JP2892463B2 - アナログ計測器自動校正システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は校正するアナログ計測器に対応した基準信号
の選択から校正結果の合否判定までを自動的に行うアナ
ログ計測器自動校正システムに関するものである。

＜従来の技術＞ アナログ計測器は、アナログの入力信号を指針によっ
て表示をするもので、種々の分野で一般的に使用されて
いる。しかしこのアナログ計測器を高い測定精度に維持
するためには、その測定精度によって半年、又は１年と
いう一定期間毎の定期的校正が必要である。

＜発明が解決しようとする課題＞ アナログ計測器の定期校正に於ても、先ず基準信号源
からの基準信号を手動でアナログ計測器の入力端子に接
続し、アナログ計測器が指針によって表示した指示値を
目視で読みとった値で誤差を算出した上、数種の許容差
と比較し合否判定を行い計測器の校正書への記入をして
いた。

以上の校正作業は、アナログ計測器の測定レンジ毎と
校正ポイント毎に手動と目視、計算、記入を繰り返して
いた。以上のように手動によるアナログ計測器の校正に
おいては、測定ファンクション、測定範囲が増す程取扱
いや測定の手順などによって長い時間を要し、又、目視
においては、指針と目盛が一致する見方が担当する人に
よって違い指示値から得る測定値に差が出ることがあっ
た。

以上のように、手動及び目視によるアナログ計測器の
校正には長い時間を要すること、校正を担当した人の視
覚や感覚などの差によっても測定値が変わることがあり
校正の信頼性に欠けるという問題などがあった。

本発明は以上のようなアナログ計測器の校正方法がも
つ課題を解消するもので、測定する人の技能に依存しな
いで短時間に信頼性の高い校正ができるアナログ計測器
自動校正システムを提供することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明のアナログ計測器自動校正システムは、各アナ
ログ計測器ごとに決まっている測定レンジ及び測定ポイ
ントによる校正項目に従って、アナログ計測器に基準信
号を入力し、指針の示す指示値を目視により計測し、計
算し、合否判断を行う校正作業を自動化するためのもの
であって、以下のような構成となっていることを特徴と
する。

すなわち、本発明のアナログ計測器自動校正システム
は、アナログ計測器の校正を行うための測定項目に応じ
た目標値と許容差とを有するデータファイル装置と、上
記測定項目に応じて基準信号を発生する基準信号発生手
段と、アナログ計測器の指針が該アナログ計測器上に予
め設けた上記目標値を通過するのを光学的に検知して検
知信号を出力する指針検知手段と、校正すべきアナログ
計測器に上記基準信号を漸増させながら入力し、上記検
知信号が得られた時の上記基準信号と上記目標値とから
測定誤差を演算し、該測定誤差と上記許容差とを比較し
て校正の合否判断を行う制御手段とを備えたことを特徴
とする。

＜作 用＞ 本発明によるアナログ計測器自動校正システムでは、
データファイル装置内のデータに基づいて測定項目に対
応した基準信号が基準信号発生手段によって“0"から徐
々に増加させるようにアナログ計測器に自動的に入力さ
れ、これによって動くアナログ計測器の指針があらかじ
め目標値に設置された光センサーを横切ろうとする時の
信号が指針検知手段で検知され、この検知された時の基
準信号の値と光センサーの設置された目標値とから制御
手段により誤差、許容差、合否判定等の必要データが算
出され、校正の全作業が自動化される。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図は、本発明の一実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図であり、第２図は本発明のシステムの校正処理方法
例を説明するためのブロック図である。

処理の流れの概略は、データファイル装置１のなかに
ファイルされている各校正しようとするアナログ計測器
毎の校正プログラム及び許容差等のデータに基づき、制
御手段が本システム各部を動作させ、基準信号に対する
アナログ計測器の指示値の測定と、誤差の算出及びその
後差と許容差の比較による合否判定及びその校正データ
の出力と、データファイル内の該アナログ計測器ファイ
ルの履歴ファイルへの記入を自動的に行うというもので
ある。まず、第２図に基づいて、校正処理の方法を説明
する。

校正しようとするアナログ計測器50には、データファ
イル装置１内にファイルされている測定項目と履歴ファ
イル26のデータに基づき、直流電圧、交流電圧、直流電
流、交流電流又は微少電流、高電流等の基準信号Ｓを発
生するA,B,C…の基準信号源３の内の１つから基準信号
Ｓが入力される。基準信号源３は信号源選択切替装置４
により選択され、アナログ計測器50の入力端子が入力端
子選択切替装置５により選択されて入力される。アナロ
グ計測器50に入力された基準信号Ｓを読み取る方法とし
て指針検知部２を用いる。アナログ計測器50の目盛板の
上に外乱光の影響を受けにくい反射型のフォトセンサー
21をデータファイル装置１の測定項目にしたがって、あ
らかじめ専用治具で固定しておく。これを、さらに第３
図を用いて説明する。

検出距離の短かいフォトセンサー21を測定項目ポイン
ト（目標値）107と、フォトセンサー21のセンターを表
わす印106が一直線上になるようにかつ、計測器のガラ
ス104とフォトセンサー21が密着するように治具103で固
定する。この状態から基準信号によって動く指針102に
よって反射する光と、目盛板105によって反射する光に
よって基準入力信号と測定項目のポイント（目標値）が
一致したかどうかわかる。ただし計測器によっては指針
102は細く、わずかな信号しか得られないことから基準
信号の入力を徐々に行い指針102の動きをゆっくりにす
ること、及びフォトセンサー21には必ず増幅回路22をも
うけ、増幅回路22への信号であるコレクタ電位が指針10
2がさえぎった時の電位V_OLと指針102がない時の電位V_OH
にできるだけ差が出るように抵抗R_LとR_Eの適正値を設定
する。

以上の方法によって得た信号を増幅回路22で増幅した
後、比較回路23によって、測定項目の目標値Ｓ′に基準
信号Ｓが一致したかどうか（計測器の指針がフォトセン
サーをさえぎったかどうか）を検出する。比較回路23に
は、例えば第４図のシュミットトリガ回路を利用でき
る。前記比較回路23によって得た信号によって徐々に増
加している基準信号Ｓを瞬時にとめるため、フリップフ
ロップ24を通して入出力ポート25で基準信号Ｓの増加動
作にストップ指令を送る。信号源選択切替装置４、入力
端子選択切替装置５により、データファイル装置１内の
測定項目と履歴ファイル26内に設定されてある目標値
Ｓ′に対応する基準信号Ｓをアナログ計測器50に入力す
るが、この時の基準信号Ｓは“0"入力から徐々に“Ｓ′
値”になるようにゆっくり入力していく。そして、目標
値である基準信号値Ｓ′はメモリA27に記憶させてお
く。前記基準信号Ｓの入力値は、メモリB28aに相当する
値でメモリB28aの初期値を“0"として以後“α”だけ徐
々に増加していきメモリＢ＋α28bの値である基準信号
Ｓ″を作り出す。この基準信号Ｓ″がアナログ計測器50
に入力される基準信号Ｓである。αの値については、入
力増加のスピード調整による。測定項目の目標値である
基準信号値Ｓ′の値であるメモリA27から測定誤差演算
部29bに出力する値ａ及び、あらかじめ基準信号値Ｓ′
の位置にセットしてあるフォトセンサー21からの信号に
より決められたメモリＢ＋α28bの演算値ｂの差からア
ナログ計測器50の測定誤差ｃが出力される。

一方、許容差演算部29aには、基準信号値Ｓ′である
値ａとアナログ計測器50の指針がＳ′の位置に達したと
きの基準信号の値ｂ及びデータファイル装置１にあらか
じめファイルされていたアナログ計測器50の種々の許容
差ｄについてのデータが入力される。上記の許容差ｄに
は測定したレンジによるフルスケール（f,s）誤差、測
定値のそのレンジでの大きさによるリーデング（rdg）
誤差、及び前回の校正からの期間による校正周期誤差な
どがある。

以上の入力信号a,b及びｄから許容差演算部29aにより
アナログ計測器50の該校正条件における許容差信号ｆを
出力する。

例えば、基準信号源ｃを選び基準信号値Ｓ′を20
〔Ｖ〕、ｄがrdg誤差0.01％、実際の測定値Ｓが20.05
〔Ｖ〕とすると、測定誤差演算部29bでは、基準信号源
ｃのメモリＡ信号ａである“20"と、基準信号“0"から
“α”ずつ増加した値ＳのメモリＢ信号ｂ“20.05"（α
は0.01ステップ）より 信号ｃは0.25％となる。

許容差演算部29aでは、メモリＢ信号ｂ“20.05"と、
データファイル装置１にあらかじめファイルされていた
rdg誤差ｄ“0.01％”より許容差信号ｆを出力するがこ
の場合rdg誤差のみであることから0.01％を出力する。
続いて合否比較演算部29cで入力された前記の測定誤差
ｃと許容差信号ｆにより校正の合否判定を行ない、その
合否判定結果と関連測定データ及び演算値を比較結果出
力部30で表示すると共にデータファイル装置１の履歴フ
ァイル26に登録される。

次に、第１図に基づいてシステム構成例を示す。

本実施例のアナログ測定器自動校正システムは、デー
タファイル装置１、これに接続されたコンピュータ６
（内部メモリを有する）、基準信号発生手段である標準
器3a、この標準器を選択する標準器切替装置4a、所定の
入力端子を選択する入力切替装置5a、上記標準器切替装
置4aと入力切替装置5aに対して選択指令信号を出力する
駆動用電源11、校正結果を出力する出力機器30、さらに
アナログメータ50aの指針を読みとるための反射型のフ
ォトセンサー21とこれに対し順に接続された増幅回路2
2、シュミットトリガ回路23a、フリップフロップ24及び
入出力ポート25からなる指針検知部２とからなり、コン
ピュータ６によりシステムが制御される。

本システムでは、コンピュータ６に校正しようとする
アナログ計測器の機種名等を入力してアナログ計測器の
指定を行うと（本例ではアナログメータ50aの指定を行
う）。コンピュータ６はデータファイル装置１から、ア
ナログメータ50aのための校正プログラムと基準信号値
や許容差データ等を内部メモリに取り込み、これに従っ
てアナログメータ50aの自動校正を始める。そして、校
正結果はデータファイル装置１内の履歴ファイル26に登
録され、必要に応じて出力機器30により表示又はプリン
トアウトされる。本システムでは、A,B,Cの標準器３に
より基準信号がゼロから徐々に増加するようになされて
おり、駆動用電源11によって動作される標準器切替装置
4aとアナログメータ50aの入力端子を切り替える入力切
替装置5aを介してアナログメータ50aに上記基準信号が
入力される。

上記２種の切替装置には、先に「測定器における入力
切換装置」として昭和63年12月21日出願の特願昭63−32
4356号（特開平２−168166号公報）で提案した切替装置
を用いることができる。上記で提案した切替装置は、真
空又は不活性ガスなどに封入したリレーをマトリックス
状に接続し、これを制御信号をダーリントン接続のトラ
ンジスタなどで必要な出力に増幅した信号で駆動する構
成となっている。この切替装置を用いれば制御信号に従
って一定の接続状態になるので、手動による切り替えの
際、発生する接続条件の変化による測定値の差異を生じ
ることがない。

前記第２図で説明した測定誤差演算部29b、許容差演
算部29a、合否比較演算部29cなどによる演算処理、及び
標準器3aよりアナログメータ50aに入力される基準信号
をゼロ入力よりαごとに増加するように設定するメモリ
B28aの内部演算は、コンピュータ６によって行なわれ
る。コンピュータ６のプログラムに従って校正されたア
ナログメータ50aの校正データは一時その内部メモリに
収納された後、出力機器30による出力と、データファイ
ル装置１への登録が行なわれる。尚、アナログメータ50
aに入力される基準信号でゼロからαごとに増加してい
る信号を校正したい値（目標値）に止めるのに用いるフ
ォトセンサーには、外乱光の影響を受けにくく、かつ検
出距離の短かい東芝製TLP909を使用し、REは390ΩRLは
2.7KΩとして電位差をだしている。

本発明は、以上で説明したように、基準信号源からの
基準信号の選択と、アナログ計測器への入力、及び該計
測器の指針の指示値から得た値からの誤差計算、及びそ
の校正データの記録を自動化することで、信号入力によ
る誤差、読み取り誤差、データ演算ミス、記録ミスを排
除でき、短い時間で容易にアナログ計測器の完全な校正
を行なうシステムを構成することができる。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、アナログ計測器に基準信号を入力し
た時の測定誤差の演算をはじめ、データ処理を比較的簡
単な構成で自動化することができ、測定者の個性に依存
せず、短時間で精度のよい校正を容易に行えるアナログ
計測器の自動校正システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のシステム構成を示すブロック
図、第２図は校正処理方法例を説明するブロック図、第
３図はフォトセンサーを説明する図、第４図はシュミッ
トトリガ回路図である。 １……データファイル装置、２……指針検知部、３……
基準信号源、3a……橋準器、４……信号源選択切替装
置、4a……標準器切替装置、５……入力端子選択切替装
置、5a……入力切替装置、６……コンピュータ、21……
フォトセンサー、22……増幅回路、23……比較回路、24
……フリップフロップ、25……入出力ポート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アナログ計測器の校正を行うための測定項
   目に応じた目標値と許容差とを有するデータファイル装
   置と、 上記測定項目に応じて基準信号を発生する基準信号発生
   手段と、 アナログ計測器の指針が該アナログ計測器上に予め設け
   た上記目標値を通過するのを光学的に検知して検知信号
   を出力する指針検知手段と、 校正すべきアナログ計測器に上記基準信号を漸増させな
   がら入力し、上記検知信号が得られた時の上記基準信号
   と上記目標値とから測定誤差を演算し、該測定誤差と上
   記許容差とを比較して校正の合否判断を行う制御手段と
   を備えたことを特徴とするアナログ計測器自動校正シス
   テム。