JPS584788B2 - デイジタルケイスウリツケイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放射線計測の分野等におけるランダム現象を有
する計数値の計数率をデイジタル方式にて統計的誤差を
ほぼ一定として測定するようにしたデイジタル計数率計
に関する。

放射線計測の分野等においては原子の崩壊等のランダム
現象によるパルス数を計数するため計泌値には当然統計
的誤差が含まれている。

この統剤的誤差は計数値をＺとすると相対的標準偏差が
例する。

したがって計数値が大きい場合には統計的誤差の割合は
小さく、計数値が小さい場合には統計的誤差の割合は大
きくなる。

計測の分野においては測定値に信頼性をもたせるため一
般にこの統計的誤差は所定値以下にする必要がある。

したがって計数率を求める際に一定時間の測定では、計
数率が小さい（単位時間当たりの計数値が小さい）と統
計的誤差が多く含まれるため、このような場合には計数
時間を長くすることにより含まれる統計的誤差が所定値
以下となるまで計数値を多くして測定する必要がある。

また計数率が大きい（単位時間当たりの計数値が大きい
）場合には短い計数時間により統計的誤差の少ない測定
結果が得られるため、計数時間を短かくして応答性をよ
くする必要がある。

このため従来においては計数率の計数時間を単位時間当
たりの計数値に対応させて変化させるようにしている。

たとえばアナログ方式にて計数率を求めているものにお
いては時定数の切換スイッチ、デイジタル方式にて計数
率を求めているものにおいては計数時間の切換スイッチ
を多段に設けて単位時間当たりの計数値に応じて手動に
て切換えて使用することが行なわれている。

しかし、この手動による切換えは熟練しないとなかなか
最適値を求めることができないという欠点がある。

さらにアナログ方式のものにおいてはメータ表示のだめ
に目盛レンジの読み間違いおよび個人差があり、広範囲
の指示を読むためにはレンジの切換えを行なわなければ
ならなかった。

またデイジタル方式のものにおいても一回の計数測定ご
とに計数をリセットするので計数率変化に対する応答性
がよくなかった。

本発明は上記に鑑み、デイジタル表示において計数時間
が単位時間当たりの計数値に応じて自動的に切換わるよ
うに構成することにより上述のク点を解消したデイジタ
ル計数率計を提供することを目的とする。

本発明によればこの目的は、アナログ方式の割数率計の
ごとく入力パルスを積算しながら一定の割合で減数させ
る動作をデイジタル方式を用いてくり返し行なうに際し
て、計数時間を前回の計泌率値に逆比例させて変化させ
、さらにその計数萌間内に生ずる入カパルスを前回の計
数率値に正辻例させて通過させることにより達成される
。

すなわち上述の構成によれば計数率が短時間に変化が少
ないと考えることにより、計数時間を計数率に対して逆
比例して変え、さらにその計数時間内に生ずる入カパル
スはその計数時間に逆比例して通過させられるため、計
数率を求めるために計数される入カパルスの数は計数率
値にかかわらず常に一定となり、しだがって統計的誤差
の一定な計か率測定が行なわれるのである。

次に本発明を図に示す実施例に基づいて詳細に説明する
。

図は本発明によるデイジタル計数率計の構成を示したブ
ロック図である。

図において１はゲート回路、２は計数変換回路、３は加
減演算回路、４は減算計数設定回路、５はラッチ回路、
６は表示装置、７は計数時間設定回路、８はプログラム
・コントロール回路を示している。

このような構成において、まずゲート回路１に単位時間
当たりｎ個（すなわちこのｎが計数率値を示す）の入カ
パルスが加えられるとする。

ゲート回路１は計数時間設定回路７において定められる
時間だけゲートを開く。

計数時間設定回路７はラッチ回路５において記憶保持さ
れている前回の計数値（この計数値は前回の測定の計数
率値に対応する値である）に逆比例させてゲート回路１
のゲートを開く時間を定める。

ラッチ回路５において記憶保持されている前回の計数値
をＮとすると計数時間設定回路７において設定される時
間すなわち計数時間ｔは、 にて示される。

但しａは定数である。しだがってゲート回路１から計数
変換回路２に送られるパルス数をｍ１とするとパルス数
町は（１）式より、にて示される。

計数変換回路２においてはラッチ回路５において記憶保
持されている前回の計数値Ｎに比例させてゲート回路１
からのパルスを通過させる。

この通過させる割合すなわち通過率をＰで示すと、通過
率Ｐは、 Ｐ＝ｂＮ ・・・・・・・・・・・・・・
・（３）０にて示される。

但しｂは定数である。したがって計数変換回路２におい
て変換されたのち加減演算回路３に加えられるパルス数
をｍ２とすると、パルス数ｍ２は（２），（３）式より
、 にて示される。

このように本発明によるデイジタル計数率計によれば、
前回の計数値Ｎが大きいときすなわち前回の計数率値が
大きいときには（１）式に示すように計数時間ｔが短か
くなり、前回の計数値Ｎが小さいときには計数時間ｔは
長くなる。

しかし加減演算回路３に加えられるパルス数ｍ２が（４
）式に示されているようにゲート回路１に加えられる入
カパルスの単位時間当たりの個数ｎにのみ比例するよう
に計数時間ｔの違いを計数変換回路２において調節する
。

その際に原子の崩壊等によるパルスの計数率は短時間に
は大きな変化を示さないものであるため前述のごとく前
回の計数値Ｎに基づく測定においても計数率に対してほ
ぼ逆比例した計数時間、すなわち計数率の低い場合には
長い計数時間、計数率の高い場合には短かい計数時間と
することができる。

このようにゲート回路１が動作する以前にラッチ回路５
においては前回の計数値Ｎが記憶されている。

この計数値Ｎは減算計数設定回路４に送られ、そこにお
いて設定計数ｍ３を、 ｍ３＝ｋＮ ・・・・・・・・・・・・・・
・（５）として設定する。

但しｋは定数である。この減算計数設定回路４には、プ
ログラムコントロール回路８から減算信号が与えられ、
その減算信号が（５）式に示されている設定計数ｍ３に
達することにより減算信号を停止させる。

ここにおいてプログラムコントロール回路８は１ないし
７までの各回路のプログラムを決め、コントロールする
信号を発生させるものである。

この設定計数ｍ３の値だけ加減演算回路３にプログラム
コントロール回路８からの減算信号が送られ、加減演算
回路３における計数値Ｎから設定計数ｍ３が減算される
。

計数値Ｎはこのときにはすでにラッチ回路５に記憶され
ている。

加減演算回路３においては設定計数ｍ３が減算されるこ
とにより次式にて示される計数値Ｎ。

が成立する。Ｎ０＝Ｎ−ｍ３＝Ｎ−ｋＮ ＝（１−ｋ）Ｎ・・・・・・・・・・・・・・・（６）
この計数値Ｎ。

が加減演算回路３において計数された状態においてゲー
ト回路１が開かれ、（４）式に示されているパルス数ｍ
２が加減演算回路３に加えられ加算される。

したがってパルス数ｍ２が加算されたのちの加減演算回
路３における計数値をＮ。

′とすると計数値Ｎ。′は、Ｎｏ’＝Ｎ−ｍ３＋ｍ２ ＝（１−ｋ）Ｎ＋ａｂｎ・・・・・・（７）にて示され
る。

このとき、たとえばゲート回路１に加えられる入カパル
スの単位時間当たりの個数ｎが前回の測定のときと同一
であったとすると、Ｎｏ’＝Ｎという関係が当然成立す
ることになる。

したがって（７）式より、 ｋＮ＝ａｂｎ ・・・・・・・・・・・・
・・・（８）という関係が存在することになり、この（
８）式を入カパルスの単位時間当たりの個数ｎを表わす
式に変換すると、 という関係が成立する。

（ａ）式においてａｂ＝ｋというように定数ａ，ｂ，ｋ
を定めるとｎ＝Ｎとなり加減演算回路３の計数値Ｎが入
カパルスの単位時間当たりの個数ｎすなわち計数率値を
示し、計数値Ｎの表示により計数または０．０１という
ようにすれば計数率値を詳細に知ることができる。

次に（９）式を用いて（２）式に示したパルス数ｍ１を
表わすと、 となる。

（１０）式においてｋ，ｂは定数であるためパルス数ｍ
１は定数となる。

このことは一回の測定で測定する計数値が入カパルスの
単位時間当たりの個数ｎの変化にかかわらず一定である
ことを示している。

したがって本発明によれば計数率を求める場合に計数時
間を変えてもパルス数ｍ１が常に一定であるようにして
いるだめ統計的誤差を一定とした測定を行なうことがで
きる。

なお、図において表示装置６は計数値Ｎを計数率表示す
るだめの回路と表示パネルを示している。

このように本発明によれば計数率を求める場合に、計数
時間を変えてその時間内に生ずる入力パルスの個数を同
一とし、かつその計数時間の切換えを自動的に行なうよ
うにしているだめ、同一精度による測定を可能とし、ま
た測定データを得られる頻度が高くなるだめ計数率変化
に対する応答性がよくなり、計数変化を観測しやすくす
ることができる。

本発明はこのように放射線計測の分野における計数率計
に適用できるばかりでなく、データ処理モニタ用の計数
率計あるいは不規則な変化をする物量の測定、たとえば
道路における八車の流れの変化などを測定する場合など
、その他数多くの分野に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるデイジタル計数率計の構成のブロック
図を示している。 １・・・・・・ゲート回路、２・・・・・・計数変換回
路、３・・・・・・加減演算回路、４・・・・・・減算
計数設定回路、５・・・・・・ラッチ回路、６・・・・
・・表示装置、７・・・・・・計数時間設定回路、８・
・・・・・プログラム・コントロール回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 人カパルスを積算しながら一定の割合で減泌させる
   方式のものにおいて、前回の測定の計数値を記憶するラ
   ッチ回路と、そのラッチ回路に記憶されている計数値に
   逆比例した時間だけ入カパルスを通過させるゲート回路
   と、ゲート回路を通過した人カパルスを前記計数値に比
   例した通過率で通過させる計数変換回路と、前記計数値
   に比例した設定計数を設定する減算計数設定回路と、前
   記計数変換回路を通過した入力パルスを人力とし、その
   入力パルスが加算される以前に前記減算計数設定回路に
   て設定された設定計数を前回の測定の計数値より減算す
   る加減演算回路とを備え、前記加減演算回路における演
   算結果を前記ラッチ回路に記憶したのち表示するように
   したことを特徴とするデイジタル計数率計。