JP3564672B2

JP3564672B2 - 計測装置

Info

Publication number: JP3564672B2
Application number: JP27941995A
Authority: JP
Inventors: 聡竹村
Original assignee: Ｎｅｃ三栄株式会社
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2015-10-26
Also published as: JPH09126823A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は計測装置に係わり、特にデジタル処理される被計測データをピーク検出し、このピーク検出した検出データを循環型の記憶手段に格納する様に成した計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から信号のピーク検出収録はピーク検出周期を高速としデータ収録周期を低速とする事で、入力信号が高速に変化するデータであっても特異点を失わずにデータ量を圧縮できるという優れた特徴があり、このデータを表示、印字記録出来るサーマルレコーダのごとき計測装置は一般的に広く使用されている。
【０００３】
上記の如きサーマルレコーダに於いて、ピーク検出したデジタルデータをイメージ用のドットデータに変換後循環メモリに格納し、収録後表示、記録印字が可能な様に成した計測装置が特公平５−５９３６８号公報に示されている。
【０００４】
上記公報に示された計測装置の機能ブロック図は図６の如き構成と成されている。
【０００５】
図６で入力端子Ｔ_１には電流、電圧等のアナログ入力信号が供給され、これらアナログ入力信号はアナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）３でデジタルデータに変換される。このデジタルデータはドットデータ入力処理手段３１に供給される。このドットデータ入力処理手段３１では表示部１３の画面に表示するドットマトリックス画面に対応する番地割付けをして、書き込み読み出し番地を循環的に構成したドットデータを作成する。
【０００６】
上述のドットデータ入力処理手段３１で作成したドットデータを循環メモリ７に供給し、循環メモリ７からドットデータ出力処理手段３２を介して表示部１３にドットデータを表示する様に構成されている。尚、操作部１５には以前に表示した画面に戻す画面戻し指示手段１５Ａを有し、循環メモリ７から番地を逆時系列に戻すために循環メモリ７の出力を戻し画面出力手段３３を介して表示部１３に供給する様に成されている。
【０００７】
又、従来の通信回線を用いたデータ転送では電流、電圧等のアナログ入力をデジタル化し、内蔵メモリや記録媒体に格納したり、或はパソコン等のホストコンピュータ（以下Ｈ−ＣＰＵと記す）へＲＳ２３２ＣやＧＰ−ＩＢ等の通信回線を用いてデータ転送が出来るように成したデータロガーのごとき計測装置は一般に広く使用されているが、内蔵メモリの容量や通信回線の転送速度の問題から、サンプリング速度は最高でも１秒程度と遅いため、高速入力信号には対応出来なかった。
【０００８】
更に、従来のリアルタイムデータ転送のプロトコルは図７に示す様にパソコン２２と計測装置２１間で収録及び転送コマンド発行→コマンド受信、収録動作の後にデータ送信→データ受信の動作が繰り返される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記した様なサーマルレコーダの如き計測装置によれば、表示させた画面上の現在の表示データより以前に表示した波形データを循環メモリの容量内で表示可能なものが得られる。然し、循環メモリに残されたデータがドットデータの如きイメージデータであるために、表示や印字記録に供する以外の、例えばデジタル値表示などのデータ処理は出来ない問題があった。
【００１０】
通信回線を用いたデータ伝送では、上記データロガーの様な計測装置において通信回線を使用してリアルタイムにデータ収録を行なう場合には、Ｈ−ＣＰＵから１データ収録コマンドと１データ転送コマンドとを組合せて、図７で説明した様にこれを何度も発行してデータ授受を行なっていた。しかしこの方法では、下記の問題が発生する。
（１）Ｈ−ＣＰＵ側でデータ収録周期を管理しなければならない。データ収録周期は、Ｈ−ＣＰＵの持つタイマ機能とソフトウエアに依存してしまうので、通常の計測装置の様に正確とは言い難い。
（２）Ｈ−ＣＰＵ側で何度も上記の組合せコマンドを送らねばならず、高速なデータ転送は不可能である。
【００１１】
本発明では被計測データを高速入力信号に対応するために、一定周期毎の高速サンプリングしたデータからピーク検出手段により最高値及び最低値をピーク検出出力データとして検出し、これを圧縮データ収録手段で圧縮比に応じたタイミングで読み出すことで時間軸方向に圧縮したデータとして循環メモリに書き込み、計測装置に於ける被計測データとして表示、記録印字、外部記録メディア保存等のデータ処理を可能としたものでる。
【００１２】
また、通信回線を使用してのデータ通信時には、上記（１）、（２）の問題点を解決する為に、ピーク検出データの格納された循環メモリを送信バッファとして扱ってＨ−ＣＰＵ側に被計測データの収録毎に随時連続的にリアルタイム転送出来る様にして、計測供給側でデータ収録周期を管理し、Ｈ−ＣＰＵ側ではデータの授受を行なうだけで良い構成としたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の計測装置はその例が図１に示されている様に、物理変化量等の被計測データをデジタル変換して記憶手段５Ａに格納すると共にピーク検出手段６Ａから出力されるピーク検出出力を処理する様に成した計測装置に於いて、デジタル変換されたサンプリングデータから最高値及び最低値データを検出したピーク検出出力データを生成するピーク検出手段６Ａと、ピーク検出手段から一定期間毎にピーク検出出力データを取り出すことで収録するデータ数を圧縮する圧縮データ収録手段３４と、圧縮されたピーク検出出力データを格納可能な循環メモリ７Ａと、を具備し、循環メモリ７Ａに格納したピーク検出出力データを表示、印字記録、データ通信等の行なわれる内外のデータ処理手段や外部記憶手段に供給して成るものである。
【００１４】
本発明の計測装置によれば、ハードウエア構成のピーク検出手段により、デジタル変換した被計測データからサンプリング毎に更新される最高値と最低値のピーク検出出力データを生成する。このピーク検出手段から一定期間毎にピーク検出出力データ取り出すことで収録データ数を圧縮する。この圧縮データ収録手段によって取り出されたデータを循環メモリに格納し、この循環メモリを送信用バッファメモリとして用いる事で、計測装置が具備する通信用インターフェイス（ＲＳ２３２Ｃ，ＧＰ−ＩＢ）を用いてＨ−ＣＰＵにデータを随時連続的にリアルタイム転送可能な計測装置が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の計測装置として電流電圧、温度等のアナログ量をデジタル的に変換してプリンタによってデータを記録するサーマルヘッドレコーダについて説明する。
【００１６】
図１は本発明の計測装置の一実施例を示す機能ブロック図、図２は本発明の計測装置の一実施例を示す全体的な系統図、図３はピーク検出データの収録波形説明図、図４はリアルタイム機能説明図、図５はリアルタイムデータ転送のプロトコルを示すイメージ図である。
【００１７】
先ず、本発明の図１の機能ブロック図について説明する。入力端子Ｔ_１には被計測データの電圧、電流等のアナログ信号が供給され、アナログアンプ２Ａで増幅され、増幅されたアナログ信号はアナログ−デジタルに変換回路（ＡＤＣ）３Ａでデジタルデータに変換される。
【００１８】
ＡＤＣ３Ａでデジタルデータに変換されたデータは後述するもＣＰＵやメモリコントローラ等より成る書き込み制御部１４によってバッファメモリ５Ａ内に格納される。バッファメモリ５Ａから読み出されたデータ或はＡＤＣ３Ａからの出力データは、最高値および最低値の検出を行うピーク検出回路６Ａを制御しここから一定間隔でデータを取り出すことで時間軸方向にデータ数を圧縮する圧縮データ収録回路３４により圧縮データとして所定の圧縮率で取り出され、プリンタコントローラ８Ａを介してプリンタ９Ａに出力して、記録紙１０Ａに被計測データ波形を記録する。
【００１９】
本例のピーク検出及び所定圧縮率に圧縮された被計測データはピークデータメモリを構成する循環メモリ７Ａに順次格納される。
【００２０】
この循環メモリ７Ａに格納した圧縮データをサーマルヘッドレコーダ２１内のプリンタ９Ａやフロッピーディスクドライバ（ＦＤＤ）内のフロッピーディスク（ＦＤ）等にデータ取得後に記録すると共にＥＬ，ＣＲＴ等の表示部に表示して、波形解析等を行なう様に成す。
【００２１】
又、計測装置を構成するサーマルヘッドレコーダ２１に通信回線用の各種インタフェース、例えば計測器装置用のインタフェース（ＧＰ−ＩＢ）１６や通常のパソコンによく利用される（ＲＳ−２３２Ｃ）１８等を用いて外部機器のパソコン２２等に循環メモリに格納したデータをリアルタイム転送する様に成される。。
【００２２】
上述の様に構成してピーク検出データを圧縮して循環メモリに格納するように成したので計測終了後に格納したデータを用いて計測終了後に循環メモリ容量内で波形表示、カーソル表示、デジタル表示波形記録印字、デジタル印字等が可能となる。
【００２３】
更に、循環メモリに格納と同時にデータをリアルタイムにＧＰ−ＩＢ等の通信用インタフェースを用いてパソコン２２のＨ−ＣＰＵ等に転送する様に成したので、パソコン２２側のＨ−ＣＰＵ側では後述する図５に示したように、データ収録周期を管理する必要がなくなり、データの受信のみを行なえばよいので、Ｈ−ＣＰＵ側の負荷が軽くなり、より高速にデータ転送を行なう事が出来る。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の計測装置としてサーマルヘッドレコーダ２１を例に図２乃至図５によって説明する。
【００２５】
図２に於いて、入力端子Ｔ_１乃至Ｔ_ｎは本例のサーマルヘッドレコーダ２１の入力端子を示し、電流、電圧、温度、歪量等のアナログ的な物理変化量のアナログ信号がこれら入力端子Ｔ_１〜Ｔ_ｎに供給される。これらアナログ信号は例えば１チャンネル‥‥ｋチャンネル‥‥ｎチャンネルまでの複数のアナログ信号で、これらアナログ信号はアナログアンプ２Ａ乃至２Ｎに供給される。
【００２６】
アナログアンプ２Ａ乃至２Ｎで増幅されたアナログ信号は第１乃至第ｎのアナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）３Ａ乃至３Ｎに供給される。
【００２７】
第１乃至第ｎのＡＤＣ３Ａ〜３Ｎでデジタル変換された被計測データは第１乃至第ｎのメモリコントローラ４Ａ〜４Ｎを介して第１乃至第ｎのバッファメモリ５Ａ〜５Ｎに格納される。
【００２８】
又、メモリコントローラ４Ａ乃至４Ｎ又はバッファメモリ５Ａ乃至５Ｎからのデータはピーク検出回路６Ａ乃至６Ｎに供給される。
【００２９】
被計測データを高速サンプリングしたサンプルデータから、最大及び最小値をピーク検出回路６Ａで検出して、これを圧縮データ収録手段により一定期間毎に取り出すことで時間軸方向にデータ数が圧縮された圧縮データとして循環メモリ７Ａ乃至７Ｎに収録すると共にプリンタコントローラ８Ａ〜８Ｎを介してプリンタ９Ａに出力し、プリンタ９Ａの記録紙１０Ａに第１乃至第ｎチャンネルのアナログ的波形を出力記録する。
【００３０】
マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１４は通常のワーク用ＲＡＭ１２及びＲＯＭ１１並びにキーボード等を有する操作部１５を有する。更に、ＥＬ等の表示部１３及び端末装置に接続可能なインタフェースがＣＰＵ１０のバス１７を介して接続され、メモリコントローラ４Ａ乃至４Ｎ、ピーク検出回路６Ａ乃至６Ｎ、並びに循環メモリ７Ａ乃至７Ｎを制御する。
【００３１】
即ち、一般のＲＳ−２３２Ｃのインタフェース１８，ＳＣＳＩ（ＳｍａｌｌＣｏｍｐｕｔｅｒＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｒｆａｃｅ）１９，フロッピーディスク用インタフェース２０並びに計測器用システムを対象としたＧＰ−ＩＢインタフェース１６等がバス１７に連結されている。
【００３２】
ＧＰ−ＩＢインタフェース１６及びＲＳ−２３２Ｃインタフェース１８には通信回線を介して各種端末やパソコン２２が接続され、例えばパソコン２２のＣＲＴ等の表示部の画面上にモニタする被計測データが表示される。又、パソコン２２に内蔵のプリンタの記録紙１０Ａやフロッピーディスク２６等の記録担体に被計測データが記録される。
【００３３】
更に、ＳＣＩＳインタフェース１９ではＳＣＩＳバスを介して光磁気ディスク駆動装置２３や光ディスク駆動装置に接続され、例えば光磁気ディスク駆動装置２３には光磁気ディスク（ＭＯ）２４等が挿入される。同様にフロッピーディスクインタフェース２０はデータバスを介して、フロッピーディスク駆動装置２５に接続され、このフロッピーディスク駆動装置２５には記録媒体としてのフロッピーディスク（ＦＤ）２６が挿入される。上述の記録紙１０Ａ，ＭＯ２４，ＦＤ２６には被計測データが記録される。
【００３４】
上述の構成ではＡＤＣ３Ａ〜３Ｎに依り、デジタル変換されたパラレルデータはメモリコントローラ４Ａ〜４Ｎを介してピーク検出回路、６Ａ〜６Ｎに供給されると共に圧縮されたピーク値が循環メモリ７Ａ〜７Ｎに格納されるので被計測データのデータ量を少なくすることが出来る。
【００３５】
即ち、図３Ａに示す様に、被計測データ波形４０をピーク検出回路６Ａ〜６Ｎ内で高速にサンプリングしてピーク検出点４１を得て、データ収録時には圧縮データ収録手段３４( 図２ではピーク検出回路６Ａに内蔵されている。 )から収録する。循環メモリ７Ａ乃至７Ｎへの収録時のサンプリング速度を別に定める様にする。図３Ｂの波形４２は圧縮率を１／４に、図３Ｃの波形４４は圧縮率を１／８にした場合であるが圧縮率を高くすればデータ量は減少するが被計測データ収録時のサンプリング速度を高くすればピークデータ収録点４３では被計測データの最大／最小値を確実に取得することが出来、被計測データの特異点を失うことなく、データを循環メモリ７Ａ〜７Ｎに保存することが可能となる。
【００３６】
例えば、被計測データ収録時の最大値及び最小値、すなわちピークを検出する周期を５μｓに固定した場合にこのピーク検出出力データの取り出し周期を１０ｍｓ乃至１００Ｓ程度に選択して、収録データ出力数を時間軸方向に圧縮して取得すればプリンタ９Ａに印字するピーク検出出力データ及び通信回線を介して外部のパソコン２２のＨ−ＣＰＵ等が取り扱うデータ量を減らすことが出来る。即ち、被計測データの特異点を残したまま必要充分な範囲までデータ量を圧縮することで、同じ記録容量でより長時間のデータを収録することが出来るのでデータの保存、管理時のコストを低減することが出来る。
【００３７】
ピーク検出回路６Ａ〜６Ｎは被計測データ中の最大及び最小値をサンプリングして取り出して代表値（ピーク値）を収録するものであり、圧縮データ収録回路３４としてはバッファメモリ５Ａ〜５Ｎからピーク検出回路６Ａ〜６Ｎに供給するデータの読み出し（供給）速度に対しピーク検出回路６Ａ乃至６Ｎから循環メモリ７Ａ乃至７Ｎに格納する際の読み出しの速度の比率をＣＰＵ１４が制御することで適当な圧縮比を選択することが出来る。
【００３８】
図４は上述の循環メモリ７Ａ〜７Ｎに格納したピーク検出回路６Ａ〜６Ｎで検出したピークデータをＧＰ−ＩＢ，ＲＳ２３２Ｃ等のインタフェース１６及び１８のポートから通信回線を介して、外部機器のパソコン２２のＨ−ＣＰＵにリアルタイム転送する態様を示すもので、循環メモリ７Ａ〜７Ｎを送信バッファとして扱いパソコン２２のＨ−ＣＰＵにに随時転送することが出来る。
【００３９】
図５は本発明の計測装置のリアルタイムデータの転送のプロトコルを示すイメージ図であり、パソコン２２側から計測装置２１側に収録周期設定コマンド発行→コマンド受信、収録周期設定並びにリアルタイム転送コマンド発行→コマンド受信、収録及び転送動作の後に計測装置２１側からピークデータの送信を図５の様に連続的に繰り返すことが出来る様に成されている。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の計測装置によればサンプリングした被計測データからピーク検出手段により最高値および最低値をピーク検出出力データとして検出し、このピーク検出出力データを圧縮データ収録手段により一定周期毎に取り出すことでデータ数を圧縮して、循環メモリに格納したので計測収録後に循環メモリ容量内でのピーク検出データの表示、印字記録、データ通信等の内外のデータ処理やフロッピーディスクや外部記憶装置に記録する事が可能な計測装置が得られる。
【００４１】
更にピーク検出データが格納される循環メモリを通信用バッファメモリに利用する事で、収録と同時に計測装置が具備する通信インターフェイス（ＲＳ２３２Ｃ，ＧＰ−ＩＢ）を用いて、ピーク検出データを随時連続的にリアルタイム転送可能な計測装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の計測装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の計測装置の一実施例を示すブロック図である。
【図３】本発明の計測装置のピーク検出データの収録波形説明図である。
【図４】本発明の計測装置のリアルタイム機能説明図である。
【図５】本発明の計測装置のリアルタイムデータの転送プロトコルを示すイメージ図である。
【図６】従来の計測装置の機能ブロック図である。
【図７】従来のリアルタイムデータ転送のプロトコルを示すイメージ図である。
【符号の説明】
５Ａ〜５Ｎバッファメモリ
６Ａ〜６Ｎピーク検出回路
７Ａ〜７Ｎ循環メモリ（ピークデータメモリ）
９Ａプリンタ
１４書き込み制御部（ＣＰＵ）
２２パソコン（Ｈ−ＣＰＵ）
３４圧縮データ収録回路

Claims

物理変化量等の被計測データをデジタル変換して記憶手段に格納すると共にピーク検出手段から出力されるピーク検出出力データを処理する様に成した計測装置に於いて、
上記デジタル変換されたサンプリングデータから最高値及び最低値データを検出したピーク検出出力データを生成するピーク検出手段と、
上記ピーク検出手段から一定期間毎にピーク検出出力データを取り出すことで収録するデータ数を圧縮する圧縮データ収録手段と、
上記圧縮されたピーク検出出力データを格納可能な循環メモリと、
を具備し、
上記循環メモリに格納したピーク検出出力データを表示、印字記録、データ通信等の行なわれる内外のデータ処理手段や外部記憶手段に供給して成ることを特徴とする計測装置。
物理変化量等の被計測データをデジタル変換して記憶手段に格納すると共にピーク検出手段から出力されるピーク検出出力データを処理する様に成した計測装置に於いて、
上記デジタル変換されたサンプリングデータから最高値及び最低値データを検出したピーク検出出力データを生成するピーク検出手段と、
上記ピーク検出手段から一定期間毎に上記ピーク検出出力データを取り出すことで収録するデータ数を圧縮する圧縮データ収録手段と、
上記圧縮されたピーク検出出力データを格納可能な循環メモリと、
を具備し、
上記循環メモリに格納したピーク検出出力データを収録すると同時に該ピーク検出出力データを通信回線により外部機器へリアルタイム転送して成ることを特徴とする計測装置。