JP5163905B2 - measuring device - Google Patents
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Description
本発明は測定装置に関し、詳しくは、複数の測定レンジを有する測定装置におけるオートレンジ動作の高速化に関するものである。 The present invention relates to a measuring device, and more particularly to speeding up auto range operation in a measuring device having a plurality of measuring ranges.
図３は従来のデジタル電力解析器におけるオートレンジ動作の流れを説明するフローチャートであり、（Ａ）はレンジアップの動作を示し、（Ｂ）はレンジダウンの動作を示している。 FIG. 3 is a flowchart for explaining the flow of auto-range operation in a conventional digital power analyzer, where (A) shows the range-up operation and (B) shows the range-down operation.
レンジアップにあたっては、まず、現在設定されている測定レンジで電圧値または電流値を測定する（ステップＳ１）。 In order to increase the range, first, a voltage value or a current value is measured in the currently set measurement range (step S1).
続いて、現在設定されている測定レンジの出力信号とＡ／Ｄ変換器３の定格入力レンジを比較する（ステップＳ２）。 Subsequently, the output signal of the currently set measurement range is compared with the rated input range of the A / D converter 3 (step S2).
そして、現在設定されている測定レンジの出力信号が所定の上限閾値（たとえばレンジ定格の１１０％）を超えていたり、入力飽和してピークオーバー状態の場合には、測定レンジを１段レンジアップし（ステップＳ３）、ステップＳ１以降の処理ステップを繰り返して実行する。 If the output signal of the currently set measurement range exceeds a predetermined upper threshold (for example, 110% of the range rating) or the input is saturated and the peak is over, the measurement range is increased by one stage. (Step S3), the processing steps after Step S1 are repeated.
ステップＳ２における現在設定されている測定レンジの出力信号の比較結果が、上限閾値を超えておらず、ピークオーバーでもない場合には、測定値を更新する（ステップＳ４）。 If the comparison result of the output signal of the currently set measurement range in step S2 does not exceed the upper limit threshold and does not exceed the peak, the measurement value is updated (step S4).
以上のステップＳ１以降の処理ステップを、測定動作が終了するまで繰り返して実行する。 The processing steps after step S1 are repeated until the measurement operation is completed.
レンジダウンにあたっては、まず、現在設定されている測定レンジで電圧値または電流値を測定する（ステップＳ１）。 In order to reduce the range, first, the voltage value or current value is measured within the currently set measurement range (step S1).
続いて、現在設定されている測定レンジの出力信号とＡ／Ｄ変換器３の定格入力レンジを比較する（ステップＳ２）。 Subsequently, the output signal of the currently set measurement range is compared with the rated input range of the A / D converter 3 (step S2).
そして、現在設定されている測定レンジの出力信号が所定の下限閾値（たとえばレンジ定格の３０％）未満の場合には、測定レンジを１段レンジダウンし（ステップＳ３）、ステップＳ１以降の処理ステップを繰り返して実行する。 If the output signal of the currently set measurement range is less than a predetermined lower threshold (for example, 30% of the range rating), the measurement range is lowered by one stage (step S3), and the processing steps after step S1 Execute repeatedly.
ステップＳ２における現在設定されている測定レンジの出力信号の比較結果が、下限閾値以上の場合には、測定値を更新する（ステップＳ４）。 If the comparison result of the output signal of the currently set measurement range in step S2 is greater than or equal to the lower threshold, the measurement value is updated (step S4).
以上のステップＳ１以降の処理ステップを、測定動作が終了するまで繰り返して実行する。 The processing steps after step S1 are repeated until the measurement operation is completed.
特許文献１には、ピークオーバーが発生したレンジのままでオーバーの程度情報を取得できるようにし、適切なレンジへの移動の高速化および安全性の確認が容易に行える測定装置について記載されている。
ところで、上記のような処理ステップでレンジアップするのにあたり、段取り替えなどで停止していた被測定対象が動作再開した直後などで状態が大きく変化すると、現在の測定レンジから適正な測定レンジに切り替わる間に、複数の測定レンジを経由しなければならないことがある。 By the way, when the range is increased by the above processing steps, if the state of measurement under measurement that has been stopped due to setup change or the like changes greatly immediately after the operation resumes, the current measurement range is switched to the appropriate measurement range. In the meantime, you may have to go through multiple measurement ranges.
また、上記のような処理ステップでレンジダウンするのにあたっても、段取り替えなどで停止していた被測定対象が動作再開した直後などで測定値が大きく変化すると、現在の測定レンジから適正な測定レンジに切り替わる間に、複数の測定レンジを経由しなければならないことがある。 In addition, when the range is reduced at the above processing steps, if the measured value changes greatly immediately after the measurement target that has been stopped due to setup change etc. resumes operation, the appropriate measurement range is changed from the current measurement range. It may be necessary to go through multiple measurement ranges while switching to.
しかし、１段ずつ測定レンジのレンジアップ／レンジダウンを繰り返す従来の処理ステップは、測定値がなだらかに変化する場合は問題ないが、前述のように測定値が大きく変化すると、適正な測定レンジに到達するまでに、比較的長い時間がかかることになる。 However, the conventional processing steps that repeat the range up / down of the measurement range one step at a time are not a problem when the measurement value changes gently. It will take a relatively long time to reach.
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、測定値の変化に応じて測定レンジのレンジアップ／レンジダウンを高速処理できる測定装置を提供することにある。 The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a measuring apparatus capable of performing high-speed processing of range up / down of a measurement range in accordance with a change in a measurement value.
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
被測定対象のアナログ入力信号が複数の測定レンジを切り替える測定レンジ切替部を介してＡ／Ｄ変換器に入力され、このＡ／Ｄ変換器で変換されたデジタルデータに測定項目の測定値を表示するために必要な所定の演算処理を行うとともに前記測定レンジ切替部を切替制御する演算制御部を有する測定装置において、
前記測定レンジ切替部の出力信号が前記Ａ／Ｄ変換器の定格入力レンジに対して入力飽和状態になったことを検出することによりピークオーバー検出信号を前記演算制御部に出力するピークオーバー検出部を設け、
前記演算制御部は、前記ピークオーバー検出信号に基づき、予め設定された所定の飛び先測定レンジに直接レンジアップするように前記測定レンジ切替部を制御することを特徴とする。
In order to achieve such a problem, the invention according to
The analog input signal to be measured is input to the A / D converter via the measurement range switching unit that switches between multiple measurement ranges, and the measured value of the measurement item is displayed on the digital data converted by this A / D converter In a measuring apparatus having a calculation control unit that performs predetermined calculation processing necessary for performing and switching control of the measurement range switching unit,
A peak over detection unit that outputs a peak over detection signal to the arithmetic control unit by detecting that the output signal of the measurement range switching unit is in an input saturation state with respect to the rated input range of the A / D converter. Provided,
The arithmetic control unit controls the measurement range switching unit to directly increase the range to a predetermined jump destination measurement range based on the peak over detection signal.
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の測定装置において、
前記所定の飛び先測定レンジは、前記被測定対象のアナログ入力信号の最大測定レンジであることを特徴とする。
The invention according to
The predetermined jump measurement range is a maximum measurement range of the analog input signal to be measured.
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の測定装置において、
前記演算制御部には、前記測定レンジ切替部の出力信号と前記Ａ／Ｄ変換器の定格入力レンジとを比較し、測定レンジ切替部の出力信号の大きさに応じた所定の比較結果を出力するレンジ定格比較部を設け、
前記演算制御部は、このレンジ定格比較部から入力される比較結果に応じて前記測定レンジ切替部のレンジアップおよびレンジダウンを制御することを特徴とする。
The invention according to
The calculation control unit compares the output signal of the measurement range switching unit with the rated input range of the A / D converter, and outputs a predetermined comparison result corresponding to the magnitude of the output signal of the measurement range switching unit Range rating comparison section
The arithmetic control unit controls the range up and the range down of the measurement range switching unit according to the comparison result input from the range rating comparison unit.
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の測定装置において、
前記測定レンジ切替部のレンジアップは、１段ずつ行われることを特徴とする。
The invention according to
The range of the measurement range switching unit is increased step by step.
請求項５記載の発明は、請求項３に記載の測定装置において、
前記測定レンジ切替部のレンジダウンは、前記測定レンジ切替部の出力信号に基づいて算出された適正測定レンジに直接切り替えられることを特徴とする。
The invention according to
The range down of the measurement range switching unit is directly switched to the appropriate measurement range calculated based on the output signal of the measurement range switching unit.
本発明によれば、測定値の変化に応じた測定レンジのレンジアップ／レンジダウンを高速処理できる。 According to the present invention, it is possible to perform high-speed processing of range up / down of a measurement range in accordance with a change in measurement value.
以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態の一例を示すブロック図であり、デジタル電力解析器の例を示している。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of the present invention, showing an example of a digital power analyzer.
図１において、入力端子１に入力されるアナログ入力信号は、測定レンジ切替部２を介してＡ／Ｄ変換器３に入力され、Ａ／Ｄ変換器３で変換されたデジタルデータは順次データメモリ４に格納される。
In FIG. 1, an analog input signal input to an
データメモリ４に格納されたデジタルデータは演算制御部５に読み出され、表示部６に目的とする電圧値、電流値、有効電力値、皮相電力、無効電力、位相角、高調波解析などの各種測定項目の測定値を表示するために必要な所定の演算処理が行われる。
The digital data stored in the
測定レンジ切替部２の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器３に入力されるとともに、ピークオーバー検出部７およびレンジ定格比較部８にも入力される。
The output signal of the measurement
ピークオーバー検出部７は、Ａ／Ｄ変換器３に入力される測定レンジ切替部２の出力信号が、Ａ／Ｄ変換器３の定格入力レンジに対してたとえば３００％を超えて入力飽和状態になった場合に、ピークオーバー検出信号を演算制御部５に出力する。
The peak over
レンジ定格比較部８は演算制御部５に設けられているものであり、現在設定されている測定レンジにおける測定レンジ切替部２の出力信号とＡ／Ｄ変換器３の定格入力レンジとを比較し、測定レンジ切替部２の出力信号の大きさに応じた所定の比較結果を出力する。
The range rating comparison unit 8 is provided in the
具体的には、たとえば測定レンジ切替部２の出力信号が、Ａ／Ｄ変換器３の定格入力レンジの１１０％を超えて３００％未満の場合には１段ずつのレンジアップを指示する比較結果を出力し、Ａ／Ｄ変換器３の定格入力レンジの３０％を超えて１１０％未満の場合には測定値を更新する比較結果を出力し、Ａ／Ｄ変換器３の定格入力レンジの３０％未満の場合にはその出力信号がＡ／Ｄ変換器３の定格入力レンジの３０％を超えて１１０％未満になるように適切な測定レンジへのレンジダウンを指示する比較結果を出力する。
Specifically, for example, when the output signal of the measurement
飛び先測定レンジ設定部９は、ピークオーバー検出部７から演算制御部５にピークオーバー検出信号が入力された場合に、切り替えるべき測定レンジの飛び先情報を、演算制御部５を介して飛び先測定レンジ情報格納部１０に設定格納する。なお、飛び先測定レンジとしては、被測定対象の最大レンジとすることが望ましい。
When a peak over detection signal is input from the peak over
演算制御部５は、前述のように表示部６に目的とする各種測定項目の測定値を表示するために必要な所定の演算処理を行うとともに、ピークオーバー検出部７から演算制御部５にピークオーバー検出信号が入力されると飛び先測定レンジ情報格納部９に設定格納されている飛び先測定レンジ情報を読み出し、設定されている所定の飛び先測定レンジに中間の測定レンジを経由することなく直接切り替えるように測定レンジ切替部２を制御する。
The
表示部６は、演算制御部５で演算処理された各種測定項目の測定値や、設定されている測定条件などの各種情報を表示する。
The
図２は図１のように構成された装置のオートレンジ動作の流れを説明するフローチャートであり、（Ａ）はレンジアップの動作を示し、（Ｂ）はレンジダウンの動作を示している。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the flow of the auto-range operation of the apparatus configured as shown in FIG. 1, in which (A) shows the range-up operation and (B) shows the range-down operation.
レンジアップにあたっては、レンジアップの判断条件を２つに分けている。まず、現在設定されている測定レンジで電圧値または電流値を測定する（ステップＳ１）。 In the range up, the range up judgment condition is divided into two. First, a voltage value or a current value is measured in the currently set measurement range (step S1).
続いて、現在設定されている測定レンジの出力信号とＡ／Ｄ変換器３の定格入力レンジを比較する（ステップＳ２）。 Subsequently, the output signal of the currently set measurement range is compared with the rated input range of the A / D converter 3 (step S2).
ステップＳ２において、現在設定されている測定レンジの出力信号が大きく変化したことによりＡ／Ｄ変換器３の定格入力レンジに対して入力飽和状態のピークオーバーになると、演算制御部５は、測定レンジを予め飛び先測定レンジ情報格納部１０に設定格納されている所定の飛び先測定レンジに中間の測定レンジを経由することなく直接レンジアップするように測定レンジ切替部２を制御する（ステップＳ３）。
In step S2, if the output signal of the currently set measurement range has changed greatly and the peak saturation of the input saturation state with respect to the rated input range of the A /
そして、ステップＳ１以降の処理ステップを繰り返して実行する。 And the process step after step S1 is repeatedly performed.
ステップＳ２における現在設定されている測定レンジの出力信号の比較結果がピークオーバー状態ではない場合には、現在設定されている測定レンジの出力信号が所定の上限閾値（たとえばレンジ定格の１１０％）を超えているか否かを比較する（ステップＳ４）。 If the comparison result of the output signal of the currently set measurement range in step S2 is not in the peak over state, the output signal of the currently set measurement range has a predetermined upper limit threshold (for example, 110% of the range rating). It is compared whether it exceeds (step S4).
そして、所定の上限閾値を超えている場合には、測定レンジを１段レンジアップし（ステップＳ５）、ステップＳ１以降の処理ステップを繰り返して実行する。 When the predetermined upper limit threshold is exceeded, the measurement range is increased by one step (step S5), and the processing steps after step S1 are repeatedly executed.
ステップＳ４における現在設定されている測定レンジの出力信号の比較結果が、上限閾値を超えていない場合には、測定値を更新する（ステップＳ６）。 If the comparison result of the output signal of the currently set measurement range in step S4 does not exceed the upper threshold, the measurement value is updated (step S6).
以上のステップＳ１以降の処理ステップを、測定動作が終了するまで繰り返して実行する。 The processing steps after step S1 are repeated until the measurement operation is completed.
レンジダウンにあたっては、まず、現在設定されている測定レンジで電圧値または電流値を測定する（ステップＳ１）。 In order to reduce the range, first, the voltage value or current value is measured within the currently set measurement range (step S1).
続いて、現在設定されている測定レンジの出力信号とＡ／Ｄ変換器３の定格入力レンジを比較する（ステップＳ２）。 Subsequently, the output signal of the currently set measurement range is compared with the rated input range of the A / D converter 3 (step S2).
ステップＳ２において、現在設定されている測定レンジの出力信号が所定の下限閾値（たとえばレンジ定格の３０％）未満の場合には、演算制御部５は、測定レンジの出力信号がＡ／Ｄ変換器３の定格入力レンジの３０％を超えて１１０％未満になるような適切な測定レンジに中間の測定レンジを経由することなく直接レンジダウンするように測定レンジ切替部２を制御する（ステップＳ３）。
In step S2, when the output signal of the currently set measurement range is less than a predetermined lower threshold (for example, 30% of the range rating), the
ステップＳ２における現在設定されている測定レンジの出力信号の比較結果が、下限閾値以上の場合には、測定値を更新する（ステップＳ４）。 If the comparison result of the output signal of the currently set measurement range in step S2 is greater than or equal to the lower threshold, the measurement value is updated (step S4).
以上のステップＳ１以降の処理ステップを、測定動作が終了するまで繰り返して実行する。 The processing steps after step S1 are repeated until the measurement operation is completed.
たとえば生産ラインなどで測定レンジの異なる複数タイプの被測定対象の検査を行うのにあたり、タイプ毎に適正な測定レンジを設定しないでオートレンジに設定している場合がある。 For example, when inspecting a plurality of types of objects to be measured having different measurement ranges in a production line or the like, there is a case where an automatic range is set without setting an appropriate measurement range for each type.
具体例として、各被測定対象の適正測定レンジと用いるデジタル電力解析器の測定レンジは、
被測定対象Ａ：適正測定レンジ３００Ｖ
被測定対象Ｂ：適正測定レンジ６０Ｖ
被測定対象Ｃ：適正測定レンジ１５Ｖ
デジタル電力解析器の測定レンジ：１．５Ｖ、３Ｖ、６Ｖ、１０Ｖ、１５Ｖ、３０Ｖ、 ６０Ｖ、１００Ｖ、１５０Ｖ、３００Ｖ、６００Ｖ、 １０００Ｖ
とする。
As a specific example, the appropriate measurement range of each measurement target and the measurement range of the digital power analyzer used are:
Measurement target A: Appropriate measurement range 300V
Measurement target B: Appropriate measurement range 60V
Measurement target C: Appropriate measurement range 15V
Measurement range of digital power analyzer: 1.5V, 3V, 6V, 10V, 15V, 30V, 60V, 100V, 150V, 300V, 600V, 1000V
And
そして、検査は以下の順番で実行されるものとし、被測定対象の動作が停止すると最低レンジの１．５Ｖレンジになるものとする。
１）被測定対象の動作が停止
２）被測定対象Ａ
３）被測定対象の動作が停止
４）被測定対象Ｂ
５）被測定対象の動作が停止
６）被測定対象Ｃ
７）被測定対象の動作が停止
８）被測定対象Ａ
９）被測定対象の動作が停止
The inspection is performed in the following order, and when the operation of the object to be measured is stopped, the lowest range of 1.5 V is assumed.
1) Operation of the measurement target stops 2) Measurement target A
3) Operation of the measurement target stops 4) Measurement target B
5) Operation of the measurement target stops 6) Measurement target C
7) Operation of the measurement target stops 8) Measurement target A
9) Operation of the measurement target stops
図３に示す従来のオートレンジ測定の場合における測定レンジ変更回数に着目すると、
１）→２） １．５Ｖ⇒３００Ｖ（レンジアップ９回）
２）→３） ３００Ｖ⇒１．５Ｖ（レンジダウン９回）
３）→４） １．５Ｖ⇒６０Ｖ（レンジアップ６回）
４）→５） ６０Ｖ⇒１．５Ｖ（レンジダウン６回）
５）→６） １．５Ｖ⇒１５Ｖ（レンジアップ４回）
６）→７） １５Ｖ⇒１．５Ｖ（レンジダウン４回）
７）→８） １．５Ｖ⇒３００Ｖ（レンジアップ９回）
８）→９） ３００Ｖ⇒１．５Ｖ（レンジダウン９回）
となり、合計５６回のレンジ変更が行われることになる。
Focusing on the number of measurement range changes in the case of the conventional autorange measurement shown in FIG.
1) → 2) 1.5V⇒300V (range up 9 times)
2) → 3) 300V⇒1.5V (range down 9 times)
3) → 4) 1.5V⇒60V (range up 6 times)
4) → 5) 60V⇒1.5V (range down 6 times)
5) → 6) 1.5V⇒15V (4 times range up)
6) → 7) 15V⇒1.5V (range down 4 times)
7) → 8) 1.5V⇒300V (range up 9 times)
8) → 9) 300V⇒1.5V (range down 9 times)
Thus, a total of 56 range changes are performed.
これに対し、本発明のオートレンジ測定によれば、ピークオーバー発生時の設定レンジを３００Ｖとすると、
１）→２） １．５Ｖ⇒３００Ｖ（レンジアップ１回）
２）→３） ３００Ｖ⇒１．５Ｖ（レンジダウン１回）
３）→４） １．５Ｖ⇒３００Ｖ⇒６０Ｖ（レンジアップ１回、レンジダウン１回）
４）→５） ６０Ｖ⇒１．５Ｖ（レンジダウン１回）
５）→６） １．５Ｖ⇒３００Ｖ⇒１５Ｖ（レンジアップ１回、レンジダウン１回）
６）→７） １５Ｖ⇒１．５Ｖ（レンジダウン１回）
７）→８） １．５Ｖ⇒３００Ｖ（レンジアップ１回）
８）→９） ３００Ｖ⇒１．５Ｖ（レンジダウン１回）
となり、レンジ変更回数は合計１０回に削減できる。
On the other hand, according to the auto range measurement of the present invention, when the setting range at the time of occurrence of peak over is 300 V,
1) → 2) 1.5V⇒300V (range up once)
2) → 3) 300V⇒1.5V (range down once)
3) → 4) 1.5V⇒300V⇒60V (range up once, range down once)
4) → 5) 60V⇒1.5V (1 range down)
5) → 6) 1.5V⇒300V⇒15V (range up once, range down once)
6) → 7) 15V⇒1.5V (range down once)
7) → 8) 1.5V⇒300V (range up once)
8) → 9) 300V⇒1.5V (range down once)
Thus, the number of range changes can be reduced to a total of 10 times.
なお、上記実施例では、測定装置がデジタル電力解析器の例について説明したが、これに限るものではなく、本発明は、デジタルマルチメータやデジタルオシロスコープなど、多レンジ型の各種測定装置にも適用できるものである。 In the above-described embodiment, the example in which the measurement apparatus is a digital power analyzer has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to various multi-range measurement apparatuses such as a digital multimeter and a digital oscilloscope. It can be done.
以上説明したように、本発明によれば、測定値の変化に応じて測定レンジのレンジアップ／レンジダウンを高速処理できる測定装置が実現できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a measuring apparatus that can perform high-speed processing of range up / down of a measurement range according to changes in measurement values.
１ 入力端子
２ 測定レンジ切替部
３ Ａ／Ｄ変換器
４ データメモリ
５ 演算制御部
６ 表示部
７ ピークオーバー検出部
８ レンジ定格比較部
９ 飛び先測定レンジ設定部
１０ 飛び先測定レンジ情報格納部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記測定レンジ切替部の出力信号が前記Ａ／Ｄ変換器の定格入力レンジに対して入力飽和状態になったことを検出することによりピークオーバー検出信号を前記演算制御部に出力するピークオーバー検出部を設け、
前記演算制御部は、前記ピークオーバー検出信号に基づき、予め設定された所定の飛び先測定レンジに直接レンジアップするように前記測定レンジ切替部を制御することを特徴とする測定装置。 The analog input signal to be measured is input to the A / D converter via the measurement range switching unit that switches between multiple measurement ranges, and the measured value of the measurement item is displayed on the digital data converted by this A / D converter In a measuring apparatus having a calculation control unit that performs predetermined calculation processing necessary for performing and switching control of the measurement range switching unit,
A peak over detection unit that outputs a peak over detection signal to the arithmetic control unit by detecting that the output signal of the measurement range switching unit is in an input saturation state with respect to the rated input range of the A / D converter. Provided,
The arithmetic control unit controls the measurement range switching unit to directly increase the range to a predetermined jump destination measurement range based on the peak over detection signal.
前記演算制御部は、このレンジ定格比較部から入力される比較結果に応じて前記測定レンジ切替部のレンジアップおよびレンジダウンを制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置。 The calculation control unit compares the output signal of the measurement range switching unit with the rated input range of the A / D converter, and outputs a predetermined comparison result corresponding to the magnitude of the output signal of the measurement range switching unit Range rating comparison section
The measurement according to claim 1, wherein the arithmetic control unit controls range up and range down of the measurement range switching unit according to a comparison result input from the range rating comparison unit. apparatus.
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