがオン状態に制御されることで基準電圧Vrzをレンジアンプ13に選択的に出力する。
The
レンジアンプ13は、一例として、オペアンプ13a、ゲインG1を設定するための2つの抵抗13b,13c、および処理部3によってオン・オフ制御が行われる複数のスイッチ(本例では4つのスイッチSW6,SW7,SW8,SW9)を有する第2スイッチ部13dを備えている。オペアンプ13aは、その非反転入力端子が第1スイッチ部12の各出力端子に接続されている。各抵抗13b,13cは、抵抗13bの他端と抵抗13cの一端とが接続されることで互いに直列接続されている。また、抵抗13b,13cの直列回路は、抵抗13bの一端がオペアンプ13aの出力端子に接続され、抵抗13cの他端が基準電位Gに規定されることで、オペアンプ13aの出力端子と測定部2における基準電位Gに規定された部位との間に配設されている。
As an example, the
また、第2スイッチ部13dの各スイッチSW6〜SW9は、スイッチSW6がオペアンプ13aの出力端子と反転入力端子との間に接続され、スイッチSW7が抵抗13cの一端とオペアンプ13aの反転入力端子との間に接続され、スイッチSW8がオペアンプ13aの出力端子とプリアンプ14の入力端子との間に接続され、スイッチSW9が抵抗13cの一端とプリアンプ14の入力端子との間に接続されている。
The switches SW6 to SW9 of the
この構成により、レンジアンプ13は、スイッチSW7,SW8のみがオン状態に制御されることでゲインG1がG1c(=10)倍に設定(つまり、0.1Vの測定レンジRcに指定)され、スイッチSW6,SW8のみがオン状態に制御されることでゲインG1がG1b(=1)倍に設定(つまり、1Vの測定レンジRbに指定)され、スイッチSW6,SW9のみがオン状態に制御されることでゲインG1がG1a(=0.1)倍に設定(つまり、10Vの測定レンジRaに指定)されて、第1スイッチ部12において選択されて第1スイッチ部12から出力される選択電圧V1を、設定されたゲインG1で増幅して(指定された測定レンジRで測定して)第1増幅電圧V2としてプリアンプ14に出力する。
With this configuration, the
プリアンプ14は、レンジアンプ13から出力される第1増幅電圧V2を予め規定されたゲインG2で増幅して第2増幅電圧V3としてA/D変換部15に出力する。このプリアンプ14のゲインG2は、第2増幅電圧V3の電圧値をA/D変換部15の入力定格電圧に適合した電圧値とし得るように規定されている。
The
A/D変換部15は、プリアンプ14から出力される第2増幅電圧V3を、規定の周期T2(例えば、上記した周期T1の1/2)でサンプリングすることにより、第2増幅電圧V3の瞬時値を示す電圧データD1を生成して処理部3に出力する。本例では後述するように、処理部3が、スイッチSW1のみをオン状態に制御して測定電圧Vinをレンジアンプ13に出力させるという第1スイッチ部12に対する制御(後述する測定処理Pmの実行期間中に行う制御)と、スイッチSW1以外のいずれか1つのスイッチのみをオン状態に制御して1種類の基準電圧Vr(基準電圧Vra〜Vrc,Vrzのいずれか1つ)を出力させるという第1スイッチ部12に対する制御(後述する補正値更新処理Pcの実行期間中に行う制御)とを周期T2で繰り返し実行する。
The A /
この構成により、測定部2は、測定電圧Vinの瞬時値を示す電圧データD1を測定値Dmとして周期T1で出力し、この測定値Dmの出力タイミングと周期T2だけずれたタイミングで、基準電圧Vrを示す電圧データD1を補正値Dcとして周期T1で出力する。
With this configuration, the
処理部3は、例えばコンピュータで構成されて、測定部2から出力される測定値Dmを、記憶部4に記憶されている各測定レンジRで使用される個別の補正値Dc(各測定レンジRに対応する補正値)のうちのこの測定値Dmの測定に使用された測定レンジRで使用される補正値Dcで補正して測定電圧Vinの電圧値Vmを測定する測定処理Pm(図2参照)を実行する。
The processing unit 3 is configured by a computer, for example, and converts the measurement value Dm output from the
また、処理部3は、測定部2から出力される新たな補正値Dcで、記憶部4に記憶されている各測定レンジRで使用される個別の補正値Dcのうちの測定部2においてこの新たな補正値Dcの測定に使用された測定レンジRで使用される補正値Dcを更新する補正値更新処理Pcを実行する。
The processing unit 3 is a new correction value Dc output from the
なお、補正値Dcとしては、ゲイン補正用の基準電圧Vra〜Vrcのうちのいずれかを示す電圧データD1が用いられる補正値Dcと、オフセット補正用の基準電圧Vrzを示す電圧データD1が用いられる補正値Dcとがあり、この2つを区別するため、前者を補正値Dcrとし、後者を補正値Dczとする。また、測定レンジRaで使用される補正値Dcr,Dczをそれぞれ補正値Dcra,Dczaとし、さらに補正値Dcraを更新する補正値更新処理Pcを補正値更新処理Pcraとし、補正値Dczaを更新する補正値更新処理Pcを補正値更新処理Pczaとする。同様にして、測定レンジRbで使用される補正値Dcr,Dczをそれぞれ補正値Dcrb,Dczbとし、さらに補正値Dcrbを更新する補正値更新処理Pcを補正値更新処理Pcrbとし、補正値Dczbを更新する補正値更新処理Pcを補正値更新処理Pczbとする。また測定レンジRcで使用される補正値Dcr,Dczをそれぞれ補正値Dcrc,Dczcとし、さらに補正値Dcrcを更新する補正値更新処理Pcを補正値更新処理Pcrcとし、補正値Dczcを更新する補正値更新処理Pcを補正値更新処理Pczcとする。 As the correction value Dc, a correction value Dc using voltage data D1 indicating any one of the reference voltages Vra to Vrc for gain correction and voltage data D1 indicating a reference voltage Vrz for offset correction are used. There is a correction value Dc, and in order to distinguish between the two, the former is set as the correction value Dcr and the latter is set as the correction value Dcz. Further, correction values Dcr and Dcz used in the measurement range Ra are set as correction values Dcra and Dcza, respectively, correction value update processing Pc for updating the correction value Dcra is set as correction value update processing Pcra, and correction for updating the correction value Dcza. The value update process Pc is referred to as a correction value update process Pcza. Similarly, the correction values Dcr and Dcz used in the measurement range Rb are set as the correction values Dcrb and Dczb, respectively, the correction value update processing Pc for updating the correction value Dcrb is set as the correction value update processing Pcrb, and the correction value Dczb is updated. The correction value update process Pc to be performed is referred to as a correction value update process Pczb. The correction values Dcr and Dcz used in the measurement range Rc are set as correction values Dcrc and Dczc, respectively, the correction value update processing Pc for updating the correction value Dcrc is set as the correction value update processing Pcrc, and the correction value for updating the correction value Dczc. The update process Pc is referred to as a correction value update process Pczc.
また、処理部3は、上記の測定処理Pmおよび上記の各補正値更新処理Pcの開始直後において、第1スイッチ部12の各スイッチSW1〜SW5に対するオン・オフ制御を実行して、測定電圧Vinおよび各基準電圧Vrのうちの各処理Pm,Pcにおいて使用する1つの電圧を選択して選択電圧V1としてレンジアンプ13に出力させる。また、処理部3は、測定処理Pmにおいて、算出した測定電圧Vinの電圧値Vmと各測定レンジRの電圧範囲とに基づいて、次の測定処理Pmにおいて電圧値Vmを算出するのに適した1つの測定レンジR(測定部2に対して測定値Dmを測定させるための1つの測定レンジ。この測定レンジを以下では第1測定レンジRともいう)を選択すると共に、レンジアンプ13の各スイッチSW6〜SW9に対するオン・オフ制御(レンジアンプ13についての測定レンジRの選択)を実行してこの第1測定レンジRに切り替えるレンジ切替処理Pr(図2参照)を実行する。
Further, immediately after the start of the measurement process Pm and the correction value update processes Pc, the processing unit 3 performs on / off control for the switches SW1 to SW5 of the
また、処理部3は、このようにして複数種類の測定レンジR(本例では3つの測定レンジRa,Rb,Rc)のうちの1つの測定レンジRを測定部2に対して測定値Dmを出力させる第1測定レンジRとして選択したときには、この第1測定レンジRでの測定処理Pmにおいてこの測定値Dmに基づいて算出される電圧値Vmがこの第1測定レンジRの電圧範囲内となっている限りは、測定処理Pmの実行時には現在の第1測定レンジRを変更することなく維持して、測定部2にこの第1測定レンジRでの測定値Dmを出力させて電圧値Vmを算出(測定)する。一方、補正値更新処理Pcについては、処理部3は、第1測定レンジRを維持して測定部2にこの第1測定レンジRでの補正値Dcを新たに出力させて、この新たな補正値Dcで、記憶部4に記憶されているこの第1測定レンジRで使用される補正値Dcを更新する補正値更新処理Pcを主として実行しつつ、測定部2に対して複数種類の測定レンジR(本例では3つの測定レンジRa,Rb,Rc)のうちの第1測定レンジR以外の第2測定レンジRで補正値Dcを出力させて(つまり、測定部2に対して第1測定レンジRを一時的に第2測定レンジRに切り替えさせると共にこの第2測定レンジRに対応した基準電圧Vrに一時的に切り替えさせることで、第2測定レンジRでの補正値Dcを出力させて)、この新たな補正値Dcで、記憶部4に記憶されているこの第2測定レンジRで使用される補正値Dcを更新する補正値更新処理Pcについても実行する。
In addition, the processing unit 3 provides the measurement value Dm to the
すなわち、この第1測定レンジRにおいて主として実行する上記の補正値更新処理Pcを第1補正値更新処理Pcとし、一時的に第2測定レンジRに切り替えて実行する上記の補正値更新処理Pcを第2補正値更新処理Pcとしたときに、処理部3は、第1測定レンジRでの第1補正値更新処理Pcおよび測定処理Pmの実行の合間に、第2補正値更新処理Pcを実行する。 That is, the correction value update process Pc that is mainly executed in the first measurement range R is referred to as a first correction value update process Pc, and the correction value update process Pc that is temporarily switched to the second measurement range R is executed. When the second correction value update process Pc is set, the processing unit 3 executes the second correction value update process Pc between the execution of the first correction value update process Pc and the measurement process Pm in the first measurement range R. To do.
次に、各補正値更新処理Pcにおいて記憶部4に更新記憶される測定レンジR毎の補正値Dcと、測定値Dmと、電圧値Vmとの関係について説明する。 Next, the relationship between the correction value Dc for each measurement range R that is updated and stored in the storage unit 4 in each correction value update process Pc, the measurement value Dm, and the voltage value Vm will be described.
この測定装置1では、レンジアンプ13を構成するオペアンプ13aには、オフセット電圧Vos1が存在し、プリアンプ14には、オフセット電圧Vos2が存在している。この各オフセット電圧Vos1,Vos2、並びにレンジアンプ13のゲインG1およびプリアンプ14のゲインG2は、測定装置1が配置されている測定環境の変化に応じて変動する。このため、この測定装置1では、処理部3は、測定処理Pmにおいて、測定部2から出力される測定値Dmを、この測定値Dmが測定された測定レンジRで使用される補正値Dcで補正することにより、測定環境の変化に応じて変動する各オフセット電圧Vos1,Vos2および各ゲインG1,G2の影響を受けない状態(影響を排除した状態)で測定電圧Vinの電圧値Vmを算出する。
In the measuring
具体的には、測定レンジRa(レンジアンプ13のゲインG1がG1a)のときにおいて、第1スイッチ部12のスイッチSW1のみがオン状態に制御されたときには、プリアンプ14からA/D変換部15に出力される第2増幅電圧V3(このときの第2増幅電圧V3をV3maとする)は、下記式(1)で表される。
V3ma={(Vin+Vos1)×G1a+Vos2}×G2 ・・・(1)
Specifically, in the measurement range Ra (the gain G1 of the
V3ma = {(Vin + Vos1) × G1a + Vos2} × G2 (1)
また、この測定レンジRaのときにおいて、第1スイッチ部12のスイッチSW5のみがオン状態に制御されたときには、プリアンプ14からA/D変換部15に出力される第2増幅電圧V3(このときの第2増幅電圧V3をV3zaとする)は、基準電圧Vrzがゼロボルトであることを考慮すると、下記式(2)で表される。
V3za={(Vrz+Vos1)×G1a+Vos2}×G2
={Vos1×G1a+Vos2}×G2 ・・・(2)
Further, when only the switch SW5 of the
V3za = {(Vrz + Vos1) × G1a + Vos2} × G2
= {Vos1 × G1a + Vos2} × G2 (2)
また、この測定レンジRaのときにおいて、第1スイッチ部12のスイッチSW2のみがオン状態に制御されたときには、プリアンプ14からA/D変換部15に出力される第2増幅電圧V3(このときの第2増幅電圧V3をV3raとする)は、下記式(3)で表される。
V3ra={(Vra+Vos1)×G1a+Vos2}×G2 ・・・(3)
In addition, when only the switch SW2 of the
V3ra = {(Vra + Vos1) × G1a + Vos2} × G2 (3)
この場合、(V3ma−V3za)/(V3ra−V3za)の式に上記式(1)〜(3)を代入して整理すると、
(V3ma−V3za)/(V3ra−V3za)=Vin/Vraとなり、この式を変形すると、測定レンジRaのときの測定電圧Vinについての下記式(4)が導出される。
Vin=(V3ma−V3za)/(V3ra−V3za)×Vra ・・・(4)
In this case, if the above formulas (1) to (3) are substituted into the formula of (V3ma−V3za) / (V3ra−V3za) and rearranged,
(V3ma−V3za) / (V3ra−V3za) = Vin / Vra. When this equation is modified, the following equation (4) for the measurement voltage Vin in the measurement range Ra is derived.
Vin = (V3ma−V3za) / (V3ra−V3za) × Vra (4)
この式(4)は、基準電圧Vraが測定環境の変化の影響を受けないもの(定電圧)であるときには、処理部3が、第1スイッチ部12の各スイッチSW1〜SW5に対するオン・オフ制御を実行して上記の2つの第2増幅電圧V3za,V3raについての電圧データD1を取得すると共にこの2つの電圧データD1をこの測定レンジRaで使用される補正値Dc(補正値Dcz,Dcr、具体的には補正値Dcza,Dcra)として記憶部4に記憶し(つまり、補正値更新処理Pcを実行し)、この各補正値Dcza,Dcraの取得のときから測定環境の変化が無視できるとみなせる短期間内に、第1スイッチ部12の各スイッチSW1〜SW5に対するオン・オフ制御を実行して上記の第2増幅電圧V3maについての電圧データD1を測定値Dmとして取得し(つまり、測定処理Pmを実行し)、かつこの取得した測定値Dmおよび各補正値Dcza,Dcraを上記の式(4)に、対応する第2増幅電圧V3ma,V3za,V3raとして基準電圧Vraと共に代入することにより、各オフセット電圧Vos1,Vos2および各ゲインG1,G2の影響を受けない状態(影響を排除した状態)で、測定レンジRaのときの測定電圧Vin(つまり、測定電圧Vinの電圧値Vm)を算出できることを示している。
In this equation (4), when the reference voltage Vra is not affected by a change in the measurement environment (constant voltage), the processing unit 3 performs on / off control for the switches SW1 to SW5 of the
また、測定レンジRb(レンジアンプ13のゲインG1がG1b)のときにおいては、第1スイッチ部12のスイッチSW1のみがオン状態に制御されたときの第2増幅電圧V3(このときの第2増幅電圧V3をV3mbとする)は、下記式(5)で表される。
V3mb={(Vin+Vos1)×G1b+Vos2}×G2 ・・・(5)
Further, in the measurement range Rb (the gain G1 of the
V3mb = {(Vin + Vos1) × G1b + Vos2} × G2 (5)
また、この測定レンジRbのときにおいて、第1スイッチ部12のスイッチSW5のみがオン状態に制御されたときの第2増幅電圧V3(このときの第2増幅電圧V3をV3zbとする)は、基準電圧Vrzがゼロボルトであることを考慮すると、下記式(6)で表される。
V3zb={(Vrz+Vos1)×G1b+Vos2}×G2
={Vos1×G1b+Vos2}×G2 ・・・(6)
In the measurement range Rb, the second amplified voltage V3 when only the switch SW5 of the
V3zb = {(Vrz + Vos1) × G1b + Vos2} × G2
= {Vos1 × G1b + Vos2} × G2 (6)
また、この測定レンジRbのときにおいて、第1スイッチ部12のスイッチSW3のみがオン状態に制御されたときの第2増幅電圧V3(このときの第2増幅電圧V3をV3rbとする)は、下記式(7)で表される。
V3rb={(Vrb+Vos1)×G1b+Vos2}×G2 ・・・(7)
In the measurement range Rb, the second amplified voltage V3 when only the switch SW3 of the
V3rb = {(Vrb + Vos1) × G1b + Vos2} × G2 (7)
この場合、(V3mb−V3zb)/(V3rb−V3zb)の式に上記式(5)〜(7)を代入して整理すると、測定レンジRbのときの測定電圧Vinについての下記式(8)が導出される。
Vin=(V3mb−V3zb)/(V3rb−V3zb)×Vrb ・・・(8)
In this case, when the above formulas (5) to (7) are substituted into the formula of (V3mb−V3zb) / (V3rb−V3zb) and rearranged, the following formula (8) for the measurement voltage Vin in the measurement range Rb is obtained. Derived.
Vin = (V3mb−V3zb) / (V3rb−V3zb) × Vrb (8)
したがって、測定レンジRbのときにおいても、基準電圧Vrbが測定環境の変化の影響を受けないもの(定電圧)であるときには、上記した測定レンジRaのときと同様にして取得した測定値Dmおよび各補正値Dcz,Dcr(具体的には補正値Dczb,Dcrb)を上記の式(8)に、対応する第2増幅電圧V3mb,V3zb,V3rbとして基準電圧Vrbと共に代入することにより、各オフセット電圧Vos1,Vos2および各ゲインG1,G2の影響を受けない状態(影響を排除した状態)で、測定レンジRbのときの測定電圧Vin(つまり、測定電圧Vinの電圧値Vm)を算出できることを示している。 Accordingly, even in the measurement range Rb, when the reference voltage Vrb is not affected by the change in the measurement environment (constant voltage), the measurement value Dm acquired in the same manner as in the measurement range Ra described above and each By substituting the correction values Dcz and Dcr (specifically, the correction values Dczb and Dcrb) with the reference voltage Vrb as the corresponding second amplification voltages V3mb, V3zb, and V3rb into the above equation (8), each offset voltage Vos1 , Vos2 and the gains G1, G2 are not affected (excluding the influence), and the measurement voltage Vin (that is, the voltage value Vm of the measurement voltage Vin) in the measurement range Rb can be calculated. .
また、測定レンジRc(レンジアンプ13のゲインG1がG1c)のときにおいては、第1スイッチ部12のスイッチSW1のみがオン状態に制御されたときの第2増幅電圧V3(このときの第2増幅電圧V3をV3mcとする)は、下記式(9)で表される。
V3mc={(Vin+Vos1)×G1c+Vos2}×G2 ・・・(9)
Further, in the measurement range Rc (the gain G1 of the
V3mc = {(Vin + Vos1) × G1c + Vos2} × G2 (9)
また、この測定レンジRcのときにおいて、第1スイッチ部12のスイッチSW5のみがオン状態に制御されたときの第2増幅電圧V3(このときの第2増幅電圧V3をV3zcとする)は、基準電圧Vrzがゼロボルトであることを考慮すると、下記式(10)で表される。
V3zc={(Vrz+Vos1)×G1c+Vos2}×G2
={Vos1×G1c+Vos2}×G2 ・・・(10)
In the measurement range Rc, the second amplified voltage V3 when only the switch SW5 of the
V3zc = {(Vrz + Vos1) × G1c + Vos2} × G2
= {Vos1 × G1c + Vos2} × G2 (10)
また、この測定レンジRcのときにおいて、第1スイッチ部12のスイッチSW4のみがオン状態に制御されたときの第2増幅電圧V3(このときの第2増幅電圧V3をV3rcとする)は、下記式(11)で表される。
V3rc={(Vrc+Vos1)×G1c+Vos2}×G2 ・・・(11)
In the measurement range Rc, the second amplified voltage V3 when only the switch SW4 of the
V3rc = {(Vrc + Vos1) × G1c + Vos2} × G2 (11)
この場合、(V3mc−V3zc)/(V3rc−V3zc)の式に上記式(9)〜(11)を代入して整理すると、測定レンジRcのときの測定電圧Vinについての下記式(12)が導出される。
Vin=(V3mc−V3zc)/(V3rc−V3zc)×Vrc ・・・(12)
In this case, if the above formulas (9) to (11) are substituted into the formula of (V3mc−V3zc) / (V3rc−V3zc) and rearranged, the following formula (12) for the measurement voltage Vin at the measurement range Rc is obtained. Derived.
Vin = (V3mc−V3zc) / (V3rc−V3zc) × Vrc (12)
したがって、測定レンジRcのときにおいても、基準電圧Vrcが測定環境の変化の影響を受けないもの(定電圧)であるときには、上記した測定レンジRaのときと同様にして取得した測定値Dmおよび各補正値Dcz,Dcr(具体的には補正値Dczc,Dcrc)を上記の式(12)に、対応する第2増幅電圧V3mc,V3zc,V3rcとして基準電圧Vrcと共に代入することにより、各オフセット電圧Vos1,Vos2および各ゲインG1,G2の影響を受けない状態(影響を排除した状態)で、測定レンジRcのときの測定電圧Vin(つまり、測定電圧Vinの電圧値Vm)を算出できることを示している。 Therefore, even in the measurement range Rc, when the reference voltage Vrc is not affected by the change in the measurement environment (constant voltage), the measurement value Dm acquired in the same manner as in the measurement range Ra described above and each By substituting the correction values Dcz, Dcr (specifically, the correction values Dczc, Dcrc) into the above equation (12) as the corresponding second amplified voltages V3mc, V3zc, V3rc together with the reference voltage Vrc, each offset voltage Vos1 , Vos2 and the gains G1 and G2 (in which the influence is excluded), the measurement voltage Vin (that is, the voltage value Vm of the measurement voltage Vin) in the measurement range Rc can be calculated. .
記憶部4は、例えば、RAMなどの半導体メモリやハードディスク装置で構成されて、上記した各測定レンジRa〜Rcに対応した測定電圧Vinについての各式(4),(8),(12)、および各基準電圧Vra,Vrb,Vrcの既知の電圧値Vra,Vrb,Vrc(対応する電圧と同じ符号を付すものとする)が記憶されている。また、記憶部4には、各測定レンジRで使用される個別の補正値Rc(具体的には、上記したような、測定レンジRaで使用される補正値Dcza,Dcra、測定レンジRbで使用される補正値Dczb,Dcrb、測定レンジRcで使用される補正値Dczc,Dcrc)が更新記憶される。また、記憶部4には、測定値Dmおよび電圧値Vmが記憶される。なお、本例では、基準電圧Vrzの電圧値Vrzはゼロボルトであることから、記憶部4に電圧値Vrzを記憶させず、また電圧値Vrzを消去した上記のV3za,V3zb,V3zcについての各式(2),(6),(10)を用いて上記の各式(4),(8),(12)を導出しているが、電圧値Vrzはゼロボルト以外の電圧値であってもよい。この場合には、電圧値Vrzは記憶部4に記憶され、また上記の各式(4),(8),(12)は、基準電圧Vrzを含む上記したV3za,V3zb,V3zcについての各式を用いて導出されたものとなる。 The storage unit 4 is composed of, for example, a semiconductor memory such as a RAM or a hard disk device, and each of the equations (4), (8), (12), and the measurement voltages Vin corresponding to the measurement ranges Ra to Rc described above. In addition, known voltage values Vra, Vrb, Vrc (assuming the same reference numerals as the corresponding voltages) of the respective reference voltages Vra, Vrb, Vrc are stored. In addition, the storage unit 4 includes individual correction values Rc used in each measurement range R (specifically, correction values Dcza and Dcra used in the measurement range Ra, as described above, used in the measurement range Rb). Correction values Dczb and Dcrb and correction values Dczc and Dcrc) used in the measurement range Rc are updated and stored. The storage unit 4 stores a measured value Dm and a voltage value Vm. In this example, since the voltage value Vrz of the reference voltage Vrz is zero volts, the voltage values Vrz are not stored in the storage unit 4, and the respective expressions for the above V3za, V3zb, and V3zc without the voltage value Vrz are deleted. Although the above equations (4), (8), and (12) are derived using (2), (6), and (10), the voltage value Vrz may be a voltage value other than zero volts. . In this case, the voltage value Vrz is stored in the storage unit 4, and the above equations (4), (8), and (12) are the equations for V3za, V3zb, and V3zc described above including the reference voltage Vrz. Is derived using.
出力部5は、一例として液晶ディスプレイなどの表示装置で構成されて、処理部3で測定された測定電圧Vinの電圧値Vmを画面上に表示させる。なお、出力部5については、表示装置とする構成に代えて、外部装置とデータ通信するインターフェース回路やリムーバブルメディアを装着し得るインターフェース回路とする構成として、この電圧値Vmを外部装置に送信したり、リムーバブルメディアに記憶させたりすることもできる。
The
次に、測定装置1の動作について図2を参照して説明する。
Next, the operation of the measuring
処理部3は、上記したように、A/D変換部15のサンプリング周期(周期T2)に同期した周期T1で測定処理Pmを実行して、測定部2に対して測定電圧Vinの瞬時値を示す電圧データD1を測定値Dmとして出力させると共に、既に選択した第1測定レンジRで使用される補正値Dcとこの第1測定レンジRで使用される測定電圧Vin(電圧値Vm)を算出するための式(上記の式(4),(8),(12)のいずれか)とを読み出して、電圧値Vmを算出して記憶部4に記憶させる。
As described above, the processing unit 3 executes the measurement process Pm at the cycle T1 synchronized with the sampling cycle (cycle T2) of the A /
この際に、現在の第1測定レンジRで使用される補正値Dcについては、処理部3が測定処理Pmを実行する周期T1に対して周期T2の期間分の時間だけずれたタイミングで第1補正値更新処理Pcを周期T1で実行するため、最新の状態に定期的に更新されている。このため、処理部3は、測定レンジRの切り替え直後に実行される測定処理Pmにおいて電圧値Vmを算出する場合を除き、この後の測定処理Pmでは、測定値Dmとこの最新の補正値Dcとに基づいて、測定環境の変化の影響を極めて受け難い状態で、電圧値Vmを正確に算出することが可能となっている。 At this time, the correction value Dc used in the current first measurement range R is first shifted at a timing shifted by a time corresponding to the period T2 with respect to the period T1 in which the processing unit 3 executes the measurement process Pm. Since the correction value update process Pc is executed in the cycle T1, it is periodically updated to the latest state. For this reason, except for the case where the processing unit 3 calculates the voltage value Vm in the measurement process Pm executed immediately after switching of the measurement range R, in the subsequent measurement process Pm, the measurement value Dm and the latest correction value Dc. Based on the above, the voltage value Vm can be accurately calculated in a state where it is extremely difficult to be affected by changes in the measurement environment.
また、処理部3は、測定処理Pmを実行する周期T2の期間内において、この算出した電圧値Vmを出力部5に出力して表示させると共に、現在の第1測定レンジRの電圧範囲と比較して、必要なときにはレンジ切替処理Prを実行して、第1測定レンジRとして選択している現在の測定レンジR以外の他の測定レンジRを新たな第1測定レンジRとして選択する(測定部2に対する測定レンジRの切替制御を実行する)。
Further, the processing unit 3 outputs and displays the calculated voltage value Vm on the
また、処理部3は、上記したように、第1測定レンジRでの第1補正値更新処理Pcおよび測定処理Pmの実行の合間に、第1補正値更新処理Pcに代えて第2補正値更新処理Pc(図2中において破線の枠で囲まれた状態で示されている処理)を実行する。この第2補正値更新処理Pcでは、処理部3は、測定部2に対して複数種類の測定レンジRのうちの第1測定レンジR以外の第2測定レンジRで補正値Dcを出力させて(つまり、測定部2に対して第1測定レンジRを一時的に第2測定レンジRに切り替えさせると共にこの第2測定レンジRに対応した基準電圧Vrに一時的に切り替えさせることで、第2測定レンジRでの補正値Dcを出力させて)、この新たな補正値Dcで、記憶部4に記憶されているこの第2測定レンジRで使用される補正値Dcを更新する。これにより、第1測定レンジRで測定処理Pmを実行している期間において、この第1測定レンジRで使用される補正値Dcだけでなく、第1測定レンジR以外の第2測定レンジRで使用される補正値Dcについても更新される。
Further, as described above, the processing unit 3 replaces the first correction value update process Pc with the second correction value between the execution of the first correction value update process Pc and the measurement process Pm in the first measurement range R. Update processing Pc (processing shown in a state surrounded by a broken-line frame in FIG. 2) is executed. In the second correction value update process Pc, the processing unit 3 causes the
具体的に、図2に示す測定レンジRcを測定処理Pmのための第1測定レンジRとした最初の期間での動作を例に挙げて説明すると、処理部3は、同図中の最初の測定処理Pm(斜線を付した測定処理Pm)を実行する周期T2の期間では、この測定処理Pmよりも前に実行された第1補正値更新処理Pc(補正値更新処理Pczc,Pcrc)において記憶部4に更新記憶された最新の補正値Dcとしての補正値Dczc,Dcrcと、この測定処理Pmにおいて測定部2から取得した測定値Dmと、記憶部4に記憶されている測定レンジRcに対応する基準電圧Vrcの電圧値Vrcおよび測定電圧Vin(電圧値Vm)の算出式(12)とに基づいて、電圧値Vmを算出して記憶部4に記憶させる。また、処理部3は、この測定処理Pmを実行する周期T2の期間において、算出(測定)した電圧値Vmを出力部5に出力して表示させる。以後、処理部3は、この測定レンジRcを測定処理Pmのための第1測定レンジRとする期間において、周期T1でこの測定処理Pmを繰り返し実行する。
Specifically, the operation in the first period with the measurement range Rc shown in FIG. 2 as the first measurement range R for the measurement process Pm will be described as an example. In the period T2 in which the measurement process Pm (the measurement process Pm with a hatched line) is executed, it is stored in the first correction value update process Pc (correction value update process Pczc, Pcrc) executed before this measurement process Pm. Corresponding to the correction values Dczc and Dcrc as the latest correction values Dc updated and stored in the unit 4, the measurement values Dm acquired from the
また、処理部3は、上記の測定処理Pmを実行する周期T2の期間の間に位置する周期T2の期間(周期T1で到来する周期T2の期間)において、第1補正値更新処理Pcおよび第2補正値更新処理Pcのいずれかを実行して、記憶部4に記憶されているすべての測定レンジRa〜Rcで使用する補正値Dcを更新記憶する。この図2に示す例では、処理部3は、一例として、第1補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pczc(補正値Dczcを更新する処理)、第1補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pcrc(補正値Dcrcを更新する処理)、第2補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pcza(補正値Dczaを更新する処理)、第1補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pczc、第1補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pcrc、第2補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pcra(補正値Dcraを更新する処理)、・・・、第2補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pczb(補正値Dczbを更新する処理)、第1補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pczc、第1補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pcrc、第2補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pcrb(補正値Dcrbを更新する処理)、第1補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pczc、・・・というように、第1補正値更新処理Pcと共に、第2補正値更新処理Pcを第1補正値更新処理Pcよりも低い頻度で実行して、すべての測定レンジRa〜Rcで使用する補正値Dcを更新記憶する。 Further, the processing unit 3 performs the first correction value updating process Pc and the first correction value update process Pc and the first correction value update process Pc in the period T2 (period T2 coming in period T1) located between the periods T2 in which the measurement process Pm is performed. One of the two correction value update processes Pc is executed to update and store the correction values Dc used in all the measurement ranges Ra to Rc stored in the storage unit 4. In the example illustrated in FIG. 2, the processing unit 3, for example, corrects the correction value update process Pczc (the process of updating the correction value Dczc) as the first correction value update process Pc and the correction as the first correction value update process Pc. Value update process Pcrc (process for updating correction value Dcrc), correction value update process Pcza (process for updating correction value Dcza) as second correction value update process Pc, and correction value update as first correction value update process Pc Process Pcc, correction value update process Pcrc as first correction value update process Pc, correction value update process Pcra (process for updating correction value Dcra) as second correction value update process Pc,..., Second correction value Correction value update process Pczb (process for updating correction value Dczb) as update process Pc, correction value update process Pczc as first correction value update process Pc, and first correction value update process P Correction value update processing Pcrc as, correction value update processing Pcrb as second correction value update processing Pc (processing for updating correction value Dcrb), correction value update processing Pczc as first correction value update processing Pc,. Thus, the correction value Dc used in all the measurement ranges Ra to Rc by executing the second correction value update process Pc together with the first correction value update process Pc at a lower frequency than the first correction value update process Pc. Is updated and stored.
この構成により、この測定レンジRcを測定処理Pmのための第1測定レンジRとする期間における斜線を付した2つ目の測定処理Pmを実行する周期T2の期間内において、処理部3が、算出した電圧値Vmと現在の第1測定レンジRの電圧範囲との比較の結果、第1測定レンジRとして選択している現在の測定レンジRcを他の測定レンジRbに切り替える必要が生じたと判断してレンジ切替処理Prを実行したときには、この測定レンジRbを新たに測定処理Pmのための第1測定レンジRとする期間が開始する。 With this configuration, within the period of the period T2 in which the second measurement process Pm hatched in the period in which the measurement range Rc is the first measurement range R for the measurement process Pm, the processing unit 3 As a result of the comparison between the calculated voltage value Vm and the current voltage range of the first measurement range R, it is determined that it is necessary to switch the current measurement range Rc selected as the first measurement range R to another measurement range Rb. When the range switching process Pr is executed, a period in which the measurement range Rb is newly set as the first measurement range R for the measurement process Pm starts.
この測定レンジRbを測定処理Pmのための第1測定レンジRとする期間でも、処理部3は、この期間の最初の周期T2の期間において第1補正値更新処理Pcとしての補正値更新処理Pczb(補正値Dczbを更新する処理)を実行し、次の周期T2の期間において実行する測定処理Pmでは、直前に実行された第1補正値更新処理Pc(補正値更新処理Pczb)において記憶部4に更新記憶された最新の補正値Dcとしての補正値Dczbと、直前の測定レンジRcを測定処理Pmのための第1測定レンジRとする期間において実行された第1補正値更新処理Pc(補正値更新処理Pcrb)において記憶部4に更新記憶された補正値Dcとしての補正値Dcrbと、この測定処理Pmにおいて測定部2から取得した測定値Dmと、記憶部4に記憶されている測定レンジRbに対応する基準電圧Vrbの電圧値Vrbおよび測定電圧Vin(電圧値Vm)の算出式(8)とに基づいて、電圧値Vmを算出して記憶部4に記憶させる。また、処理部3は、この測定処理Pmを実行する周期T2の期間において、算出(測定)した電圧値Vmを出力部5に出力して表示させる。
Even in the period when the measurement range Rb is the first measurement range R for the measurement process Pm, the processing unit 3 corrects the correction value update process Pczb as the first correction value update process Pc during the first period T2 of this period. In the measurement process Pm executed in the period of the next cycle T2 (process for updating the correction value Dczb), the storage unit 4 in the first correction value update process Pc (correction value update process Pczb) executed immediately before. The correction value Dczb as the latest correction value Dc updated and stored in the first correction value update process Pc (correction) executed in a period in which the immediately previous measurement range Rc is the first measurement range R for the measurement process Pm. Correction value Dcrb as the correction value Dc updated and stored in the storage unit 4 in the value update process Pcrb), the measurement value Dm acquired from the
以後、処理部3は、必要に応じてレンジ切替処理Prを実行することで測定処理Pmのための第1測定レンジRを測定レンジRa〜Rcのうちのいずれかに切り替えつつ、測定レンジRa〜Rcのうちのいずれが測定処理Pmのための第1測定レンジRとなる期間においても、測定処理Pmと共に、第1補正値更新処理Pcおよび第2補正値更新処理Pcを実行して、記憶部4に記憶されているすべての測定レンジRa〜Rcで使用する補正値Dcを更新記憶する。 Thereafter, the processing unit 3 executes the range switching process Pr as necessary to switch the first measurement range R for the measurement process Pm to any one of the measurement ranges Ra to Rc, while measuring the measurement ranges Ra to Rc. In any period during which Rc is the first measurement range R for the measurement process Pm, the first correction value update process Pc and the second correction value update process Pc are executed together with the measurement process Pm, and the storage unit The correction value Dc used in all the measurement ranges Ra to Rc stored in 4 is updated and stored.
このため、この測定装置1では、測定処理Pmのための第1測定レンジRを新たな測定レンジRに切り替えた直後に実行される測定処理Pmにおいても、処理部3は、測定値Dmの補正のための補正値Dcとして、最新ではないことがあるものの古くとも直前の測定レンジRを測定処理Pmのための第1測定レンジRとしていた期間において更新されていた補正値Dcを使用することが可能となっている。これにより、処理部3は、直前の測定レンジRを測定処理Pmのための第1測定レンジRとしていた期間において他の測定レンジRで使用される補正値Dcについて全く更新しない構成、つまり、測定処理Pmのための第1測定レンジRとして選択されている測定レンジRにおいてはこの測定レンジRで使用される補正値Dcだけしか更新しない構成と比較して、測定レンジRの切り替え直後に実行される測定処理Pmにおいて、より新しい補正値Dcを使用することができる結果、測定環境の変化の影響をより受け難い状態で、より正確な電圧値Vmを算出することが可能となっている。なお、この電圧値Vmの算出に際しては、区間平均(区間単純平均)を実行して電圧値Vmを算出することもできる。
For this reason, in this
このように、この測定装置1によれば、処理部3が、第1測定レンジでの第1補正値更新処理Pcおよび測定処理Pmの実行の合間に、測定部2に対して複数種類の測定レンジ(本例では3つの測定レンジRa〜Rc)のうちのこの第1測定レンジ以外の第2測定レンジ(第1測定レンジとして選択されている測定レンジRを除くすべての測定レンジR)で補正値Dcを出力させると共にこの補正値Dcで記憶部4に記憶されているこの第2測定レンジの補正値Dcを更新する第2補正値更新処理Pcを実行することにより、いずれの測定レンジRが第1測定レンジとして選択された場合であっても、測定レンジRの切り替え直後に実行される測定処理Pmにおいて、より新しい補正値Dcを常に使用することができる結果、測定環境の変化の影響をより受け難い状態で、より正確な電圧値Vmを算出することができる。
As described above, according to the
なお、第1測定レンジとして選択されている測定レンジRを除くすべての測定レンジRを第2測定レンジとして測定部2に対して補正値Dcを出力させることで、第1測定レンジとして選択されている測定レンジRを除くすべての測定レンジRで使用される補正値Dcを更新する上記の好ましい構成に代えて、第1測定レンジとして選択されている測定レンジRの両隣の測定レンジR(測定レンジRbが現在選択されている測定レンジのときには測定レンジRa,Rc、測定レンジRaが現在選択されている測定レンジのときには本例では測定レンジRbしかないことからこの測定レンジRb、測定レンジRcが現在選択されている測定レンジのときにも本例では測定レンジRbしかないことからこの測定レンジRb)だけを第2測定レンジとして測定部2に対して補正値Dcを出力させることで、この両隣の測定レンジRで使用される補正値Dcだけを更新する構成を採用することもできる。この構成においても、第1測定レンジとして選択されている測定レンジRの次に第1測定レンジとして選択される可能性の高い両隣の測定レンジRで使用される補正値Dcを更新することができる結果、第1測定レンジとして選択されている測定レンジRを新たな測定レンジRに切り替えた直後に実行される測定処理Pmにおいて、より新しい補正値Dcを使用できる可能性を高めることができる結果、測定環境の変化の影響をより受け難い状態で、より正確な電圧値Vmを算出し得る可能性を高めることができる。
In addition, all the measurement ranges R except the measurement range R selected as the first measurement range are selected as the first measurement range by causing the
さらに、この測定装置1によれば、処理部3が、第1測定レンジでの第1補正値更新処理Pcおよび測定処理Pmの実行の合間に、第2補正値更新処理Pcを第1補正値更新処理Pcよりも低い頻度で実行することにより、この第1測定レンジでの測定処理Pmにおいて使用する補正値Dc(第1測定レンジとして選択されている測定レンジRにおいて使用する補正値Dc)の更新頻度を高めることができる結果、より最新の補正値Dcを使用してより正確に電圧値Vmを算出することができる。
Further, according to the
なお、第1測定レンジとして選択されている測定レンジRを新たな測定レンジRに切り替えた直後に実行される測定処理Pmにおいて、より新しい補正値Dcを使用できるようにするため、第1補正値更新処理Pcに対する第2補正値更新処理Pcの頻度を上記の例よりも高めて実行する構成を採用することもできる。例えば、図2に示す測定レンジRaを第1測定レンジRとする期間において、上記の例では、第1補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pcza、第1補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pcra、第2補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pczb、第1補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pcza、第1補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pcra、第2補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pcrb、・・・という頻度で第2補正値更新処理Pcを実行しているが、第1補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pcza,Pcra、第2補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pczb,Pcrb、第1補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pcza,Pcra、第2補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pczc,Pcrc、・・・というより高い頻度で第2補正値更新処理Pcを実行する構成や、第1補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pcza,Pcra、第2補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pczb,Pcrb、第2補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pczc,Pcrc、第1補正値更新処理Pcである補正値更新処理Pcza,Pcra、・・・というようにさらに高い頻度で第2補正値更新処理Pcを実行する構成を採用することもできる。 Note that the first correction value is used so that the new correction value Dc can be used in the measurement process Pm executed immediately after the measurement range R selected as the first measurement range is switched to the new measurement range R. A configuration in which the frequency of the second correction value update process Pc with respect to the update process Pc is executed higher than in the above example can also be adopted. For example, in the period in which the measurement range Ra shown in FIG. 2 is the first measurement range R, in the above example, the correction value update processing Pcza that is the first correction value update processing Pc and the correction that is the first correction value update processing Pc. A value update process Pcra, a correction value update process Pczb that is a second correction value update process Pc, a correction value update process Pcza that is a first correction value update process Pc, a correction value update process Pcra that is a first correction value update process Pc, Although the second correction value update process Pcb, which is the second correction value update process Pc, is executed at a frequency of the correction value update process Pcrb,..., The correction value update process Pcza, which is the first correction value update process Pc, Pcra, second correction value update processing Pc, correction value update processing Pcb, Pcrb, first correction value update processing Pc, correction value update processing Pcza, Pcra, second correction value update processing Pc A configuration in which the second correction value update processing Pc is executed at a higher frequency such as correction value update processing Pczc, Pcrc,..., Correction value update processing Pcza, Pcra, which is the first correction value update processing Pc, and second correction value. Correction value update processing Pcb, Pcrb as update processing Pc, correction value update processing Pczc, Pcrc as second correction value update processing Pc, correction value update processing Pcza, Pcra as first correction value update processing Pc,. In this way, a configuration in which the second correction value update process Pc is executed at a higher frequency can be employed.
また、第1測定レンジとして選択されている測定レンジRにおいて実行される測定処理Pmでの電圧値Vmの正確性をより高めるために、第1補正値更新処理Pcに対する第2補正値更新処理Pcの頻度を上記の例よりも低めて実行する構成を採用することもできる。 Further, in order to further improve the accuracy of the voltage value Vm in the measurement process Pm executed in the measurement range R selected as the first measurement range, the second correction value update process Pc with respect to the first correction value update process Pc. It is also possible to adopt a configuration in which the frequency is executed at a lower frequency than in the above example.
また、測定レンジRの数を3つとした例について説明したが、測定レンジRの数は複数であればよく、測定レンジRの数に合った基準電圧Vr(基準電圧Vrzを除く基準電圧)とすることで、2つまたは4つ以上とすることもできる。 Further, the example in which the number of the measurement ranges R is three has been described, but the number of the measurement ranges R may be plural, and the reference voltage Vr (reference voltage excluding the reference voltage Vrz) suitable for the number of the measurement ranges R and By doing so, it can also be set to two or four or more.
1 測定装置
2 測定部
3 処理部
4 記憶部
Dc 補正値
Dm 測定値
Pc 補正値更新処理(第1補正値更新処理、第2補正値更新処理)
Pm 測定処理
R,Ra〜Rc 測定レンジ
Vin 測定電圧
Vm 電圧値
Vr,Vra,Vrb,Vrc,Vrz 基準電圧
DESCRIPTION OF
Pm measurement processing R, Ra to Rc Measurement range Vin Measurement voltage Vm Voltage value Vr, Vra, Vrb, Vrc, Vrz Reference voltage
Claims (3)
前記複数種類の測定レンジのうちから選択された1つの測定レンジで前記被測定量を示す測定電圧を測定して測定値を出力すると共に、当該複数種類の測定レンジのうちから選択された1つの測定レンジで基準電圧を測定して当該選択された測定レンジで使用される前記補正値として出力する測定部と、
前記測定部に対して前記測定電圧を測定させる第1測定レンジとして前記複数種類の測定レンジのうちの1つを選択して当該測定部に前記測定値を出力させると共に前記補正値を出力させ、当該出力された補正値については第1補正値更新処理を実行して前記記憶部に記憶されている当該第1測定レンジの前記補正値を当該出力された補正値で更新し、当該測定値については前記測定処理を実行して前記記憶部に記憶されている当該第1測定レンジの前記補正値で当該測定値を補正して前記被測定量を算出する処理部とを備えている測定装置であって、
前記処理部は、前記第1測定レンジでの前記第1補正値更新処理および前記測定処理の実行の合間に、前記測定部に対して前記複数種類の測定レンジのうちの当該第1測定レンジ以外の第2測定レンジで前記補正値を出力させると共に前記記憶部に記憶されている当該第2測定レンジの前記補正値を当該出力された補正値で更新する第2補正値更新処理を実行する測定装置。 A storage unit for storing correction values for each measurement range used in the measurement process for the measurement target to be measured in a plurality of types of measurement ranges;
The measurement voltage indicating the measured amount is measured in one measurement range selected from the plurality of types of measurement ranges, and the measurement value is output. The one selected from the plurality of types of measurement ranges A measurement unit that measures a reference voltage in a measurement range and outputs the correction value used in the selected measurement range; and
Selecting one of the plurality of types of measurement ranges as a first measurement range for causing the measurement unit to measure the measurement voltage, causing the measurement unit to output the measurement value, and outputting the correction value; For the output correction value, a first correction value update process is executed to update the correction value of the first measurement range stored in the storage unit with the output correction value. Is a measuring apparatus comprising: a processing unit that executes the measurement process and calculates the measured amount by correcting the measurement value with the correction value of the first measurement range stored in the storage unit There,
The processing unit is other than the first measurement range of the plurality of types of measurement ranges with respect to the measurement unit between the execution of the first correction value update process and the measurement process in the first measurement range. Measurement for executing the second correction value update process for outputting the correction value in the second measurement range and updating the correction value in the second measurement range stored in the storage unit with the output correction value. apparatus.
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