JPH0510607B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はドリフトする複数の被測定項目の同一
時刻における値を特殊な装置等を使用せずに、極
めて簡単に得ることができる複数項目測定方法に
関する。

〔発明の技術的背景及びその問題点〕

ドリフトする量を複数項目にわたつて測定する
場合に従来用いられていた方法は、できるだけ短
時間のうちに必要な測定を全て行つてしまつた
り、あるいは測定器を被測定項目の数だけ用意し
て同時測定を行おうとしていた。

しかしながら、前者の方法では各被測定項目の
測定時刻の間には時間差が残り、また測定のため
に長い時間を要する被測定項目がある場合には採
用できない。また後者の方法では、被測定項目数
だけの測定器を用意する必要があるため、特に被
測定項目が多かつたり、また高価な測定器を使用
しなければならない場合には実用的でない。ま
た、同時測定を狙つて複数の測定器をIEEE488バ
スに代表されるバスで結合して制御したとして
も、これら全てに同時にトリガを送るためには特
殊な制御装置を用意しなければならないという問
題がある。更には、同時には測定できない被測定
項目もある。

以上述べた従来の欠点は、高精度の測定が必要
な場合には大きな問題となる。

〔発明の目的〕

本発明は上述の従来技術の欠点を解消し、ドリ
フトする複数の被測定項目の同一時刻における値
を高精度でかつ特別な装置を必要とすることなく
得ることができる複数項目測定方法を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明においては、
測定されるべき複数の項目のうちドリフトの小さ
いものから順にその値を測定しその後逆順に測定
する。この様にして得られた測定値を被測定項目
毎に平均あるいは必要に応じてその他の演算処理
をすることにより諸測定の中間の時刻、すなわち
同一時刻における複数の被測定項目の夫々の値を
算出することができる。

このような順序の測定を行う理由は以下の通り
である。

ドリフトする量の基準時刻（上述の「同一時
刻」）における値をその近傍の時刻から算出する
際の誤差を小さくするには、一般に以下の条件を
満足する必要がある：１）実際の測定を基準時刻
にできるだけ近い時刻で行うこと；２）基準時刻
の値に対する測定値の偏差をできるだけ小さくす
ること（測定値の偏差が小さいほうが、補正演算
で補正し切れない残留誤差も小さくなるから）。

また、「高精度の複数項目測定」という本願発
明の目的を考えてみると、全ての項目でほぼ一様
な精度が得られたほうが全体のバランスの点から
望ましい。

また、ある項目の測定を行つた時刻と基準時刻
との時間関係は、別の項目の測定を行つた時刻と
基準時刻との関係にできるだけ類似している必要
がある。例えば、項目Ａの測定が基準時刻−
100mSと−50mSに行われ、項目Ｂについては基
準時刻＋50mSと＋100mSに行われるのは、これ
らの測定が基準時刻に対して互いに全く異なつた
時間関係で行われるので、両項目の測定値へのド
リフトの現れ方、ひいては各項目の値に対する誤
差がばらつく可能性があり好ましくない。また、
このような非一様性を避けるために、全ての測定
を基準時刻の前（あるいはその逆に後）に行うよ
うにすると、一部を前に残りを後に測定する方法
に比べて、上の１の条件から離れる度合が大きく
なる。

従つて、本発明の前提としている制約下では、
何れの項目についても基準時刻を挟んだ測定を行
う（つまり、１回目の測定は基準時刻より前に、
２回目の測定は基準時刻よりも後に行うこと）の
が望ましい。

このような基準時刻を挟んだ測定を行う際、全
項目についてほぼ一様な精度で測定を行うには、
誤差が大きくなる項目ほど測定条件が有利になる
ようにすればよい。具体的には、上の条件２）か
ら考えて、ドリフトが大きい項目ほど２回の測定
の間隔が短くなるようにすることが必要となる。
つまり、最初ドリフトの小さい順に各項目を測定
し、最もドリフトの大きい項目の測定を測定した
ら、今度は逆順で各項目を測定していけば、上に
挙げた条件を満足して、基準時刻（中央の時刻）
における各項目の値を全ての項目でほぼ一様な高
い精度で算出できる。

もちろん、ドリフトが充分に小さい被測定項目
については、上述の往復測定をせず、一回の測定
だけすませてもよい。

〔発明の実施例〕

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図に本発明の複数項目測定方法を実行する
ための一構成例を示す。

第１図はサーミスタ電力センサを用いて高周波
電力を測定する場合のブロツク図である。ここ
で、１１は高周波電源、１３はサーミスタ電力セ
ンサ、１５は高精度の電圧計、１７はバス、１９
はバス１７を介して電圧計１５を制御する制御装
置である。

第２図は第１図中のサーミスタ電力センサ１３
の主要部の構造を示す回路図である。ここで、高
周波電力Ｐが印加されるサーミスタ２７及び温度
補償用のサーミスタ２９を夫々１つの辺とする２
つのブリツジが構成されている。そして、差動増
幅器２１，２３により、自動的にこれら２つのブ
リツジが平衡状態に達する。このときの差動増幅
器２１，２３の出力電圧を夫々Ｗ，Ｖとする。ま
たＧは接地電位である。また第１図に示される電
圧Ｕはサーミスタ電力センサ１３内で得られる２
つの電圧の差、すなわち、Ｖ−Ｗである。ここ
で、測定したい電力Ｐを印加ない場合と印加した
場合の電圧Ｕを夫々U₀，U₁と表わせば、電力Ｐ
は周知の通り、 Ｐ＝｛2V（U₁−U₀）＋U² ₀−U² ₁｝／（4RC）
……(1) として得られる。ただし、(1)式でＣはこで使用さ
れるサーミスタ電力センサ１３に固有の定数であ
る。またＲは第２図中の２つのブリツジで夫々Ｒ
と記された抵抗の値である。

ところが、周囲温度の変化にともなつて電圧
U₀，U₁，Ｖがドリフトするため、(1)式の右辺で
用いる電圧U₀，U₁，Ｖの測定時刻に差があると、
高精度の電力測定が必要な場合は、必ずしも正確
な電力Ｐの値が得られない。またこれらの測定値
を同時刻に得ることは極めて困難あるいは不可能
である。そこで、この３つの被測定項目のうち、
電圧Ｖのドリフトが他のものよりもかなり大きい
ことに注目して以下に示す順序で測定を行なう。
すなわち、先ず電圧U₀、次いで電圧U₁、電圧Ｖ
の順で測定し、今度は逆順で電圧Ｖ、電圧U₁、
電圧U₀と測定する。この測定の順序を第３図に
示す。なお、第３図からわかる様に、１つの測定
点毎に３回の測定を行なつている。これは雑音等
の影響を避ける目的で３回分の値を平均して１つ
の測定値を得るためである。当然ながらこの回数
は３回に限定されるものではない。

以上の様にして時間間隔が夫々T_Hの時刻T₁な
いしT₆で得られた測定値U₀₁，U₁₁，V₁，V₂，
U₁₂，U₀₂から、中間時刻T_Mにおける電圧U₀，
U₁，Ｖの値を夫々以下の様に推定することによ
つて得る。

U₀＝（U₀₁＋U₀₂）／２、Ｕ＝（U₁₁＋U₁₂）／２ Ｖ＝（V₁＋V₂）／２ この様にして得られた値を(1)式に代入することに
より電力Ｐの正確な値を得ることができる。

なお、ドリフトがほぼ同程度の被測定項目間で
は、他の都合により測定の順序を決定して良い。
たとえば、上の実施例において、電圧U₀，U₁の
ドリフトはほぼ同じである。ところが、当然なが
らこれら２つの電圧は同時には存在しない（第３
図中のグラフの破線はその電圧が実際には存在し
ない区間を示す）。そこで、電圧Ｖは実際に電力
Ｐが与えられた時点での測定値を用いるのが好ま
しいことから上述の様な測定順序を採用してい
る。

また、上述の実施例においては中間の時刻にお
ける各測定項目の値を推定するためにその中間時
刻に対して対称の時刻の２つの値に基く直線近似
を行なつたが、もちろん他の近似法を用いても良
い。

また、測定間隔も必要に応じて自由に設定でき
るし、必ずしも等間隔としなくとも良い。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば同一時刻に
おける複数の被測定項目の値を高精度かつ簡単に
得ることができる。従つて複数の被測定項目の値
から別の量の値を間接的に得る場合に本発明は非
常に有効である。たとえば上述の実施例におい
て、従来の方法による測定の繰り返し精度が0.1
〜0.3％程度であつたものが、本発明の方法の採
用により２桁も改善され、16PPMとなつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複数項目測定方法を実行する
ための一構成を示す図、第２図は第１図中の被測
定信号を発生する部分の回路図、第３図は第１図
および第２図の構成および回路をを用いて行われ
る本発明の複数項目測定方法の一例を説明する図
である。 １１……高周波電源、１３……サーミスタ電力
センサ、１５……電圧計、１７……バス、１９…
…制御装置、２１，２３……差動増幅器、２７，
２９…サーミスタ、Ｐ……電力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドリフトする複数の被測定項目の同一時刻に
   おける値を得る複数項目測定方法において、 前記複数の被測定項目の値をドリフトの小さい
   順に測定し、次いで逆順で測定し、得られた測定
   値に基づいて中間の時刻における前記複数の被測
   定項目の値を算出することを特徴とする複数項目
   測定方法。