JPS5892941A - 安定測定値検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は測定操作の開始から測定出力が安定する迄の間
に時間的なおくれがある場合における安定測定値の検知
方法に関する。

一般に測定操作を開始してから測定出力が安定する迄に
は若干の時間おくれが存在する。これ情測定用の素子が
一つの平衡状態から測定対象に接触して新しい平衡状態
に移るのに時間がか＼るからで、例えば温度測定を考え
れば感温素子は当初成る一定温度と平衡しており、測定
操作の開始によって別の温度の物体に接し、その物体の
温度と平衡する。この間断しい平衡状態に移行するのに
要する時間は測温素子の熱容量Ｃと被測定物体から測温
、素子への伝熱抵抗、Ｒとによって定まる。多くの測定
においては上述したおくれの時間は余り長くないので格
別問題にならないが、このおくれ時間が長い場合は測定
に長時間を要して非能率であシ、また時間的な余裕があ
る場合でも測定操作の開始から成る時間待って測定値を
サンプリングしたとしても、そのま＼ではそのサンプリ
ングされた測定値が安定した測定−値であるζ云う保証
がないから、別な時点で再度測定値をサンプリングして
先の測定値との間に変化がないか否か確認しなければな
らないと云った面倒さがある。

本発明は、測定操作の開始後、測定値が安定する以前に
適宜回数測定値をサンプリングし、それらの測定値から
測定出力が安定するまでの所要時間及び安定時の測定値
を求めるようにした測定値−検知方法を提供しようとす
るものである。

上述した温度測定の例では被測定体と測温素子とよりな
る測定系内で起っている現象は単純で時間ｔの関数とし
ての測温素子の出力ｍ　（ｔ）は−ｔ／　ＲＣ Ｅ（ｔ）＝　ｇｏ　（１−ｅ　　　　　）　・・・・・
・（１）なる形で表わされるが、一般に測定系内で起っ
ている現象は複雑で測定装置出力Ｅ　（ｔ）は第１図の
ような形を呈し、測定開始時（１＝０　）から測定装置
出力が立上り始めるまでに多少のおくれΔＴが存在する
。本発明は特にこのような一般的な場合にも適用される
方法を提供するものである。以下本発明方法を具体的に
詳述する。

測定系は第２図に示すような等何回路で表わすことがで
きる。この図で電源Ｕが被測定体で抵抗Ｒの両端電圧Ｅ
が測定出力に相当する。

′測定出力Ｅ　（ｔ）は、第２図に示す様に、２つの異
の時には、その応答特性は（２）式が成立し、図１の実
線で示される。

こΔで一般にβ　αが成立する時には右辺第２項の指数
関係は速かに減衰し、上式は ｇ（ｔ）＝　Ｋ　Ｏ（１−ｅ　　　）　　　　−”　（
３）で近似できる。上記（２）式も（３）式もＥＯに漸
近する関数であるが、図１からも解る様に（３）、　（
２）式の差はα、βの値によって異なるが、比較的原点
に近い点に差の最大値が生じ、以後（２）式は（３）式
に速や：：１： かに漸近する。３つの異る時刻における測定値から上記
（２）式を用いて安定測定出力ＥＯを算出することがで
きる１ｔ−ｔ、の計算はかなち面倒である。本発明は上
記（３）式が速かに（２）式に漸近することを利用し、
測定出力を上記（３）式の形に仮定し、（３）式が充分
に（２）式に接近した時刻を検定して、その時の測定出
力から（３）式によりＥＯを求めるものである。

測定出力が上記（３）式に従うものとして３つの異る時
点でサンプリングした３個の測定値から安定出力ＥＯを
求める方法が特開昭５４’−８１６９２号において提案
されている。その・方法は時刻ｔ。

ｔ＋Δｔ、　　ｔ−１−２Δｔつまり一定時間間隔Δを
毎にサンプリングした３つの測定値Ｆ！’ｉ、Ｅ２．Ｆ
ｉ３を用いて、ＥＯを算出する。今 。−αｔ＝Ｐ、　　　ｅ−αΔｔ　＝＝　Ｌとおいて（
３）式を適用すると Ｋｌ−＝Ｅｏ−ＦｆｏＰ Ｋ２＝Ｅｏ−ＥｏＰＬ　　　　・・・・・・・・・（４
）Ｅ３＝ＥＯ−ＥＯＰＬ” 上記（４）式からｐ、　　Ｉ＋を消去してＥＯを求める
ととなる。これが上記公開公報に記載された方法である
。前記（３）式は２つの未知数［０，αを含むだけであ
るから元来は２つの測定値からＥＯが算出されるが、３
個の測定値を用いることによって面倒な対数関数の計算
を回避したものである。しかしこの方法は（３）式に依
っているから（１）式が適用すられるべき一般の場合に
は用いることができない。

またＥｌ・Ｅ３＝鴫が成立する時、即ち安定状態になっ
た時には（５）式は適用出来ない。

本発明は適宜の一定時間間隔の時間間隔で測定出力をサ
ンプリングし、相続く３つの測定値によって（３）式を
仮定してＫＯを算出し、このようにして前後して求まっ
た２つのＫｏの値の比が１＋ε（εは小さな数）以内に
なるか、両者の差の絶対値赤δ（δは小さな数）以下に
なるか否かを検査し、この条件が成立したときの後の方
の計算値ＥＯを具って安定測定値とするものである。換
言すれば一定時間間隔でサンプリングした測定値Ｅ１、
Ｆｆ２．・・・Ｉｎのうち、引続く３つの測定値Ｅ１−
１．　　Ｅｉ、Ｋｉ＋１を用いて（５）式から！０１を
算出しくｉ＝２．３．・・・） （ＥＯ１−１−１）／ＫＯ１く１＋ε・・・・・・・・
−！６）或は　（］］１８Ｑｉ−１−１−Ｅｏｉ　　く
δ・・・・・・・・・（７）となったとき、ＥＯ１＋１
を以って安定測定値とする。従って、もし＋６）、　（
７１式が最初のＦｉｌ、Ｅ２、Ｅ３及びＥ４の値から求
まるＥｉＯｌ、ＫＯ１＋１によって満足される時は、こ
の時点でサンプリングは終了するが、満足しない時には
、更にＥ５のサンプリングを行ない、ＥＯｉ＋１とＥ０
１＋２の値を比較する。またＥｎ−ｓとＫｎの測定値が
（６）、　（７）式の範囲内にある時はＥｎを安定測定
値と見做す。前述したように（２）式で表わされる測定
出力は時間が経てば（３）式に近づき、その後ＥＯに近
づく。（２）式が適用される出力関数に対して、３つの
測定出力により（５）式を適用してＥＯを算出しても意
味がなく、成る３組の測定値によるＥＯとその後の３組
の測定値によるＥＯとは一致しないが、（２）式が（３
）式に近接した後は毎回算出されるＦｉＯが互に近接し
た値を取るようになり、上記（６）又は（７）式の条件
が成立するようになる。：従って（６）又は（力の条件
の成立によって測定出力の関数が（３）式で近似できる
ようになったことが検知され、その結果（３）式に依り
ながら正しい安定演ｉｊ定値ＢＯが求められることにな
る。

以上の説明では（５）式によってＥＯを求めているが、
Δを時間間隔でサンプリングした値から（３）式を仮定
してＥＯを求める計算方法は（５）式だけに限定されな
い。例えば（４）式からＬを求めるととのＬを用いて によってＥＯを求めることもできる。又測定出力が（３
）式に近接したことを検知する方法も、引続き算出され
た２つのＥｏの値の比又は差を取って条件に合うか否か
を検する方法の他、例えば上記（８）式のＬについて比
較することもできる。Ｌはｅ−ｔ４”で指数系数αに関
係しておシ、（２）式で表わされる測定出力から任意の
２時点でサンプリングした値を用いて、（３）式を仮定
しＫｏ、　　αを定めると、Ｉ’ｌ１１ その値は測定値をサンプリングした時によって大きく変
り、α、βによって決まる二定点に変曲点を持ち、この
点を境にして符号が反転する。従って（８）式による検
定は敏感である。

本発明方法は上述したような構成で、測定装置の出力が
安定する以前に安定後の測定出力が算出できるので測定
所要時間が短縮できるだけでなく、測定出力を単にＫｏ
（１−ｅ）と仮定してＥＯを計算するのでなく、測定出
力が上式で充分近似されるようになっていることを検定
しながら上式を適用するので、計算値に信頼性があり、
測定系の不安定性、特に測定素子の汚染、経年変化等に
より前記（２）式における各定数が変化しても、常にそ
の時その時の測定系の状態の下で上述検定を行い、各定
数を定めて（計算の表には出て来芳いが数学的には算定
しているのと同じ）最終安定出力を算出しているので、
上述した測定系の変動要因の影響を受けないで測定を行
うことができると云う特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は測定装置の出力の時間的変化の一般的な形を示
すグラフ、第２図は測定系の等価回路である。 代理人　弁理士　　軽　　　浩　　介 第１図 第Ｚ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 測定装置出力ｇ　（ｔ）を一定時間間隔でサンプリング
   し、相並んだ３個の測定装置出力１！１ｉ−１，Ｉ！ｌ
   ｉｉ。 Ｅｉ−）１（ｉは２以上の整数）から Ｅ（ｔ）　＝Ｅｏ　（１−ｅ　　　） を仮定してＥＯを算出する操作を各測定装置出力につい
   て行い引続き算出されたＥＯの２つの値或は上記測定装
   置出力から相並んだ３つの測定装置出力をとって上式を
   仮定してαに関係した値を算出する操作を各測定装置出
   力について行い、その引続き算出された２つの値を比較
   し、それら２つの値の間の近似状態によって上式の仮定
   の成立を検知し、上記仮定の成立が検知された時以後に
   算出されるＥＯを以って安定測定値とし、サンプリング
   された２つの測定装置出力が相互に一定以上の近似を示
   すときは、後にサンプリングされた方の測定装置出力を
   安定測定値とすることを特徴とする安定測定値検知方法
   。