JP5179333B2

JP5179333B2 - 測定装置

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Publication number: JP5179333B2
Application number: JP2008309712A
Authority: JP
Inventors: 訓久久保田
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-12-04
Also published as: JP2010133820A

Description

本発明は、複数の測定レンジの中から切り替えられた現在の測定レンジで入力信号についてのパラメータを測定する測定装置に関するものである。

この種の測定装置では、一般的には、下記特許文献１において出願人が従来技術として開示した測定装置のように、入力信号電圧（具体的には、このディジタル変換データ）を予め規定された上限および下限の各しきい値（しきい値データ）と比較して、入力信号電圧が上限しきい値（測定レンジのフルスケール値をＦＳとしたときに、１×ＦＳ）を超えたときには上位の測定レンジに切り替え、他方、入力信号電圧が下限しきい値（０．４×ＦＳ）以下となった場合には下位の測定レンジに切り替えることで、測定レンジの切り替えが行われている。
特許第３１１００９７号公報（第２頁、第４図）

ところが、上記の測定装置には、以下の改善すべき課題がある。すなわち、この種の測定装置では、通常、上記公報に開示された測定装置のように、測定レンジの切り替えが最適化されるように、実験等に基づいて、各測定レンジの測定範囲の上限を規定する上限しきい値については例えばフルスケールと同じか若干大きい値に、また測定範囲の下限を規定する下限しきい値については例えばフルスケールの１／２近傍の値にそれぞれ固定的に決定されている。このため、この種の測定装置には、入力信号の電圧が上限しきい値を超えたり、下限しきい値を下回ったりする事態が頻繁に発生した場合には、この事態の発生に連動して測定レンジの切り替えも頻繁に発生する結果、測定値が読み取り難くなるという改善すべき課題が存在している。この場合、各測定レンジの測定範囲を拡大して、つまり測定範囲の上限を規定する上限しきい値をより高い値に固定したり、測定範囲の下限を規定する下限しきい値をより低い値に固定したりすることにより、測定レンジの測定範囲からの入力信号の電圧の逸脱の頻度を低下させて、測定レンジの切り替えの回数を減少させる構成とすることも可能である。しかしながら、この構成には、測定確度が確保できないという課題が発生する。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、測定値の読み取り易さと測定確度の確保とを選択し得る測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の測定装置は、複数の測定レンジの中から切り替えられた現在の測定レンジで入力信号についてのパラメータを測定する測定部と、当該測定されたパラメータに基づいて前記測定レンジの切り替えを制御する制御部とを備えた測定装置であって、前記各測定レンジの測定範囲を規定する上限しきい値および下限しきい値が記憶された記憶部を備え、前記制御部は、前記現在の測定レンジで測定された前記パラメータが当該現在の測定レンジにおける前記上限しきい値を超えているときには上位の前記測定レンジに切り替えると共に、当該現在の測定レンジにおける前記下限しきい値を下回っているときには下位の前記測定レンジに切り替えるレンジ切替処理を実行し、かつ所定の条件を満たしたと判別したときに、前記記憶部に記憶されている前記各測定レンジの前記上限しきい値を上昇させるしきい値上昇処理および前記下限しきい値を低下させるしきい値低下処理の少なくとも一方を実行する。

請求項２記載の測定装置は、請求項１記載の測定装置において、前記制御部は、前記所定の条件を満たしたときに、前記しきい値低下処理および前記しきい値上昇処理の双方を実行する。

請求項３記載の測定装置は、請求項１または２記載の測定装置において、前記制御部は、前記レンジ切替処理の実行によって発生する前記測定レンジの切り替えの単位時間当たりの回数が基準値以上となったときに前記所定の条件が満たされたと判別する。

請求項１記載の測定装置では、制御部が、現在の測定レンジで測定されたパラメータが現在の測定レンジにおける上限しきい値を超えているときには上位の測定レンジに切り替え、かつ現在の測定レンジにおける下限しきい値を下回っているときには下位の測定レンジに切り替えるレンジ切替処理を実行すると共に、所定の条件を満たしたときに、測定レンジの上限しきい値を上昇させるしきい値上昇処理および下限しきい値を低下させるしきい値低下処理の少なくとも一方を実行する。したがって、この測定装置によれば、測定レンジが頻繁に切り替えられることに起因して表示されるパラメータが読み取り難いときには、上限しきい値および下限しきい値で規定される測定レンジの測定範囲を拡大することができ、これによって測定レンジの頻繁な切り替えを回避して、測定されるパラメータを読み取り易くすることができる。また、この測定装置によれば、所定の条件を満たさないときには、元の測定レンジにおいて、パラメータについて確度の高い測定を行うことができる。

また、請求項２記載の測定装置によれば、所定の条件を満たしたときに、制御部がしきい値低下処理およびしきい値上昇処理の双方を実行して、上限しきい値を上昇させると共に下限しきい値を低下させることにより、測定レンジの測定範囲の上限側および下限側の双方を拡大することができるため、測定レンジの頻繁な切り替えをより確実に回避して、測定されるパラメータを一層読み取り易くすることができる。

また、請求項３記載の測定装置では、レンジ切替処理の実行によって発生する測定レンジの切り替えの単位時間当たりの回数が基準値以上となったときに、制御部が所定の条件が満たされたと判別して、測定レンジの測定範囲の上限側および下限側の少なくとも一方を自動的に拡大させる。したがって、この測定装置によれば、測定レンジの頻繁な切り替えの発生に起因して、測定されたパラメータの読み取りが困難になる前に、測定レンジの測定範囲の上限側および下限側の少なくとも一方を自動的に拡大することができ、これによって測定レンジの頻繁な切り替えの発生を回避できる結果、パラメータを常に読み取り易くすることができる。

以下、本発明に係る測定装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、測定装置１の構成について、添付図面を参照して説明する。なお、本例では、入力信号Ｓ１のパラメータとして、入力信号Ｓ１の電圧（具体的には電圧実効値）を測定する測定装置（電圧測定装置）を例に挙げて説明する。

図１に示す測定装置１は、レンジ切替部２、Ａ／Ｄ変換部３、演算制御部４、記憶部５、操作部６および表示部７を備え、入力信号Ｓ１の電圧実効値Ｖｅを測定して表示可能に構成されている。

レンジ切替部２は、一例として、不図示の演算増幅器、演算増幅器に接続された入力抵抗および帰還抵抗、並びに入力抵抗および帰還抵抗のうちの少なくとも一方の抵抗値を切り替えることによって演算増幅器の増幅率をステップ状に変化させる複数のスイッチを備えて構成されている。また、レンジ切替部２は、Ａ／Ｄ変換部３および演算制御部４と共に本発明における測定部を構成する。このレンジ切替部２では、スイッチのオン・オフ状態の組み合わせによって取り得る演算増幅器の増幅率の段数（切替数）が、測定レンジの段数となっている。レンジ切替部２は、演算制御部４から出力される制御信号Ｓｃによって増幅率、つまり測定レンジが設定される。本例では、一例として、レンジ切替部２の測定レンジは、「１５ボルト」、「３０ボルト」および「６０ボルト」の３段となっている。したがって、測定レンジ（「１５ボルト」、「３０ボルト」および「６０ボルト」）での各増幅率α１，α２，α３（特に区別しないときには、「増幅率α」）は、「１５ボルト」レンジでの増幅率α１を基準としたときに、順次、１／２倍ずつ減少するように（α２＝α１／２，α３＝α２／２）規定されている。以上の構成により、レンジ切替部２は、入力信号Ｓ１を入力すると共に、設定されてる測定レンジに対応する増幅率で増幅して、増幅信号Ｓ２として出力する。また、本例では、測定レンジを、「１５ボルト」レンジから「３０ボルト」レンジに、また「３０ボルト」レンジから「６０ボルト」レンジに切り替えることを「レンジアップ」といい、逆の場合を「レンジダウン」というものとする。

Ａ／Ｄ変換部３は、増幅信号Ｓ２を入力すると共に、所定のサンプリング周期でディジタルデータＤ１に変換して出力する。演算制御部４は、ＣＰＵで構成されて本発明における制御部としても機能し、初期設定処理、入力信号Ｓ１の電圧実効値Ｖｅを算出する実効値算出処理、算出された電圧実効値Ｖｅと測定レンジについての上限しきい値および下限しきい値とを比較して測定レンジを切り替えるレンジ切替処理、レンジ切替処理で使用する上限しきい値および下限しきい値を切り替えるしきい値切替処理を実行する。

記憶部５は、ＲＯＭやＲＡＭなどで構成されて、上記の各処理における演算制御部４の動作を規定するプログラム、上限しきい値および下限しきい値、測定装置１が有する全測定レンジを示すレンジ情報、全測定レンジでの増幅率α、並びに測定レンジの初期値が予め記憶されている。本例では一例として、記憶部５には、各測定レンジ（「１５ボルト」、「３０ボルト」および「６０ボルト」）のフルスケール値、つまり数値「１５」、「３０」および「６０」がレンジ情報ＦＳとして記憶され、かつ各測定レンジでの増幅率α１，α２，α３がレンジ情報ＦＳに対応して記憶されている。また、記憶部５には、測定レンジの初期値ＦＳｉとして全てのレンジ情報ＦＳのうちの１つ（一例として「３０」）が記憶されている。

また、記憶部５には、測定レンジを切り替えるための上限しきい値および下限しきい値として、各測定レンジのフルスケール値（レンジ情報ＦＳ（「１５」、「３０」および「６０」）に乗算して具体的な上限しきい値および下限しきい値を算出するための係数Ｐが４種類記憶されている。具体的には、レンジアップのための２種類の上限しきい値ＶＨ１，ＶＨ２（以下、区別しないときには、「上限しきい値ＶＨ」ともいう）を算出するための係数として、例えば、係数Ｐ１（＝１．０５），Ｐ２（＝１．１）が記憶されると共に、レンジダウンのための２種類の下限しきい値ＶＬ１，ＶＬ２（以下、区別しないときには、「下限しきい値ＶＬ」ともいう）を算出するための係数として、例えば、係数Ｐ３（＝０．５），Ｐ４（＝０．１）が記憶されている。したがって、各係数Ｐ１〜Ｐ４に基づいて算出される各上限しきい値ＶＨ１，ＶＨ２および各下限しきい値ＶＬ１，ＶＬ２は、図２に示すように、ＶＨ２＞ＶＨ１＞（ＦＳ）＞ＶＬ１＞ＶＬ２という関係となる。また、上限しきい値ＶＨ１は下限しきい値ＶＬ１と組み合わされて、測定確度を必要とする場合に使用され、上限しきい値ＶＨ２は下限しきい値ＶＨ２と組み合わされて、後述するように、表示部７に表示される測定値（電圧実効値Ｖｅ）を読み取り易くする場合に使用される。また、記憶部５には、現在の測定レンジを示す現在レンジ情報ＦＳｐ、および現在の上限しきい値および下限しきい値ＶＨ，ＶＬが更新記憶される。

操作部６は、上記した上限しきい値および下限しきい値の２つの組のうちの１組を選択するための選択スイッチ（不図示）を少なくとも備え、選択スイッチに対する操作によって選択された上限しきい値および下限しきい値の１つの組を示す選択信号Ｓｓを演算制御部４に出力する。表示部７は、ディスプレイ装置で構成されて、演算制御部４の制御に従って測定値（電圧実効値Ｖｅ）を表示する。

次に、入力信号Ｓ１の電圧実効値Ｖｅを測定する測定装置１の動作について、図面を参照して説明する。なお、操作部６の選択スイッチは、最初は、上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１の組を示す状態になっているものとする。

まず、測定装置１では、電源投入時において、演算制御部４が、初期設定処理を実行する。この初期設定処理では、演算制御部４は、操作部６から出力されている選択信号Ｓｓで示されている上限しきい値および下限しきい値の組を特定する。本例では、操作部６は初期状態において上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１の組を示す選択信号Ｓｓを出力しているため、演算制御部４は、この上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１の組を使用するしきい値の組として特定する。

次いで、演算制御部４は、特定した上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１の組についての係数Ｐ１，Ｐ３、および測定レンジの初期値ＦＳｉを読み出すと共に、これらに基づいて、初期値ＦＳｉで示される測定レンジでの測定範囲を規定する上限しきい値および下限しきい値（本例の初期設定処理では、上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１）の具体的な値を算出して、現状の測定範囲についての上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬとして記憶部５に記憶させる。本例では、係数Ｐ１，Ｐ３、および測定レンジの初期値ＦＳｉは、それぞれ数値「１．０５」，「０．５」，「３０」であるため、演算制御部４により、上限しきい値ＶＨ１は３１．５（＝１．０５×３０）、および下限しきい値ＶＬ１は１５（＝０．５×３０）と算出され、これらが上限しきい値ＶＨ（＝３１．５）および下限しきい値ＶＬ（＝１５）として記憶部５に記憶される。また、演算制御部４は、測定レンジの初期値ＦＳｉを現在の測定レンジを示す現在レンジ情報ＦＳｐとして記憶部５に記憶させる。また、演算制御部４は、制御信号Ｓｃをレンジ切替部２に対して出力することにより、レンジ切替部２の測定レンジを初期値ＦＳｉ「３０」で示される「３０ボルト」に設定する。これにより、初期設定処理が完了する。

電源の投入状態において、レンジ切替部２およびＡ／Ｄ変換部３はそれぞれ作動状態にあるため、この状態において入力信号Ｓ１が入力されると、レンジ切替部２が、設定された測定レンジ「３０ボルト」での増幅率でこの入力信号Ｓ１を増幅して、増幅信号Ｓ２として出力する動作を開始し、Ａ／Ｄ変換部３がこの増幅信号Ｓ２をディジタルデータＤ１に変換して出力する動作を開始する。また、演算制御部４は、実効値算出処理を実行する。この実効値算出処理では、演算制御部４は、Ａ／Ｄ変換部３から出力されるディジタルデータＤ１、現在の測定レンジを示す現在レンジ情報ＦＳｐ、および記憶部５から読み出したこの測定レンジでの増幅率αに基づいて電圧実効値Ｖｅを算出して、算出した電圧実効値Ｖｅを表示部７に表示させる。演算制御部４は、この実効値算出処理をＡ／Ｄ変換部３のサンプリング周期に同期して実行する。これにより、表示部７には、時間と共に変化する電圧実効値Ｖｅが表示される。

また、演算制御部４は、実効値算出処理の実行の都度（つまり、電圧実効値Ｖｅの算出の都度）、レンジ切替処理を実行する。このレンジ切替処理では、演算制御部４は、算出した電圧実効値Ｖｅと、記憶部５に記憶されている現在の上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬ（現状の測定範囲の上限および下限を規定するしきい値）とを比較して、測定レンジの切り替えの要否を判別する。具体的には、演算制御部４は、電圧実効値Ｖｅが上限しきい値ＶＨ以下で、かつ下限しきい値ＶＬ以上のとき（測定範囲内のとき）には、測定レンジの切り替えが不要であると判別する。一方、演算制御部４は、電圧実効値Ｖｅが上限しきい値ＶＨを超えている（測定範囲を超えている）ときには、一つ上位の測定レンジへの切り替えが必要であると判別し、電圧実効値Ｖｅが下限しきい値ＶＬを下回っている（測定範囲を下回っている）ときには、一つ下位の測定レンジへの切り替えが必要であると判別する。

この判別の結果、測定レンジへの切り替えが不要であるとき、例えば、図２において破線で示すように、電圧実効値Ｖｅが現状の測定レンジの測定範囲Ａ１内（上限しきい値ＶＨ（＝ＶＨ１）以下で、かつ下限しきい値ＶＬ（＝ＶＬ１）以上）であるときには、演算制御部４は、記憶部５に記憶されている現状の測定レンジについての各情報（測定範囲を示す上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬ、および現在レンジ情報ＦＳｐ）を更新せずに維持する。

一方、一つ上位の測定レンジへの切り替えが必要であるとき、例えば、図２において実線で示すように電圧実効値Ｖｅが変化している場合において、電圧実効値Ｖｅが増加しつつ各しきい値ＶＨ，ＶＬを横切るとき（四角印を付した状態のとき）には、演算制御部４は、記憶部５に記憶されている現在レンジ情報ＦＳｐとレンジ情報ＦＳとに基づいて、現在レンジ情報ＦＳｐで示される測定レンジよりも一つ上位の測定レンジを決定し、この測定レンジでの測定範囲を規定する上限しきい値および下限しきい値を算出して上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬとして記憶部５に更新記憶させる。例えば、現在の測定レンジが「３０ボルト」であるときには、演算制御部４は、一つ上位の測定レンジ「６０ボルト」に決定し、また選択信号Ｓｓによって上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１が選択されている状態のため、係数Ｐ１（１．０５），Ｐ３（０．５）、および「６０ボルト」レンジのレンジ情報ＦＳ（６０）に基づいて、上限しきい値ＶＨ１を６３（＝１．０５×６０）と、下限しきい値ＶＬ１を３０（＝０．５×６０）と算出する。また、演算制御部４は、この算出した上限しきい値ＶＨ１（６３）および下限しきい値ＶＬ１（３０）を、それぞれ上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬとして記憶部５に更新記憶させる。また、演算制御部４は、「６０ボルト」レンジのレンジ情報ＦＳ（６０）を現在の測定レンジを示す現在レンジ情報ＦＳｐとして記憶部５に更新記憶させる。また、演算制御部４は、制御信号Ｓｃをレンジ切替部２に対して出力することにより、レンジ切替部２の測定レンジを「６０ボルト」に設定する。これにより、上位の測定レンジへのレンジ切替処理が完了する。

他方、一つ下位の測定レンジへの切り替えが必要であるとき、例えば、図２において実線で示すように電圧実効値Ｖｅが変化している場合において、電圧実効値Ｖｅが減少しつつ各しきい値ＶＨ，ＶＬを横切るとき（丸印を付した状態のとき）には、演算制御部４は、記憶部５に記憶されている現在レンジ情報ＦＳｐとレンジ情報ＦＳとに基づいて、現在レンジ情報ＦＳｐで示される測定レンジよりも一つ下位の測定レンジを決定し、この測定レンジでの測定範囲を規定する上限しきい値および下限しきい値を算出して上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬとして記憶部５に更新記憶させる。例えば、現在の測定レンジが「３０ボルト」であるときには、演算制御部４は、一つ下位の測定レンジ「１５ボルト」に決定し、また選択信号Ｓｓによって上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１が選択されている状態のため、係数Ｐ１（１．０５），Ｐ３（０．５）、および「１５ボルト」レンジのレンジ情報ＦＳ（１５）に基づいて、上限しきい値ＶＨ１を１５．７５（＝１．０５×１５）と、下限しきい値ＶＬ１を７．５（＝０．５×１５）と算出する。また、演算制御部４は、この算出した上限しきい値ＶＨ１（１５．７５）および下限しきい値ＶＬ１（７．５）を、それぞれ上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬとして記憶部５に更新記憶させる。また、演算制御部４は、「１５ボルト」レンジのレンジ情報ＦＳ（１５）を現在の測定レンジを示す現在レンジ情報ＦＳｐとして記憶部５に更新記憶させる。また、演算制御部４は、制御信号Ｓｃをレンジ切替部２に対して出力することにより、レンジ切替部２の測定レンジを「１５ボルト」に設定する。これにより、下位の測定レンジへのレンジ切替処理が完了する。

なお、一つ上位の測定レンジへの切り替えや一つ下位の測定レンジへの切り替えが必要であると判別した場合であっても、該当する上位の測定レンジや下位の測定レンジが存在しないときには、上記した測定レンジへの切り替えが不要であると判別したときと同様にして、演算制御部４は、記憶部５に記憶されている現状の測定レンジについての各情報（測定範囲を示す上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬ、および現在レンジ情報ＦＳｐ）を更新せずに維持する。

このようにして、演算制御部４が、実効値算出処理と共にレンジ切替処理を実行するため、図２において破線で示すように、電圧実効値Ｖｅの変動が現在の測定レンジの測定範囲Ａ１内に収まっている入力信号Ｓ１については、測定レンジが切り替わることなく、高い測定確度でその電圧実効値Ｖｅが測定される。一方、図２において実線で示すように、電圧実効値Ｖｅの変動が現在の測定レンジの測定範囲Ａ１を頻繁に超えたり、頻繁に下回ったりする入力信号Ｓ１については、演算制御部４によって測定レンジの切り替えがその都度実行されて、常に最適な測定レンジにおいてその電圧実効値Ｖｅが測定される。このため、各上限しきい値ＶＨ１，ＶＬ１を上限しきい値ＶＨ，ＶＬとして使用する構成では、入力信号Ｓ１について、確度のよい電圧実効値Ｖｅの測定が可能となる。その一方で、測定レンジの切り替えが頻繁に行われる場合には、表示される電圧実効値Ｖｅを読み取り難くなることもある。

この測定装置１において、表示される電圧実効値Ｖｅを読み取り易くしたい場合には、操作部６の選択スイッチを操作して、他の上限しきい値および下限しきい値の組（上限しきい値ＶＨ２，下限しきい値ＶＬ２）を示す選択信号Ｓｓを操作部６から演算制御部４に出力させる。演算制御部４は、上限しきい値ＶＨ２および下限しきい値ＶＬ２の組が選択されたことを示す選択信号Ｓｓを入力したときに、本発明における所定の条件が満たされたと判別して、しきい値切替処理を実行する。

このしきい値切替処理では、演算制御部４は、操作部６から出力されている選択信号Ｓｓで示されている上限しきい値および下限しきい値の組を特定する。この場合、選択信号Ｓｓで示されるしきい値の組が、上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１の組から上限しきい値ＶＨ２および下限しきい値ＶＬ２の組に変更されるため、演算制御部４は、この上限しきい値ＶＨ２および下限しきい値ＶＬ２の組を使用するしきい値の組として特定する。次いで、演算制御部４は、特定した上限しきい値ＶＨ２および下限しきい値ＶＬ２の組についての係数Ｐ２，Ｐ４、および現在レンジ情報ＦＳｐを読み出し、これらに基づいて、現在レンジ情報ＦＳｐで示される現在の測定レンジでの測定範囲Ａ１を規定する上限しきい値ＶＨを上昇させるしきい値上昇処理を実行すると共に、下限しきい値ＶＬを低下させるしきい値低下処理を実行して、新たな測定範囲Ａ２を規定する（図２参照）。また、これらの各処理で算出された上限しきい値ＶＨ２および下限しきい値ＶＬ２を、上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬとして記憶部５に更新記憶させる。

具体的には、例えば現在レンジ情報ＦＳｐが「３０」であるときには、本例では、上限しきい値ＶＨ２および下限しきい値ＶＬ２に対応する係数Ｐ２，Ｐ４はそれぞれ数値「１．１」，「０．１」であるため、演算制御部４により、上限しきい値ＶＨ２は３３（＝１．１×３０）、および下限しきい値ＶＬ２は３（＝０．１×３０）と算出され、これらが上限しきい値ＶＨ（＝３３）および下限しきい値ＶＬ（＝３）として記憶部５に記憶される。これにより、しきい値切替処理が完了する。これにより、図２に示すように、上限しきい値ＶＨが、上限しきい値ＶＨ１（＝３１．５）から上限しきい値ＶＨ２（＝３３）に上昇させられ（引き上げられ）、下限しきい値ＶＨが、下限しきい値ＶＬ１（＝１５）から下限しきい値ＶＬ２（＝３）に低下させられて、拡大された新たな測定範囲Ａ２が規定される。このため、測定範囲Ａ１のときと比較して、入力信号Ｓ１について算出（測定）された電圧実効値Ｖｅが測定範囲Ａ２を超えたり、下回ったりする事態を大幅に低減できる結果、演算制御部４による測定レンジの切り替えが大幅に減少する。したがって、最適な測定レンジへの切り替えが実施されないため、電圧実効値Ｖｅの測定確度が若干低下するものの、頻繁な測定レンジの切り替えに起因した電圧実効値Ｖｅの読み取り難くさについては大幅に改善される。

なお、さらに操作部６の選択スイッチが操作されて、上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１の組が選択されたときには、演算制御部４は、これらのしきい値に対応する係数Ｐ１，Ｐ３、および現在レンジ情報ＦＳｐに基づいて、上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬを算出し直す。この場合、測定レンジの測定範囲は、図２に示すように上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１で規定される測定範囲Ａ１に狭められる。これにより、測定装置１は、再度、常に最適な測定レンジにおいて入力信号Ｓ１の電圧実効値Ｖｅが測定される構成（測定レンジの切り替えが最適化された構成）となり、確度のよい電圧実効値Ｖｅの測定を実行する。

このように、この測定装置１では、演算制御部４が、現在の測定レンジで測定された電圧実効値Ｖｅが現在の測定レンジにおける上限しきい値ＶＨを超えているときには一つ上位の測定レンジに切り替え、かつ現在の測定レンジにおける下限しきい値ＶＬを下回っているときには一つ下位の測定レンジに切り替えるレンジ切替処理を実行すると共に、所定の条件（上記の例では、上限しきい値ＶＨ２および下限しきい値ＶＬ２の組が選択されたことを示す選択信号Ｓｓを入力したとき）に、測定レンジの上限しきい値ＶＨを上昇させるしきい値上昇処理および下限しきい値ＶＬを低下させるしきい値低下処理を実行する。したがって、この測定装置１によれば、測定レンジが頻繁に切り替えられることに起因して表示部７に表示される電圧実効値Ｖｅが読み取り難いときには、操作部６から所定の条件を満たすような選択信号Ｓｓを出力することにより、上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬで規定される測定レンジの測定範囲を測定範囲Ａ１から測定範囲Ａ２に拡大することができ、これによって測定レンジの頻繁な切り替えを回避できるため、電圧実効値Ｖｅを読み取り易くすることができる。

また、この測定装置１によれば、演算制御部４が上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１の組が選択されたことを示す選択信号Ｓｓを入力したときに測定レンジの上限しきい値ＶＨおよび下限しきい値ＶＬを元の値に戻して測定範囲をＡ１に狭める処理を実行するため、必要に応じて選択信号Ｓｓで示される上限しきい値ＶＨ１および下限しきい値ＶＬ１の組を切り替えることにより、測定される電圧実効値Ｖｅの確度の確保と、電圧実効値Ｖｅを読み取り易さとを選択することができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、操作部６から所定の条件を満たすような選択信号Ｓｓが出力されたときに、演算制御部４が、しきい値低下処理およびしきい値上昇処理の双方を実行して、上限しきい値ＶＨを上昇させると共に、下限しきい値ＶＬを低下させることにより、測定レンジの測定範囲の上限側および下限側の双方を拡大して、測定レンジの頻繁な切り替えを確実に回避して、測定されるパラメータを確実に読み取り易くすることができるという、より好ましい構成としたが、しきい値低下処理およびしきい値上昇処理のいずれか一方のみを実行する構成とすることもできる。この構成においても、測定レンジの測定範囲を拡大できるため、測定レンジの頻繁な切り替えを軽減でき、電圧実効値Ｖｅを読み取り易くすることができる。

また、しきい値低下処理およびしきい値上昇処理の少なくとも一方を実行するための所定の条件として、選択スイッチを備えた操作部６を設けると共に、この選択スイッチに対する操作によって出力される選択信号Ｓｓの示すしきい値の組が所定の組（上限しきい値ＶＨ２および下限しきい値ＶＬ２の組）であることを条件としているが、演算制御部４が、単位時間当たりの測定レンジの切り替え回数を計測して、この回数が予め決められた基準値以上となったときに、所定の条件が満たされたとして、しきい値低下処理およびしきい値上昇処理の少なくとも一方を実行する構成とすることもできる。この構成によれば、測定レンジの頻繁な切り替えの発生に起因して、電圧実効値Ｖｅの読み取りが困難になる前に、測定レンジの測定範囲の上限側および下限側の少なくとも一方が自動的に拡大されるため、測定レンジの頻繁な切り替えの発生を回避して、電圧実効値Ｖｅを常に読み取り易くすることができる。

また、各測定レンジに共通の係数Ｐと、各測定レンジのフルスケール値を示すレンジ情報ＦＳとに基づいて、各しきい値ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＬ１，ＶＬ２を算出する構成について上記したが、各しきい値ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＬ１，ＶＬ２を測定レンジ毎に予め規定して記憶部５に記憶させておき、この各しきい値ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＬ１，ＶＬ２を使用する構成を採用することもできる。また、測定レンジの測定範囲の上限および下限を規定するしきい値として、それぞれ２種類のしきい値（ＶＨ１，ＶＨ２と、ＶＬ１，ＶＬ２）を規定することにより、測定範囲の上限および下限を２段階に切り替える構成について上記したが、測定範囲の上限および下限を規定するしきい値として３種類以上のしきい値を備え、３段階以上に切り替える構成とすることもできる。

また、例えば、本発明におけるパラメータとしての入力信号Ｓ１の電圧実効値Ｖｅを測定する測定装置（電圧測定装置）１に適用した例について上記したが、測定レンジの自動切り替え（オートレンジ切り替え）機能を備えて、抵抗、電流、電力および温度等の各種のパラメータを測定可能な抵抗測定装置、電流測定装置、電力計、マルチメータなどの各種の測定装置に適用することができる。

測定装置１の構成を示すブロック図である。測定レンジのフルスケール値（レンジ情報ＦＳ）、各しきい値ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＬ１，ＶＬ２、および電圧実効値Ｖｅとの関係を説明するための説明図である。

符号の説明

１測定装置
２レンジ切替部
３Ａ／Ｄ変換部
４演算制御部
５記憶部
Ｖｅ電圧実効値
ＶＨ，ＶＨ１，ＶＨ２上限しきい値
ＶＬ，ＶＬ１，ＶＬ２下限しきい値

Claims

複数の測定レンジの中から切り替えられた現在の測定レンジで入力信号についてのパラメータを測定する測定部と、当該測定されたパラメータに基づいて前記測定レンジの切り替えを制御する制御部とを備えた測定装置であって、
前記各測定レンジの測定範囲を規定する上限しきい値および下限しきい値が記憶された記憶部を備え、
前記制御部は、前記現在の測定レンジで測定された前記パラメータが当該現在の測定レンジにおける前記上限しきい値を超えているときには上位の前記測定レンジに切り替えると共に、当該現在の測定レンジにおける前記下限しきい値を下回っているときには下位の前記測定レンジに切り替えるレンジ切替処理を実行し、かつ所定の条件を満たしたと判別したときに、前記記憶部に記憶されている前記各測定レンジの前記上限しきい値を上昇させるしきい値上昇処理および前記下限しきい値を低下させるしきい値低下処理の少なくとも一方を実行する測定装置。
前記制御部は、前記所定の条件を満たしたときに、前記しきい値低下処理および前記しきい値上昇処理の双方を実行する請求項１記載の測定装置。
前記制御部は、前記レンジ切替処理の実行によって発生する前記測定レンジの切り替えの単位時間当たりの回数が基準値以上となったときに前記所定の条件が満たされたと判別する請求項１または２記載の測定装置。