JP3403516B2 - 電気測定器の波形表示方法 - Google Patents

電気測定器の波形表示方法

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、電気測定器の波形
表示方法に関し、さらに詳しく言えば、特に長時間にわ
たって測定する場合、その時間軸レンジを自動的に変更
しながら全体波形を一表示画面内に表示し得るようにし
た電気測定器の波形表示方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】波形記録計などの電気測定器において
は、所定のサンプリング間隔をもって測定対象のデータ
を電圧(もしくは電流)として測定し、その測定期間の
全データをメモリに記憶させ、かつ、適宜ディスプレイ
やプリンタなどの表示手段にてその波形を表示するよう
にしている。 【0003】図12には、ディスプレイの表示画面D
と、メモリMに記憶された波形データとの関係が模式的
に示されており、その記憶された波形データと時間軸と
の関係を見たい場合には、カーソルキーなどを用いて、
波形を左右にスクロールさせるようにしている。また、
波形の全体を見たい場合には縮小し、他方、細部を観察
したい場合には所定の範囲を拡大するようにしている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】これによれば、全デー
タがメモリに保存されるため、細かなデータの変化まで
も読み取れ、また、事後そのデータを種々加工して解析
などが行なえる点で便利であるが、長時間の測定に供す
るには、大記憶容量のメモリが必要となる。 【0005】また、波形全体を観測するために縮小する
場合(このことを相対的に言えばディスプレイの表示画
面Dの幅Δtを広げることを意味する。)には、その最
小表示分解能の幅内に大量のデータが存在することにな
るため、データのバラツキが大きいときなどには、デー
タの幅が広くなりみにくくなってしまう。 【0006】さらには、メモリに保存されている全デー
タの変化などを縮小することなく観察したい場合には、
スクロール操作を繰り返して行なう必要があり、その操
作が繁雑になる。 【0007】他方、ディスプレイには測定開始時刻、そ
の終了時刻および時間軸のスケール線やその1DIV
(ディビジョン)あたりの時間が同ディスプレイの余白
部分に表示されるようになっているが、従来においては
そのスケール線は固定表示であるため、例えば測定開始
時刻が中途半端な時刻、例えば13時50分12秒のよ
うな場合(概してこのような場合が多い。)にはスケー
ル線はあるにしても、表示画面から実時間を正確に読み
取ることはかなりの苦労を強いられることになる。よっ
て、通常は実時間とは無関係に測定を開始してからの経
過時間をスケール線に表示するようにしている。 【0008】また、データのサンプリング速度やデータ
のメモリへの書き込みタイミングなどとの関係からし
て、その測定途中で時間軸レンジを変更することは困難
であり、したがって時間軸レンジを変更するには、測定
をその途中で打ち切るか、もしくは測定終了まで待たな
ければならなかった。 【0009】本発明は、このような背景のもとになされ
たもので、その目的は、経時的に時間軸レンジが圧縮的
に自動変更されて、ディスプレイ上には常に全体波形が
表示されるようにする場合において、ディスプレイから
実時間を直接的に読み取り易いようにスケール線をその
時間軸レンジに合わせて表示するようにした電気測定器
の波形表示方法を提供することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、アナログ入力信号をディジタル信号に変
換するA/D変換回路と、同A/D変換回路を介して所
定のサンプンリグ周波数でサンプンリグされた波形デー
タを記憶するメモリと、同メモリから読み出された波形
データに基づいてその信号波形を表示するディスプレイ
と、上記データサンプリング,上記メモリに対するデー
タの書き込み,読み出しおよび波形表示を制御する中央
処理ユニット(CPU)とを備え、上記ディスプレイに
上記信号波形をその時間経過に伴って連続的に表示する
にあたって、その信号波形が現在表示されている時間軸
のフルスケール値に達した時点で、その時間軸レンジを
所定の倍率で圧縮した新たなフルスケール値の時間軸レ
ンジに変更するとともに、その新たな時間軸レンジとさ
れた上記ディスプレイに上記信号波形を同倍率で圧縮し
て表示した後、同信号波形を継続的に表示する電気測定
器の波形表示方法において、上記ディスプレイには上記
各時間軸レンジに応じて、その時間軸レンジの単位時刻
に合致する位置ごとにスケール線が表示されるととも
に、上記スケール線に関連して測定開始時刻および経過
時刻が実時間で表示され、かつ、上記測定開始時刻が上
記各時間軸レンジの単位時刻に合致していない場合に
は、第1番目のスケール線を次ぎの単位時刻が到来する
位置に表示するようにしたことを特徴としている。 【0011】なお、本発明において、上記ディスプレイ
の時間軸方向の最小表示分解能1ドットが所定の時間単
位とされ、上記メモリにはその1ドットあたりに含まれ
る波形データ中の少なくとも最小値、最大値およびその
平均値が記憶されることが好ましい。 【0012】また、上記時間軸レンジが圧縮変更される
に伴って、上記メモリ内の波形データも圧縮され、その
1ドットあたりの最小値、最大値およびその平均値が更
新されるようにすることが好ましい。 【0013】上記の構成によれば、最初時間軸レンジは
例えばフルスケール5分とされ、その5分経過後には例
えばフルスケール10分の時間軸レンジに自動的に変更
される。以後は、例えばフルスケール30分、同1時
間、同2時間30分、…同12時間、同24時間、同3
日、同6日のように時間軸レンジが順次切り替えられ、
これに伴って信号波形も同倍率で順次縮小されてディス
プレイ上に表示され、このようにしてディスプレイ上に
は常にその全体波形が表示されることになる。 【0014】また、ディスプレイの時間軸方向の最小表
示分解能1ドットが所定の時間単位、例えばフルスケー
ル5分で300ドットとすれば1ドットが1秒とされ、
上記メモリにはその1ドットあたりに含まれる波形デー
タ中の少なくとも最小値、最大値およびその平均値が記
憶されるようにすることにより、メモリ容量が小さくて
済むことになる。なお、5分レンジから10分レンジに
切り替わる場合には、5分レンジにおける2ドット分が
1ドットデータに圧縮されることになるため、使用する
メモリ容量は一定に抑えられる。 【0015】さらに、スケール線は選択された時間軸レ
ンジの単位時刻に合致する位置に表示され、かつ、その
スケール線ごとにその実時間が表示されるため、ディス
プレイ上から実時間を容易に読み取ることが可能とな
る。 【0016】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施例について説明する。図1にはこの電気測定器
の概略的なブロック線図が示されている。これによる
と、同電気測定器はアナログ入力信号をディジタル信号
に変換するA/D変換回路11と、同A/D変換回路1
1を介して所定のサンプンリグ周波数でサンプンリグさ
れた波形データを記憶するメモリ12と、同メモリ12
から読み出された波形データに基づいてその信号波形を
表示する表示手段としてのディスプレイ13およびプリ
ンタ14と、上記A/D変換回路11におけるデータサ
ンプリング周波数、上記メモリ12に対するデータの書
き込み、読み出しおよびディスプレイ13などへの波形
表示を制御する中央処理ユニット(CPU)15とを備
えている。なお、16はCPU15の制御プログラムが
格納されているリードオンリーメモリ(ROM)であ
り、17は測定にあたって、CPU15に操作条件など
を設定するための操作部である。また、CPU15には
カレンダー機能を有する時計手段15aが接続されてい
る。 【0017】図2にはディスプレイ13の波形表示例が
示されている。この実施例において、同ディスプレイ1
3の時間軸方向のフルスケールドット数は300ドット
であり、その時間軸レンジはフルスケール5分に設定さ
れている。したがって、1ドットが1秒に対応してい
る。 【0018】また、画面左端のスタートスケール線SL
と右端のエンドスケール線ELとの間には、60ドット
ごとに4本のスケール線S1〜S4が表示されていると
ともに、それら各スケール線に関連して測定時刻が実時
間で表示されている。すなわち、この例ではスタート時
刻が9時00分であり、以後各スケール線に対応して9
時01分から9時05分まで1分間隔で実時間が表示さ
れている。また、時間軸の上には測定日の8月1日を意
味する08−01なる表示がなされている。なお、スタ
ートスケール線SLとエンドスケール線ELは固定表示
である。 【0019】この実施例において、データのサンプリン
グ速度は1秒間隔に固定されており、したがって、この
フルスケール5分レンジでは、1ドットあたり1つのデ
ータが割り当てられる。 【0020】サンプリングされた波形データはメモリ1
2に書き込まれるが、この場合、同メモリ12はディス
プレイ13の表示画素に対応するメモリ領域を有するV
RAM(ビデオランダムアクセスメモリ)からなり、波
形データはその電圧(もしくは電流)レベルに応じて1
ドットライン中の所定レベルのドット内に書き込まれ
る。 【0021】上記のようにして、波形データがサンプリ
ングされ、メモリ12に書き込まれるとともに、ディス
プレイ13にその波形が経時的に表示されるのである
が、時間軸フルスケールの5分が経過した時点で、図3
に示されているように、時間軸レンジが例えばフルスケ
ール10分に圧縮して変更される。すなわち、スタート
時刻の9時00分は変わらないが、各スケール線間の1
DIVあたりの時間が2分とされ、これに伴って各スケ
ール線に対応する実時間表示も以後9時02分から2分
間隔で9時10分まで表示されることになる。 【0022】この時間軸レンジの変更に伴って、波形も
同倍率にて圧縮(この場合、1/2に圧縮)されてその
表示が切り替えられる。図5にはメモリ12内におい
て、波形データが1/2に圧縮される状態が図解されて
いるが、その前提として、本発明では使用するメモリ容
量を小さく抑えるため、1ドットラインあたり最大値、
最小値およびその平均値の3つの値しか保持しないよう
にしている。 【0023】波形データを1/2に圧縮する場合、図5
(a)に示されている第1ドットラインとそれに隣接す
る第2ドットラインとが合成(圧縮)され、最大値に関
してはその内の大きいものが新たな最大値として選択さ
れるとともに、最小値に関してはその内の小さいものが
新たな最小値に選択され、平均値は両者の平均値のさら
に平均がとられて、第1ドットラインの各値が同図
(b)に示されているように、これらの最大値、最小値
および平均値に更新される。 【0024】同様に、第3ドットラインとそれに隣接す
る第4ドットラインとが合成され、第2ドットラインの
各値が、合成(圧縮)後に新たに選択もしくは算出され
た最小値、最大値および平均値に更新される。 【0025】このようにして、波形データが圧縮される
結果、図3に示されているように、波形もそのフルスケ
ール10分の時間軸に合わせて1/2に圧縮されて、9
時00分のスタートスケール線から表示され、以後15
1ドットライン目から継続的に表示される。なお、時間
軸レンジが1/2に圧縮されても、サンプリング速度は
1秒間隔であり、したがって、この151ドットライン
目からは、2回のサンプリングより得られる波形データ
中からその最大値、最小値および平均値が算出されてそ
の各値が1ドットラインに書き込まれることになる。 【0026】図4には上記の動作フローチャートが示さ
れているが、最初のフルスケール5分の時間軸レンジで
は1ドットラインあたり1つの波形データしか得られな
いため、最小値、最大値および平均値はすべて同一の値
となる。 【0027】上記実施例では、時間軸レンジがフルスケ
ール値で5分から10分に変更された場合について説明
したが、以後同様にして時間軸レンジを例えば30分→
1時間→…→1日→2日→…と任意に変更することがで
き、長時間測定において、その全体波形を一目で認識す
ることができる。 【0028】また、メモリ12には上記のように波形デ
ータが最大値、最小値および平均値に加工されて保持さ
れているため、波形表示を最大値表示、最小値表示、平
均値表示もしくは最大・最小値間のエンベローブ表示の
いずれかに選択することができる。 【0029】その場合、隣接するドットライン間で1つ
以上のブランクドットがあるときには、表示波形を滑ら
かにするためその間を補間するとよい。この補間には種
々の方法があるが、例えばブランクドットが4つある場
合には、2ドットずつを各ラインに受け持たせるように
して補間することが好ましい。 【0030】次に、図6を参照しながらスケール線の表
示について説明する。なお、スタートスケール線SLお
よびエンドスケール線ELは常に固定された位置に表示
されるものであるため、ここでの説明には含まれない。
まず、スケール線の本数については、時間軸レンジごと
にあらかじめROM16に設定されている。 【0031】この実施例において、ディスプレイ13の
時間軸方向のフルスケールドット数は300ドットで、
データサンプリングが1秒1回とされていることから、
1ドットが1秒に該当する。したがって、図6(a)の
5分レンジでは1DIVを60ドット=1分として4本
のスケール線S1〜S4を均等に表示するようにしてい
る。同図(b)の10分レンジでは1ドットが2秒に該
当することになるため、1DIVを60ドット=2分と
して4本のスケール線S1〜S4が均等に表示される。 【0032】このように、時間軸レンジによって1ドッ
トあたりの時間が決定されるため、これに基づいて実時
間が読み取りやすいようにスケール線の本数が設定され
る。例えば、同図(c)の30分レンジでは1ドットあ
たり6秒となるため、1DIVを50ドット=5分とし
て、5本のスケール線S1〜S5が50ドットごとに表
示される。 【0033】以下、同様にして各時間軸レンジの1ドッ
トあたりの時間、1DIVのドット数およびスケール線
の本数が設定され、この実施例では6日レンジまで下記
のように用意されている。 【0034】同図(d)60分レンジ; 1ドット12秒、1DIV50ドット=10分、スケー
ル線5本。 同図(e)2時間30分レンジ; 1ドット30秒、1DIV60ドット=30分、スケー
ル線4本。 同図(f)5時間レンジ; 1ドット1分、1DIV60ドット=1時間、スケール
線4本。 同図(g)10時間レンジ; 1ドット2分、1DIV60ドット=2時間、スケール
線5本。 同図(h)24時間(1日)レンジ; 1ドット4.8分、1DIV75ドット=6時間、スケ
ール線4本。 同図(i)2日レンジ; 1ドット9.6分、1DIV75ドット=12時間、ス
ケール線4本。 同図(j)3日レンジ; 1ドット14.4分、1DIV100ドット=1日、ス
ケール線3本。 同図(k)6日レンジ; 1ドット28.8分、1DIV50ドット=1日、スケ
ール線6本。 【0035】なお、第1番目のスケール線S1は原則と
してスタートスケール線SLからその時間軸レンジを整
数等分した1単位時刻後に表示するようにしている。例
えば、5時間レンジの場合はその5等分の1単位時刻が
1時間であるため、10時00分に第1番目のスケール
線S1を表示するようにしている。 【0036】この原則からすれば、図6(g)の10時
間レンジの場合、スケール線が5本でその1単位時刻が
2時間であるため、第1番目のスケール線S1は11時
00分に表示されることになるが、感覚的な読み取りや
すさなどを考慮して、この実施例ではスタートスケール
線SLにより近い偶数時間である10時00分に第1番
目のスケール線S1を表示するようにしている。同図
(h)以降の時間軸レンジも同様に理由により、第1番
目のスケール線S1を任意の位置に表示するようにして
いる。 【0037】このスケール線とともに、そのほぼ直下位
置に実時間が表示されるのであるが、その場合、測定開
示時刻が例えば9時00分のように、いわゆる切れのよ
い時刻であれば、図7(a)に示されているように、ス
タートスケール線SLから各スケール線S1〜S4およ
びエンドスケール線ELにそれぞれ端数のない読み取り
やすい時刻を表示することができる。なお、同図(a)
は図6(a)の5分レンジを例にしている。 【0038】しかしながら、このようなことは希であ
り、例えば測定開始時刻が9時00分17秒であり、そ
の時刻をそのままスタートスケール線SLに付すと、そ
れ以降のスケール線S1〜S4には01:17,02:
17…のように端数をもった時刻が表示されることにな
り、かえって読み取りにくくなる。 【0039】そこで、本発明においては、9時01分
(09:01)に第1番目のスケール線S1を表示する
ようにしている。すなわち、上記のように例えば測定開
始時刻が9時00分17秒であるとすると、この場合、
1ドット1秒で1DIV60ドット=1分とされている
ので、スタートスケール線SLから60−17=43ド
ット目に第1番目のスケール線S1を表示し、以後60
ドットごとに次のスケール線S2、S3…を順次表示す
るようにしている(図7(b)参照)。なお、波形自体
はスタートスケール線SLから表示され、また、その測
定開始時刻もディスプレイ13の例えば余白部分に表示
されるようになっている。 【0040】上記のスケール線を表示するには、図8に
示されているようにメモリ(VRAM)12のアドレス
を指定し、1バイト単位(8ビット構成)のデータを縦
方向(レベル軸方向)に書き込むことにより行なわれ
る。すなわち、前回表示したスケール線の1バイトデー
タ(例えば0010000)が書き込まれているアドレ
スがADD1であるとすると、今回表示するスケール線
は(60−5)÷8=6余り7(ビット)であるから、
ADD=ADD1+1+6のアドレスに(000000
10)のデータを書き込むことになる。 【0041】図9には上述した測定開始時点からスケー
ル線の位置の算出および表示そしてその位置の時刻表示
に至るまでの概略的なフローチャートが示されており、
図10にはその時間表示のフローチャートが示されてい
る。また、図11には月日表示のフローチャートが示さ
れている。 【0042】そこで、まず図10の時間表示について説
明する。まず、ステップST1で時分の表示かが判断さ
れる。NOであれば図11の月日表示を実行し、YES
であれば次段のステップST2で時間表示が第1回目か
が判断される。第1回目であれば、ステップST3で図
6、図7の「08−01」のように月日を例えば時間軸
に沿って表示し、次のステップST4でスケール線のほ
ぼ直下に時分を例えば「09:01」のように表示した
後、ステップST5においてすべてのスケール線に時間
を表示したかが判断される。 【0043】先のステップST2でNOの場合には、ス
テップST6で分の単位が「00」かが判断される。Y
ESであれば、ステップST7でさらに「00時00
分」かが判断され、そうであれば日が変わったことを意
味するため、ステップST8でその変わった月日を表示
するとともに、次のステップST9で「00:00」な
る時分を表示した後、ステップST5に至る。なお、ス
テップST7でNOの場合には、ステップST10で時
分を表示した後、ステップST5に至る。 【0044】また、先のステップST6でNOの場合に
は、ステップST11で分のみを表示した後、ステップ
ST5に至る。そして、このステップST5ですべての
スケール線について時間を表示したかが判断され、NO
であればステップST2に戻り、YESの場合にはメイ
ンルーチンに戻る。 【0045】図11の月日表示では、まず、ステップS
M1で月日表示が第1回目かが判断される。YESであ
れば、ステップSM2でその月日を表示した後、ステッ
プSM3に至る。ステップSM1で第1回目でないと判
断されると、分の単位が「00」かが判断される。YE
Sの場合にはステップSM5でステップSM2と同じく
その月日を表示した後、ステップSM3に至る。NOで
あれば、ステップSM6で日のみを表示した後、ステッ
プSM3に至る。そして、このステップSM3ですべて
のスケール線について時間表示がなされたかが判断さ
れ、NOの場合にはステップSM1に戻り、上記のルー
チンが繰り返される。これに対して、すべてのスケール
線について時間表示がなされた場合には、メインルーチ
ンに戻る。 【0046】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ディスプレイに信号波形をその時間経過に伴って連続的
に表示するにあたって、その信号波形が現在表示されて
いる時間軸のフルスケール値に達した時点で、その時間
軸レンジを所定の倍率で圧縮した新たなフルスケール値
の時間軸レンジに変更するとともに、その新たな時間軸
レンジとされた上記ディスプレイに上記信号波形を同倍
率で圧縮して表示した後、同信号波形を継続的に表示す
る場合において、ディスプレイに各時間軸レンジに応じ
て、その時間軸レンジの単位時刻に合致する位置ごとに
スケール線を表示するとともに、そのスケール線に関連
して測定開始時刻および経過時刻を実時間で表示し、か
つ、測定開始時刻が各時間軸レンジの単位時刻に合致し
ていない場合には、第1番目のスケール線を次ぎの単位
時刻が到来する位置に表示するようにしたことにより、
いつ測定を開始しても常に単位時刻時点でスケール線が
表示されるため、実時間を把握するうえできわめて便利
である、という効果が奏される。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に適用される電気測定器を示した概略的
なブロック線図。 【図2】時間軸レンジをフルスケール5分としてディス
プレイに波形を表示した場合の表示画面図。 【図3】時間軸レンジをフルスケール10分としてディ
スプレイに波形を表示した場合の表示画面図。 【図4】時間軸レンジを切り替える動作を説明するため
のフローチャート。 【図5】時間軸レンジの切り替えに伴い、メモリ上で波
形データを圧縮する方法を説明するための模式図。 【図6】時間軸レンジの変更例を示した説明図。 【図7】スケール線を丁度切れのよい時刻に合わせて表
示する方法を説明するための説明図。 【図8】スケール線を表示する際のメモリ上でのアドレ
ス設定方法を説明するための模式図。 【図9】時刻と時間軸レンジに合わせてスケール線を表
示する際の概略的なフローチャート。 【図10】時分表示のフローチャート。 【図11】月日表示のフローチャート。 【図12】従来の波形表示方法を説明するための模式
図。 【符号の説明】 11 A/D変換回路 12 メモリ(VRAM) 13 ディスプレイ 14 プリンタ 15 CPU 16 ROM 17 操作部 SL スタートスケール線 EL エンドスケール線 S1〜S4 スケール線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−164915(JP,A) 特開 平5−79862(JP,A) 特開 平6−131136(JP,A) 特開 昭54−142017(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 13/00 - 13/42

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 アナログ入力信号をディジタル信号に変
    換するA/D変換回路と、同A/D変換回路を介して所
    定のサンプンリグ周波数でサンプンリグされた波形デー
    タを記憶するメモリと、同メモリから読み出された波形
    データに基づいてその信号波形を表示するディスプレイ
    と、上記データサンプリング,上記メモリに対するデー
    タの書き込み,読み出しおよび波形表示を制御する中央
    処理ユニット(CPU)とを備え、上記ディスプレイに
    上記信号波形をその時間経過に伴って連続的に表示する
    にあたって、その信号波形が現在表示されている時間軸
    のフルスケール値に達した時点で、その時間軸レンジを
    所定の倍率で圧縮した新たなフルスケール値の時間軸レ
    ンジに変更するとともに、その新たな時間軸レンジとさ
    れた上記ディスプレイに上記信号波形を同倍率で圧縮し
    て表示した後、同信号波形を継続的に表示する電気測定
    器の波形表示方法において、 上記ディスプレイには上記各時間軸レンジに応じて、そ
    の時間軸レンジの単位時刻に合致する位置ごとにスケー
    ル線が表示されるとともに、上記スケール線に関連して
    測定開始時刻および経過時刻が実時間で表示され、か
    つ、上記測定開始時刻が上記各時間軸レンジの単位時刻
    に合致していない場合には、第1番目のスケール線を次
    ぎの単位時刻が到来する位置 に表示するようにしたこと
    を特徴とする電気測定器の波形表示方法。
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