JP4883347B2

JP4883347B2 - Ｘｙ波形表示装置

Info

Publication number: JP4883347B2
Application number: JP2006085037A
Authority: JP
Inventors: 宏幸高橋
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: JP2007263573A

Description

本発明は、ＸＹ波形表示装置に関し、詳しくは、時刻情報表示の改良に関するものである。

例えばオシロスコープを用いた波形測定の一種に、非特許文献１に記載されているようなＸＹモードがある。このＸＹモードでは、水平軸(Ｘ軸)と垂直軸(Ｙ軸)に同時に測定交流信号を入力する。例えば、同一振幅で同一周波数の正弦波信号を入力すると、図６(a)〜(d)に示すような両信号間の位相差に応じた所定形状のリサージュ図形が表示される。ここで、(a)は位相差４５度、(d)は位相差９０度、(c)は位相差１３５度、(d)は位相差１８０度を表している。

このようなＸＹモードにおいて、例えば水平軸(Ｘ軸)と垂直軸(Ｙ軸)のいずれか一方に周波数が未知の測定信号を入力して他方に周波数読み取り可能な発振器の出力信号を入力し、表示されるリサージュ図形の周波数比が整数になるように発振器の出力周波数を変化させる。これにより、リサージュ図形の周波数比と発振器の出力周波数に基づき、未知周波数を求めることができる。

株式会社ケンウッド計測機器事業部著「オシロスコープ活用法」ＣＱ出版株式会社１９９６年１月１０日第１７版発行１０８ページ〜１１０ページ

図７は他の測定器(データロガー)におけるＸＹモード表示例である。図７の例では、メモリに格納されている多数測定点(例えば最大１６００ヵ所)の同一測定時間帯の測定データ(例えば各点最大３６００データ)から任意の２ヵ所の測定データを選択し、一方の測定点(ＣＨ１５７４)の測定データを水平軸(Ｘ軸)に割り当てて他方の測定点(ＣＨ１５８０)の測定データを垂直軸(Ｙ軸)に割り当て、同一時刻に測定された測定データをそれぞれＸ軸とＹ軸にプロットすることによりリサージュ図形ＬＪとして表示したものである。

しかし、図７に示す従来のＸＹモード表示は、ある同一測定時間帯における２つの測定データ間の周波数・振幅・位相差の相互関係は直感的に把握できるものの、測定時刻の経過に関連した情報は表示されていない。

すなわち、図７のＸＹモード表示では測定時刻の経過情報が切り離されているのでリサージュ図形ＬＪの回転方向が把握できず、位相の進みや遅れなど測定時刻の経過に伴う測定データの変化状況の判別が困難であった。

本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、位相の進みや遅れなど測定時刻の経過情報を含むＸＹモード表示を行うＸＹ波形表示装置を提供することにある。

このような課題を達成する請求項１の発明は、
請求項１記載の発明は、
Ｘ軸とＹ軸に同時に測定信号を入力することによりリサージュ図形を表示させるＸＹ波形表示装置において、
前記測定データの時刻データからＸ軸測定データとＹ軸測定データの所定の時刻データを求め、前記リサージュ図形上のその時刻データに対応する位置に表示するための所定形状のポインタを生成するポインタ生成部と、
表示画面の一部に設けられ、前記リサージュ図形上に所望の時刻ポインタを選択的に表示させるように前記ポインタの表示/非表示を指示するボタンと、
前記測定データの時刻データに基づき、前記リサージュ図形上の任意の時刻位置を指定するためのＸ軸方向に移動可能な時刻スライダを生成する時刻スライダ生成部を設け、
前記時刻スライダは測定データの取込停止時に表示画面の下部に表示され、前記ポインタはこの時刻スライダの移動に連動して前記リサージュ図形上で時刻スライダの移動方向に対応する所定の方向に移動することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のＸＹ波形表示装置において、
前記所定の時刻データは、前記測定データ中の最新時刻、最古時刻、最新時刻と最古時刻の中間に位置する中間時刻のいずれかであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載のＸＹ波形表示装置において、
前記生成するポインタの形状は、黒ドット、中抜きドット、クロスドット、前記リサージュ図形上における時刻の経過方向を表す矢印マークのいずれかであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のＸＹ波形表示装置において、
前記スライダによって変更された時刻に対応するポインタからＸ軸，Ｙ軸にそれぞれ直交する直線ＬＸ，ＬＹを描き、これら直線ＬＸ，ＬＹとＸ軸，Ｙ軸との交点に吹き出しを表示させ、これらの吹き出しにＸ軸測定データおよびＹ軸測定データそれぞれの値を表示することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載のＸＹ波形表示装置において、
前記測定信号は、多数測定点の測定データを格納するメモリから、Ｘ軸測定データおよびＹ軸測定データとして選択入力されることを特徴とする。

これらにより、位相の進みや遅れなど測定時刻の経過情報を含むＸＹモード表示を得ることができ、リサージュ図形の理解度の優れたＸＹ波形表示装置が実現できる。

以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図である。図１において、Ｘ軸入力端子１には一方のアナログ測定信号が入力され、Ｙ軸入力端子２には他方のアナログ測定信号が入力される。Ｘ軸入力端子１に入力されたアナログ測定信号はＸ軸測定部３で測定データとしてデジタル化され、測定データは時刻データとともにＸ軸測定データ格納部５に格納される。Ｙ軸入力端子２に入力されたアナログ測定信号はＹ軸測定部４で測定データとしてデジタル化され、測定データはそれぞれの時刻データとともにＹ軸測定データ格納部６に格納される。クロック発生部７は、Ｘ軸測定データ格納部５およびＹ軸測定データ格納部６に時刻の等しいサンプリングクロックを供給する。

ＸＹ表示処理部８は、Ｘ軸測定データ格納部５およびＹ軸測定データ格納部６に格納されている測定データの中から同一時刻に測定された測定データを読み出し、それぞれＸ軸とＹ軸にプロットしてリサージュ図形を生成する。表示部９は、ＸＹ表示処理部８で生成されたリサージュ図形を表示する。

測定データ時刻管理部１０は、Ｘ軸測定データ格納部５およびＹ軸測定データ格納部６に格納されている各測定データの時刻データを読み出し、ポインタ生成部１１および時刻スライダ生成部１２に出力する。

ポインタ生成部１１は、測定データ時刻管理部１０から入力される各測定データの時刻データからＸ軸測定データとＹ軸測定データの所定の時刻データを求め、リサージュ図形上のその時刻データに対応する位置に表示するための所定形状のポインタを生成し、ＸＹ表示処理部８に出力する。ここで、所定の時刻データは、測定データ中の最新時刻、最古時刻、最新時刻と最古時刻の中間に位置する中間時刻などとする。生成するポインタの形状は、黒ドット、中抜きドット、クロスドットなどでもよいし、リサージュ図形上における時刻の経過方向を表す矢印マークとしてもよい。矢印マークの矢印方向は、所定の時刻データの前後の測定データを参照して決定する。なお、表示画面の一部にこの時刻に関連したポインタの表示/非表示を指示するボタンを設け、選択的にリサージュ図形上に所望の時刻ポインタを表示させるようにしてもよい。

時刻スライダ生成部１２は、測定データ時刻管理部１０から入力される各測定データの時刻データに基づき、リサージュ図形上の任意の時刻位置を指定するためのＸ軸方向に移動可能な時刻スライダを生成し、ＸＹ表示処理部８に出力する。具体的には、波形の更新が停止した時、表示画面のＸ軸方向に時刻スライダを表示させ、時刻スライダの移動範囲の最小値を表示されている最も古いデータの時刻として最大値を表示されている最も新しいデータの時刻とし、時刻スライダで変更される時刻に合せてリサージュ図形上のポインタも移動させる。この時刻スライダを使用することによって、ユーザーは過去のデータについても容易に認識識別できる。

図２は本発明に基づく表示画面例図であり、図７と共通する部分には同一の符号を付けている。リサージュ図形ＬＪ上にはポインタＰＴが表示され、表示画面の左上にはポインタＰＴの表示／非表示を画面上から例えばクリックにより指示するボタンＢＴが表示されている。ここで、ポインタＰＴが例えば測定データ中の最新時刻位置を表示するものとすると、測定データの更新に伴ってポインタＰＴの表示位置も更新されることになり、ポインタＰＴの位置変化の方向からリサージュ図形ＬＪの回転方向が的確に把握でき、Ｘ軸アナログ測定信号とＹ軸アナログ測定信号間における位相の遅れや進みなどの理解も容易になる。

さらに図２の表示画面の下部には、Ｘ軸測定データ格納部５およびＹ軸測定データ格納部６への測定データの取込停止時にリサージュ図形上の任意の時刻位置を指定するためのＸ軸方向に移動可能な時刻スライダＳＬが表示されている。ここで、ユーザーが表示画面上の時刻スライダＳＬをＸ軸方向に移動させると、ポインタＰＴが時刻スライダＳＬの移動に連動してリサージュ図形上で時刻スライダＳＬの移動方向に対応する所定の方向に移動する。これにより、Ｘ軸測定データ格納部５およびＹ軸測定データ格納部６に格納されている過去の測定データについても、時刻スライダＳＬの移動方向に対応するポインタＰＴの位置変化の方向からリサージュ図形ＬＪの回転方向が的確に把握でき、Ｘ軸アナログ測定信号とＹ軸アナログ測定信号間における位相の遅れや進みなどの理解も容易になる。

図３は図１の動作の流れを説明するフローチャートである。まず、波形を更新するための測定データのＸ軸測定データ格納部５およびＹ軸測定データ格納部６への取り込みが停止しているか否かを判断する(ステップＳ１)。測定データの取り込みが停止していなければ時刻スライダを無効にする(ステップＳ２)。続いて、ＸＹ表示処理部８はＸ軸測定データ格納部５およびＹ軸測定データ格納部６に格納されている測定データの中から同一時刻に測定された測定データを読み出し、それぞれＸ軸とＹ軸にプロットして線分で接続し、リサージュ図形を生成する(ステップＳ３)。

次に、リサージュ図形上のその時刻データに対応する位置に所定形状のポインタを表示するか否かを判断する(ステップＳ４)。ポインタを表示する場合には、ポインタ生成部１１は表示部９に表示されているリサージュ図形上の最新データのプロット点に描画するための所定形状のポインタを生成し、ＸＹ表示処理部８に出力する(ステップＳ５)。これにより、表示部９に表示されているリサージュ図形上の最新データのプロット点に所定形状のポインタが表示される(ステップＳ６)。なおポインタを表示しない場合にはポインタを生成するステップＳ５をスキップするので、表示部９にはリサージュ図形のみが表示される。

一方、測定データの取り込みが停止していれば時刻スライダを有効にする(ステップＳ７)。続いて、ＸＹ表示処理部８はＸ軸測定データ格納部５およびＹ軸測定データ格納部６に格納されている測定データの中から同一時刻に測定された測定データを読み出し、それぞれＸ軸とＹ軸にプロットして線分で接続し、リサージュ図形を生成する(ステップＳ８)。

次に、リサージュ図形上のその時刻データに対応する位置に所定形状のポインタを表示するか否かを判断する(ステップＳ９)。ポインタを表示する場合には、ポインタ生成部１１は表示部９に表示されているリサージュ図形上の時刻スライダにより指示される時刻の位置に描画するための所定形状のポインタを生成し、ＸＹ表示処理部８に出力する(ステップＳ１０)。これにより、表示部９に表示されているリサージュ図形上の時刻スライダにより指示される時刻の位置に所定形状のポインタが表示される(ステップＳ６)。なおポインタを表示しない場合にはポインタを生成するステップＳ９をスキップするので、表示部９にはリサージュ図形のみが表示される。

図４は本発明に基づく他の表示画面例図であり、図２と共通する部分には同一の符号を付けている。図４の表示画面では、スライダＳＬによって変更された時刻に対応するポインタＰＴからＸ軸，Ｙ軸にそれぞれ直交する直線ＬＸ，ＬＹを描き、これら直線ＬＸ，ＬＹとＸ軸，Ｙ軸との交点に吹き出しを表示させ、これらの吹き出しにＸ軸測定データおよびＹ軸測定データそれぞれの値を表示する。これにより、測定データ値や時刻ポインタをより明確に認識できる。

図５は本発明の他の実施例を示すブロック図であり、データロガーに適用した場合を示し、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図５において、多数の測定点１３１〜１３ｎの測定データは測定データメモリ１４に逐次格納される。測定データメモリ１４に格納された多数の測定点１３１〜１３ｎの測定データの中から、ＸＹモードで表示するためのＸ軸測定データがＸ軸測定データ選択部１５により選択され、Ｙ軸測定データがＹ軸測定データ選択部１６により選択される。

これらＸ軸測定データ選択部１５で選択されたＸ軸測定データおよびＹ軸測定データ選択部１６でＹ軸測定データは、ＸＹ表示処理部８および測定データ時刻管理部１０に入力され、図１と同様な本発明に基づく一連のＸＹ表示処理動作が行われる。

図５の構成によれば、多数の測定点から得られる任意の測定データを組み合わせてリサージュ図形としてＸＹ表示させることができ、さらにリサージュ図形上に所定の時刻位置を表すポインタを表示させることにより、リサージュ図形の回転方向、Ｘ軸アナログ測定信号とＹ軸アナログ測定信号間における位相の遅れや進みなどを的確に把握できる。

以上説明したように、本発明によれば、位相の進みや遅れなど測定時刻の経過情報を的確に把握できるＸＹ波形表示装置が実現でき、オシロスコープに代表される波形測定器や多数測定点の測定データを格納するデータロガーにおけるデータ処理機能としても好適である。

本発明の一実施例を示すブロック図である。本発明に基づく表示画面例図である。図１の動作の流れを説明するフローチャートである。本発明に基づく他の表示画面例図である。本発明の他の実施例を示すブロック図である。リサージュ図形例である。従来のＸＹモード表示例である。

符号の説明

１Ｘ軸入力端子
２Ｙ軸入力端子
３Ｘ軸測定部
４Ｙ軸測定部
５Ｘ軸測定データ格納部
６Ｙ軸測定データ格納部
７クロック発生部
８ＸＹ表示処理部
９表示部
１０測定データ時刻管理部
１１ポインタ生成部
１２時刻スライダ生成部
１３測定点
１４測定データメモリ
１５Ｘ軸測定データ選択部
１６Ｙ軸測定データ選択部

Claims

Ｘ軸とＹ軸に同時に測定信号を入力することによりリサージュ図形を表示させるＸＹ波形表示装置において、
前記測定データの時刻データからＸ軸測定データとＹ軸測定データの所定の時刻データを求め、前記リサージュ図形上のその時刻データに対応する位置に表示するための所定形状のポインタを生成するポインタ生成部と、
表示画面の一部に設けられ、前記リサージュ図形上に所望の時刻ポインタを選択的に表示させるように前記ポインタの表示/非表示を指示するボタンと、
前記測定データの時刻データに基づき、前記リサージュ図形上の任意の時刻位置を指定するためのＸ軸方向に移動可能な時刻スライダを生成する時刻スライダ生成部を設け、
前記時刻スライダは測定データの取込停止時に表示画面の下部に表示され、前記ポインタはこの時刻スライダの移動に連動して前記リサージュ図形上で時刻スライダの移動方向に対応する所定の方向に移動することを特徴とするＸＹ波形表示装置。
前記所定の時刻データは、前記測定データ中の最新時刻、最古時刻、最新時刻と最古時刻の中間に位置する中間時刻のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のＸＹ波形表示装置。
前記生成するポインタの形状は、黒ドット、中抜きドット、クロスドット、前記リサージュ図形上における時刻の経過方向を表す矢印マークのいずれかであることを特徴とする請求項１記載のＸＹ波形表示装置。
前記スライダによって変更された時刻に対応するポインタからＸ軸，Ｙ軸にそれぞれ直交する直線ＬＸ，ＬＹを描き、これら直線ＬＸ，ＬＹとＸ軸，Ｙ軸との交点に吹き出しを表示させ、これらの吹き出しにＸ軸測定データおよびＹ軸測定データそれぞれの値を表示することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＸＹ波形表示装置。
前記測定信号は、多数測定点の測定データを格納するメモリから、Ｘ軸測定データおよびＹ軸測定データとして選択入力されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のＸＹ波形表示装置。