JP2018163044A - Periodic signal measurement device, periodic signal measurement method, and sampling period determination method - Google Patents
Periodic signal measurement device, periodic signal measurement method, and sampling period determination method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018163044A JP2018163044A JP2017060494A JP2017060494A JP2018163044A JP 2018163044 A JP2018163044 A JP 2018163044A JP 2017060494 A JP2017060494 A JP 2017060494A JP 2017060494 A JP2017060494 A JP 2017060494A JP 2018163044 A JP2018163044 A JP 2018163044A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- value
- periodic signal
- sampling period
- sampling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/2506—Arrangements for conditioning or analysing measured signals, e.g. for indicating peak values ; Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
- G01R19/2509—Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0007—Frequency selective voltage or current level measuring
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば交流電流信号などの周期信号を測定する周期信号測定装置および方法に係り、特に周期信号の測定値が安定するサンプリング周期を決定する技術に関するものである。 The present invention relates to a periodic signal measuring apparatus and method for measuring a periodic signal such as an alternating current signal, and more particularly to a technique for determining a sampling period at which a measured value of a periodic signal is stable.
従来より、周期信号をＡ／Ｄサンプリングして、サンプリング値に所定の処理を施すことにより、測定値を得る測定方法がある。例えば特許文献１には、交流電流信号をサンプリングして、サンプリング期間内の交流電流信号のサンプリング値を二乗してから加算することにより、電流の実効値を得る測定方法が開示されている。 Conventionally, there is a measurement method for obtaining a measurement value by A / D sampling a periodic signal and performing a predetermined process on the sampling value. For example, Patent Document 1 discloses a measurement method that obtains an effective value of current by sampling an alternating current signal, squaring a sampling value of the alternating current signal within a sampling period, and adding them.
上記のような周期信号の測定方法において、測定対象の周期信号の立ち上がりや立ち下がりが瞬時に変化する場合、この周期信号の変化に対して、測定するＡ／Ｄサンプリングの周期が十分に短くないと、サンプリング期間の信号変化を測定値に反映できないため、測定誤差の増加を招くことになる。このような測定誤差は顕著に表れる周波数帯が存在し、そのような周波数帯では一定の測定値であるべきところが長周期の振動的挙動になってしまう。長周期の振動的振る舞いに対して、単純なフィルタや移動平均などの波形／データ加工で振動を抑えることは困難である。 In the periodic signal measurement method as described above, when the rise or fall of the periodic signal to be measured changes instantaneously, the A / D sampling period to be measured is not sufficiently short with respect to the change in the periodic signal. Then, since the signal change during the sampling period cannot be reflected in the measurement value, the measurement error increases. There is a frequency band in which such a measurement error appears remarkably, and in such a frequency band, a place where a constant measurement value should be a long-period vibrational behavior. It is difficult to suppress vibration by waveform / data processing such as a simple filter or moving average for long-period vibrational behavior.
以下、実例を挙げて説明する。図１４は周期信号の１例を示す波形図である。図１４に示す周期信号は、交流電流の半周期毎に導通角を調整することにより負荷に供給する電力を連続的に制御する位相角制御が行われた交流電流信号である。図１４の例では、５０Ｈｚの正弦波交流電流を９０°位相角制御した波形を示している。なお、図１４の例では整流後の波形を示している。 Hereinafter, an example will be described. FIG. 14 is a waveform diagram showing an example of a periodic signal. The periodic signal shown in FIG. 14 is an alternating current signal that has been subjected to phase angle control for continuously controlling the power supplied to the load by adjusting the conduction angle every half cycle of the alternating current. In the example of FIG. 14, a waveform obtained by controlling the phase angle of a sinusoidal alternating current of 50 Hz by 90 ° is shown. In the example of FIG. 14, the waveform after rectification is shown.
図１５は、周期信号をサンプリング周期１ｍｓでＡ／Ｄサンプリングした場合の一定の測定期間の測定値Ｍの最小値Ｍｍｉｎと、この最小値Ｍｍｉｎを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍｉｎとを周期信号の周波数毎に示す図である。また、図１６は、周期信号をサンプリング周期１ｍｓでＡ／Ｄサンプリングした場合の一定の測定期間の測定値Ｍの最大値Ｍｍａｘと、この最大値Ｍｍａｘを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍａｘと、フィルタ減衰能ＦＡとを周期信号の周波数毎に示す図である。 FIG. 15 shows the minimum value Mmin of the measurement value M in a fixed measurement period when the periodic signal is A / D sampled at a sampling period of 1 ms, and the value Fmin obtained by subjecting the minimum value Mmin to first-order lag filtering, and the frequency of the periodic signal. It is a figure shown for every. FIG. 16 shows the maximum value Mmax of the measurement value M in a fixed measurement period when the periodic signal is A / D sampled at a sampling period of 1 ms, the value Fmax obtained by subjecting the maximum value Mmax to first-order lag filtering, and the filter attenuation. It is a figure which shows function FA for every frequency of a periodic signal.
ここでは、図１４に示したような位相角９０°で制御された一定波高値の周期信号を測定対象とし、周期信号の周波数帯を４５〜６５Ｈｚとしている。また、測定期間を３００秒とし、周期信号をサンプリング周期１ｍｓでＡ／Ｄサンプリングしたサンプリング値の二乗値を１００回加算した値を測定値Ｍとしている。一次遅れフィルタとしては、時定数１００ｍｓのフィルタを使用している。フィルタ減衰能ＦＡは、データ加工（一次遅れフィルタ処理）の効果を示す指標の一例で、次式で与えられる量である。
ＦＡ＝１−（Ｆｍａｘ−Ｆｍｉｎ）÷（Ｍｍａｘ−Ｍｍｉｎ） ・・・（１）
Here, a periodic signal having a constant peak value controlled at a phase angle of 90 ° as shown in FIG. 14 is a measurement target, and the frequency band of the periodic signal is 45 to 65 Hz. Further, a measurement period is 300 seconds, and a value obtained by adding 100 times a square value of a sampling value obtained by A / D sampling a periodic signal at a sampling period of 1 ms is set as a measurement value M. As the first-order lag filter, a filter having a time constant of 100 ms is used. The filter attenuation capability FA is an example of an index indicating the effect of data processing (first-order lag filter processing), and is an amount given by the following equation.
FA = 1− (Fmax−Fmin) ÷ (Mmax−Mmin) (1)
フィルタ減衰能ＦＡ＝１は、測定値Ｍの振れを完全に除去できたことを示し、ＦＡ＝０は、測定値Ｍの振れを全く除去できていないことを示している。図１７（Ａ）は、周波数５０Ｈｚの周期信号（図１５、図１６のＡの部分の周期信号）を測定対象とした場合の測定値Ｍの最大値Ｍｍａｘと最大値Ｍｍａｘを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍａｘとを示している。 The filter attenuation capability FA = 1 indicates that the fluctuation of the measurement value M has been completely removed, and FA = 0 indicates that the fluctuation of the measurement value M has not been removed at all. In FIG. 17A, the maximum value Mmax and the maximum value Mmax of the measurement value M when a periodic signal with a frequency of 50 Hz (periodic signal in the portion A in FIGS. 15 and 16) is the subject of measurement are subjected to first-order lag filtering. The value Fmax is shown.
図１７（Ｂ）は、周波数５１．５Ｈｚの周期信号（図１５、図１６のＢの部分の周期信号）を測定対象とした場合の最大値Ｍｍａｘと最大値Ｍｍａｘを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍａｘとを示している。また、図１７（Ｃ）は、周波数５２．５Ｈｚの周期信号（図１５、図１６のＣの部分の周期信号）を測定対象とした場合の最大値Ｍｍａｘと最大値Ｍｍａｘを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍａｘとを示している。図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）では横軸を時間としている。 FIG. 17B shows a value Fmax obtained by subjecting a maximum value Mmax and a maximum value Mmax to a first order lag filter processing when a periodic signal having a frequency of 51.5 Hz (periodic signal in a portion B in FIGS. 15 and 16) is a measurement target. It shows. In FIG. 17C, the maximum value Mmax and the maximum value Mmax in the case where a periodic signal with a frequency of 52.5 Hz (periodic signal in the portion C in FIGS. 15 and 16) is the subject of measurement are subjected to first-order lag filtering. The value Fmax is shown. In FIGS. 17A to 17C, the horizontal axis represents time.
以上のように、測定値Ｍの振れが大きい周波数帯では、フィルタ減衰能ＦＡが０に近い値となり、データ加工で測定値Ｍの振れを除去できていないことが分かる。すなわち、一次遅れフィルタ処理のような単純なデータ加工で測定値Ｍの振動を抑えることは難しいことが分かる。 As described above, in the frequency band where the fluctuation of the measured value M is large, the filter attenuation ability FA becomes a value close to 0, and it can be seen that the fluctuation of the measured value M cannot be removed by data processing. That is, it can be seen that it is difficult to suppress the vibration of the measured value M by simple data processing such as first-order lag filtering.
このような測定値Ｍの振動による測定誤差を抑えるためにサンプリング周期を十分短くする対策が考えられる。しかしながら、サンプリング周期を短くすると、測定装置の処理負荷が増加するため、高性能高コストな測定装置を用意する必要があるという課題があった。 In order to suppress the measurement error due to the vibration of the measurement value M, a measure for sufficiently shortening the sampling period can be considered. However, if the sampling period is shortened, the processing load of the measuring device increases, and thus there is a problem that it is necessary to prepare a high-performance and high-cost measuring device.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、処理負荷とコストの増加を抑えつつ、周期信号の測定誤差を抑えることができる周期信号測定装置、周期信号測定方法およびサンプリング周期決定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a periodic signal measuring device, a periodic signal measuring method, and a sampling period determining method capable of suppressing a measurement error of a periodic signal while suppressing an increase in processing load and cost. The purpose is to provide.
本発明の周期信号測定装置は、周期信号をサンプリングし、サンプリング値に対して所定の処理を施すことにより測定値を得るように構成された測定部と、一定の測定期間における前記測定値の振れ量が許容範囲内になるように前記測定部のサンプリング周期を決定するように構成されたサンプリング周期決定部と、このサンプリング周期決定部の決定に応じて前記測定部のサンプリング周期を設定するように構成されたサンプリング周期制御部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の周期信号測定装置の１構成例において、前記サンプリング周期決定部は、前記測定期間における前記測定値の振れ量が許容範囲内かどうかを判定するように構成された判定部と、前記測定値の振れ量が許容範囲を超えている場合に、前記サンプリング周期制御部に対して前記サンプリング周期の変更を指示するように構成されたサンプリング周期変更部とを備え、前記測定値の振れ量が許容範囲内になるまで前記サンプリング周期の変更を繰り返すことを特徴とするものである。
また、本発明の周期信号測定装置の１構成例において、前記サンプリング周期決定部は、許容周波数帯内の、周波数が異なる複数の前記周期信号の各々について前記サンプリング周期の決定が終了した後に、各周期信号について得られた前記測定値の振れ量のうち振れ量が最も小さいときの前記サンプリング周期を、最終的なサンプリング周期として確定するように構成されたサンプリング周期確定部をさらに備えることを特徴とするものである。
The periodic signal measuring device of the present invention includes a measuring unit configured to sample a periodic signal and obtain a measured value by performing a predetermined process on the sampled value, and a fluctuation of the measured value in a certain measurement period. A sampling period determining unit configured to determine the sampling period of the measuring unit so that the amount is within an allowable range, and setting the sampling period of the measuring unit according to the determination of the sampling period determining unit And a configured sampling period control unit.
Further, in one configuration example of the periodic signal measurement device of the present invention, the sampling period determination unit is configured to determine whether or not the amount of fluctuation of the measurement value in the measurement period is within an allowable range; A sampling period changing unit configured to instruct the sampling period control unit to change the sampling period when the amount of fluctuation of the measured value exceeds an allowable range; The change of the sampling period is repeated until the amount falls within an allowable range.
Further, in one configuration example of the periodic signal measurement device of the present invention, the sampling period determining unit may determine each of the plurality of periodic signals having different frequencies within the allowable frequency band after determining the sampling period. A sampling period determining unit configured to determine, as a final sampling period, the sampling period when the fluctuation amount is the smallest among the fluctuation amounts of the measurement values obtained for the periodic signal, To do.
また、本発明の周期信号測定装置の１構成例は、前記測定値に対して加工を施すように構成されたデータ加工部をさらに備え、前記サンプリング周期決定部は、前記測定期間における前記測定値の振れ量と前記測定期間における前記加工の効果を示す効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるように前記サンプリング周期を決定することを特徴とするものである。
また、本発明の周期信号測定装置の１構成例において、前記サンプリング周期決定部は、前記測定値と前記データ加工部による加工の結果とに基づいて前記効果値を算出するように構成された効果値算出部と、前記測定期間における前記測定値の振れ量と前記測定期間における前記効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内かどうかを判定するように構成された判定部と、前記測定値の振れ量と前記効果値のうち少なくとも一方が対応する許容範囲を超えている場合に、前記サンプリング周期制御部に対して前記サンプリング周期の変更を指示するように構成されたサンプリング周期変更部とを備え、前記測定値の振れ量と前記効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるまで前記サンプリング周期の変更を繰り返すことを特徴とするものである。
また、本発明の周期信号測定装置の１構成例において、前記サンプリング周期決定部は、許容周波数帯内の、周波数が異なる複数の前記周期信号の各々について前記サンプリング周期の決定が終了した後に、各周期信号について得られた前記効果値のうち最も高い効果を示す効果値が得られたときのサンプリング周期を、最終的なサンプリング周期として確定するサンプリング周期確定部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の周期信号測定装置の１構成例において、前記サンプリング周期の決定の際に前記測定部に入力される周期信号は、信号発生器によって生成される試験周期信号である。
In addition, one configuration example of the periodic signal measurement device of the present invention further includes a data processing unit configured to process the measurement value, and the sampling cycle determination unit includes the measurement value in the measurement period. The sampling period is determined such that the amount of fluctuation and the effect value indicating the effect of the processing in the measurement period are within the corresponding allowable ranges.
Further, in one configuration example of the periodic signal measuring device of the present invention, the sampling period determining unit is configured to calculate the effect value based on the measurement value and a result of processing by the data processing unit. A value calculation unit, a determination unit configured to determine whether or not the amount of fluctuation of the measurement value in the measurement period and the effect value in the measurement period are within the corresponding allowable ranges, and the fluctuation of the measurement value A sampling period changing unit configured to instruct the sampling period control unit to change the sampling period when at least one of an amount and the effect value exceeds a corresponding allowable range; and The change in the sampling period is repeated until the fluctuation amount of the measurement value and the effect value are within the corresponding allowable ranges, respectively. That.
Further, in one configuration example of the periodic signal measurement device of the present invention, the sampling period determining unit may determine each of the plurality of periodic signals having different frequencies within the allowable frequency band after determining the sampling period. It further comprises a sampling period determining unit for determining a sampling period when an effect value showing the highest effect among the effect values obtained for the periodic signal is obtained as a final sampling period. is there.
Moreover, in one structural example of the periodic signal measuring device of the present invention, the periodic signal input to the measuring unit when the sampling period is determined is a test periodic signal generated by a signal generator.
また、本発明の周期信号測定方法は、周期信号のサンプリング値に対して所定の処理を施すことにより測定値を得る測定部から前記測定値を取得し、一定の測定期間における前記測定値の振れ量が許容範囲内になるように前記測定部のサンプリング周期を決定する第１のステップと、この第１のステップの決定に応じて前記測定部のサンプリング周期を設定する第２のステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の周期信号測定方法の１構成例において、前記第１のステップは、前記測定値に対して加工を施すデータ加工部から加工の結果を取得し、前記測定期間における前記測定値の振れ量と前記測定期間における前記加工の効果を示す効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるように前記サンプリング周期を決定するステップを含むことを特徴とするものである。
Further, the periodic signal measurement method of the present invention acquires the measurement value from a measurement unit that obtains the measurement value by performing a predetermined process on the sampling value of the periodic signal, and the fluctuation of the measurement value in a certain measurement period. A first step of determining a sampling period of the measurement unit such that an amount falls within an allowable range; and a second step of setting the sampling period of the measurement unit according to the determination of the first step. It is characterized by this.
Further, in one configuration example of the periodic signal measurement method of the present invention, the first step acquires a processing result from a data processing unit that processes the measurement value, and the measurement value of the measurement value in the measurement period is obtained. The method includes a step of determining the sampling period so that a shake amount and an effect value indicating the effect of the processing in the measurement period are within a corresponding allowable range.
また、本発明の周期信号測定装置のサンプリング周期決定方法は、周期信号のサンプリング値に対して所定の処理を施すことにより測定値を得る周期信号測定装置の機能を模したモデルを用いて、前記周期信号に対する前記測定値を推定する第１のステップと、一定の測定期間における前記測定値の推定値の振れ量が許容範囲内になるように前記周期信号測定装置のサンプリング周期を決定する第２のステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の周期信号測定装置のサンプリング周期決定方法の１構成例において、前記モデルは、前記測定値に対して加工を施す周期信号測定装置の機能を模したものであり、前記第１のステップは、前記モデルを用いて、前記周期信号に対する前記測定値を推定する共に前記加工の結果を推定するステップを含み、前記第２のステップは、前記測定期間における前記測定値の推定値の振れ量と前記測定期間における前記加工の効果を示す効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるように前記サンプリング周期を決定するステップを含むことを特徴とするものである。
In addition, the sampling period determination method of the periodic signal measurement device of the present invention uses a model simulating the function of the periodic signal measurement device that obtains a measurement value by performing a predetermined process on the sampling value of the periodic signal. A first step of estimating the measurement value with respect to the periodic signal; and a second step of determining a sampling period of the periodic signal measuring device so that a fluctuation amount of the estimated value of the measurement value within a certain measurement period is within an allowable range. These steps are included.
Further, in one configuration example of the sampling period determination method of the periodic signal measuring apparatus of the present invention, the model imitates the function of the periodic signal measuring apparatus that processes the measured value, and the first The step includes the step of estimating the measurement value with respect to the periodic signal and estimating the result of the processing using the model, and the second step includes fluctuation of the estimation value of the measurement value in the measurement period. The method includes the step of determining the sampling period so that the amount and the effect value indicating the effect of the processing in the measurement period are within a corresponding allowable range.
本発明によれば、一定の測定期間における測定値の振れ量が許容範囲内になるように測定部のサンプリング周期を決定し、この決定に応じて測定部のサンプリング周期を設定することにより、処理負荷とコストの増加を抑えつつ、測定値を安定させることができ、測定誤差を抑えることができる。 According to the present invention, the sampling period of the measurement unit is determined so that the fluctuation amount of the measurement value within a certain measurement period is within the allowable range, and the sampling period of the measurement unit is set according to this determination, thereby processing While suppressing an increase in load and cost, the measurement value can be stabilized and measurement errors can be suppressed.
また、本発明では、許容周波数帯内の、周波数が異なる複数の周期信号の各々についてサンプリング周期の決定が終了した後に、各周期信号について得られた測定値の振れ量のうち振れ量が最も小さいときのサンプリング周期を、最終的なサンプリング周期として確定することにより、周期信号の許容周波数帯内で測定結果が良好になるようにサンプリング周期を決定することができる。 In the present invention, after the determination of the sampling period for each of a plurality of periodic signals having different frequencies within the allowable frequency band is completed, the fluctuation amount of the measured value obtained for each periodic signal is the smallest. By determining the sampling period at that time as the final sampling period, the sampling period can be determined so that the measurement result is good within the allowable frequency band of the periodic signal.
また、本発明では、一定の測定期間における測定値の振れ量と測定期間における加工の効果を示す効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるように測定部のサンプリング周期を決定することにより、処理負荷とコストの増加を抑えつつ、測定値を安定させることができ、測定誤差を抑えることができる。 Further, in the present invention, by determining the sampling period of the measurement unit so that the fluctuation amount of the measurement value in a certain measurement period and the effect value indicating the processing effect in the measurement period are within the corresponding allowable ranges, Measurement values can be stabilized and measurement errors can be suppressed while suppressing increases in processing load and cost.
また、本発明では、許容周波数帯内の、周波数が異なる複数の周期信号の各々についてサンプリング周期の決定が終了した後に、各周期信号について得られた効果値のうち最も高い効果を示す効果値が得られたときのサンプリング周期を、最終的なサンプリング周期として確定することにより、周期信号の許容周波数帯内で測定結果が良好になるようにサンプリング周期を決定することができる。 In the present invention, after the determination of the sampling period for each of a plurality of periodic signals having different frequencies within the allowable frequency band, the effect value indicating the highest effect among the effect values obtained for each periodic signal is obtained. By determining the obtained sampling cycle as the final sampling cycle, the sampling cycle can be determined so that the measurement result is good within the allowable frequency band of the periodic signal.
また、本発明では、周期信号のサンプリング値に対して所定の処理を施すことにより測定値を得る周期信号測定装置の機能を模したモデルを用いて、周期信号に対する測定値を推定し、一定の測定期間における測定値の推定値の振れ量が許容範囲内になるように周期信号測定装置のサンプリング周期を決定することにより、実際の周期信号測定装置を使用せずに、測定結果が良好になるようにサンプリング周期を決定することができる。 Further, in the present invention, the measurement value for the periodic signal is estimated using a model simulating the function of the periodic signal measurement device that obtains the measurement value by performing predetermined processing on the sampling value of the periodic signal, and a constant value is obtained. By determining the sampling period of the periodic signal measuring device so that the fluctuation amount of the estimated value of the measured value within the measurement period is within the allowable range, the measurement result is improved without using the actual periodic signal measuring device. Thus, the sampling period can be determined.
また、本発明では、モデルを用いて、周期信号に対する測定値を推定する共に加工の結果を推定し、測定期間における測定値の推定値の振れ量と測定期間における加工の効果を示す効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるようにサンプリング周期を決定することにより、実際の周期信号測定装置を使用せずに、測定結果が良好になるようにサンプリング周期を決定することができる。 In the present invention, the model is used to estimate the measurement value for the periodic signal and to estimate the processing result, and the fluctuation amount of the estimated value of the measurement value in the measurement period and the effect value indicating the effect of the processing in the measurement period By determining the sampling period so as to be within the corresponding permissible range, it is possible to determine the sampling period so that the measurement result is good without using an actual periodic signal measuring device.
［発明の原理］
発明者は、サンプリング周期を変更すると、測定値の振れ（最大値−最小値）の周波数に対する特性がずれることに着眼し、測定対象の周期信号の周波数帯が測定値振れの大きな領域の中間付近（谷部分）になるようにサンプリング周期を変更することで、周期信号の周波数帯で測定値を安定化できることに想到した。
[Principle of the Invention]
The inventor pays attention to the fact that when the sampling period is changed, the characteristic of the fluctuation (maximum value-minimum value) of the measurement value shifts with respect to the frequency. It was conceived that the measurement value can be stabilized in the frequency band of the periodic signal by changing the sampling period so as to be (valley part).
以下、本発明の原理を図を用いて説明する。図１５、図１６に示した測定結果では、４５．５Ｈｚ、５０．０Ｈｚ、５５．５Ｈｚ、６２．５Ｈｚ付近に測定値の大きな振れが発生する周波数帯が存在する。また、４５．５Ｈｚ、５０．０Ｈｚ、５５．０Ｈｚ、５５．５Ｈｚ、５８．８Ｈｚ、６０．０Ｈｚ、６２．５Ｈｚ付近には一次遅れフィルタ等の単純なデータ加工が機能しない長周期の測定値振れの発生する周波数帯が存在する。そのため、５０Ｈｚ近辺の周期信号を測定対象とする場合、良好な測定結果が得られないことが分かる。 Hereinafter, the principle of the present invention will be described with reference to the drawings. In the measurement results shown in FIGS. 15 and 16, there are frequency bands in which large fluctuations in measured values occur in the vicinity of 45.5 Hz, 50.0 Hz, 55.5 Hz, and 62.5 Hz. Also, long-period measurement value fluctuations such as simple data processing such as a first-order lag filter do not function in the vicinity of 45.5 Hz, 50.0 Hz, 55.0 Hz, 55.5 Hz, 58.8 Hz, 60.0 Hz, and 62.5 Hz. There is a frequency band where Therefore, it can be seen that a good measurement result cannot be obtained when a periodic signal in the vicinity of 50 Hz is used as a measurement target.
図１は、周期信号をサンプリング周期０．９３８ｍｓでＡ／Ｄサンプリングした場合の測定値Ｍの最小値Ｍｍｉｎと、この最小値Ｍｍｉｎを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍｉｎとを周期信号の周波数毎に示す図である。また、図２は、周期信号をサンプリング周期０．９３８ｍｓでＡ／Ｄサンプリングした場合の測定値Ｍの最大値Ｍｍａｘと、この最大値Ｍｍａｘを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍａｘと、フィルタ減衰能ＦＡとを周期信号の周波数毎に示す図である。 FIG. 1 shows a minimum value Mmin of a measured value M when a periodic signal is A / D sampled at a sampling period of 0.938 ms, and a value Fmin obtained by subjecting the minimum value Mmin to a first-order lag filter for each frequency of the periodic signal. FIG. FIG. 2 shows the maximum value Mmax of the measured value M when the periodic signal is A / D sampled at a sampling period of 0.938 ms, the value Fmax obtained by subjecting the maximum value Mmax to first-order lag filtering, the filter attenuation capacity FA, It is a figure which shows for every frequency of a periodic signal.
図１５、図１６の場合と同様に、位相角９０°で制御された一定波高値の周期信号を測定対象とし、周期信号の周波数帯を４５〜６５Ｈｚとしている。また、測定期間を３００秒とし、周期信号をサンプリング周期０．９３８ｍｓでＡ／Ｄサンプリングしたサンプリング値の二乗値を１００回加算した値を測定値Ｍとしている。一次遅れフィルタとしては、時定数１００ｍｓのフィルタを使用している。フィルタ減衰能ＦＡの定義は上記のとおりである。 As in the case of FIGS. 15 and 16, a periodic signal having a constant peak value controlled at a phase angle of 90 ° is a measurement target, and the frequency band of the periodic signal is 45 to 65 Hz. In addition, a measurement period is 300 seconds, and a value obtained by adding 100 times a square value of a sampling value obtained by A / D sampling a periodic signal at a sampling period of 0.938 ms is set as a measurement value M. As the first-order lag filter, a filter having a time constant of 100 ms is used. The definition of the filter attenuation capability FA is as described above.
このように、サンプリング周期を０．９３８ｍｓにすると、測定値Ｍに現れる特性を＋３．２Ｈｚ程度ずらすことができる。つまり、図１５、図１６のＡの周波数帯の特性を図１、図２のＤの周波数帯にずらすことができる。したがって、５０Ｈｚ近辺の周期信号を測定対象とする場合、測定値Ｍの振れを抑えることができ、かつ、一次遅れフィルタ等の単純なデータ加工が機能するようにできるため、測定値Ｍの安定化を容易に実現することができる。 Thus, when the sampling period is 0.938 ms, the characteristic appearing in the measurement value M can be shifted by about +3.2 Hz. That is, the characteristics of the frequency band A in FIGS. 15 and 16 can be shifted to the frequency band D in FIGS. Therefore, when a periodic signal in the vicinity of 50 Hz is a measurement target, fluctuation of the measurement value M can be suppressed, and simple data processing such as a first-order lag filter can function, so that the measurement value M is stabilized. Can be easily realized.
図３は、周期信号をサンプリング周期０．９７５ｍｓでＡ／Ｄサンプリングした場合の測定値Ｍの最小値Ｍｍｉｎと、この最小値Ｍｍｉｎを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍｉｎとを周期信号の周波数毎に示す図である。また、図４は、周期信号をサンプリング周期０．９７５ｍｓでＡ／Ｄサンプリングした場合の測定値Ｍの最大値Ｍｍａｘと、この最大値Ｍｍａｘを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍａｘと、フィルタ減衰能ＦＡとを周期信号の周波数毎に示す図である。測定対象の周期信号は、図１、図２、図１５、図１６の場合と同じである。 FIG. 3 shows, for each frequency of the periodic signal, the minimum value Mmin of the measurement value M when the periodic signal is A / D sampled at a sampling period of 0.975 ms, and the value Fmin obtained by subjecting the minimum value Mmin to first-order lag filtering. FIG. FIG. 4 shows the maximum value Mmax of the measurement value M when the periodic signal is A / D sampled at a sampling period of 0.975 ms, the value Fmax obtained by subjecting the maximum value Mmax to first-order lag filtering, the filter attenuation capacity FA, It is a figure which shows for every frequency of a periodic signal. The periodic signal to be measured is the same as in the case of FIG. 1, FIG. 2, FIG. 15, and FIG.
図３、図４によれば、測定対象の周期信号の許容周波数帯を５０Ｈｚ付近（図３、図４のＥの周波数帯）に限定できる場合は、サンプリング周期を０．９７５ｍｓとすることで周期信号の許容周波数帯を５０Ｈｚ±１．１Ｈｚ程度まで許容できるようになることが分かる。 According to FIGS. 3 and 4, when the allowable frequency band of the periodic signal to be measured can be limited to around 50 Hz (frequency band E in FIGS. 3 and 4), the sampling period is set to 0.975 ms. It can be seen that the allowable frequency band of the signal can be allowed up to about 50 Hz ± 1.1 Hz.
図５は、周期信号をサンプリング周期０．９４３ｍｓでＡ／Ｄサンプリングした場合の測定値Ｍの最小値Ｍｍｉｎと、この最小値Ｍｍｉｎを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍｉｎとを周期信号の周波数毎に示す図である。また、図６は、周期信号をサンプリング周期０．９４３ｍｓでＡ／Ｄサンプリングした場合の測定値Ｍの最大値Ｍｍａｘと、この最大値Ｍｍａｘを一次遅れフィルタ処理した値Ｆｍａｘと、フィルタ減衰能ＦＡとを周期信号の周波数毎に示す図である。測定対象の周期信号は、図１、図２、図１５、図１６の場合と同じである。 FIG. 5 shows, for each frequency of the periodic signal, a minimum value Mmin of the measurement value M when the periodic signal is A / D sampled at a sampling period of 0.943 ms, and a value Fmin obtained by subjecting the minimum value Mmin to first-order lag filtering. FIG. FIG. 6 shows the maximum value Mmax of the measured value M when the periodic signal is A / D sampled at a sampling period of 0.943 ms, the value Fmax obtained by subjecting the maximum value Mmax to first-order lag filtering, the filter attenuation capacity FA, It is a figure which shows for every frequency of a periodic signal. The periodic signal to be measured is the same as in the case of FIG. 1, FIG. 2, FIG. 15, and FIG.
図５、図６によれば、測定対象の周期信号の許容周波数帯を６０Ｈｚ付近（図５、図６のＧの周波数帯）に限定できる場合は、サンプリング周期を０．９４３ｍｓとすることで周期信号の許容周波数帯を６０Ｈｚ±１．１Ｈｚ程度まで許容できるようになることが分かる。 According to FIGS. 5 and 6, when the allowable frequency band of the periodic signal to be measured can be limited to around 60 Hz (G frequency band in FIGS. 5 and 6), the sampling period is set to 0.943 ms. It can be seen that the allowable frequency band of the signal can be allowed up to about 60 Hz ± 1.1 Hz.
［第１の実施例］
以下、本発明の第１の実施例について図面を参照して説明する。図７は本発明の第１の実施例に係る周期信号測定装置の構成を示すブロック図である。周期信号測定装置は、周期信号ＳをＡ／Ｄサンプリングし、サンプリング値に対して所定の処理を施すことにより測定値Ｍを得る測定部１と、測定部１で得られる測定値Ｍに対して加工を施すデータ加工部２と、測定部１のサンプリング周期を決定するサンプリング周期決定部３と、サンプリング周期決定部３の決定に応じて測定部１のサンプリング周期を設定するサンプリング周期制御部４とを備えている。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the periodic signal measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. The periodic signal measuring device performs A / D sampling of the periodic signal S, performs a predetermined process on the sampled value, and obtains the measured value M, and the measured value M obtained by the measuring unit 1 A data processing unit 2 that performs processing, a sampling cycle determining unit 3 that determines the sampling cycle of the measuring unit 1, and a sampling cycle control unit 4 that sets the sampling cycle of the measuring unit 1 according to the determination of the sampling cycle determining unit 3; It has.
測定部１は、周期信号Ｓを整流する整流部１０と、整流された周期信号をＡ／Ｄ（Analog to digital）変換するＡ／Ｄ変換部１１と、Ａ／Ｄ変換部１１から出力されたサンプリング値に対して所定の処理（例えば加算処理）を施して測定値Ｍを得るデータ処理部１２とから構成される。 The measurement unit 1 outputs the rectification unit 10 that rectifies the periodic signal S, the A / D conversion unit 11 that performs A / D (Analog to digital) conversion on the rectified periodic signal, and the A / D conversion unit 11. The data processing unit 12 obtains a measurement value M by performing a predetermined process (for example, an addition process) on the sampling value.
図８は周期信号測定装置の測定時の動作を説明するフローチャートである。整流部１０は、外部から入力される測定対象の周期信号Ｓ（アナログ信号）を全波整流する（図８ステップＳ１００）。 FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation during measurement of the periodic signal measuring apparatus. The rectifying unit 10 performs full-wave rectification on the periodic signal S (analog signal) to be measured input from the outside (step S100 in FIG. 8).
Ａ／Ｄ変換部１１は、整流部１０によって全波整流された周期信号をサンプリング周期毎にＡ／Ｄ変換する（図８ステップＳ１０１）。Ａ／Ｄ変換部１１のサンプリングクロックＳＣＫはサンプリング周期制御部４から供給される。 The A / D converter 11 performs A / D conversion on the periodic signal that has been full-wave rectified by the rectifier 10 for each sampling period (step S101 in FIG. 8). The sampling clock SCK of the A / D conversion unit 11 is supplied from the sampling cycle control unit 4.
データ処理部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から出力されたサンプリング値（デジタル信号）の二乗値を１００回加算した値を測定値Ｍとして出力する（図８ステップＳ１０２）。こうして、サンプリング期間Ｃ毎に測定値Ｍがデータ処理部１２から出力される。サンプリング期間Ｃは、Ａ／Ｄ変換部１１のサンプリング周期が１ｍｓであれば、１ｍｓ×１００＝１００ｍｓである。 The data processing unit 12 outputs a value obtained by adding 100 times the square value of the sampling value (digital signal) output from the A / D conversion unit 11 as a measured value M (step S102 in FIG. 8). Thus, the measurement value M is output from the data processing unit 12 for each sampling period C. The sampling period C is 1 ms × 100 = 100 ms if the sampling period of the A / D converter 11 is 1 ms.
データ加工部２は、データ処理部１２から出力される測定値Ｍに対して所定の加工（例えば一次遅れフィルタ処理）を施す（図８ステップＳ１０３）。このデータ加工部２は本発明の必須の構成要素ではない。 The data processing unit 2 performs predetermined processing (for example, first-order lag filter processing) on the measurement value M output from the data processing unit 12 (step S103 in FIG. 8). The data processing unit 2 is not an essential component of the present invention.
なお、測定対象の周期信号Ｓが交流電流信号で、電流の実効値を測定値Ｍとする場合には、データ処理部１２で得た結果を電流の実効値に変換する必要がある。この場合の測定部１ａの構成を図９に示し、電流測定時のフローチャートを図１０に示す。 When the periodic signal S to be measured is an alternating current signal and the effective value of the current is the measured value M, it is necessary to convert the result obtained by the data processing unit 12 into the effective value of the current. FIG. 9 shows the configuration of the measurement unit 1a in this case, and FIG. 10 shows a flowchart for current measurement.
測定部１ａは、上記の測定部１に対して電流値変換部１３を追加したものである。電流値変換部１３は、データ処理部１２の出力値（サンプリング値の二乗値の加算値）を所定の電流値変換関数により電流の実効値に変換して、変換した値を測定値Ｍとして出力する（図１０ステップＳ１０４）。電流値変換関数については、特許文献１に開示されているので、詳細な説明は省略する。 The measurement unit 1a is obtained by adding a current value conversion unit 13 to the measurement unit 1 described above. The current value conversion unit 13 converts the output value of the data processing unit 12 (added value of the square value of the sampling values) into an effective current value by a predetermined current value conversion function, and outputs the converted value as the measurement value M (Step S104 in FIG. 10). Since the current value conversion function is disclosed in Patent Document 1, detailed description thereof is omitted.
次に、本実施例の特徴であるサンプリング周期決定部３とサンプリング周期制御部４の動作について説明する。以下のような手続きによりデータ処理部１２での加算回数や加算方法によらず、より好ましい測定値が得られるサンプリング周期を決定することができる。 Next, the operations of the sampling cycle determination unit 3 and the sampling cycle control unit 4 which are features of the present embodiment will be described. A sampling cycle that provides a more preferable measurement value can be determined by the following procedure regardless of the number of additions and the addition method in the data processing unit 12.
図１１はサンプリング周期決定部３とサンプリング周期制御部４の構成を示すブロック図、図１２はサンプリング周期決定部３とサンプリング周期制御部４の動作を説明するフローチャートである。サンプリング周期決定部３は、測定部１または１ａから測定値Ｍを取得する測定値取得部３０と、データ加工部２からデータ加工値ＤＰ（加工の結果）を取得するデータ加工値取得部３１と、データ加工効果を示す効果値を算出するデータ加工効果値算出部３２と、一定の測定期間における測定値Ｍの振れ量と測定期間における効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内かどうかを判定する判定部３３と、判定部３３の判定結果に応じてＡ／Ｄ変換部１１のサンプリング周期を変更・設定するサンプリング周期変更部３４と、周波数が異なる複数の周期信号の各々についてのサンプリング周期の決定結果から最終的なサンプリング周期を確定するサンプリング周期確定部３５とから構成される。 FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the sampling cycle determination unit 3 and the sampling cycle control unit 4, and FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the sampling cycle determination unit 3 and the sampling cycle control unit 4. The sampling cycle determination unit 3 includes a measurement value acquisition unit 30 that acquires the measurement value M from the measurement unit 1 or 1a, and a data processing value acquisition unit 31 that acquires a data processing value DP (processing result) from the data processing unit 2. The data processing effect value calculation unit 32 that calculates the effect value indicating the data processing effect, and determines whether or not the shake amount of the measurement value M in the fixed measurement period and the effect value in the measurement period are within the corresponding allowable ranges. Determination unit 33, sampling period changing unit 34 for changing / setting the sampling period of A / D conversion unit 11 according to the determination result of determination unit 33, and determination of sampling period for each of a plurality of periodic signals having different frequencies A sampling period determining unit 35 for determining a final sampling period from the result is included.
サンプリング周期制御部４は、クロックＣＫを計数して、計数値が設定値に達する度にＡ／Ｄ変換部１１にサンプリングクロックＳＣＫを出力するタイマ４０と、タイマ４０の設定値を変更するタイマ設定値変更部４１とから構成される。 The sampling cycle control unit 4 counts the clock CK, and outputs a sampling clock SCK to the A / D conversion unit 11 every time the count value reaches a set value, and a timer setting that changes the set value of the timer 40 And a value changing unit 41.
まず、測定部１または１ａのＡ／Ｄ変換部１１のサンプリング周期が適切かどうかを判定するための判定基準として、測定対象の周期信号Ｓの許容周波数帯、測定値Ｍの振れ量（最大値Ｍｍａｘと最小値Ｍｍｉｎとの差）の許容範囲、測定値のデータ加工効果の許容範囲、サンプリング周期の許容範囲などの判定基準が判定部３３に予め設定されている。許容周波数帯は、例えば電源の周波数の振れ幅や測定装置の発振器の精度などによって決まる。データ加工効果を示す値としては、例えばフィルタ減衰能ＦＡがある。 First, as a criterion for determining whether or not the sampling period of the A / D converter 11 of the measuring unit 1 or 1a is appropriate, the allowable frequency band of the periodic signal S to be measured, the fluctuation amount of the measured value M (maximum value) Determination criteria such as a permissible range (difference between Mmax and minimum value Mmin), a permissible range of the data processing effect of the measured value, a permissible range of the sampling period, and the like are set in the determination unit 33 in advance. The allowable frequency band is determined by, for example, the frequency swing of the power supply and the accuracy of the oscillator of the measuring device. As a value indicating the data processing effect, for example, there is a filter attenuation capability FA.
最初に、サンプリング周期決定部３のサンプリング周期変更部３４は、Ａ／Ｄ変換部１１のサンプリング周期を予め定められた初期値に設定する。具体的には、サンプリング周期変更部３４がサンプリング周期を指定する指示信号を出力すると、この指示信号に応じてサンプリング周期制御部４のタイマ設定値変更部４１がタイマ４０の設定値を変更する。タイマ４０は、図示しないクロック発振器から入力されるクロックＣＫを計数し、計数値が設定値に達するとＡ／Ｄ変換部１１にサンプリングクロックＳＣＫを出力して計数値を０にリセットするという動作を繰り返す。 First, the sampling period changing unit 34 of the sampling period determining unit 3 sets the sampling period of the A / D conversion unit 11 to a predetermined initial value. Specifically, when the sampling cycle changing unit 34 outputs an instruction signal designating the sampling cycle, the timer set value changing unit 41 of the sampling cycle control unit 4 changes the set value of the timer 40 in accordance with this instruction signal. The timer 40 counts a clock CK input from a clock oscillator (not shown), and outputs a sampling clock SCK to the A / D converter 11 to reset the count value to 0 when the count value reaches a set value. repeat.
こうして、計数値が設定値に達する度にタイマ４０からサンプリングクロックＳＣＫが出力される。したがって、タイマ４０の設定値を変更することにより、サンプリング周期を初期値に設定することができる（図１２ステップＳ２００）。なお、クロックＣＫの周波数をｆＣＫ、サンプリングクロックＳＣＫの周波数をｆＳＣＫとすると、ｆＣＫ＞ｆＳＣＫであることは言うまでもない。 Thus, every time the count value reaches the set value, the sampling clock SCK is output from the timer 40. Therefore, the sampling period can be set to the initial value by changing the set value of the timer 40 (step S200 in FIG. 12). Needless to say, fCK> fSCK, where fCK is the frequency of the clock CK and fSCK is the frequency of the sampling clock SCK.
次に、測定部１または１ａは、前述のような周期信号Ｓの測定を行い（図１２ステップＳ２０１）、データ加工部２は、測定部１または１ａから出力される測定値Ｍに対して所定の加工（例えば一次遅れフィルタ処理）を施したデータ加工値ＤＰを出力する（図１２ステップＳ２０２）。 Next, the measurement unit 1 or 1a measures the periodic signal S as described above (step S201 in FIG. 12), and the data processing unit 2 performs a predetermined process on the measurement value M output from the measurement unit 1 or 1a. The data processing value DP subjected to the processing (for example, first-order lag filter processing) is output (step S202 in FIG. 12).
なお、サンプリング周期の決定時に測定対象とする試験周期信号Ｓは、周期信号測定装置が使用される現場で実際に観測される周期信号を模した一定の位相角制御信号（図１４）であればよい。このような位相角制御信号は、ファンクションジェネレータ５（function generator：信号発生器）によって生成することができる。 Note that the test cycle signal S to be measured when determining the sampling cycle is a constant phase angle control signal (FIG. 14) simulating a cycle signal actually observed at the site where the cycle signal measuring device is used. Good. Such a phase angle control signal can be generated by a function generator 5 (signal generator).
サンプリング周期決定部３の測定値取得部３０は、測定部１または１ａから測定値Ｍを取得する（図１２ステップＳ２０３）。一方、サンプリング周期決定部３のデータ加工値取得部３１は、データ加工部２からデータ加工値ＤＰを取得する（図１２ステップＳ２０４）。 The measurement value acquisition unit 30 of the sampling period determination unit 3 acquires the measurement value M from the measurement unit 1 or 1a (step S203 in FIG. 12). On the other hand, the data processing value acquisition unit 31 of the sampling cycle determination unit 3 acquires the data processing value DP from the data processing unit 2 (step S204 in FIG. 12).
サンプリング周期決定部３のデータ加工効果値算出部３２は、測定値取得部３０が取得した測定値Ｍとデータ加工値取得部３１が取得したデータ加工値ＤＰとに基づいてデータ加工効果値（例えばフィルタ減衰能ＦＡ）を算出する（図１２ステップＳ２０５）。フィルタ減衰能ＦＡの算出式は式（１）で示したとおりである。 The data processing effect value calculation unit 32 of the sampling period determination unit 3 is based on the measurement value M acquired by the measurement value acquisition unit 30 and the data processing value DP acquired by the data processing value acquisition unit 31 (for example, The filter attenuation capability FA) is calculated (step S205 in FIG. 12). The calculation formula of the filter attenuation capacity FA is as shown in the formula (1).
次に、サンプリング周期決定部３の判定部３３は、一定の測定期間における測定値Ｍの振れ量（最大値Ｍｍａｘと最小値Ｍｍｉｎとの差）が判定基準で定められた許容範囲内で、かつ測定期間におけるデータ加工効果値（フィルタ減衰能ＦＡ）が判定基準で定められた許容範囲内かどうかを判定する（図１２ステップＳ２０６）。 Next, the determination unit 33 of the sampling period determination unit 3 has a fluctuation amount of the measurement value M (a difference between the maximum value Mmax and the minimum value Mmin) within a certain measurement period within an allowable range determined by the determination criterion, and It is determined whether or not the data processing effect value (filter attenuation capability FA) in the measurement period is within an allowable range defined by the determination criterion (step S206 in FIG. 12).
サンプリング周期決定部３のサンプリング周期変更部３４は、測定値Ｍの振れ量とデータ加工効果値のうち少なくとも一方が対応する許容範囲を超えていて、判定基準を満たしていないと判定部３３が判定した場合（ステップＳ２０６においてＮＯ）、サンプリング周期を予め定められた変更量だけ短くする方向に変更する指示信号をサンプリング周期制御部４に対して出力する（図１２ステップＳ２０７）。 The sampling period changing unit 34 of the sampling period determining unit 3 determines that the determination unit 33 determines that at least one of the fluctuation amount of the measured value M and the data processing effect value exceeds the corresponding allowable range and does not satisfy the determination criterion. If so (NO in step S206), an instruction signal for changing the sampling period in a direction to shorten the predetermined change amount is output to the sampling period control unit 4 (step S207 in FIG. 12).
サンプリング周期変更部３４からの指示信号に応じたサンプリング周期制御部４の動作は上記のとおりである。サンプリング周期を短くする場合には、タイマ４０の設定値を小さくすればよい。変更後のサンプリング周期が判定基準で定められた許容範囲内であれば（図１２ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、ステップＳ２０１に戻る。 The operation of the sampling cycle control unit 4 according to the instruction signal from the sampling cycle changing unit 34 is as described above. In order to shorten the sampling period, the set value of the timer 40 may be reduced. If the changed sampling cycle is within the allowable range determined by the determination criteria (YES in step S208 in FIG. 12), the process returns to step S201.
こうして、測定値Ｍの振れ量とデータ加工効果値がそれぞれ対応する許容範囲内になり、判定基準を満たすまで（ステップＳ２０６においてＹＥＳ）、ステップＳ２０１〜Ｓ２０８の処理が繰り返し実行される。 In this way, the processes of steps S201 to S208 are repeatedly executed until the fluctuation amount of the measured value M and the data processing effect value are within the corresponding allowable ranges and satisfy the determination criteria (YES in step S206).
サンプリング周期決定部３の判定部３３は、測定値Ｍの振れ量とデータ加工効果値がそれぞれ対応する許容範囲内になり、判定基準を満たした場合、判定基準で定められた周期信号Ｓの許容周波数帯の全てについてサンプリング周期の決定処理を終えたかどうかを判定し（図１２ステップＳ２０９）、サンプリング周期が未決の周波数が残っている場合には、ファンクションジェネレータ５に対して試験周期信号Ｓ（位相角制御信号）の周波数を予め定められた変更量だけ変更するよう指示を出す（図１２ステップＳ２１０）。
こうして、試験周期信号Ｓの周波数を変更しながら、ステップＳ２００〜Ｓ２１０の処理を繰り返し実行する。
The determination unit 33 of the sampling cycle determination unit 3 allows the tolerance of the periodic signal S determined by the determination criterion when the fluctuation amount of the measurement value M and the data processing effect value are within the corresponding allowable ranges and satisfy the determination criterion. It is determined whether or not the sampling cycle determination processing has been completed for all of the frequency bands (step S209 in FIG. 12). If there is a frequency whose sampling cycle has not yet been determined, the test cycle signal S (phase) is sent to the function generator 5. An instruction is issued to change the frequency of the angle control signal by a predetermined change amount (step S210 in FIG. 12).
In this way, while changing the frequency of the test cycle signal S, the processes of steps S200 to S210 are repeatedly executed.
サンプリング周期決定部３のサンプリング周期確定部３５は、周期信号Ｓの許容周波数帯内の各周波数についてサンプリング周期の決定処理が終了した場合（ステップＳ２０９においてＹＥＳ）、最終的なサンプリング周期を確定する（図１２ステップＳ２１１）。 The sampling period determining unit 35 of the sampling period determining unit 3 determines the final sampling period when the sampling period determining process is completed for each frequency within the allowable frequency band of the periodic signal S (YES in step S209) ( FIG. 12 step S211).
具体的には、サンプリング周期確定部３５は、許容周波数帯内の各周波数の測定値Ｍの振れ量のうち振れ量が最も小さいときのサンプリング周期を最終的なサンプリング周期として確定する。あるいは、サンプリング周期確定部３５は、許容周波数帯内の各周波数のデータ加工効果のうちデータ加工効果が最も高い（フィルタ減衰能ＦＡが最も大きい）ときのサンプリング周期を最終的なサンプリング周期として確定してもよい。 Specifically, the sampling cycle determining unit 35 determines the sampling cycle when the shake amount is the smallest among the shake amounts of the measurement values M of the respective frequencies in the allowable frequency band as the final sampling cycle. Alternatively, the sampling cycle determination unit 35 determines the sampling cycle when the data processing effect is the highest (the filter attenuation capability FA is the highest) among the data processing effects of each frequency within the allowable frequency band as the final sampling cycle. May be.
そして、サンプリング周期確定部３５は、Ａ／Ｄ変換部１１のサンプリング周期をステップＳ２１１で確定した値にするようにサンプリング周期変更部３４に対して指示を出す。サンプリング周期変更部３４は、サンプリング周期確定部３５からの指示に応じてサンプリング周期を設定する（図１２ステップＳ２１２）。サンプリング周期変更部３４からの指示に応じたサンプリング周期制御部４の動作は上記のとおりである。 Then, the sampling cycle determining unit 35 instructs the sampling cycle changing unit 34 to set the sampling cycle of the A / D conversion unit 11 to the value determined in step S211. The sampling period changing unit 34 sets the sampling period in accordance with an instruction from the sampling period determining unit 35 (step S212 in FIG. 12). The operation of the sampling cycle control unit 4 according to the instruction from the sampling cycle changing unit 34 is as described above.
なお、サンプリング周期決定部３の判定部３３は、判定基準で定められたサンプリング周期の許容範囲内で測定値Ｍの振れ量とデータ加工効果値とが判定基準を満たさなかった場合（ステップＳ２０８においてＮＯ）、現時点の試験周期信号Ｓの周波数に関してのみ判定基準の緩和、すなわち測定値Ｍの振れ量とデータ加工効果値のそれぞれの許容範囲の緩和を行い（図１２ステップＳ２１３）、ステップＳ２００に戻る。 Note that the determination unit 33 of the sampling period determination unit 3 does not satisfy the determination standard when the shake amount of the measurement value M and the data processing effect value are within the allowable range of the sampling period determined by the determination standard (in step S208). NO), the criterion is relaxed only for the frequency of the current test cycle signal S, that is, the permissible range of the fluctuation amount of the measured value M and the data processing effect value is relaxed (step S213 in FIG. 12), and the process returns to step S200. .
こうして、測定値Ｍの振れ量の許容範囲を所定の緩和量だけ大きくし、データ加工効果値の許容範囲をデータ加工効果が低くなる方向に所定の緩和量だけ緩和することにより、判定基準を緩和して、サンプリング周期の許容範囲内で測定値Ｍの振れ量とデータ加工効果値とが判定基準を満たすようにする。 In this way, the tolerance for the fluctuation amount of the measured value M is increased by a predetermined relaxation amount, and the allowable range of the data processing effect value is relaxed by a predetermined relaxation amount in a direction in which the data processing effect is reduced, thereby relaxing the criterion. Thus, the fluctuation amount of the measurement value M and the data processing effect value satisfy the determination criterion within the allowable range of the sampling period.
特定の試験周期信号Ｓの周波数に関して判定基準を緩和した場合、この周波数について決定したサンプリング周期を、ステップＳ２１１で確定する際のサンプリング周期の候補から除外してもよいし、除外しなくてもよい。
以上で、サンプリング周期決定部３とサンプリング周期制御部４の動作が終了する。
When the criterion is relaxed for the frequency of the specific test cycle signal S, the sampling cycle determined for this frequency may or may not be excluded from the sampling cycle candidates determined in step S211. .
Thus, the operations of the sampling cycle determination unit 3 and the sampling cycle control unit 4 are completed.
上記の例のサンプリング周期０．９３８ｍｓは、周期信号Ｓの許容周波数帯を５０Ｈｚ±０．６０Ｈｚと６０Ｈｚ±０．７２Ｈｚとし、データ加工効果値（フィルタ減衰能ＦＡ）の許容範囲を０．５以上とし、サンプリング周期の許容範囲を０．９ｍｓ〜１．０ｍｓとして、図１２の処理によりフィルタ減衰能ＦＡが０．５以上になるサンプリング周期を探索したものである。 In the sampling period of 0.938 ms in the above example, the allowable frequency band of the periodic signal S is 50 Hz ± 0.60 Hz and 60 Hz ± 0.72 Hz, and the allowable range of the data processing effect value (filter attenuation capability FA) is 0.5 or more. Assuming that the allowable range of the sampling period is 0.9 ms to 1.0 ms, the processing of FIG. 12 searches for a sampling period in which the filter attenuation capability FA is 0.5 or more.
上記のとおり、サンプリングクロックＳＣＫの基になるクロックＣＫは周期信号測定装置内の発振器により生成されるが、この発振器にも精度誤差が存在する。本実施例では、このようなクロックの誤差も測定対象の周期信号Ｓの周波数ずれとして扱うことができる。例えば、＋１％のサンプリング周期誤差のある発振器による５０Ｈｚの周期信号Ｓの測定は、誤差のない発振器による４９．５Ｈｚ相当の周期信号Ｓの測定として扱うことができる。そのため、測定対象の周期信号Ｓの周波数帯を広く許容できるということは、周期信号Ｓの周波数マージンに余裕ができるばかりでなく、周期信号測定装置側の発振精度にも余裕を持てるということになる。 As described above, the clock CK that is the basis of the sampling clock SCK is generated by the oscillator in the periodic signal measuring device, but this oscillator also has an accuracy error. In this embodiment, such a clock error can also be handled as a frequency shift of the periodic signal S to be measured. For example, measurement of a periodic signal S of 50 Hz by an oscillator having a sampling period error of + 1% can be treated as measurement of a periodic signal S corresponding to 49.5 Hz by an oscillator having no error. Therefore, the fact that the frequency band of the periodic signal S to be measured can be widely tolerated means that not only the frequency margin of the periodic signal S can be afforded, but also the oscillation accuracy on the periodic signal measuring device side can be afforded. .
測定対象の周期信号Ｓの周波数や周期信号測定装置の発振精度は、短期間で大きく変動することは稀で、一定のズレを持って微小に揺らいでいることが多い。そのため、図１２で説明したような処理により、現場調整で良好なサンプリング周期を決めて運用することが可能である。 The frequency of the periodic signal S to be measured and the oscillation accuracy of the periodic signal measuring device rarely fluctuate greatly in a short period, and often fluctuate slightly with a certain deviation. Therefore, it is possible to determine and use a good sampling cycle by on-site adjustment by the processing described with reference to FIG.
本実施例では、試験周期信号Ｓが９０°位相角制御信号である例を示したが、その他の位相角制御信号でも、試験周期信号Ｓの周波数とサンプリング周期とが同じ場合は測定値の振れが増大する周波数帯は一致している。但し、位相角が大きくなると、測定値の振れが検出し難い周波数帯が現れる。また、位相角が小さくなると、測定値そのものが小さくなるため振れの量が小さくなる。そのため、試験周期信号Ｓとして位相角制御信号を用いる場合、位相角は６０°〜１２０°が理想的である。 In the present embodiment, an example in which the test cycle signal S is a 90 ° phase angle control signal is shown. However, even with other phase angle control signals, if the frequency of the test cycle signal S is the same as the sampling cycle, the measurement value fluctuates. The frequency bands that increase are consistent. However, when the phase angle increases, a frequency band in which the fluctuation of the measured value is difficult to detect appears. Further, when the phase angle is small, the measurement value itself is small, so that the amount of shake is small. Therefore, when a phase angle control signal is used as the test cycle signal S, the phase angle is ideally 60 ° to 120 °.
なお、上記のとおり、データ加工部２は本発明の必須の構成要素ではない。データ加工部２を使用しない場合、判定部３３は、測定期間における測定値Ｍの振れ量が許容範囲内であれば判定基準を満たしていると判定し、測定期間における測定値Ｍの振れ量が許容範囲外であれば判定基準を満たしていないと判定すればよい（ステップＳ２０６）。また、サンプリング周期確定部３５は、許容周波数帯内の各周波数の測定値Ｍの振れ量のうち振れ量が最も小さいときのサンプリング周期を最終的なサンプリング周期として確定すればよい（ステップＳ２１１）。 As described above, the data processing unit 2 is not an essential component of the present invention. When the data processing unit 2 is not used, the determination unit 33 determines that the determination criterion is satisfied if the shake amount of the measurement value M in the measurement period is within the allowable range, and the shake amount of the measurement value M in the measurement period is If it is outside the allowable range, it may be determined that the criterion is not satisfied (step S206). In addition, the sampling cycle determination unit 35 may determine the sampling cycle when the shake amount is the smallest among the shake amounts of the measurement values M of the respective frequencies in the allowable frequency band as the final sampling cycle (step S211).
［第２の実施例］
第１の実施例で説明した測定部１または１ａのデータ処理部１２と電流値変換部１３とデータ加工部２とサンプリング周期決定部３とサンプリング周期制御部４とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインターフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図１３に示す。
[Second Embodiment]
The data processing unit 12, current value conversion unit 13, data processing unit 2, sampling cycle determination unit 3 and sampling cycle control unit 4 of the measurement unit 1 or 1a described in the first embodiment are a CPU (Central Processing Unit). It can be realized by a computer having a storage device and an interface and a program for controlling these hardware resources. A configuration example of this computer is shown in FIG.
コンピュータは、ＣＰＵ６０と、記憶装置６１と、インターフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）６２とを備えている。Ｉ／Ｆ６２には、周期信号Ｓを出力する測定対象、試験周期信号Ｓを出力するファンクションジェネレータ５などが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の周期信号測定方法およびサンプリング周期決定方法を実現させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供され、記憶装置６１に格納される。ＣＰＵ６０は、記憶装置６１に記憶されたプログラムに従って第１の実施例で説明した処理を実行する。 The computer includes a CPU 60, a storage device 61, and an interface device (hereinafter abbreviated as I / F) 62. The I / F 62 is connected to a measurement object that outputs a periodic signal S, a function generator 5 that outputs a test periodic signal S, and the like. In such a computer, the program for realizing the periodic signal measuring method and sampling period determining method of the present invention is provided in a state recorded in a recording medium such as a flexible disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a memory card. And stored in the storage device 61. The CPU 60 executes the process described in the first embodiment according to the program stored in the storage device 61.
［第３の実施例］
第１、第２の実施例では、実際の周期信号測定装置の測定部１または１ａとデータ加工部２とを用いてサンプリング周期を決定しているが、コンピュータ上でのシミュレーションを行ってもよい。この場合には、第２の実施例で説明したようなコンピュータを用いて、周期信号測定装置の機能とファンクションジェネレータ５の機能とをソフトウェアで実現し、図１２で説明した処理を実行すればよい。
[Third embodiment]
In the first and second embodiments, the sampling period is determined by using the measuring unit 1 or 1a and the data processing unit 2 of the actual periodic signal measuring device, but a simulation on a computer may be performed. . In this case, using the computer as described in the second embodiment, the function of the periodic signal measuring device and the function of the function generator 5 may be realized by software, and the processing described in FIG. 12 may be executed. .
つまり、図７、図８で説明した測定部１とデータ加工部２の機能を模したモデルをソフトウェアで構築し、このモデルを用いて、試験周期信号Ｓに対する測定値Ｍの推定値とデータ加工値ＤＰの推定値とを得るようにすればよい。あるいは、図７、図９、図１０で説明した測定部１ａとデータ加工部２の機能を模したモデルをソフトウェアで構築し、このモデルを用いて、試験周期信号Ｓに対する測定値Ｍの推定値とデータ加工値ＤＰの推定値とを得るようにすればよい。これらの推定値を得ることができれば、図１２のステップＳ２００〜Ｓ２１１までの処理をコンピュータによるシミュレーションで容易に実現できることは言うまでもない。 That is, a model simulating the functions of the measurement unit 1 and the data processing unit 2 described with reference to FIGS. 7 and 8 is constructed by software, and the estimated value of the measurement value M with respect to the test cycle signal S and the data processing are constructed using this model. The estimated value DP may be obtained. Alternatively, a model simulating the functions of the measurement unit 1a and the data processing unit 2 described in FIG. 7, FIG. 9, and FIG. 10 is constructed by software, and the estimated value of the measurement value M with respect to the test cycle signal S using this model. And an estimated value of the data processing value DP may be obtained. Needless to say, if these estimated values can be obtained, the processing of steps S200 to S211 in FIG. 12 can be easily realized by computer simulation.
こうして、本実施例では、実際の周期信号測定装置を使用せずに、シミュレーションでサンプリング周期を決定することができる。そして、決定したサンプリング周期を周期信号測定装置に設定すればよい。 Thus, in this embodiment, the sampling period can be determined by simulation without using an actual periodic signal measuring device. Then, the determined sampling period may be set in the periodic signal measuring device.
なお、第１〜第３の実施例では、正弦波を位相角制御した図１４のような位相角制御信号を周期信号Ｓとしたが、本発明の適用対象となる周期信号Ｓはこれに限るものではない。以下、本発明の適用対象となる周期信号Ｓについて説明する。まず、周期がＴである周期信号Ｓの物理量Ｐが、以下の式（２）に示す定積分によって求められるとする。αは周期信号Ｓの振幅により決まる定数である。 In the first to third embodiments, the phase angle control signal as shown in FIG. 14 obtained by controlling the phase angle of the sine wave is the periodic signal S. However, the periodic signal S to which the present invention is applied is limited to this. It is not a thing. Hereinafter, the periodic signal S to which the present invention is applied will be described. First, it is assumed that a physical quantity P of a periodic signal S having a period T is obtained by a definite integration shown in the following equation (2). α is a constant determined by the amplitude of the periodic signal S.
次に、上記式（２）で物理量Ｐを求めることができる複数の周期信号Ｓ1，Ｓ2，・・・・，Ｓnについて考える。各周期信号Ｓ1，Ｓ2，・・・・，Ｓnの周期がそれぞれＴ1，Ｔ2，・・・・，Ｔnであり、物理量Ｐを求める際のサンプリング期間をＣとする。各周期信号Ｓ1，Ｓ2，・・・・，Ｓnが、以下の式（３）に示す関係を満たす場合に、各周期信号Ｓ1，Ｓ2，・・・・，Ｓnは、本発明の適用対象となる周期信号Ｓに該当することになる。ここで、上記サンプリング期間Ｃとしては、各周期Ｔ1，Ｔ2，・・・・，Ｔnの公倍数となる期間を設定することができる。サンプリング期間Ｃとして、各周期Ｔ1，Ｔ2，・・・・，Ｔnの最小公倍数となる期間を設定することで、物理量Ｐの計測時間を短縮することができる。また、各周期信号Ｓ1，Ｓ2，・・・・，Ｓnの振幅はそれぞれ等しいこととする。 Next, consider a plurality of periodic signals S 1 , S 2 ,..., S n from which the physical quantity P can be obtained by the above equation (2). Each periodic signal S 1, S 2, ····, T 1, T 2 period of S n, respectively, ...., a T n, the sampling period for obtaining the physical quantity P and C. Each periodic signal S 1, S 2, ····, S n is the case which satisfies the relationship shown in the following equation (3), each period signal S 1, S 2, ····, S n is This corresponds to the periodic signal S to which the present invention is applied. Here, as the sampling period C, a period that is a common multiple of the periods T 1 , T 2 ,..., T n can be set. By setting a period that is the least common multiple of the periods T 1 , T 2 ,..., T n as the sampling period C, the measurement time of the physical quantity P can be shortened. Also, each period signal S 1, S 2, · · · ·, amplitude of S n is set to be equal to each other.
上記式（３）に示す各辺は、各周期信号Ｓ1，Ｓ2，・・・・，Ｓnをそれぞれサンプリング期間Ｃで積分して求めた物理量を示す。したがって、上記式（３）に示す関係を満たす各周期信号は、周期がそれぞれ相違するものの、サンプリング期間Ｃで求まる物理量がそれぞれ等しくなる関係にある。第１〜第３の実施例では、５０Ｈｚの周期信号と６０Ｈｚの周期信号が複数の周期信号Ｓ1，Ｓ2，・・・・，Ｓnに相当し、電流値が物理量Ｐに相当する。 Each side represented by the above formula (3) shows the periodic signal S 1, S 2, · · · ·, a physical amount obtained by integrating the S n in each sampling period C. Therefore, the periodic signals satisfying the relationship represented by the above expression (3) have a relationship in which the physical quantities obtained in the sampling period C are equal, although the periods are different. In the first to third embodiments, a plurality of periodic signal period signal of the periodic signal and 60Hz of 50Hz is S 1, S 2, · · · ·, equivalent to S n, the current value corresponds to the physical quantity P.
上記式（３）に示す関係を満たす周期信号群を構成し得る信号の波形としては、例えば、正弦波、正弦半波整流波、正弦全波整流波、正弦二乗波、正弦二乗全波整流波、正弦二乗半波整流波、矩形波、三角波、台形波、これらの波形のうちいずれか複数の波形を重ね合わせた波形等がある。 As a waveform of a signal that can constitute a periodic signal group satisfying the relationship expressed by the above formula (3), for example, a sine wave, a sine half wave rectified wave, a sine full wave rectified wave, a sine square wave, and a sine square full wave rectified wave , A sine-square half-wave rectified wave, a rectangular wave, a triangular wave, a trapezoidal wave, and a waveform obtained by superimposing any of these waveforms.
また、第１〜第３の実施例では、データ処理部１２の処理の例としてサンプリング値の二乗加算を例に挙げて説明しているが、データ処理部１２の処理は単純加算でもよい。例えば周期信号Ｓが交流電流信号である場合、交流電流信号のサンプリング値を複数回加算した値と波形率とを用いて電流の実効値を算出することも可能である。 In the first to third embodiments, the square addition of sampling values is described as an example of the processing of the data processing unit 12, but the processing of the data processing unit 12 may be simple addition. For example, when the periodic signal S is an alternating current signal, the effective value of the current can be calculated using a value obtained by adding a sampling value of the alternating current signal a plurality of times and a waveform rate.
また、本発明の適用対象となる周期信号Ｓは交流電流信号に限るものではない。また、第１〜第３の実施例では、サンプリング周期が１ｍｓ近辺で議論を進めてきたが、本発明はサンプリング周期に制約はない。 Further, the periodic signal S to which the present invention is applied is not limited to an alternating current signal. In the first to third embodiments, the discussion has been made in the vicinity of the sampling period of 1 ms, but the present invention has no restriction on the sampling period.
本発明は、周期信号を測定する技術に適用することができる。 The present invention can be applied to a technique for measuring a periodic signal.
１，１ａ…測定部、２…データ加工部、３…サンプリング周期決定部、４…サンプリング周期制御部、５…ファンクションジェネレータ、１０…整流部、１１…Ａ／Ｄ変換部、１２…データ処理部、１３…電流値変換部、３０…測定値取得部、３１…データ加工値取得部、３２…データ加工効果値算出部、３３…判定部、３４…サンプリング周期変更部、３５…サンプリング周期確定部、４０…タイマ、４１…タイマ設定値変更部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a ... Measurement part, 2 ... Data processing part, 3 ... Sampling period determination part, 4 ... Sampling period control part, 5 ... Function generator, 10 ... Rectification part, 11 ... A / D conversion part, 12 ... Data processing part , 13 ... current value conversion unit, 30 ... measurement value acquisition unit, 31 ... data processing value acquisition unit, 32 ... data processing effect value calculation unit, 33 ... determination unit, 34 ... sampling cycle change unit, 35 ... sampling cycle determination unit , 40... Timer, 41... Timer set value changing unit.
Claims (11)
一定の測定期間における前記測定値の振れ量が許容範囲内になるように前記測定部のサンプリング周期を決定するように構成されたサンプリング周期決定部と、
このサンプリング周期決定部の決定に応じて前記測定部のサンプリング周期を設定するように構成されたサンプリング周期制御部とを備えることを特徴とする周期信号測定装置。 A measurement unit configured to sample a periodic signal and obtain a measurement value by performing predetermined processing on the sampling value;
A sampling period determination unit configured to determine a sampling period of the measurement unit such that a fluctuation amount of the measurement value in a certain measurement period is within an allowable range;
A periodic signal measuring apparatus comprising: a sampling period control unit configured to set a sampling period of the measuring unit in accordance with the determination of the sampling period determining unit.
前記サンプリング周期決定部は、
前記測定期間における前記測定値の振れ量が許容範囲内かどうかを判定するように構成された判定部と、
前記測定値の振れ量が許容範囲を超えている場合に、前記サンプリング周期制御部に対して前記サンプリング周期の変更を指示するように構成されたサンプリング周期変更部とを備え、
前記測定値の振れ量が許容範囲内になるまで前記サンプリング周期の変更を繰り返すことを特徴とする周期信号測定装置。 The periodic signal measurement device according to claim 1,
The sampling period determining unit
A determination unit configured to determine whether or not a shake amount of the measurement value in the measurement period is within an allowable range;
A sampling period changing unit configured to instruct the sampling period control unit to change the sampling period when a fluctuation amount of the measurement value exceeds an allowable range;
The periodic signal measuring apparatus, wherein the sampling period is repeatedly changed until a fluctuation amount of the measurement value falls within an allowable range.
前記サンプリング周期決定部は、
許容周波数帯内の、周波数が異なる複数の前記周期信号の各々について前記サンプリング周期の決定が終了した後に、各周期信号について得られた前記測定値の振れ量のうち振れ量が最も小さいときの前記サンプリング周期を、最終的なサンプリング周期として確定するように構成されたサンプリング周期確定部をさらに備えることを特徴とする周期信号測定装置。 The periodic signal measuring device according to claim 2,
The sampling period determining unit
After the determination of the sampling period for each of the plurality of periodic signals having different frequencies within an allowable frequency band, the amount of shake of the measured value obtained for each periodic signal is the smallest A periodic signal measuring device, further comprising: a sampling period determining unit configured to determine the sampling period as a final sampling period.
前記測定値に対して加工を施すように構成されたデータ加工部をさらに備え、
前記サンプリング周期決定部は、前記測定期間における前記測定値の振れ量と前記測定期間における前記加工の効果を示す効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるように前記サンプリング周期を決定することを特徴とする周期信号測定装置。 The periodic signal measurement device according to claim 1,
A data processing unit configured to process the measurement value;
The sampling period determining unit determines the sampling period so that a fluctuation amount of the measurement value in the measurement period and an effect value indicating the effect of the processing in the measurement period are within a corresponding allowable range. A periodic signal measuring device.
前記サンプリング周期決定部は、
前記測定値と前記データ加工部による加工の結果とに基づいて前記効果値を算出するように構成された効果値算出部と、
前記測定期間における前記測定値の振れ量と前記測定期間における前記効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内かどうかを判定するように構成された判定部と、
前記測定値の振れ量と前記効果値のうち少なくとも一方が対応する許容範囲を超えている場合に、前記サンプリング周期制御部に対して前記サンプリング周期の変更を指示するように構成されたサンプリング周期変更部とを備え、
前記測定値の振れ量と前記効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるまで前記サンプリング周期の変更を繰り返すことを特徴とする周期信号測定装置。 The periodic signal measuring device according to claim 4,
The sampling period determining unit
An effect value calculation unit configured to calculate the effect value based on the measurement value and a result of processing by the data processing unit;
A determination unit configured to determine whether or not a shake amount of the measurement value in the measurement period and the effect value in the measurement period are within a corresponding allowable range; and
A sampling period change configured to instruct the sampling period control unit to change the sampling period when at least one of the fluctuation amount of the measurement value and the effect value exceeds a corresponding allowable range. With
A periodic signal measuring apparatus that repeats the change of the sampling period until the fluctuation amount of the measured value and the effect value fall within the corresponding allowable ranges.
前記サンプリング周期決定部は、
許容周波数帯内の、周波数が異なる複数の前記周期信号の各々について前記サンプリング周期の決定が終了した後に、各周期信号について得られた前記効果値のうち最も高い効果を示す効果値が得られたときのサンプリング周期を、最終的なサンプリング周期として確定するサンプリング周期確定部をさらに備えることを特徴とする周期信号測定装置。 The periodic signal measuring device according to claim 5,
The sampling period determining unit
After the determination of the sampling period for each of the plurality of periodic signals having different frequencies within the allowable frequency band, an effect value indicating the highest effect among the effect values obtained for each periodic signal was obtained. A periodic signal measuring device further comprising a sampling period determining unit that determines the sampling period as a final sampling period.
前記サンプリング周期の決定の際に前記測定部に入力される周期信号は、信号発生器によって生成される試験周期信号であることを特徴とする周期信号測定装置。 In the periodic signal measuring device according to any one of claims 1 to 6,
The periodic signal measuring apparatus, wherein the periodic signal input to the measurement unit when determining the sampling period is a test periodic signal generated by a signal generator.
この第１のステップの決定に応じて前記測定部のサンプリング周期を設定する第２のステップとを含むことを特徴とする周期信号測定方法。 The measurement value is obtained from a measurement unit that obtains a measurement value by performing predetermined processing on the sampling value of the periodic signal, and the measurement is performed so that the fluctuation amount of the measurement value within a certain measurement period is within an allowable range. A first step of determining a sampling period of the part;
And a second step of setting a sampling period of the measurement unit in accordance with the determination of the first step.
前記第１のステップは、前記測定値に対して加工を施すデータ加工部から加工の結果を取得し、前記測定期間における前記測定値の振れ量と前記測定期間における前記加工の効果を示す効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるように前記サンプリング周期を決定するステップを含むことを特徴とする周期信号測定方法。 The periodic signal measurement method according to claim 8,
The first step acquires a processing result from a data processing unit that performs processing on the measurement value, and an effect value indicating a shake amount of the measurement value in the measurement period and an effect of the processing in the measurement period And a step of determining the sampling period so as to be within the corresponding permissible range.
一定の測定期間における前記測定値の推定値の振れ量が許容範囲内になるように前記周期信号測定装置のサンプリング周期を決定する第２のステップとを含むことを特徴とする周期信号測定装置のサンプリング周期決定方法。 A first step of estimating the measurement value for the periodic signal using a model simulating the function of a periodic signal measurement device that obtains a measurement value by performing predetermined processing on the sampling value of the periodic signal;
And a second step of determining a sampling period of the periodic signal measuring device so that a fluctuation amount of the estimated value of the measured value within a certain measurement period is within an allowable range. Sampling cycle determination method.
前記モデルは、前記測定値に対して加工を施す周期信号測定装置の機能を模したものであり、
前記第１のステップは、前記モデルを用いて、前記周期信号に対する前記測定値を推定する共に前記加工の結果を推定するステップを含み、
前記第２のステップは、前記測定期間における前記測定値の推定値の振れ量と前記測定期間における前記加工の効果を示す効果値とがそれぞれ対応する許容範囲内になるように前記サンプリング周期を決定するステップを含むことを特徴とする周期信号測定装置のサンプリング周期決定方法。 In the sampling signal determination method of the periodic signal measuring device according to claim 10,
The model imitates the function of a periodic signal measuring device that performs processing on the measured value,
The first step includes estimating the measurement value for the periodic signal and estimating the processing result using the model,
In the second step, the sampling period is determined so that a fluctuation amount of the estimated value of the measurement value in the measurement period and an effect value indicating the effect of the processing in the measurement period are within a corresponding allowable range. A sampling period determining method for the periodic signal measuring apparatus.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017060494A JP6803277B2 (en) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | Periodic signal measuring device, periodic signal measuring method and sampling cycle determination method |
| TW107100502A TWI650562B (en) | 2017-03-27 | 2018-01-05 | Periodic signal measuring device, periodic signal measuring method and sampling period determining method |
| KR1020180030855A KR102036832B1 (en) | 2017-03-27 | 2018-03-16 | Periodic signal measuring device, periodic signal measuring method, and sampling period determining method |
| CN201810252138.9A CN108918942B (en) | 2017-03-27 | 2018-03-26 | Periodic signal measuring device, periodic signal measuring method, and sampling period determining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017060494A JP6803277B2 (en) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | Periodic signal measuring device, periodic signal measuring method and sampling cycle determination method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018163044A true JP2018163044A (en) | 2018-10-18 |
| JP6803277B2 JP6803277B2 (en) | 2020-12-23 |
Family
ID=63860955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017060494A Active JP6803277B2 (en) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | Periodic signal measuring device, periodic signal measuring method and sampling cycle determination method |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6803277B2 (en) |
| KR (1) | KR102036832B1 (en) |
| CN (1) | CN108918942B (en) |
| TW (1) | TWI650562B (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102683826B1 (en) * | 2019-11-29 | 2024-07-09 | 선전 구딕스 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드 | Biometric data sampling method, sampling management device, biometric data detection device and electronic devices |
| KR20210119129A (en) | 2020-03-24 | 2021-10-05 | 주식회사 케이티 | Device, method and computer program for detecting abnormality of machine |
| CN111947713B (en) * | 2020-08-05 | 2022-08-12 | 深圳威迈斯新能源股份有限公司 | Sampling method and system |
| CN113503961B (en) * | 2021-07-22 | 2023-10-24 | 苏州苏试试验集团股份有限公司 | Method for picking up impact vibration sensor signal |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3842356A (en) * | 1973-02-06 | 1974-10-15 | Westinghouse Electric Corp | Peak detector |
| CN1159590C (en) * | 2002-05-10 | 2004-07-28 | 清华大学 | Remote monitor method and system for instantaneous voltage dropping of electric power network |
| JP4564776B2 (en) * | 2004-04-27 | 2010-10-20 | 日置電機株式会社 | Digital power meter |
| CN2919261Y (en) * | 2006-03-15 | 2007-07-04 | 宋益群 | AC current and voltage measuring circuit adopting AC sampling |
| CN101907656B (en) * | 2009-06-03 | 2012-07-25 | 中国科学院半导体研究所 | Method for measuring phase difference of common-frequency signal with fixed phase drift |
| JP2011017657A (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Yamatake Corp | Apparatus, method, and program for current measurement |
| CN202210117U (en) * | 2011-06-09 | 2012-05-02 | 河北工业大学 | Large-range peak voltage digital display table |
| CN102520228A (en) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 王子斌 | Peak value detection method in digital storage oscilloscope and system thereof |
| CN102707133B (en) * | 2012-06-12 | 2015-12-16 | 深圳市世强先进科技有限公司 | The device of the alternating voltage that a kind of survey frequency is variable, system and method |
| JP2014219248A (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | 富士フイルム株式会社 | Radiation image detection device and operation method of the same |
| CN104076187B (en) * | 2014-06-10 | 2016-12-07 | 深圳市豪恩声学股份有限公司 | Piezoelectric signal peak-value detection method and device thereof |
| CN105652076B (en) * | 2014-11-26 | 2019-06-14 | 国家电网公司 | A kind of the measurement synchronous method and its system of power electronic equipment |
-
2017
- 2017-03-27 JP JP2017060494A patent/JP6803277B2/en active Active
-
2018
- 2018-01-05 TW TW107100502A patent/TWI650562B/en active
- 2018-03-16 KR KR1020180030855A patent/KR102036832B1/en active IP Right Grant
- 2018-03-26 CN CN201810252138.9A patent/CN108918942B/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108918942B (en) | 2020-09-18 |
| CN108918942A (en) | 2018-11-30 |
| JP6803277B2 (en) | 2020-12-23 |
| TW201835580A (en) | 2018-10-01 |
| KR102036832B1 (en) | 2019-10-28 |
| TWI650562B (en) | 2019-02-11 |
| KR20180109693A (en) | 2018-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108918942B (en) | Periodic signal measuring device, periodic signal measuring method, and sampling period determining method | |
| Karimi-Ghartemani et al. | Measurement of harmonics/inter-harmonics of time-varying frequencies | |
| KR101270810B1 (en) | Current measurement device, current measurement method and computer-readable recording medium having current measurement program | |
| JP5000441B2 (en) | Power measuring method and power measuring apparatus | |
| CN109085414B (en) | Voltage detection method and device | |
| JP5717671B2 (en) | Model constant acquisition method and model constant acquisition apparatus | |
| CN110100164A (en) | Endurance limit stress determines that system, endurance limit stress determining device and endurance limit stress determine method | |
| JP6028466B2 (en) | Power system simulator | |
| RU2442180C1 (en) | Method for determining the parameters harmonic for non-sinusoidal electrical signal | |
| KR101073979B1 (en) | Instant detecting method for root mean square value of three phase voltage | |
| JP6457771B2 (en) | RMS value measuring method and apparatus | |
| JP6432308B2 (en) | Measuring device and measuring range switching method | |
| KR102047718B1 (en) | Voltage measurement apparatus using variable sampling data | |
| US9013172B2 (en) | Apparatus and method for detecting frequency | |
| KR101645699B1 (en) | Apparatus and Method for frequency measurement | |
| US7447279B2 (en) | Method and system for indicating zero-crossings of a signal in the presence of noise | |
| JP2019074350A (en) | Analyzer and analysis method | |
| JPWO2018146844A1 (en) | Zero-cross detection device and zero-cross detection method | |
| RU2569939C1 (en) | Method for determining phase angle between two sinusoidal signals (versions) | |
| JP2015150023A (en) | Method for biological information measurement | |
| RU2665908C1 (en) | Adaptive smoothing device | |
| JP5455776B2 (en) | Current measuring device | |
| KR100964114B1 (en) | Apparatus and Method for Phasor Estimation | |
| JP2016011869A (en) | Metering device and metering method | |
| JP6273931B2 (en) | Signal converter for power converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190917 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200729 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200901 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201019 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201110 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201130 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6803277 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |