JPH0157308B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レンジ切換え時の測定値処理方法に
関するものである。さらに詳しくは、レンジ切換
え時の測定値の不連続性を緩和した測定値処理方
法に関するものである。

変化範囲の広い測定値については、レンジを切
換えながら測定をすることが行われる。その場
合、測定回路の誤差がレンジごとに異なるので、
レンジを切換えたとき、その分だけ測定値に不連
続性を生じる。この不連続性による測定値の変化
は、レンジの誤差が互いに反対の極性である場
合、みかけ上許容範囲以上の大きさになることが
ある。測定値に実際の変化がないのに、レンジ切
換えによつてこのような変化が生じるのは不都合
である。

本発明の目的は、レンジ切換え時の測定値の不
連続性を緩和する測定値処理方法を提供すること
にある。

本発明は、 被測定信号を増加する可変レンジの増幅部と、
この増幅部の出力信号をデイジタル信号に変換す
るアナログ・デイジタル変換部と、このアナロ
グ・デイジタル変換部の出力信号を処理して測定
値を求めるとともに被測定信号に応じて増幅部の
ゲインを調整する測定値処理部とを有する測定値
処理装置を用い、 前記測定値処理部により、 被測定信号に応じて許容しうる最少のレンジを
増幅部に設定し、そのレンジで測定値がレンジ切
換点付近に設定した基準値を越えたとき、そのレ
ンジでの測定値とすぐ上のレンジでの測定値との
加重平均によつて正規の測定値を求めるととも
に、そのレンジにおける測定値用の加重係数を測
定値の増加につれて漸減し、上のレンジにおける
測定値用の加重係数を測定値の増加につれて漸増
することを特徴とするレンジ切換え時の測定値処
理方法である。

以下、図面によつて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明にかかる方法の実施に用いる装
置の構成例を示した図である。第１図において、
１は可変レンジの増幅部、２はアナログ・デイジ
タル変換部（以下Ａ／Ｄ変換部）、３は測定値処
理部、４はレンジ切換部である。

増幅部１は、被測定信号Exを入力とし、これ
をレンジ切換部４によつて定められるレンジにお
いて増幅して、Ａ／Ｄ変換部２に与える。増幅部
１は、５％のオーバーレンジまでは入出力の直線
性が保たれるものとする。Ａ／Ｄ変換部２は、増
幅信号をデイジタル信号に変換して、測定値処理
部３に与える。測定値処理部３は、このデイジタ
ル信号にレンジに応じた倍率を掛けて、被測定信
号Exの値を表わすデイジタル測定値を求めて、
この測定値を利用する次段の装置（図略）に与え
る。測定値処理部３は、適宜のタイミングでＡ／
Ｄ変換部２に変換動作を指令するとともに、レン
ジ切換部４にレンジ選択指令を与える。測定値処
理部３の機能は、マイクロプロセツサや計算機の
プログラムによつて実現される。

測定値処理部３は、レンジ切換点附近において
は後述のような測定値処理を行い、レンジ切換時
の不連続性を緩和する。第２図にレンジ切換えの
概念図を示す。第２図において、縦軸は被測定信
号Exの真値であり、横軸は測定値処理部３によ
つて得られる測定値である。被測定信号Exとそ
の測定値は本来等しいはずであるが（一点鎖線）、
増幅部１やＡ／Ｄ変換部２に誤差があると等しく
ならない。そしてこの誤差は、レンジによつて異
なるので（実線ａ，ｂ）、被測定信号Exの値が同
じでも、レンジを切換えたとき測定値に不連続な
変化が生じる（点線）。測定値処理部３はこのレ
ンジ切換わりを太線のように移行させ、測定値の
変化を緩和する。

測定値処理部３の動作は次のとおりである。ま
ずレンジを最大にして測定値を求め、この測定値
が105％以内に入る最小のレンジを求めてそれを
増幅部１にセツトし、このレンジでの測定値を求
める。そしてこの測定値は、例えば97、100、103
の各基準値と比較し、比較結果に基づいてそれぞ
れ次のような加重平均をして正規の測定値を求め
る。

すなわち、 (1) ｜測定値｜≦97のとき、 上記の最小レンジで４回測定して、得られた
測定値の平均値を正規の測定値とする。

(2) 97＜｜測定値｜≦100のとき、 上記の最小レンジで３回測定し、そのすぐ上
のレンジで１回測定して、得られた測定値の平
均値を正規の測定値とする。

(3) 100＜｜測定値｜≦103のとき、 上記の最小レンジで２回測定し、そのすぐ上
のレンジで２回測定して、得られた測定値の平
均値を正規の測定値とする。

(4) 103＜｜測定値｜のとき 上記の最小レンジで１回測定し、そのすぐ上
のレンジで３回測定して、得られた測定値の平
均値を正規の測定値とする。

つまり、測定値を許容しうる最小レンジでの測
定値とそのすぐ上のレンジでの測定値を用いて、
加重係数を順次相補的に変化させながら平均値を
求めて正規の測定値とするのである。

このような測定値処理を行つたときの、レンジ
切換点附近の測定値の移行の詳細を第３図に示
す。第３図において、レンジは、ａレンジからそ
のすぐ上のｂレンジに切換えるものとし、ａレン
ジは例えば０〜100ｍＶであつて誤差＋0.1％を含
むもの、ｂレンジは例えば０〜200ｍＶであつて
誤差−0.1％を含むものであるとする。

いま、被測定信号Exの真値が97ｍＶであると
すると、ａレンジによる測定値は＋0.1％の誤差
のため97.1ｍＶとなる。このため、97＜｜測定値
｜＜100であるから、前記(2)の方法が適用され、
ａレンジによる３回の測定とｂレンジによる１回
の測定の加重平均により正規の測定値が求められ
る。ｂレンジによる測定値は−0.1％の誤差のた
め96.8ｍＶとなる。なお、ｂレンジは０〜200ｍ
Ｖであるから、−0.1％の誤差は−0.2ｍＶである。
このため加重平均による測定値は97.025ｍＶとな
る。すなわち、ａレンジで測定すれば97.1ｍＶと
なるはずの測定値が97.025ｍＶに修正される。こ
れにより、第３図における測定値の軌跡は、ａレ
ンジの軌跡からそれとは−0.075ｍＶほぼ平行に
ずれた軌跡a′に移行する。ａレンジの測定値が97
ｍＶより大きく100ｍＶ以下である間は、加重平
均による測定値は軌跡a′上にある。すなわち、加
重平均によれば、ａレンジによつて得られるはず
の測定値よりも−0.075ｍＶだけ不連続に変化し
た測定値が得られる。しかし、その変化量はａレ
ンジの0.1％以下であるから問題はない。

被測定信号Exの真値が100ｍＶになると、ａレ
ンジの測定値は100.1ｍＶになるから、前記(3)の
方法による加算平均が行われる。このとき、ｂレ
ンジの測定値は99.8ｍＶであるから、加重平均値
99.95ｍＶとなる。それまでの加重平均による測
定値は軌跡a′上にあつたので、真値100ｍＶに対
して100.025ｍＶとなるべきであつたが、加重の
係数の変更により−0.075ｍＶだけ変化した値に
なる。すなわち、測定値の軌跡はさらに−0.075
ｍＶほぼ平行にずれた軌跡a″となる。このときの
測定値の変化量もａレンジの0.1％以下であるか
ら問題にならない。

以下同様にして、ａレンジの測定値が各基準値
を越えるたびに平均計算用の加重の変更が行わ
れ、そのつど−0.075ｍＶずつ測定値は不連続に
変化してやがてｂレンジの軌跡に到着し、レンジ
の切換えを終る。すなわち測定値の不連続な変化
を許容範囲内に緩和した形でレンジの切換えが行
われる。比較の基準値の刻みをもつと細かくし、
それに合わせて加重係数の変化のステツプも細か
くすると、不連続点における変化量をさらに小さ
くすることができる。また、ａレンジからｂレン
ジへの移行の軌跡を適当な関数で設定すると、連
続的なレンジ間移行を行わせることができる。な
お、これは、加重係数を連続的に変化させた場合
に相当する。

以上のように、本発明は、レンジ切換点附近に
おいて、あるレンジで測つた測定値とそのすぐ上
のレンジで測つた測定値の加重平均によつて正規
の測定値を求めるようにするとともに、加重係数
を測定値に応じて互いに相補的に変化させるよう
にした。このため、レンジ切換え時の測定時の不
連続性を緩和した測定値処理方法が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる方法の実施に用いる装
置の構成例を示した図、第２図および第３図は第
１図の装置の動作説明図である。 １……増幅部、２……Ａ／Ｄ変換部、３……測
定値処理部、４……レンジ切換部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定信号を増加する可変レンジの増幅部
   と、この増幅部の出力信号をデイジタル信号に変
   換するアナログ・デイジタル変換部と、このアナ
   ログ・デイジタル変換部の出力信号を処理して測
   定値を求めるとともに被測定信号に応じて増幅部
   のゲインを調整する測定値処理部とを有する測定
   値処理装置を用い、 前記測定値処理部により、 被測定信号に応じて許容しうる最小のレンジを
   増幅部に設定し、そのレンジで測定値がレンジ切
   換点付近に設定した基準値を越えたとき、そのレ
   ンジでの測定値とすぐ上のレンジでの測定値との
   加重平均によつて正規の測定値を求めるととも
   に、そのレンジにおける測定値用の加重係数を測
   定値の増加につれて漸減し、上のレンジにおける
   測定値用の加重係数を測定値の増加につれて漸増
   することを特徴とするレンジ切換え時の測定値処
   理方法。