JPS61225612A - 予測計算付記録計 - 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】 Ｕ上立且皿】ｊ 本発明は、目盛スパンを被測定量の予測値の変化幅に応
じて自動的に切換える形式の記録計に関し、とくに紙に
記録する前にＣＩ？？表示上で予測を行ない予測結果か
ら変換スケールや測定レンジ等の処理定数を決めそれら
の定数により処理されたデータを最終的に紙に記録する
記録計に関する。

良え立且ｌ センサにより測定された測定値をペン書き又は打点記録
により連続的に記録する記録計、及びその測定値をディ
ジタル変換して記録紙に印刷するか若しくはＣＲ７表示
できる態様で記録する記録計が知られている。

これら従来の記録計には、　（イ）目盛スパンが単一で
あるか若しくはその切換えが手動で面倒であるため広範
囲に変化する事象を正確に測定・記録するのが困難であ
ること、　（ロ）ペン書き又は打点記録の記録紙等では
スケール目盛等の関連データまで記録することができな
いので関連データを書込む手間が必要であること、（ハ
）記録紙の一部分のみに自動記録が偏り余白が多くなる
傾向があっても記録紙幅を狭くできないので記録紙の利
用効率が低いこと、　（ニ）測定値が測定レンジを超え
るといわゆる振切れとなり当該測定値に関する測定情報
が欠落する等の欠点があった。

上記欠点を解決するため、本発明者は、測定情報を一旦
記憶装置に貯えて測定値の変化幅を検出し、その変化幅
に見合う様に選ばれた目盛スケールに合わせて測定値を
処理した後グラフィック記録する記録計を先に提案した
。しかし、このグラフィック記録には、情報を全部収集
してからでなければ記録及び表示できない問題点がある
。

が　　じょう　　る、　へ 従って、本発明が解決しようとする問題点は。

目盛スパンが固定されているか又はその変更が面倒であ
る従来の記録計における比較的低い記録精度、記録値処
理の際の誤差、記録値処理に要する手間、設定レンジを
超えた場合の測定情報欠落、比較的低い記録紙利用率、
所定測定期間中の測定値を全て測定値表示・記録前に収
集することによる表示・記録の遅れ等の諸点にある。

。　占　　・　　　ための 第１図を参照するに、本発明によれば、測定値を記録紙
等の記録媒体１にグラフィック記録２として記録する前
に、記録期間の始期０−１における複数の測定時刻の測
定値からなるサンプル値を用い、後の測定時刻における
被測定量の推定値を同図破線カーブの様に推定する。前
記サンプル値及び推定値の変動幅（Δｘ）に応じ、最適
目盛スパン（Ｓ）を自動的に選択す′る。前記始期の後
の測定値は、こうして選択された目盛スパンに対し第１
図実線カーブの様に順次表示・記録される。従って、記
録期間の全てに亘る測定値の収集を待つことなく、測定
時刻ごとに測定値を最・適目盛スパンで順次に表示する
ことができる。

前記推定値算出の一方法を説明する。被測定量の変化が
（ト１）次多項式（１）で表わせるとする。

ｘ（ｔ）ｘｃ　＋Ｃｔｉｃ　ｔ　＋　ｅ　ｅ　ａ　＋Ｃ
’　　ｔ’−１（１）０１２　　　　　　ト１ 任意の時刻ｔにおける上記の被測定量の推定値は、サン
プリング間隔でで測定された有限個数、即ちＭ個のサン
プリング値から次の（２）式で与えられることが知られ
ている。

（２）式は１時刻計における予測値が時刻（ｔ−τ）に
おける微係数で表現され、その数値が時刻を前のＭ個の
サンプル値で表わされることを示す０例えばＭ−４の場
合、時刻ｔの予測値！（ｔ）は、ｘ（ｔ）のサンプル値
系列の差分より　（３）式で与えられる。（電子通信学
会線、宮用洋ほか８名著、「ディジタル信号処理」昭和
５１年１１月、１６８−１７１頁参照） 第２図を参照するに、上記目的達成のため、本発明によ
る予測計算付記録計の一実施例は、時系列をなす測定時
刻の座標（Ｔ）の集合と前記時系列始期の複数測定時刻
における被測定量サンプル値の集合とを記憶する記憶装
置；前記始期後の測定時刻における前記被測定量の予測
値を前記サンプル値から算出する予測手段；前記サンプ
ル値及び前記予測値の最大と最小との変化幅（Δｘ）か
ら目盛スパン（Ｓ）を定める目盛スパン選択手段；前記
測定時刻における測定値（Ｘ）の集合を記憶する測定値
記憶手段；各測定値と前記変化幅との比（ｘ／Δｘ）及
び前記目盛スパン（Ｓ）から当該測定値（Ｘ）に対する
測定値座標（Ｘ）を算出して記憶する測定値座標算出手
段；並びに時間目盛（ｔ）、測定値目盛（Ｘ）、及び前
記測定時刻座標（Ｔ）と前記測定値座標（ｘ）とにより
定まる位置における測定値記号をグラフィック記録する
グラフィック記録手段を備えてなる構成を使用する。

好ましくは、前記の測定値記憶手段に記憶される測定値
が前記目盛スパン外にある場合に、前記目盛スパン及び
前記測定値座標を修正する手段を予測計算付記録計に設
ける。

本発明による記録計は、例えば、座標系として直角座標
を選び所要の測定期間をその横軸にとり同測定期間内の
時系列的な各測定時刻に対し測定時刻座標（Ｔ）として
横軸座標を割当てる。各測定時刻の座標（Ｔ）の集合と
、前記時系列始期の時刻０−ｔ　Ｍの複数（Ｍ）個の測
定時刻における被測膳 定量の測定値即ちサンプル値の集合とを記憶装置３に記
憶する。ただし、本発明のグラフィック記録は直交座標
系グラフに限定されるものではなく、任意の適当な座標
系を使用できるものであり、他の例として、時間座標を
極座標系の偏角で表わし、測定値座標をその原点からの
距離で表わしてもよい。

次に、前記測定期間のト１個目の測定時刻における被測
定量の予測値を、前記Ｍ個のサンプル値から予測手段４
により例えば（２）式で算出し、このＸ÷１個目の予測
値からト２個目の被測定量予測値を求め、同様にしてト
Ｎ個目迄の予測計算を行なう、必要に応じ、これらの予
測値を以下に説明する測定値座標に換算の後ＣＲＴ上に
第１図の破線カーブの様に表示してもよい。

前記サンプル値及び前記予測値の最大と最小との変化幅
（Δｘ）から目盛スパン（Ｓ）を目盛スパン選択手段５
によって定め、前記測定時刻における測定値（Ｘ）の集
合を測定値記憶手段６に記憶する。測定値座標算出手段
７により、各測定値と前記変化幅との比（ｘ／Δｘ）及
び前記目盛スパン（Ｓ）から当該測定値（Ｘ）に対する
測定値座標（Ｘ）を算出して記憶する。

グラフィック記録手段９は、測定値を、前記測定時刻座
標（Ｔ）と当該測定時刻に対する測定値座標（Ｘ）とに
より定まご位置に点などの測定記号をプロットすること
により、第１図の実線カーブの様にグラフィック記録す
ると共に、同一記録画面上に時間目盛（１）及び測定値
目盛（Ｘ）をも表示する。記録媒体は、記録紙のほか任
意の媒体を使用できるものであり、他の一例としてＣＲ
７表示可能な磁気記録や光記録の媒体にグラフィック記
録することもできる。

本発明においては、予測値更新手段８ａにより前記予測
値を新しい測定値が入る度に修正し、新しい予測値カー
ブを算出し表示してもよい。予測値カーブの継続的更新
は、時系列的変化の事前察知を可能とするので、プロセ
ス制御においてとくに有効である。

本発明の記録計で処理される測定値は、センサの出力の
みならずセンサ出力を演算加工したものであってもよい
。例えば、センナ出力の流量を熱量カロリーに加工した
測定値や、電流・電圧のセンサ出力を電力に−に加工し
た測定値を本発明によるグラフィック記録の対象とする
ことができる。

好ましくは、目盛スパンを測定値の変化幅そのものでは
なく、何種類かの目盛スパンを予め目盛スパン選択手段
４に記憶し、与えられた測定値変化幅が含まれる最小目
盛スパンを選択する。

好ましくは、前記の測定値記憶手段６に記憶される測定
値が前記目盛スパン（Ｓ）の外にある場合に、目盛スパ
ン及び測定値座標修正手段８ｂにより目盛スパン（Ｓ）
及び測定値座標（Ｘ）を適宜修正する。その修正方法は
、上記説明から当業者には明らかである。

１轟」 以下、添付図に示される実施例により本発明をさらに詳
細に説明する。第３図において、入力が複数のセンサか
らのアナログ量である場合には、アナログ処理部１０の
マルチプレクサ１１がチャンネルＣＨを選択する。サン
プル・ホールド回路１２が一時的にサンプル値をホール
ドしている間にＡ／Ｄ変換器１３が各サンプル値をディ
ジタル値に量子化する。量子化されたディジタル値は、
そのまま測定値となるか、又は必要に応じ、母線１４を
介して演算回路１５へ送られスケーリングその他の加工
を受は測定値となり、ランダム記憶回路１Ｂに記憶され
る。このランダム記憶回路１８は、第２図の記憶装置３
に対応する。

編集回路１７は、ランダム記憶回路１Ｂから母線１４を
介して取込んだ測定値を、測定期間・時刻、座標軸系、
同一グラフィック記録に含める測定値の数、点・線・棒
等の測定値記号等の書式に合うデータに編集すると共に
１本発明による測定値座標（Ｘ）を算出する。

予測手段４．目盛スパン選択手段５．測定値座標算出手
段７、予測値更新手段８ａ、並びに目盛スパン及び測定
値座標修正手段８ｂは、第３図の実施例ではプログラム
記憶回路１８に記憶され、編集回路１７の制御下におい
て演算回路１５及びランダム記憶回路ＩＢ等により実行
される。キャラクタ記憶回路１８は、グラフィック記録
書式に必要な各種文字及び記号等を記憶する。

編集が終了すると、出力制御回路２０が、編集法のデー
タとキャラクタ記憶回路１８から呼出された所要記号と
を用い、プリンタ２１によりグラフィック記録を印刷す
ると共にＣＲＴ２２上にこれを表示する。キーボード２
３は、書式の変更やデータの手動呼出し等に使われる。

第３図実施例の動作を、第４図の流れ図により詳細に説
明する。動作がスタートすると、ステップ５１でグラフ
ィック記録の書式及び時間軸を設定し、ステップ５２で
データの選択的取込みを開始する。ステップ５３でデー
タをディジタル化し、ステップ５４で所要の演算を加え
た測定値としこれを記憶する。論理ステップ５５により
、測定期間始期のＭ個の測定時刻に対する測定値即ちサ
ンプル値がすべて取込まれるまで上記動作を繰返す。

サンプル値のみの読込み終了を論理ステップ５８で検出
し、予測値を算出する０例えば、上記（２）式によりス
テップ５７でト１個目の予測値を求め、その結果を用い
てステップ５８のＭＡＮ個目の予測値算定まで順次演算
する。ステップ５８で、サンプル値及び以上求めた予測
値の最大と最小との間の変化幅Δｘを算出し、ステップ
ＢＯでこの変化幅Δｘに応じた目盛スパンＳを選択する
。ステップ６１で第１図の破線カーブの様な予測カーブ
を編集し、ステップ６２のキャラクタ選択を経てＣＲ７
表示をステップ６３により行う、その後、サンプル数の
設定値Ｍをステップ８４で測定値数の設定値Ｎに変更し
た上でステップ５２に戻り、上記のサンプル値取込みと
同様な態様で測定値を取込む。

Ｎ個の測定値の取込み終了がステップ５５で検出され、
ステップ５８で測定値読込みであったことが判断される
と、制御はステップ８６へ進む、測定値の最大拳最小が
比較され、ステップ６７で目盛スパン不足による書式修
正の要否が判断される。必要に応じ、ステップ６８で目
盛スパン修正の後、第１図の実線カーブの様な表示に要
する編集をステップ６３で行ない、ステップ７０で所要
のキャラクタを選定の上ステップ７！でＣＲ７表示その
他の本発明によるグラフィック記録をする。ステップ７
２で記録媒体を、１グラフィック記録分だけ送り、ステ
ップ７３において測定値数の設定値Ｎをサンプル数の設
定値Ｍに変更する。

論理ステップ７４で、継続処理が必要と認められた場合
には、制御はデータ選択ステップ５２に戻って上記と同
様な動作を次の測定期間に対して反復する。継続処理が
不要である場合には、記録動作が終了する。

本発明においては、第４図の流れ図に一点鎖線で示す様
に、サンプル値取込みの後、ステップ５８ａ、８５を介
して測定値毎にＣＲ７表示又は記録をし、ステップＢ５
で予定数Ｎ個の測定値処理の完了が検出されるときに、
ステップ７３において測定値数の設定値Ｎをサンプル数
の設定値Ｍに変更してもよい、この場合には、Ｎ個の測
定値の取込み完了を待つことなく、測定値を順次表示し
記録することができる。

以上により本発明によるグラフィック記録計の１動作サ
イクルが完了し、その後前記サイクルが繰返される。

免更立亘」 以上説明した如く、本発明による予測計算付記録計は、
測定値の変化幅を予測し、その予測された測定値変化幅
に応じて目盛スパンを自動的に切換えるので、次の効果
を奏する。

（イ）被測定量の予測グラフが提供されるので制御系の
情況把握に便利である。

（ロ）予測により警戒信号又は警報を発し制御系をフェ
ールセーフに構成することができる。

（ハ）予測及び実測において目盛スパンを最適範囲に自
動切換するので、記録紙の効率的使用と節減を図ること
ができ、記録値の読取りが正確且つ容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による予測計算付記録計による記録の図
式的説明図、第２図は本発明による予測計算付記録計の
構成のブロック図、第３図は本発明の一実施例のブロッ
ク図、第４図は動作の流れ図である。 １・・・記録媒体、２・・・グラフィック記録、３・・
・記憶装置、４・・・予測計算手段、５・・・目盛スパ
ン選択手段、６・・・測定値記憶手段、７・・・測定値
座標算出手段、　８ａ・・・予測値更新手段、８ｂ・・
・目盛スパン及び測定値座標修正手段、９・・・グラフ
ィック記録手段、１０・・・アナログ処理部、１１・・
・マルチプレクサ回路、１２・・・サンプルホールド回
路、！３・・・Ａ／Ｄ変換器、１４・・・母線、１５・
・・演算回路、　１Ｂ・・・ランダム記憶回路、１７・
・・編集回路、１８・・・プログラム記憶回路、１９・
・・キャラクタ記憶回路、２０・・・出力制御回路、２
１・・・プリンタ、２２・・・ＣＲＴ、２３・・・キー
ボード。 特許出願人　　大倉電気株式会社 特許出願代理人　　　弁理士　　市東禮次部第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）時系列をなす測定時刻の座標（Ｔ）の集合と前記
   時系列始期の複数測定時刻における被測定量サンプル値
   の集合とを記憶する記憶装置；前記始期後の測定時刻に
   おける前記被測定量の予測値を前記サンプル値から算出
   する予測手段；前記サンプル値及び前記予測値の最大と
   最小との変化幅（Δｘ）から目盛スパン（Ｓ）を定める
   目盛スパン選択手段；前記測定時刻における測定値（ｘ
   ）の集合を記憶する測定値記憶手段；各測定値と前記変
   化幅との比（ｘ／Δｘ）及び前記目盛スパン（Ｓ）から
   当該測定値（ｘ）に対する測定値座標（Ｘ）を算出して
   記憶する測定値座標算出手段；並びに時間目盛（ｔ）、
   測定値目盛（ｘ）、及び前記測定時刻座標（Ｔ）と前記
   測定値座標（Ｘ）とにより定まる位置における測定値記
   号をグラフィック記録するグラフィック記録手段を備え
   てなる予測計算付記録計。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の記録計において、前
   記測定値記憶手段に記憶される測定値が前記目盛スパン
   外にあるとき、前記目盛スパン及び前記測定値座標を修
   正する手段を備えてなる予測計算付記録計。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の記録計において、前
   記測定値を順次前記サンプル値として用い前記予測値を
   順次更新する手段を備えてなる予測計算付記録計。