JPH09211032A - 測定データのベクトル表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多くのベクトル線が表示された場合でも画面
構成が簡潔であり、しかも各ベクトル線を容易に識別可
能とする。 【解決手段】 Ａ／Ｄ変換器を含む入力部を介して取り
込まれた測定データをＦＦＴ演算して各次数成分の実効
値と位相角などを算出するとともに、ディスプレイに横
軸を実数軸、縦軸を虚数軸とするベクトル表示画面を設
定し、同ベクトル表示画面上に複数の次数成分をその実
効値と位相角からベクトル表示するにあたって、各ベク
トル線の先端部側の延長線上に、その次数成分の次数値
もしくは同次数成分が属する入力チャンネル番号を意味
する識別符号を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は測定データのベクト
ル表示方法に関し、さらに詳しく言えば、複数のベクト
ル線が表示されている表示画面において、ベクトル線が
何次のものかもしくはどの入力チャンネルのものかなど
を表示して、個々のベクトル線を容易に識別可能とした
測定データのベクトル表示方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インバータ機器やモータなどから
発生する高調波電流の他の機器に与える影響が問題視さ
れている。高調波解析は、例えば被測定電流をＡ／Ｄ変
換した後、その測定データにＦＦＴ（高速フーリエ変
換）演算処理を施すことにより行なわれ、これによれば
各次数についての実効値と位相角などが求められる。

【０００３】一般に、この高調波解析データは、横軸を
周波数軸とし、縦軸をその実効値軸とする座標系でバー
グラフ状の周波数スペクトラムとして表示されるが、こ
のスペクトラム表示には位相角を加味することができな
い。

【０００４】そこで、実効値とともに位相角情報をもグ
ラフ的に同時に読み取りできるようにするには、ベクト
ル表示が採用される。すなわち、ディスプレイに横軸を
実数軸、縦軸を虚数軸とするベクトル表示画面が用意さ
れ、そこに各次数成分について、実数軸からの反時計方
向回りの角度を位相角とし、長さをその実効値とするベ
クトル線が表示される。

【０００５】このベクトル線表示は、各次数についての
み個別的に表示させることも可能であるが、他の次数と
の関係を見るうえで、すべての次数もしくは操作部を介
して選択された任意の次数間についてのベクトルを一度
に表示することも可能とされており、図５にはその表示
の一例が示されている。

【０００６】すなわち、同図にはＵ相電圧を基準とした
場合のＵ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流がベクトル表
示されているが、各ベクトル線がどの系統のものである
かを識別可能とするため、各相ごとに線種や線色を変え
るようにしている。この例では線種を変え、Ｕ相電流は
一点鎖線、Ｖ相電流は二点鎖線、Ｗ相電流は破線で表示
するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表示線
種（もしくは線色）だけでは、そのベクトル線がどの系
統に属するものかを見分けることができないため、ディ
スプレイの所定表示領域に、その時の線種についての説
明が必要であり、また、各ベクトル線についての詳細な
読み値も合わせて表示も必要とされる。

【０００８】このように、従来では本来のベクトル表示
領域のほかに、説明欄的な表示領域を必要とするばかり
でなく、表示するベクトル線数が多くなると、その説明
欄の表示スペースもそれに応じて広くしなければなら
ず、全体として画面構成が複雑で見辛いという問題があ
った。

【０００９】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたもので、その目的は、多くのベクトル
線が表示された場合でも画面構成が簡潔であり、しかも
各ベクトル線を容易に識別可能に表示することができる
ようにした測定データのベクトル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、請求項１の発明は、被測定アナログ信号をディジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を含む入力部と、同入力
部を介して取り込まれた測定データをＦＦＴ演算して各
次数成分の実効値と位相角などを算出する演算制御部
と、上記各次数成分についての実効値と位相角などが記
憶されるメモリと、ＣＲＴもしくはＬＣＤなどからなる
表示部としてのディスプレイと、上記演算制御部に種々
の指示を与える操作部とを備え、同ディスプレイに横軸
を実数軸、縦軸を虚数軸とするベクトル表示画面を設定
し、同ベクトル表示画面上に複数の次数成分をその実効
値と位相角からベクトル表示する測定データのベクトル
表示方法において、各ベクトル線の先端部側の延長線上
に、その次数成分の次数値もしくは同次数成分が属する
入力チャンネル番号を意味する識別符号を表示するよう
にしたことを特徴としている。

【００１１】これによると、例えば入力チャンネル数が
６チャンネルで、操作部より各チャンネルの見たい次数
として例えば３次を指定すると、ベクトル表示画面には
６本のベクトル線が表示されるとともに、その各々の先
端側に識別符号としてそのベクトル線が属するチャンネ
ル番号が表示されるため、即座にどのベクトル線がどの
入力チャンネルのものであるかが分かる。

【００１２】また、請求項２の発明では、複数のベクト
ル線が重なるかもしくは近接して表示される場合、その
中の最長ベクトル線の延長線上に、各ベクトル線の上記
識別符号をその線長に応じた順に配列表示することを特
徴としており、これによれば識別符号が輻輳することな
く一列状態に整然と表示され、きわめて読みやすい表示
が得られる。

【００１３】これに関連して、請求項３においては、複
数のベクトル線が近接しているか否かを判断するにあた
って、上記ベクトル線の識別符号の少なくとも一部分
が、隣接する他のベクトル線もしくはその識別符号と重
なる場合を基準としている。

【００１４】そして、請求項４の発明では、上記各ベク
トル線の上記識別符号をその線長の短い順から順次半径
方向外側に向けて配列表示することを特徴としており、
これによれば各ベクトル線が重なるかもしくは近接して
見辛い場合でも、その識別符号の並び順により、各ベク
トル線の実効値の大小関係が分かる。

【００１５】一方、請求項５の発明においては、上記操
作部より所望とする上記識別符号をカーソルなどにて指
定することにより、そのベクトル線の実効値、位相角な
どの読み値が上記ディスプレイの子画面に表示されるこ
とを特徴としており、これによると、ユーザーが必要と
した場合にのみ子画面が開かれるため、ベクトル表示領
域をより広く設定できるとともに、ディスプレイの画面
構成を簡潔なものとすることができる。

【００１６】他方、請求項６の発明では、上記ベクトル
表示画面の横軸および縦軸が、ともに対数軸であること
を特徴としている。これによると、等間隔軸でその長さ
が１０倍程度違うようなベクトル線同士の比較を容易に
行なうことができる。また、微小ベクトルであって、等
間隔軸では本来表示されないようなベクトル線の表示も
可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の技術的思想をより
よく理解するうえで、その実施の形態について説明す
る。図１には本発明による測定データのベクトル表示方
法が適用される高調波解析装置の概略的なブロック線図
が例示されており、まず、この装置の構成を説明する。

【００１８】この高調波解析装置は例えば三相三線の各
電路に対応し得るように、４つの入力端子（入力チャン
ネル）１１〜１４を備えている。この場合、入力端子１
１には例えばＶ相の電圧が入力され、入力端子１２〜１
４にはＶ相、Ｕ相およびＷ相の各電流がそれぞれ入力さ
れる。なお、これらの各電流は図示しないクランプセン
サにより電圧に変換されて入力される。

【００１９】電圧入力端子１１には波形整形回路１１ａ
とＰＬＬ回路（位相同期回路）１１ｂがそれぞれ直列に
接続されている。また、各電流入力端子１２〜１４には
ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１２ａ〜１４ａおよびＳ／
Ｈ（サンプルホールド）回路１２ｂ〜１４ｂがそれぞれ
直列に接続されている。この場合、各Ｓ／Ｈ回路１２ｂ
〜１４ｂはＰＬＬ回路１１ｂにより電圧入力と同期がと
られており、ＬＰＦ１２ａ〜１４ａを通過した電流信号
を電圧入力の整数倍とされた所定の同期タイミングにて
保持する。

【００２０】このようにしてＳ／Ｈ回路１２ｂ〜１４ｂ
に保持された各相の電流信号は、それぞれ次段のＡ／Ｄ
変換器１２ｃ〜１４ｃでディジタル信号に変換された
後、バッファメモリ１２ｄ〜１４ｄに一旦保持され、そ
してバスラインＢＵＳ１を介してＤＳＰ（ディジタルシ
グナルプロセッサ）１５に送られる。

【００２１】このＤＳＰ１５において、各相の測定デー
タがＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算処理され、各次数
成分についての例えばその実効値、位相角およびその極
性などの測定（演算）データがメモリ１６に記憶され
る。このメモリ１６へのデータの書込み、読出しおよび
そのデータに基づく表示部１８への表示は、バスライン
ＢＵＳ２を介してＣＰＵ（中央演算処理ユニット）１７
によって制御される。

【００２２】この場合、表示部１８はＣＲＴ（陰極線
管）もしくはＬＣＤ（液晶表示パネル）、さらにはプラ
ズマディスプレイパネルなどのディスプレイからなり、
操作部１９からの指示により、ＣＰＵ１７はこのディス
プレイ１８上に横軸を周波数軸、縦軸を実効値軸とする
周波数スペクトラム表示画面、もしくは横軸を実数軸、
縦軸を虚数軸とするベクトル表示画面などを選択的に設
定する。

【００２３】そこで、操作部１９からの指示に基づいて
ディスプレイ１８にベクトル表示画面が設定された場合
について、まず、その第１実施例を図２の表示画面図を
参照しながらその動作について説明する。なお、この第
１実施例においては、図１とは異なり入力チャンネル
（入力端子）が６チャンネルとされ、また、その各入力
チャンネルより入力された測定電流のそれぞれについて
ＤＳＰ１５のＦＦＴ演算により、例えば４０次までの解
析データが得られ、その解析データがメモリ１６に記憶
されているものとする。

【００２４】図２（Ａ）は操作部１９により各チャンネ
ルの３次成分が指定されたときのベクトル表示画面で、
６本のベクトル線がその実効値と位相角とに基づいて表
示されている。この場合、各ベクトル線は矢印状とさ
れ、その先端側には識別符号として、それが属するチャ
ンネル番号〜が表示されている。

【００２５】この例では、チャンネル番号として丸囲み
数字〜が用いられているが、単に算用数字１〜６も
しくはアルファベットのＡ〜Ｆなどを用いてもよい。い
ずれにしても、従来のように別途に説明欄的な表示を行
なうことなく、この識別符号の例えば〜という表示
によりベクトル線がどの入力チャンネルのものであるか
が分かる。

【００２６】ところで、ベクトル線同士が重なったりも
しくは近接して表示される場合、本発明ではそれら各ベ
クトル線に対して１：１の関係で識別符号を表示せず、
次のように各チャンネルの識別符号を表示するようにし
ている。図２（ｂ）は同図（ａ）の近接表示部分の拡大
図で、例えばチャンネルｃｈ２，ｃｈ３およびｃｈ５の
各ベクトル線が近接表示された状態が示されている。

【００２７】この場合、ベクトル線の線長がｃｈ３＜ｃ
ｈ５＜ｃｈ２の順であるとすると、ＣＰＵ１７はこの中
でもっとも長い線長のチャンネルｃｈ２のベクトル線を
選択し、その延長線上に線長の短い順から、すなわち
→→というようにそのチャンネル番号を一列状態に
表示するようにしている。

【００２８】これにより、ベクトル線同士が重なったり
もしくは近接した場合でも、その識別符号の並び順によ
り、それらの大小関係を容易に把握することができる。
この実施例ではベクトル線の短い方からそのチャンネル
番号を並べるようにしているが、これとは反対にベクト
ル線の長い方からそのチャンネル番号を並べるようにし
てもよい。

【００２９】なお、ベクトル線を表示するにあたって、
どのような場合をＣＰＵ１７が近接表示と判断するかに
ついて説明すると、この実施例ではあるベクトル線の識
別符号の少なくとも一部分が、それに隣接のベクトル線
自体もしくは同ベクトル線の識別符号と重なってしまう
場合に近接表示と判断するようにしている。なお、別の
方法として最小表示分解能の１表示ドットを基準とし
て、例えば矢印の先端部が隣接するベクトル線に対して
何表示ドット以内の場合には近接表示であると判断する
ようにしてもよい。

【００３０】また、各ベクトル線の詳細な読み値を知る
には次のようにすればよい。すなわち、操作部１９によ
り例えばマウスを操作してそのポインター（もしくはカ
ーソルなど）を所望とするベクトル線の識別符号上に位
置させ同マウスをクリックすると、ディスプレイ１８の
所定の表示領域に図２（Ｃ）のような子画面が開かれ、
そのベクトル線の読み値が表示される。

【００３１】図２（Ｃ）には識別符号をクリックした
場合の表示例で、これによればベクトル線が入力チャ
ンネルｃｈ２の３次高調波であり、その実効値が８．７
３〔Ａ〕で、位相角が３７．８°であることが分かる。
なお、この実施例では入力チャンネルｃｈ１〜６につい
ての３次高調波ベクトルを表示しているが、どの入力チ
ャンネルのものを表示させるかはユーザーによって任意
に指定できる。

【００３２】図３には、ある入力チャンネルを特定して
その入力チャンネルの例えば１〜９次までのベクトル線
を表示させた第２実施例が示されている。この第２実施
例においても、各ベクトル線の先端側に識別符号として
の丸囲み数字〜が表示されるが、この場合、識別符
号〜は次数を意味している。

【００３３】したがって、ユーザーはその丸囲み数字
〜によりベクトル線が何次のものであるかを即座に理
解することができる。なお、見たい次数の設定は任意に
行なうことができる。また、この例では識別符号を上記
第１実施例の特定次数を指定した場合と同じく丸囲み数
字を用いているが、例えば色を変えたり、もしくは異な
る態様の識別符号を用いて、特定次数を指定した場合と
特定チャンネルを指定した場合とでその違いが分かるよ
うにしてもよい。

【００３４】また、この第２実施例においても、ベクト
ル線同士が重なったりもしくは近接して表示される場
合、それら各ベクトル線に対して１：１の関係で識別符
号を表示せず、上記第１実施例と同様に、その中でもっ
とも長い線長の次数ベクトル線を選択し、その延長線上
に線長の短い順から、その次数番号を一列状態に表示す
るようにしている。

【００３５】図３（Ｂ）にはその近接表示部分の拡大図
が示されており、ベクトル線の線長が例えば６次＜４次
＜５次＜３次の順であるとすると、ＣＰＵ１７はこの中
でもっとも長い線長の３次ベクトル線を選択し、その延
長線上に線長の短い順から、→→→というよう
にその次数番号を一列状態に表示する。

【００３６】そして、各ベクトル線の詳細な読み値を知
りたい場合には、上記第１実施例と同じく、操作部１９
によりマウスを操作してそのポインターを所望とする次
数のベクトル線の識別符号上に位置させ同マウスをクリ
ックする。これにより、ディスプレイ１８の所定の表示
領域に図３（Ｃ）のような子画面が開かれる。

【００３７】例えばクリックされた識別符号がである
とすると、この子画面内にベクトル線が４次高調波で
あり、実効値が３．０４〔Ａ〕で、その位相角が２３．
５°と表示される。なお、この第２実施例では１〜９次
までの次数ベクトルを表示するようにしているが、どの
次数を表示させるかはユーザーによって任意に指定する
ことができる。

【００３８】ところで、ベクトル表示画面（図２および
図３参照）において、通常、その実数軸および虚数軸は
ともに等間隔表現となっているが、本発明ではユーザー
からの指示により、選択的にその両軸を対数軸に変更で
きるようになっており、その一例が図４に示されてい
る。

【００３９】すなわち、ベクトル線とベクトル線と
は本来１０倍の開きがあり、等間隔軸では見辛いが、対
数軸上ではその比較を容易に行なうことができる。ま
た、ベクトル線およびベクトル線は１以下の微小で
等間隔軸では表示されないが、対数軸ではその方向が可
視的に表示される。なお、この対数軸上で１以下の微小
ベクトル線については、その方向を表示するにとどま
り、上記各実施例のように特に識別符号を付けなくとも
よい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が奏される。すなわち、請求項１の発明
によれば、各ベクトル線の先端部側の延長線上に、その
次数成分の次数値もしくは同次数成分が属する入力チャ
ンネル番号を意味する識別符号を表示するようにしたこ
とにより、即座にどのベクトル線がどの入力チャンネル
もしくはどの次数のものであるかが分かる。

【００４１】また、請求項２の発明では、複数のベクト
ル線が重なるかもしくは近接して表示される場合、その
中の最長ベクトル線の延長線上に、各ベクトル線の上記
識別符号をその線長に応じた順に配列表示するようにし
たことにより、識別符号の表示が輻輳することなく一列
状態に整然と表示され、きわめて読みやすい表示が得ら
れる。

【００４２】これに関連して、請求項３の発明において
は、複数のベクトル線が近接しているか否かを判断する
にあたって、上記ベクトル線の識別符号の少なくとも一
部分が、隣接する他のベクトル線もしくはその識別符号
と重なる場合を基準としたことにより、請求項２の効果
がより顕著なものとなる。

【００４３】そして、上記各ベクトル線の上記識別符号
をその線長の短い順から順次半径方向外側に向けて配列
表示するようにした請求項４の発明によれば、各ベクト
ル線が重なるかもしくは近接して見辛い場合でも、その
識別符号の並び順により、各ベクトル線の実効値の大小
関係が容易に分かる。

【００４４】一方、上記操作部より所望とする上記識別
符号をカーソルなどにて指定することにより、そのベク
トル線の実効値、位相角などの読み値が上記ディスプレ
イの子画面に表示されるようにした請求項５の発明によ
れば、ユーザーが必要とした場合にのみ子画面が開かれ
るため、ベクトル表示領域をより広く設定できるととも
に、ディスプレイの画面構成を簡潔なものとすることが
できる。

【００４５】他方、上記ベクトル表示画面の横軸および
縦軸をともに対数軸とした請求項６の発明によれば、等
間隔軸でその長さが１０倍程度違うようなベクトル線同
士の比較を容易に行なうことができるとともに、微小ベ
クトルであって、等間隔軸では本来表示されないような
ベクトル線の表示も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による測定データのベクトル表示方法が
適用される高調波解析装置の構成を概略的に示したブロ
ック線図。

【図２】図１のディスプレイのベクトル表示画面に特定
次数を指定して各入力チャンネルの特定次数ベクトル線
を表示した第１実施例の説明図。

【図３】図１のディスプレイのベクトル表示画面に特定
入力チャンネルを指定してその入力チャンネルの所定次
数のベクトル線を表示した第２実施例の説明図。

【図４】図１のディスプレイのベクトル表示画面の両軸
を対数軸とした場合のベクトル線の表示例を示した説明
図。

【図５】従来のベクトル表示画面を示した説明図。

【符号の説明】

１１〜１４ 入力端子 １１ｂ 波形整形回路 １１ｃ ＰＬＬ回路 １２ｂ〜１４ｂ Ｓ／Ｈ回路 １２ｃ〜１４ｃ Ａ／Ｄ変換器 １２ｄ〜１４ｄ バッファメモリ １５ ＤＳＰ １６ メモリ １７ ＣＰＵ １８ ディスプレイ １９ 操作部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 勝広 長野県上田市大字小泉字桜町81番地 日置 電機株式会社内 (72)発明者 半田 信久 長野県上田市大字小泉字桜町81番地 日置 電機株式会社内 (72)発明者 池田 保志 長野県上田市大字小泉字桜町81番地 日置 電機株式会社内 (72)発明者 柴田 勤 長野県上田市大字小泉字桜町81番地 日置 電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定アナログ信号をディジタル信号に
   変換するＡ／Ｄ変換器を含む入力部と、同入力部を介し
   て取り込まれた測定データをＦＦＴ演算して各次数成分
   の実効値と位相角などを算出する演算制御部と、上記各
   次数成分についての実効値と位相角などが記憶されるメ
   モリと、ＣＲＴもしくはＬＣＤなどからなる表示部とし
   てのディスプレイと、上記演算制御部に種々の指示を与
   える操作部とを備え、同ディスプレイに横軸を実数軸、
   縦軸を虚数軸とするベクトル表示画面を設定し、同ベク
   トル表示画面上に複数の次数成分をその実効値と位相角
   からベクトル表示する測定データのベクトル表示方法に
   おいて、各ベクトル線の先端部側の延長線上に、その次
   数成分の次数値もしくは同次数成分が属する入力チャン
   ネル番号を意味する識別符号を表示するようにしたこと
   を特徴とする測定データのベクトル表示方法。
2. 【請求項２】 複数のベクトル線が重なるかもしくは近
   接して表示される場合、その中の最長ベクトル線の延長
   線上に、各ベクトル線の上記識別符号をその線長に応じ
   た順に配列表示することを特徴とする請求項１に記載の
   測定データのベクトル表示方法。
3. 【請求項３】 複数のベクトル線が近接して表示される
   状態には、上記ベクトル線の識別符号の少なくとも一部
   分が、隣接する他のベクトル線もしくはその識別符号と
   重なる場合が含まれることを特徴とする請求項２に記載
   の測定データのベクトル表示方法。
4. 【請求項４】 上記各ベクトル線の上記識別符号をその
   線長の短い順から順次半径方向外側に向けて配列表示す
   ることを特徴とする請求項２に記載の測定データのベク
   トル表示方法。
5. 【請求項５】 上記操作部より所望とする上記識別符号
   をカーソルなどにて指定することにより、そのベクトル
   線の実効値、位相角などの読み値が上記ディスプレイの
   子画面に表示されることを特徴とする請求項１ないし４
   のいずれか１項に記載の測定データのベクトル表示方
   法。
6. 【請求項６】 上記ベクトル表示画面の横軸および縦軸
   が、ともに対数軸であることを特徴とする請求項１に記
   載の測定データのベクトル表示方法。