JPWO2015198599A1 - 計測装置、計測システム、計測方法及びコンピュータ読み取り可能記録媒体 - Google Patents

Abstract

簡易な構成で計測対象となる波形に応じた計測レンジを設定可能な計測装置を提供する。計測装置（１００）は、対象とする事象に関する指標の時間的な変化の様子を計測する計測部（１１０）と、計測部（１１０）にて計測した計測値を予め設定された計測レンジの範囲において所定の形式に変換する変換部（１２０）と、計測レンジを制御する制御部（１３０）とを有し、制御部（１３０）は、計測値を変換部（１２０）にて変換した変換値が所定の期間において所定の条件を満たす場合に、計測レンジを変更する。

Description

本発明は、計測装置、計測システム、計測方法及びコンピュータ読み取り可能記録媒体に関する。

振動などを検知する計測装置は、広い計測ダイナミックレンジと、高い計測分解能が要求される。一方で、計測装置は、安価であり、かつ低消費電力であることが求められる。

特許文献１には、入出力特性自動調整方法が記載されている。特許文献１に記載の方法は、アナログ入力信号の単位時間当たりの変化量を算出し、当該変化量に基づいて、一定時間内に出力データの全ビットが有効となるか否かを予測する。そして、特許文献１に記載の方法では、予測結果に基づいてＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータの入力レンジを調整する。

また、特許文献２には、測定値の大きさによって、複数の測定レンジから所望の測定レンジにて測定を行なうオートレンジ機能を有し、適切な測定レンジを短時間で選択することができる測定装置が記載されている。

特開平１−１７４１２３号公報 特開２００７−２０５８９１号公報

振動の解析に際し、衝撃応答発生後の特定の振動モードにおける自由振動によって生じる自由振動波形を用いる場合がある。この場合において、特定の振動モードにおける自由振動波形の振動の大きさは、衝撃応答の瞬時的な最大振動の大きさと比較して著しく小さくなることがある。そのため、特許文献１等の手法を用いて振動の解析を行うと、振動の大きさの変化に追随して入力レンジ（計測レンジ）の調整が必要となる。振動の計測に影響を及ぼさないように入力レンジを調整するためには、高速に動作する計測装置が必要となる。すなわち、特許文献１等の手法を用いて振動を解析する場合には、計測装置が複雑になる課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で計測対象となる交番波形に応じた計測レンジを設定可能な計測装置等を提供することを主たる目的とする。

本発明の一態様における計測装置は、対象とする事象に関する指標の時間的な変化の様子を計測する計測手段と、計測手段にて計測した計測値を予め設定された計測レンジの範囲において所定の形式に変換する変換手段と、計測レンジを制御する制御手段とを有し、制御手段は、計測値を変換手段にて変換した変換値が所定の期間において所定の条件を満たす場合に、計測レンジを変更する。

本発明の一態様における計測システムは、複数の計測装置と、複数の計測装置の各々における変換値に基づいて交番波形の分析を行う分析装置とを有する。

本発明の一態様における計測方法は、対象とする事象に関する指標の時間的な変化の様子を計測した計測値を、変換手段によって予め設定された計測レンジの範囲において所定の形式に変換し、計測値を変換した変換値が所定の期間において所定の条件を満たす場合に、変換手段の計測レンジを変更する。

本発明の一態様におけるコンピュータ読み取り可能記録媒体は、コンピュータに、対象とする事象に関する指標の時間的な変化の様子を計測した計測値を、変換手段によって予め設定された計測レンジの範囲において所定の形式に変換する処理と、前記計測値を変換した変換値が所定の期間において所定の条件を満たす場合に、前記変換手段の前記計測レンジを変更する処理を実行するプログラムを非一時的に格納する。

本発明によると、簡易な構成で計測対象となる交番波形に応じた計測レンジを設定可能な計測装置等を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における計測装置を示す図である。 本発明の第１の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における計測装置にて求めた交番波形の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における計測装置にて求めた交番波形の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の変形例における計測装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態における計測装置を示す図である。 本発明の第３の実施形態における計測装置を示す図である。 本発明の第３の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態における計測装置の動作に関する計測レンジと判定期間との関係を示す図である。 本発明の第４の実施形態における計測装置を示す図である。 本発明の第４の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態における計測装置の動作に関する計測レンジと判定期間との関係を示す図である。 本発明の第５の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態における計測システムの構成を示す図である。 本発明の各実施形態における計測装置等を実現する情報処理装置の構成を示す図である。

（第１の実施形態）
本発明の各実施形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、本発明の各実施形態において、各装置の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。各装置の各構成要素は、例えば図１４に示すような情報処理装置１０００とソフトウェアとの任意の組み合わせにより実現することができる。情報処理装置１０００は、一例として、以下のような構成を含む。

・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１００１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１００２
・ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１００３
・ＲＡＭ１００３にロードされるプログラム１００４
・プログラム１００４を格納する記憶装置１００５
・記憶媒体１００６の読み書きを行うドライブ装置１００７
・通信ネットワーク１００９と接続する通信インターフェース１００８
・データの入出力を行う入出力インターフェース１０１０
・各構成要素を接続するバス１０１１
また、各装置の実現方法には様々な変形例がある。例えば、各装置は、それぞれハードウエアの論理回路等を含む専用の装置として実現することができる。また、各装置は、複数の装置の組み合わせにより実現することができる。

まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における計測装置を示す図である。図２は、本発明の第１の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第１の実施形態における計測装置にて求めた交番波形の例を示す図である。

図１に示すとおり、本発明の第１の実施形態における計測装置１００は、計測部１１０と、変換部１２０と、制御部１３０とを有する。計測部１１０は、
交番波形を計測する。変換部１２０は、計測部１１０にて計測した計測値を所定の形式に変換する。制御部１３０は、変換部１２０の計測レンジを制御する。

計測部１１０は、計測対象とする事象に関する任意の指標の時間的な変化の様子を連続又は非連続に計測する。計測部１１０にて計測して得られた計測値は、計測した指標の時間的な変化の様子を表す任意の形状の波形となる。この波形には、時間と共に計測値の大きさと向きが変化する波形が含まれる。時間と共に信号の大きさと向きが変化する波形には、交番波形が含まれる。本発明の各実施形態においては、計測値は、時間と共に大きさと向きが変化する波形を表すことを想定する。また、以降の説明において、計測部１１０によってある時点に得られた計測値の大きさを、単に波形の大きさと呼ぶ場合がある。交番波形の一例として、例えば構造物等の物体が振動した場合における振動波形がある。計測部１１０は、振動を計測する場合には振動の大きさに関する任意の指標（例えば、振動の変位、速度、加速度等）の時間的な変化を連続又は非連続に計測する。このように、計測部１１０が振動の大きさに関する任意の指標を計測する場合には、計測部１１０として、例えば圧電式の振動センサが用いられる。

変換部１２０は、計測部１１０にて計測した計測値を所定の形式に変換する。変換部１２０には、計測値を変換できる範囲である計測レンジが定められる。計測レンジは、計測値に応じて変更される。一例として、変換部１２０は、Ａ／Ｄコンバータが用いられる。この場合には、変換部１２０は、計測部１１０にて計測した振動波形等を表す計測値をデジタル信号変換する。変換部１２０で変換された計測値は、例えば任意の通信部により外部に送信する構成とすることができる。

制御部１３０は、変換部１２０の計測レンジを制御する。制御部１３０は、計測値を変換部１２０にて変換した値が所定の期間において所定の条件を満たす場合に、計測レンジを変更するように制御する。一例として、制御部１３０は、計測値を変換部１２０にて変換した値がある期間に継続して変換部１２０に定められた計測レンジの上限に達している場合に、計測レンジを広げるように制御する。なお、制御部１３０は、例えば任意の通信手段により外部と通信する構成とすることができる。また、制御部１３０は、変換部１２０と任意の通信手段を介して通信することにより、変換部１２０の計測レンジを制御する構成とすることができる。

次に、図２を用いて、本実施形態における計測装置１００の動作を説明する。

計測装置１００において、まず、制御部１３０は、上記説明した所定の期間となる判定期間を設定する（ステップＳ１０１）。判定期間の長さは、計測対象となる振動等の事象や計測部１１０の特性等に基づいて適宜定められる。

続いて、制御部１３０は、変換部１２０の計測レンジを設定する（ステップＳ１０２）。計測レンジは、計測対象となる振動等の事象や計測部１１０の特性等に基づいて適宜定められる。

続いて、計測部１１０は、ステップＳ１０１にて設定された判定期間において、振動の変位や加速度等、計測対象となる事象に関する任意の指標の時間的な変化の様子を計測して計測値を求める（ステップＳ１０３）。計測部１１０は、例えば後述するステップにて判定を行うことができる期間における計測値を求める。

続いて、制御部１３０は、ステップＳ１０３にて求めた計測値が、ステップＳ１０１にて設定された判定期間において所定の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

計測値が判定期間において所定の条件を満たすと判定する場合、制御部１３０は、変換部１２０の計測レンジを変更する（ステップＳ１０５）。この場合に、変換部１２０の計測レンジが変更されると、ステップＳ１０３に戻り、計測部１１０は対象とする事象に関する指標の時間的な変化の様子を計測することで計測値を求める。また、計測値が判定期間において所定の条件を満たさないと判定する場合は、ステップＳ１０３に戻り、計測部１１０は対象とする事象に関する指標の時間的な変化の様子を計測することで計測値を求める。

なお、ステップＳ１０５において、制御部１３０は、例えば計測値を変換部１２０にて変換した値がある期間に継続して変換部１２０に定められた計測レンジの上限に達している場合に、計測レンジを広げるように制御する。なお、計測レンジを広げるとは、例えば変換部１２０にて変換対象とする計測値の上限値を大きくする（又は、下限値を小さくする）ことである。このようにすることで、変換部１２０は、例えば計測レンジの変更前と比較して、大きな交番波形が変換可能になる。また、制御部１３０は、例えば計測値を変換部１２０にて変換した値の最大値がある期間に継続して所定の大きさと比べて小さい場合に、計測レンジを狭くするように制御する。なお、計測レンジを狭くするとは、例えば変換部１２０にて変換対象とする計測値の上限値を小さくする（又は、下限値を大きくする）ことである。このようにすることで、変換部１２０は、例えば交番波形の変換精度を向上させることができる。また、ステップＳ１０５において、制御部１３０は、これ以外の方法にて変換部１２０の計測レンジを制御してもよい。

次に、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、計測して得られる交番波形と本実施形態における計測装置１００に含まれる変換部１２０の計測レンジとの関係を説明する。図３Ａは、計測部１１０が計測して得られる交番波形の一例である振動波形と、当該振動波形に含まれる所定の固有モードの振動波形である。図３Ａにおいて、横軸は時間であり、縦軸は振動波形の大きさを表す指標（例えば、計測部１１０が計測した加速度、速度、変位や、計測部１１０から出力される電圧が含まれる）である。また、図３Ｂは、図３Ａにおける自由振動波形を拡大した図である。図３Ｂにおいて、Ｑは、図３Ａに示す振動が生じている物体の機械尖鋭度を表し、Ｔは当該振動の周期を表す。なお、周期Ｔは、当該物体の共振周波数であるｆとの間でＴ＝１／ｆの関係を満たす。振動波形を解析することによって構造物の状態を判定する場合には、機械尖鋭度及び共振周波数を求めることによって、判定対象となる構造物の機械特性が表される。

本実施形態における計測装置１００は、一例として、水道等の配管や橋梁などを含む構造物の異常や劣化を診断するために用いられる。この場合において、計測部１１０が計測を行って得られる交番波形は振動波形となる。構造物の劣化診断は、計測部１１０が計測を行って得られる振動波形のうち、例えば衝撃応答が発生した後の自由振動波形を用いて行われる。特に、自由振動波形に含まれる所定の固有モードの振動波形が用いられる場合がある。この場合には、当該振動波形から算出される構造物の共振周波数や共振尖鋭度の微小な経時変化を捉える必要がある場合がある。

図３Ａに示されるとおり、自由振動波形は、衝撃応答が発生した際に生じる衝撃応答波形と比較すると、振動波形の大きさ（すなわち、計測値である加速度や変位等の任意の指標の大きさ）が小さい場合がある。そのため、制御部１３０は、変換部１２０の計測レンジを衝撃応答に合わせるように変換部１２０の計測レンジを制御すると、自由振動波形を解析する場合の分解能が不足する場合がある。一方で、衝撃応答とその後の自由振動とのそれぞれによって生じる振動波形に応じて変換部１２０の計測レンジを変更するように制御すると、レンジ変更の制御中に正しい計測値が得られない場合がある。変換部１２０及び制御部１３０は、正しい計測値が得られない期間を短くするためには、高速に動作する必要がある。そのため、変換部１２０及び制御部１３０は、高速に動作する場合には、構成が複雑になり、かつ消費電力が増加する。

本実施形態における計測装置１００は、計測部１１０による計測値が所定の期間に所定の条件を満たす場合に、制御部１３０が変換部１２０の計測レンジを変更する。本実施形態における計測装置１００において、自由振動波形を計測対象とする場合には、制御部１３０は、例えば変換部１２０の入力レベルを自由振動波形の計測に必要な程度に設定する。そして、制御部１３０は、例えば衝撃応答による大きな振動が発生する期間より長い期間において大きな振動が発生した場合に変換部１２０の計測レンジを変更するように、判定期間及び所定の条件を設定する。

一例として、制御部１３０は、衝撃応答波形に対しては、大きな振動であるものの、発生する期間が設定された期間より短いことから、計測レンジを変更せず、当初に設定された計測レンジを保持するように制御することができる。一方で、自由振動波形は、衝撃応答波形と比較すると、振動の大きさの変化は緩やかである。そのため、自由振動波形が大きく、予め設定した計測レンジでは正しい計測値が得られない程度に大きい場合には、制御部１３０は、正しい計測値が得られるように計測レンジを変更するよう制御することができる。

すなわち、本実施形態における計測装置１００において、制御部１３０は、変換部１２０の計測レンジの変更を、信号の解析に必要な場合に行うように制御することができる。このように動作することで、本実施形態における計測装置１００は、解析対象となる波形を表す計測値を、その大きさに適した計測レベルで得ることができる。

本実施形態における計測装置１００によると、交番波形等の波形を表す計測値の大きさに応じて計測レンジの変更の制御を行う場合と比較して、制御部１３０が変換部１２０の計測レンジを変更する制御を行う回数が削減される。そのため、変換部１２０及び制御部１３０は、高速に動作する必要性が小さくなる。したがって、変換部１２０及び制御部１３０は、安価でかつ簡易な構成とすることができる。また、同様の理由によって、変換部１２０及び制御部１３０の消費電力を削減することができる。

なお、制御部１３０は、衝撃応答波形に限らず、例えば突発的な外乱により大きな信号が入力される場合にも、計測レンジを変更せず、当初に設定された計測レンジを保持するように制御することができる。

以上の通り、本実施形態における計測装置１００は、制御部１３０が、計測値を変換部１２０にて変換した値が所定の期間において所定の条件を満たす場合に、変換部１２０による計測レンジを変更するように制御する。そのため、本実施形態における計測装置１００は、制御部１３０が、例えば衝撃応答のように一時的に入力される大きな振動に対しては変換部１２０における計測レンジの変更を行わないように制御することができる。したがって、変換部１２０及び制御部１３０は、交番波形に含まれる計測値の大きさの変化に追随して高速に動作する必要性が小さくなる。よって、本発明の第１の実施形態における計測装置１００は、簡易な構成で計測レンジを変更可能な計測端末を提供することができる。
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。図５は、本発明の第２の実施形態の変形例における計測装置１００の動作を示すフローチャートである。なお、本発明の第２の実施形態における計測装置１００は、本発明の第１の実施形態における計測装置１００と同様の構成とすることができる。

図４を用いて、本発明の第２の実施形態における計測装置１００の動作を説明する。

計測装置１００において、まず、制御部１３０は、上記説明した所定の期間となる判定期間を設定する（ステップＳ２０１）。続いて、制御部１３０は、変換部１２０の計測レンジを設定する（ステップＳ２０２）。続いて、計測部１１０は、第１の実施形態における計測装置１００のステップＳ１０３の動作と同様に計測を行い、計測値を求める（ステップＳ２０３）。ここまでのステップにおいて、本実施形態における計測装置１００は、本発明の第１の実施形態における計測装置１００と同様に動作することができる。

続いて、制御部１３０は、ステップＳ２０３にて求めた計測値が、計測レンジを超えるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４において、計測値が計測レンジを超えると判定される場合、制御部１３０はステップＳ２０５の動作を行う。すなわち、制御部１３０は、ステップＳ２０３にて求めた計測値が計測レンジを超える期間がステップＳ２０１にて設定した判定期間より短いか否かを判定する。

ステップＳ２０５にて、計測値が計測レンジを超える期間が判定期間より短いと判定された場合、制御部１３０は、例えば衝撃応答や外乱のように、突発的に大きな波形が発生して大きな計測値が計測されたと判定する。この場合には、計測装置１００は、ステップＳ２０３に戻って計測部１１０による計測値の取得を行う。一方、ステップＳ２０５にて、計測値が計測レンジを超える期間が判定期間より長いと判定された場合、制御部１３０は、定常的に計測レンジを超過する振動が計測されたと判定する。そして、制御部１３０は、その時点で変換部１２０に対して設定されている計測レンジと比べて広い計測レンジを設定する（ステップＳ２２２）。すなわち、制御部１３０は、判定期間に継続して定常的に計測値が計測レンジを超える大きな振動が計測されると判定する場合に、変換部１２０の計測レンジをそれまでと比べて広い計測レンジとする。ステップＳ２２２の計測レンジの設定動作が終わると、計測装置１００は、ステップＳ２０３に戻って計測部１１０による計測値の取得を行う。

なお、制御部１３０がステップＳ２２２にて広い計測レンジを設定する場合、新たに設定される計測レンジは、予め定められたレンジでもよいし、計測値に基づいて例えば計測値が計測レンジを超えない任意の計測レンジでもよい。

また、ステップＳ２０４にて計測値が計測レンジを超えないと判定される場合、制御部１３０は、計測値が判定期間に継続して所定の狭い計測レンジの範囲を超えるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。なお、この場合において、所定の狭い計測レンジの範囲とは、例えばその時点で変換部１２０に対して設定されている計測レンジより狭い計測レンジである。計測値が判定期間に継続して所定の狭い計測レンジを超えない（計測値が所定の狭い計測レンジの範囲に含まれる）と判定される場合、制御部１３０は、当該狭い計測レンジを変換部１２０の計測レンジとして設定する（ステップＳ２１２）。そして、ステップＳ２１２の計測レンジの設定動作が終わると、計測装置１００は、ステップＳ２０３に戻って計測部１１０による計測値の取得を行う。すなわち、制御部１３０は、定常的に所定の狭い計測レンジを超えない小さな振動が計測されると判定する場合に、変換部１２０の計測レンジをそれまでより狭い計測レンジとする。

一方、ステップＳ２１１にて、計測値が判定期間において所定の狭い計測レンジを超える場合があると判定される場合、計測装置１００は、ステップＳ２０３に戻って計測値の取得を行う。

なお、制御部１３０がステップＳ２１２にて狭い計測レンジを設定する場合、新たに設定される計測レンジは、予め定められたレンジでもよいし、計測値に基づいて、例えば計測値が計測レンジを超えない任意の計測レンジでもよい。

すなわち、本実施形態における計測装置１００は、制御部１３０が、計測値が定常的に大きい又は小さいと判定する場合に、当該判定時に設定されている変換部１２０の計測レンジと比較して広い又は狭い計測レンジをそれぞれ設定する。したがって、本実施形態における計測装置１００は、第１の実施形態における計測装置１００と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態における計測装置１００は、計測値に応じて計測レンジを設定することによって、第１の実施形態における計測装置１００と比較して、計測精度を高めることができる。
（第２の実施形態の変形例）
本実施形態においては、いくつかの変形例が考えられる。図５は、本発明の第２の実施形態の変形例における計測装置１００の動作を示すフローチャートである。図５を用いて、本発明の第２の実施形態の変形例における計測装置１００の動作を説明する。なお、本変形例における計測装置１００の構成は、本発明の第１及び第２の実施形態における計測装置１００と同様とされる。

計測装置１００において、まず、制御部１３０は、上記説明した所定の期間となる判定期間を設定する（ステップＳ２５１）。続いて、制御部１３０は、変換部１２０の計測レンジを予め定められた第１の計測レンジに設定する（ステップＳ２５２）。続いて、計測部１１０は、第１の実施形態における計測装置１００のステップＳ１０３の動作と同様に計測を行って計測値を求める（ステップＳ２５３）。

続いて、制御部１３０は、ステップＳ２５３にて求めた計測値が、計測レンジを超えるか否かを判定する（ステップＳ２５４）。ステップＳ２５４において、計測値が計測レンジを超えると判定される場合、制御部１３０はステップＳ２５５の動作を行う。すなわち、制御部１３０は、計測値が計測レンジを超える期間は判定期間より短いか否かを判定する。

ステップＳ２５５にて、計測値が計測レンジを超える期間は判定期間より短いと判定された場合、制御部１３０は、例えば衝撃応答や外乱のように、突発的に大きな振動が発生して計測されたと判定する。この場合には、計測装置１００は、ステップＳ２５３に戻って計測部１１０による計測値の取得を行う。

一方、ステップＳ２５５にて、計測値が計測レンジを超える期間が判定期間より長い場合、制御部１３０は、定常的に計測レンジを超過した振動が計測されたと判定する。そして、制御部１３０は、第１の計測レンジよりも広い第２の計測レンジを設定する（ステップＳ２６２）。すなわち、制御部１３０は、判定期間に継続して定常的に計測値が第１の計測レンジを超える大きな振動が計測されると判定する場合に、変換部１２０の計測レンジを第２の計測レンジとする。

ステップＳ２６２の計測レンジの設定動作が終わると、計測装置１００は、計測部１１０による計測値の取得を行う（ステップＳ２６３）。そして、制御部１３０は、計測値が判定期間に継続して第１の計測レンジの範囲を超えないことを判定する（ステップＳ２６４）。計測値が判定期間について第１の計測レンジを超えない判定される場合、制御部１３０は、変換部１２０の計測レンジを第１の計測レンジに設定する（ステップＳ２６５）。計測値が判定期間について第１の計測レンジを超える場合があると判定される場合には、計測装置１００は、ステップＳ２６３に戻って再び計測値の取得を行う。

なお、ステップＳ２５４において計測値が計測レンジを超えないと判定される場合、計測装置１００は、ステップＳ２５３に戻って再び計測値の取得を行う。

すなわち、本実施形態における計測装置１００は、変換部１２０の計測レンジが２段階である場合に、計測値に応じて変換部１２０における２段階の計測レンジを変更する。このような構成とすることで、本実施形態の変形例における計測装置１００は、構成をより簡易にすることができる。
（第３の実施形態）
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の第３の実施形態における計測装置を示す図である。図７は、本発明の第３の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。図８は、本発明の第３の実施形態における計測装置の動作に関する計測レンジと判定期間との関係を示す図である。

図６Ａに示すとおり、本発明の第３の実施形態における計測装置３００は、計測部１１０と、Ａ／Ｄ変換部３２１と、制御部３３０とを有する。Ａ／Ｄ変換部３２１は、計測部１１０にて計測したアナログ信号である計測値をデジタル信号に変換する。一例として、Ａ／Ｄ変換部３２１は、任意のＡ／Ｄコンバータが用いられる。

つまり、本実施形態における計測装置３００は、変換部１２０がＡ／Ｄ変換部３２１である点が、第１の実施形態における計測装置１００と異なる。これ以外の要素については、本実施形態における計測装置３００は、第１又は第２の実施形態における計測装置１００と同様の構成を有している。

なお、本実施形態において、制御部３３０は、一例として図６Ｂに示すような構成とすることができる。すなわち、制御部３３０は、データ蓄積部３３１と、レンジ情報保持部３３２と、レンジ設定判定部３３３と、レンジ切替制御部３３４と、レンジ切替部３３５と、参照電圧発生部３３６とを有する。

図６Ｂに示す例において、データ蓄積部３３１は、上述した判定期間におけるＡ／Ｄ変換部３２１にてデジタル信号に変換された計測値を保持する。レンジ情報保持部３３２は、Ａ／Ｄ変換部３２１について設定されている計測レンジの設定情報を保持する。レンジ設定判定部３３３は、データ蓄積部３３１に保持される計測値と、レンジ情報保持部３３２に保持される計測レンジの設定情報に基づいて、設定されるべき計測レンジを判定する。レンジ設定判定部３３３は、判定した計測レンジをレンジ情報保持部３３２に保持する。レンジ切替制御部３３４は、レンジ設定判定部３３３にて判定された計測レンジに応じて、レンジ切替部３３５を当該判定された計測レンジとなるように制御する。レンジ切替部３３５は、レンジ切替制御部３３４の制御に応じて、参照電圧を参照電圧発生部３３６から選択してＡ／Ｄ変換部３２１に供給する。参照電圧発生部３３６は、計測レンジに応じてＡ／Ｄ変換部３２１に供給する参照電圧を発生させる。参照電圧発生部３３６にて発生される参照電圧は、Ａ／Ｄ変換部３２１の種類やＡ／Ｄ変換部３２１に設定される計測レンジに応じて適宜定められる。

次に、図７を用いて、本実施形態における計測装置３００の動作を説明する。

計測装置３００において、まず、制御部３３０は、上記説明した所定の期間となる判定期間を設定する（ステップＳ３０１）。続いて、制御部３３０は、Ａ／Ｄ変換部３２１の計測レンジを設定する（ステップＳ３０２）。これらのステップにおいて、本実施形態における計測装置３００は、本発明の第１の実施形態における計測装置１００又は第２の実施形態における計測装置１００と同様に動作することができる。続いて、計測部１１０は、ステップＳ３０１にて設定される判定期間において、第１の実施形態における計測装置１００のステップＳ１０３の動作と同様に計測を行って計測値を求める（ステップＳ３０３）。計測部１１０により取得された計測値は、Ａ／Ｄ変換部３２１によって、予めＡ／Ｄ変換部３２１に設定された計測レンジに応じた範囲のデジタル信号に変換される。

続いて、制御部３３０は、ステップＳ３０３にて求めたデジタル信号である計測値にＡ／Ｄ変換部３２１の出力の上限値又は下限値と等しい値が含まれるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。この動作は、第２の実施形態における計測装置１００において、計測値が計測レンジを超えるか否かを判定する動作に相当すると考えることができる。

ステップＳ３０４にて、Ａ／Ｄ変換部３２１の出力の上限値又は下限値と等しい計測値が存在すると判定される場合には、計測装置３００は、ステップＳ３０５の動作に進む。ステップＳ３０５において、制御部３３０は、Ａ／Ｄ変換部３２１の出力の上限値又は下限値と等しい計測値の数が、所定の判定閾値より少ないか否かを判定する。

ステップＳ３０５にて、Ａ／Ｄ変換部３２１からの出力の上限値又は下限値と等しい計測値の数が所定の判定閾値より少ないと判定される場合、制御部３３０は突発的な振動が計測されたと判定する。これは、Ａ／Ｄ変換部３２１の出力の上限値又は下限値と等しい計測値の数が所定の判定閾値より少ないことから、制御部３３０は計測値が計測レンジを超える期間が短いと判定できるためである。なお、突発的な振動は、例えば衝撃応答や短い外乱振動が含まれる。また、この場合には、計測装置３００はステップＳ３０３に戻って計測値の取得を続ける。

また、ステップＳ３０５にて、Ａ／Ｄ変換部３２１からの出力の上限値又は下限値と等しい計測値の数が所定の判定閾値より多いと判定される場合、制御部３３０は定常的に計測レンジを超過する振動が計測されたと判定する。この場合には、制御部３３０は、その時点でＡ／Ｄ変換部３２１に対して設定されている計測レンジと比べて広い計測レンジを設定する（ステップＳ３２２）。そして、計測装置３００は、ステップＳ３０３に戻って計測値の取得を続ける。

ステップＳ３０４にて、Ａ／Ｄ変換部３２１の出力の上限値又は下限値と等しい計測値が存在しないと判定される場合には、制御部３３０は、ステップＳ３１１の動作に進む。ステップＳ３１１において、制御部３３０は、Ａ／Ｄ変換部３２１に設定されている計測レンジより狭い計測レンジの計測範囲に含まれる計測値が存在するか否かを判定する。Ａ／Ｄ変換部３２１に設定されている計測レンジより狭い計測レンジの計測範囲に含まれる計測値が存在すると判定されると、制御部３３０は、ステップＳ３１２の動作に進む。ステップＳ３１２では、制御部３３０は、当該狭い計測レンジの計測範囲に含まれる計測値が所定の閾値より多いか否かを判定する（ステップＳ３１２）。このステップで、狭い計測レンジに含まれる計測値が所定の閾値より多いと判定されると、制御部３３０は、その時点でＡ／Ｄ変換部３２１に対して設定されている計測レンジと比べて狭い計測レンジを設定する（ステップＳ３１３）。そして、計測装置３００は、ステップＳ３０３に戻って計測値の取得を続ける。

なお、ステップＳ３１１において、Ａ／Ｄ変換部３２１に設定されている計測レンジより狭い計測レンジに含まれる計測値が存在しないと判定されると、計測装置３００は、ステップＳ３０３に戻って計測値の取得を続ける。また、ステップＳ３１２において、狭い計測レンジに含まれる計測値が所定の閾値より少ないと判定されると、計測装置３００は、ステップＳ３０３に戻って計測値の取得を続ける。

なお、計測レンジを２段階とした場合に、第２の実施形態の変形例における計測装置１００の動作を本実施形態にも適用することができる。

次に、図８を用いて、上記説明した計測装置３００の動作に関する計測レンジと判定期間との関係を説明する。図８において、波形は振動波形であり、グラフの横軸は時刻、縦軸は振動波形を表す計測値（例えば、振動の加速度や変位等を計測した値）の大きさを表すとする。また、Ａ／Ｄ変換部３２１の計測レンジは２段階であるとする。計測開始時点である時刻ｔ０では相対的に狭い計測レンジである計測レンジ１に設定されているとする。

計測装置３００は、判定期間をＴとして、上記説明した計測レンジの変更に関する動作を行う。時刻ｔ０より計測が始まると、時刻ｔ１において、衝撃応答による突発的な振動が生じる。そのため、時刻ｔ１を含む判定期間の各々において、黒丸の印に表わされるように、Ａ／Ｄ変換部３２１の上限値又は下限値と等しい計測値が現れる（図７のステップＳ３０４：Ｙｅｓ）。しかしながら、制御部３３０は、例えばＡ／Ｄ変換部３２１の出力の上限値又は下限値と等しい計測値の数が、所定の判定閾値より少ないと判定する（図７のステップＳ３０５：Ｙｅｓ）。そのため、制御部３３０は、時刻ｔ１における振動が突発的な振動であると判定して、Ａ／Ｄ変換部３２１の計測レンジを変更しない。

時刻ｔ２以降において、振動波形の大きさが大きくなる。そのため、時刻ｔ２を含む判定期間の各々において、計測値にＡ／Ｄ変換部３２１の上限値又は下限値と等しい計測値が現れる。そして、例えば判定期間に時刻ｔ３が含まれるようになると、制御部３３０は、Ａ／Ｄ変換部３２１の出力の上限値又は下限値と等しい計測値の数が、所定の判定閾値より多いと判定する（図７のステップＳ３０５）。そのため、制御部３３０は、Ａ／Ｄ変換部３２１の計測レンジを計測レンジ１より大きな計測レンジ２とする（図７のステップＳ３２２）。

その後、時刻ｔ４において、それまでより大きさが小さい振動が生じる。そのため、時刻ｔ４を含む判定期間の各々において、白丸の印に表わされるように、計測値に狭い計測レンジである計測レンジ１の計測範囲に含まれる計測値が現れる（図７のステップＳ３１１：Ｙｅｓ）。しかしながら、制御部３３０は、例えば計測レンジ１の計測範囲に含まれる計測値が、所定の判定閾値より少ないとする。そのため、制御部３３０は、計測レンジを変更しない（図７のステップＳ３１２：Ｎｏ）。

その後、時刻ｔ５以降において、振動の大きさが小さくなる。そのため、時刻ｔ５を含む判定期間の各々において、計測値に狭い計測レンジである計測レンジ１の計測範囲に含まれる計測値が現れる。そして、例えば判定期間に時刻ｔ６が含まれるようになると、制御部３３０は、計測レンジ１の計測範囲に含まれる計測値が、所定の判定閾値より多いと判定する（図７のステップＳ３１２：Ｙｅｓ）。そして、制御部３３０は、計測レンジを計測レンジ１とする（図７のステップＳ３１３）。

以上の通り、本実施形態における計測装置３００は、本発明の第２の実施形態における計測装置１００と同様に、計測値に応じてそれまでより広い計測レンジ又は狭い計測レンジを設定する。そのため、本実施形態における計測装置３００は、第１の実施形態における計測装置１００と比較して、計測精度を高めることができる。また、本実施形態における計測装置３００は、Ａ／Ｄ変換部３２１を有することにより、計測レンジの設定を容易に行うことができる。
（第４の実施形態）
続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。図９は、本発明の第４の実施形態における計測装置を示す図である。図１０は、本発明の第４の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。図１１は、本発明の第４の実施形態における計測装置の動作に関する計測レンジと判定期間との関係を示す図である。

図９に示すとおり、本発明の第４の実施形態における計測装置４００は、計測部１１０と、変換部１２０と、制御部４３０と、周波数解析部４４０とを有する。周波数解析部４４０は、変換部１２０にて所定の形式に変換された計測値を周波数解析する。

つまり、本実施形態における計測装置４００は、周波数解析部４４０を有する点が、第１の実施形態における計測装置１００等と異なる。これ以外の要素については、本実施形態における計測装置４００は、本発明の各実施形態における実施形態における計測装置と同様の構成とすることができる。

次に、図１０を用いて、本発明の第４の実施形態における計測装置４００の動作を説明する。

計測装置４００において、まず、制御部４３０は、上記説明した所定の期間となる判定期間を設定する（ステップＳ４０１）。続いて、制御部４３０は、変換部１２０の計測レンジを設定する（ステップＳ４０２）。続いて、計測部１１０は、本発明の第１の実施形態におけるステップＳ１０３の動作と同様に計測を行い、計測値を求める（ステップＳ４０３）。ここまでのステップにおいて、本実施形態における計測装置４００は、本発明の第１の実施形態における計測装置１００と同様に動作することができる。

続いて、周波数解析部４４０は、変換部１２０にて変換された計測値に対して周波数解析を行う（ステップＳ４０４）。周波数解析によって、計測値に関して周波数毎のデータが得られる。

続いて、制御部４３０は、ステップＳ４０４にて周波数解析を行った計測値について、計測値の全周波数成分の合算値が、変換部１２０に設定された計測レンジの上限値に等しい場合があるか否かを判定する（ステップＳ４０５）。すなわち、ステップＳ４０４にて得られた計測値に関する周波数毎のデータについて、例えば全てを合算し、計測レンジの上限値に等しい場合があるか否かを判定する。

ステップＳ４０５において、計測値の全周波数成分の合算値が計測レンジの上限値に等しい場合があると判定される場合、制御部４３０は、計測値が計測レンジの上限に達したとしてステップＳ４０６の動作を行う。すなわち、制御部４３０は、ステップＳ４０４にて得られた計測値に関する周波数毎のデータから、変換部１２０にて変換された計測値に対して発生する高調波の発生期間が所定の期間より短いか否かを判定する。

計測レンジの範囲外の信号が入力されると、変換部１２０にて変換された計測値の波形が本来の波形から歪み、共振周波数の整数倍に相当する周波数成分である高調波が発生する。変換部１２０が例えばＡ／Ｄコンバータである場合には、波形のクリップにより高調波が生じる。つまり、高調波の発生期間に基づいて判定することによって、変換部１２０の計測レンジを超えた交番波形が、突発的に生じた波形であるか、又は定常的に計測レンジを超える波形であるかが判定可能となる。したがって、制御部４３０は、ステップＳ４０６にて高調波の発生期間が所定の期間より短いか否かを判定する。

ステップＳ４０６にて、高調波の発生期間が所定の期間より短いと判定された場合、制御部４３０は、例えば衝撃応答や外乱のように、突発的に大きな波形が発生して計測されたと判定する。そして、計測装置４００は、ステップＳ４０３に戻って計測部１１０による計測値の取得を行う。一方、ステップＳ４０６にて、高調波の発生期間が所定の期間より長いと判定された場合、制御部４３０は、定常的に計測レンジを超過する波形が計測されたと判定する。そして、制御部４３０は、その時点で変換部１２０に対して設定されている計測レンジと比べて広い計測レンジを設定する（ステップＳ４２２）。続いて計測装置４００は、ステップＳ４０３に戻って計測部１１０による計測値の取得を行う。

なお、制御部４３０がステップＳ４２２にて広い計測レンジを設定する場合、新たに設定される計測レンジは、予め定められたレンジでもよいし、計測値に基づいて設定値を定めてもよい。

また、ステップＳ４０５にて計測値の全周波数成分の合算値が変換部１２０に設定された計測レンジの上限値に等しい場合がないと判定される場合、制御部４３０は、ステップＳ４１１の動作を行う。すなわち、ステップＳ４１１において、制御部４３０は、計測値の全周波数成分の合算値が、変換部１２０に設定された計測レンジより狭い計測レンジの上限値より小さいか否かを判定する。

計測値の全周波数成分の合算値が、変換部１２０に設定された計測レンジより狭い計測レンジの上限値より小さいと判定されると、制御部４３０は、ステップＳ４１２の動作を行う。つまり、制御部４３０は、その時点で変換部１２０に対して設定されている計測レンジより狭い計測レンジを設定する。これは、制御部４３０が、所定の狭い計測レンジの範囲内にある小さな振動が計測されると判定するためである。ステップＳ４１２の計測レンジの設定動作が終わると、計測装置４００は、ステップＳ４０３に戻って計測部１１０による計測値の取得を行う。

一方、ステップＳ４１１にて計測値が判定期間において所定の狭い計測レンジを超える場合があると判定される場合、計測装置４００は、ステップＳ４０３に戻って計測値の取得を行う。

なお、ステップＳ４１１にて、制御部４４０は、所定の期間において、計測値の全周波数成分の合算値が変換部１２０に設定された計測レンジより狭い計測レンジの上限値より小さい場合に、ステップＳ４１２の動作を行うことができる。

また、制御部４３０がステップＳ４１２にて狭い計測レンジを設定する場合、新たに設定される計測レンジは、予め定められたレンジでもよいし、計測値に基づいて任意の計測レンジを定めてもよい。

次に、図１１を用いて、上記説明した計測装置４００の動作に関する計測レンジと判定期間との関係を説明する。図１１において、交番波形は振動波形であり、グラフの横軸は時刻、縦軸は振動波形を表す計測値（例えば、振動の加速度や変位等を計測した値）の大きさを表すとする。また、変換部１２０の計測レンジは２段階であるとする。計測開始時点である時刻ｔ０では、変換部１２０には、相対的に狭い計測レンジである計測レンジ１が設定されているとする。また、この場合において、計測装置４００は、判定期間をＴとして、上記説明した計測レンジの変更に関する動作を行う。図１１において、判定期間Ｔの各々に対するグラフは、判定期間Ｔに含まれる任意の時点における振動の周波数成分を示す。これらのグラフの各々は、横軸は周波数を示し、縦軸は周波数毎の振動の大きさを示す。

時刻ｔ０から計測装置４００による計測が始まると、時刻ｔ１において、衝撃応答による突発的な振動が生じる。そのため、図１１における判定期間Ｔの各々に対する周波数成分のグラフに示すとおり、時刻ｔ１を含む判定期間において、周波数解析部４４０の解析結果に高調波が現れる。しかしながら、制御部４３０は、例えば高調波の発生期間が所定の期間より短いと判定する（図１０のステップＳ４０６：Ｙｅｓ）。したがって、制御部４３０は、時刻ｔ１における振動が突発的な振動であると判定して、変換部１２０の計測レンジを変更しない。

時刻ｔ２以降において、振動波形の大きさが大きくなる。そのため、時刻ｔ２を含む判定期間の各々において、周波数解析部４４０の解析結果に高調波が現れる。そして、例えば判定期間に時刻ｔ３が含まれるようになると、制御部４３０は、例えば高調波の発生期間が所定の期間より長いと判定する（図１０のステップＳ４０６）。そのため、制御部３３０は、変換部１２０の計測レンジを計測レンジ１より大きな計測レンジ２とする（図１０のステップＳ４２２）。

その後、時刻ｔ５以降において、振動の大きさが小さくなる。そして、例えば判定期間に時刻ｔ６が含まれると、制御部４３０は、計測値の全周波数成分の合算値が、設定されている計測レンジ２より狭い計測レンジ１の上限値よりも小さいと判定する（図７のステップＳ４１１：Ｙｅｓ）。そして、制御部３３０は、計測レンジを計測レンジ１とする（図１０のステップＳ４１２）。

以上の通り、本実施形態における計測装置４００は、本発明の第２の実施形態における計測装置１００と同様に、計測値に応じてそれまでより広い計測レンジ又は狭い計測レンジを設定する。そのため、本実施形態における計測装置４００は、第１の実施形態における計測装置１００と比較して、計測精度を高めることができる。また、本実施形態における計測装置４００は、周波数解析部４４０を有することにより、計測レンジの設定を更に精度よく行うことができる。
（第５の実施形態）
続いて、本発明の第５の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第５の実施形態における計測装置の動作を示すフローチャートである。図１３は、本発明第５の実施形態における計測システム５０の構成を示す図である。なお、本発明の第５の実施形態における計測装置５００は、本発明の第１の実施形態における計測装置１００と同様の構成とすることができる。

図１２を用いて、本発明の第５の実施形態における計測装置５００の動作を説明する。図１２において、計測装置５００のステップＳ５０１からＳ５０５までの動作は、図２に示す本発明の第１の実施形態における計測装置１００のステップＳ１０１からＳ１０５までの動作と、それぞれ同様とすることができる。ステップＳ５０５における変換部１２０の計測レンジの変更に続いて、制御部１３０は、他の計測装置に、計測レンジ変更を指示する計測レンジ変更情報を送信する（ステップＳ５０６）。続いて、計測装置５００は、ステップＳ５０３に戻って計測値の取得を行う。

なお、計測レンジ変更情報を受信した他の計測装置は、当該情報に基づいて、計測装置の計測レンジを変更することができる。

同一の発生源から生じる交番波形を複数の計測装置５００にて計測する場合には、交番波形は、複数の計測装置５００の各々に対して類似した態様で伝搬する場合がある。そのため、１つの計測装置５００にて変換部１２０の計測レンジの変更が必要となる程度に計測対象の交番波形が変化すると、他の計測装置５００においても、同様に計測対象の交番波形が変化する可能性がある。

そこで、本実施形態における計測装置５００は、計測レンジを変更する場合に、他の計測装置５００に対して計測レンジ変更情報を送信することで、他の計測装置５００における変換部１２０の計測レンジを変更させる。このようにすることで、他の計測装置５００において、変換部１２０が計測値の変換を正確に行う可能性を高めることができる。例えば、変換部１２０がＡ／Ｄコンバータである場合に、計測レンジを変更することで、変換部１２０が波形のクリップにより実際の信号値と異なる値（計測レンジの上限値等）を変換結果として出力する可能性を減らすことができる。

本実施形態において、計測装置５００の制御部１３０は、任意の内容の計測レンジ変更情報を送信することができる。例えば、制御部１３０は、当該計測装置５００に隣接する他の計測装置５００に対して、当該制御部１３０が行った計測レンジの変更と同様に計測レンジを変更する計測レンジ変更情報を送信することができる。また、制御部１３０は、当該計測装置５００から所定の距離にある他の計測装置５００に対して、当該制御部１３０が行った計測レンジの変更と同様に計測レンジを変更する計測レンジ変更情報を送信することができる。計測装置５００の変換部１２０が複数の計測レンジを設定可能な場合、更に、制御部１３０は、自装置（計測装置５００）からの距離に応じて設定すべき計測レンジを変えて計測レンジ変更情報を送信することができる。計測レンジ変更情報の送信対象や、計測レンジ変更情報にて指示される計測レンジの変更内容は、計測装置５００の計測対象となる交番波形の種類や計測装置５００の設置状況に応じて適宜定められる。

なお、本実施形態における計測装置５００の構成は、本発明の第２の実施形態から第４の実施形態までにおける計測装置の構成と、互いに組み合わせることができる。

次に、図１３を用いて、本実施形態における計測システム５０の構成を説明する。

図１３によると、本実施形態における計測システム５０は、複数の計測装置５００と、分析装置５５０とを有する。分析装置５５０は、複数の計測装置５００のそれぞれにて計測した計測値に基づいて、交番波形の分析を行う。複数の計測装置５００の各々と分析装置５５０とは、例えば通信可能に接続される。

なお、計測システム５０における複数の計測装置５００は、本発明の各実施形態における計測装置の構成を組み合わせて用いることができる。

本実施形態における計測システム５０は、複数の計測装置５００のそれぞれにて計測した計測値に基づいて、交番波形の分析を行う。そのため、本実施形態における計測システム５０は、例えば水道配管や橋梁等の規模の大きな構造物の異常や劣化等の振動解析に用いられる。

なお、計測装置５００は、上記説明した計測レンジ変更情報を、分析装置５５０に対して送信することができる。分析装置５５０は、複数の計測装置５００の少なくとも１つから計測レンジ変更情報を受信すると、当該受信した計測レンジ変更情報に基づいて、送信元と異なる複数の計測装置５００へ計測レンジ変更情報を送信することができる。このようにすることで、他の計測装置５００において、変換部１２０が計測値の変換を正確に行う可能性を高めることができる。

以上の通り、本実施形態における計測装置５００は、本発明の第１の実施形態における計測装置１００と同様の効果を奏する。また、本実施形態における計測装置５００は、他の計測装置５００に対して計測レンジ変更情報を送信する。このようにすることで、他の計測装置５００は、変換部１２０の計測レンジを変更することができる。したがって、本実施形態における計測装置５００は、計測値の変換を正確に行うことができる。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、各実施形態における構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、互いに組み合わせることが可能である。

この出願は、２０１４年６月２６日に出願された日本出願特願２０１４−１３１１９３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

５０ 計測システム
１００、３００、４００、５００ 計測装置
１１０ 計測部
１２０ 変換部
３２１ Ａ／Ｄ変換部
１３０、３３０、４３０ 制御部
３３１ データ蓄積部
３３２ レンジ情報保持部
３３３ レンジ設定判定部
３３４ レンジ切替制御部
３３５ レンジ切替部
３３６ 参照電圧発生部
４４０ 周波数解析部
５５０ 分析装置
１０００ 情報処理装置
１００１ ＣＰＵ
１００２ ＲＯＭ
１００３ ＲＡＭ
１００４ プログラム
１００５ 記憶装置
１００６ 記憶媒体
１００７ ドライブ装置
１００８ 通信インターフェース
１００９ 通信ネットワーク
１０１０ 入出力インターフェース
１０１１ バス

Claims (10)

1. 対象とする事象に関する指標の時間的な変化の様子を計測する計測手段と、
   前記計測手段にて計測した計測値を、予め設定された計測レンジの範囲において所定の形式に変換する変換手段と、
   前記計測レンジを制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記計測値を前記変換手段にて変換した変換値が所定の期間において所定の条件を満たす場合に、前記計測レンジを変更する、計測装置。
2. 前記制御手段は、前記変換値が前記所定の期間に継続して前記計測レンジを超える値であると判定する場合に、前記設定された計測レンジよりも広い計測レンジに前記計測レンジを変更する、請求項１に記載の計測装置。
3. 前記制御手段は、前記変換値が前記所定の期間に継続して前記設定された計測レンジより狭い計測レンジの範囲に含まれる場合に、前記設定された計測レンジよりも狭い計測レンジに前記計測レンジを変更する、請求項１又は２に記載の計測装置。
4. 前記計測手段が、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータである、請求項１から３のいずれか一項に記載の計測装置。
5. 前記制御手段は、前記変換値のうち、前記Ａ／Ｄコンバータの出力値の上限値又は下限値と等しい値が所定の閾値より多い場合に、前記設定された計測レンジより広い計測レンジに前記計測レンジを変更する、請求項４に記載の計測装置。
6. 前記変換値に対して周波数解析を行う周波数解析手段を有し、
   前記制御手段は、前記周波数解析の結果に基づいて、前記変換値に対する高調波が前記所定の期間に継続して発生すると判定する場合に、前記設定された計測レンジよりも広い計測レンジに前記計測レンジを変更する、請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置。
7. 前記制御手段は、前記計測レンジを変更する場合に、他の前記計測装置に計測レンジ変更を指示する情報を送信する、請求項１から６のいずれか一項に記載の計測装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の複数の計測装置と、
   前記複数の計測装置の各々における前記変換値に基づいて前記波形の分析を行う分析装置とを有する、計測システム。
9. 対象とする事象に関する指標の時間的な変化の様子を計測した計測値を、変換手段によって予め設定された計測レンジの範囲において所定の形式に変換し、
   前記計測値を変換した変換値が所定の期間において所定の条件を満たす場合に、前記変換手段の前記計測レンジを変更する、計測方法。
10. コンピュータに、
    対象とする事象に関する指標の時間的な変化の様子を計測した計測値を、変換手段によって予め設定された計測レンジの範囲において所定の形式に変換する処理と、
    前記計測値を変換した変換値が所定の期間において所定の条件を満たす場合に、前記変換手段の前記計測レンジを変更する処理を実行するプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能記録媒体。

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