JP2004260380A - 測定データ同期システム - Google Patents
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Abstract
【課題】測定機器間の同期を確保した測定データでデータ処理を行う測定データ同期システムを実現することを目的にする。
【解決手段】本発明は、被測定対象の測定を行い、測定データを出力する複数の測定機器と、この複数の測定機器と信号線によって接続され、測定機器が出力する測定データを収集しデータ処理するデータ処理装置とを備えた測定データ同期システムに改良を加えたものである。本装置の測定機器は、データ処理装置から基準時刻が入力され、この基準時刻を測定データに付加して出力する。そして、データ処理装置は、測定機器のそれぞれに所定の周期で基準時刻を出力し、前記測定機器のそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データが入力され、所望の基準時刻が付加された測定データを用いてデータ処理を行うこと特徴とするものである。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明は、被測定対象の測定を行い、測定データを出力する複数の測定機器と、この複数の測定機器と信号線によって接続され、測定機器が出力する測定データを収集しデータ処理するデータ処理装置とを備えた測定データ同期システムに改良を加えたものである。本装置の測定機器は、データ処理装置から基準時刻が入力され、この基準時刻を測定データに付加して出力する。そして、データ処理装置は、測定機器のそれぞれに所定の周期で基準時刻を出力し、前記測定機器のそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データが入力され、所望の基準時刻が付加された測定データを用いてデータ処理を行うこと特徴とするものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定対象の測定を行い、測定データを出力する複数の測定機器（例えば、測定器やセンサ等）と、この複数の測定機器と信号線によって接続され、測定機器が出力する測定データを収集しデータ処理するデータ処理装置とを備えた測定データ同期システムに関し、詳しくは、測定機器間の同期を確保した測定データでデータ処理を行う測定データ同期システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
測定機器で測定を行い、これらの測定機器から測定データを収集してデータ処理を行う場合、各測定機器間で測定結果の同期を確保する必要がある。測定データ同期システムとは、測定データの同期を確保しデータ処理をするものである。同期を確保するシステムは、従来様々なものが存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、従来の測定データ同期システムの構成例を示した図である。図６において、データ処理装置１０は、コンピュータ等であり、信号線である汎用信号線１００に接続される。測定器２Ａ〜２Ｃは、測定機器であり、クロック２１、同期回路２２を有し、汎用信号線１００に接続される。クロック２１は、時刻を出力する。同期回路２２は、クロック２１と接続され、隣接する測定器２Ａ〜２Ｃの同期回路２２と専用信号線２００で接続される。なお、汎用信号線１００は、例えばイーサネット（登録商標）である。専用信号線２００は、信号波形が劣化しにくく、信号を確実に伝送する専用の信号線である。
【０００４】
このような装置の動作を説明する。
まず、測定器２Ａ〜２Ｃ間のクロック２１の同期をとる動作を説明する。測定器２Ａ〜２Ｃのクロック２１のうち、例えば、測定器２Ａのクロック２１を基準とする。測定器２Ａの同期回路２２が、クロック２１から時刻を取得し、取得した時刻を測定器２Ｂの同期回路２２に専用信号線２００を介して同期信号として出力する。そして、測定器２Ｂの同期回路２２は、測定器２Ａからの同期信号が入力されると、この同期信号を速やかに測定器２Ｃの同期回路２２に専用信号線２００を介して出力する。そして、同期信号に含まれる時刻から、測定器２Ｂ、２Ｃの同期回路２２が、それぞれのクロック２１と測定器２Ａのクロック２１との同期をとる。このような動作を同期回路２２ができる限り頻繁に行い、同期をとる。
【０００５】
続いて、測定器２Ａ〜２Ｃが測定を行い、データ処理装置１０がデータ処理を行う動作を説明する。データ処理装置１０が、測定器２Ａ〜２Ｃに汎用信号線１００を介して測定開始のコマンドを出力する。これにより、測定器２Ａ〜２Ｃが測定を行う。そして、測定終了後に測定器２Ａ〜２Ｃが、同期をとったクロック２１の時刻を測定データに付加し、この時刻が付加された測定データをデータ処理装置１０に汎用信号線１００を介して出力する。さらに、データ処理装置１０が、測定データおよび測定データに付加された時刻より、測定器２Ａ〜２Ｃ間で同期を図ってデータ処理を行う。
【０００６】
また、その他の従来例を図７を用いて以下に説明する。
ここで、図６と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図７において、データ処理装置１０の代わりにデータ処理装置１１が設けられる。データ処理装置１１は、クロック１２を有し、汎用信号線１００に接続される。また、測定器２Ａ〜２Ｃの代わりに測定器３Ａ〜３Ｃが設けられる。測定器３Ａ〜３Ｃは、汎用信号線１００に接続される。
【０００７】
このような装置の動作を説明する。
データ処理装置１１が、測定器３Ａ〜３Ｃに汎用信号線１００を介して測定開始のコマンドを出力すると共に、コマンドを出力した時のクロック１２の時刻を保持する。そして、測定器３Ａ〜３Ｃがデータ処理装置１１からの測定開始のコマンドに従って測定を行い、測定終了後に、測定データをデータ処理装置１１に汎用信号線１００を介して出力する。さらに、データ処理装置１１が、測定器３Ａ〜３Ｃからの測定データを、保持している時刻で取得したものとみなしてデータ処理を行う。また、このような構成は一般的に、ＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＆ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）と呼ばれる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３５５２５６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図６に示す装置は、測定器２Ａ〜２Ｃ間で同期回路２２が専用信号線２００を介してクロック２１の時刻を合わせて同期を確保している。しかしながら、各測定器２Ａ〜２Ｃにクロック２１、同期回路２２が必要であり、さらに同期回路２２を接続する専用信号線２００が必要となる。同期回路２２は、同期をとるために複雑な処理（例えば、専用信号線２００の長さに起因する同期信号の遅延時間の補償や、劣化した波形の再生）を必要とし、専用信号線２００は、同期信号を確実に伝達するため汎用信号線１００よりも高価なものとなる。また、測定器２Ａ〜２Ｃ数の増加や、測定器２Ａ〜２Ｃの設置される場所により、専用信号線２００の長さが増えると、同期信号の波形が劣化したり、遅延時間が増加し、測定器２Ａ〜２Ｃ間の同期のズレが非常に大きくなる。これにより測定器２Ａ〜２Ｃを接続できる数や、設置できる場所が制限されてしまう。
【００１０】
一方、図７に示すＳＣＡＤＡのような装置は、測定器３Ａ〜３Ｃ同士で同期をとらず、データ処理装置１１がコマンドを出力した時の時刻を基準としている。しかしながら、測定器３Ａ〜３Ｃが測定データを取得するのに要する時間や、データ伝送に要する通信遅延時間は、測定器３Ａ〜３Ｃごとに異なるのが一般的であり、これらの影響によって同期にズレが生じる。もちろん、測定器３Ａ〜３Ｃ数の増加や、測定器３Ａ〜３Ｃの設置される場所により、同期のズレは大きくなる。特に、サンプリング周波数が高くなり、測定周期が短くなるほど、測定データの同期が確保されなくなってしまう。
【００１１】
そこで本発明の目的は、測定機器間の同期を確保した測定データでデータ処理を行う測定データ同期システムを実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
被測定対象の測定を行い、測定データを出力する複数の測定機器と、この複数の測定機器と信号線によって接続され、前記測定機器が出力する測定データを収集しデータ処理するデータ処理装置とを備えた測定データ同期システムにおいて、
前記測定機器は、前記データ処理装置から基準時刻が入力され、この基準時刻を測定データに付加して出力し、
前記データ処理装置は、前記測定機器のそれぞれに所定の周期で基準時刻を出力し、前記測定機器のそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データが入力され、所望の基準時刻が付加された測定データを用いてデータ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
データ処理装置は、
時刻を出力する時刻出力手段と、
データ伝送に要する通信遅延時間を前記測定機器ごとに格納する第１の記憶手段と、
前記時刻出力手段の出力する時刻を、前記第１の記憶手段の通信遅延時間で補正し、補正した時刻を基準時刻として出力する基準時刻生成手段と
を有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
データ処理装置は、
前記基準時刻生成手段から基準時刻が入力され、前記信号線を介して前記複数の測定機器との信号の入出力を行う通信回路と、
この通信回路から出力される前記複数の測定機器からの基準時刻が付加された測定データを格納するデータ記憶手段と、
このデータ記憶手段から基準時刻が付加された測定データを読み出し、前記時刻出力手段から出力される時刻に基づいて、所望の基準時刻が付加された測定データを選択し、出力する選択手段と、
この選択手段が出力した測定データに所望のデータ処理を行う演算手段と
を有することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
選択手段は、設定した設定時刻と同一の基準時刻が付加された測定データを選択することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、
選択手段は、前記設定した設定時刻と同一の基準時刻が付加された測定データが無い場合、前記設定時刻に最も近い基準時刻が付加された測定データを選択し、出力することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の発明において
選択手段は、前記設定した設定時刻と同一の基準時刻が付加された測定データが無い場合、前記設定時刻に対して前後の基準時刻が付加された測定データを選択して補間を行い、補間した測定データを出力することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項４記載の発明において、
選択手段は、同一の測定機器からの測定データに、同じ基準時刻が付加された測定データが複数ある場合、この基準時刻と次の基準時刻との時間差および前記同じ基準時刻が付加された測定データ数に基づいて測定データを選択し、出力することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、
選択手段は、前記第１の記憶手段の通信遅延時間、前記測定機器の測定時間、前記測定機器の測定周期に基づいて、前記時刻出力手段からの時刻よりも過去の時刻を設定時刻に設定することを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。ここで、図６と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図１において、データ処理装置４０は、例えばコンピュータ等であり、汎用信号線１００に接続される。また、データ処理装置４０は、通信回路４１を有する。この通信回路４１は、汎用信号線１００に接続され、汎用信号線１００と信号の入出力を行う。
【００２１】
測定器５Ａ〜５Ｃは、測定機器であり、内部に通信回路５１、測定部５２を有し、汎用信号線１００に接続される。通信回路５１は、汎用信号線１００に接続され、汎用信号線１００と信号の入出力を行う。測定部５２は、時刻値メモリ５３を有し、通信回路５１から出力される基準時刻を、時刻値メモリ５３に格納し、さらに設定条件やコマンドに従って、被測定対象の測定を行い、測定した測定データに時刻値メモリ５３に格納した基準時刻を付加して通信回路５１に出力する。
【００２２】
次に具体的構成を説明する。図２は、データ処理装置４０の構成を示す図である。図２において、リアルタイムクロック４２は、時刻出力手段であり、現在の時刻を出力する。遅延時間メモリ４３は、第１の記憶手段であり、データ処理装置４０と各測定器５Ａ〜５Ｃ間とのデータ伝送に要する通信遅延時間を記憶する。ここで、データ処理装置４０と各測定器５Ａ〜５Ｃそれぞれとの通信遅延時間をτＡ、τＢ、τＣとする。なお、通信遅延時間τＡ〜τＣは、汎用信号線１００で通信されるパケット量から計算で求める。またはデータ処理装置４０から測定器５Ａ〜５Ｃにテスト用のパケットを送信し、測定器５Ａ〜５Ｃからテスト用のパケットに対する応答が返信されるまでの時間を複数回実測して平均を取り、通信遅延時間τＡ〜τＣを求める。
【００２３】
基準時刻生成手段４４は、クロック４２から出力される時刻を、遅延時間メモリ４３から読み出した通信遅延時間τＡ〜τＢで補正し、補正した時刻を基準時刻として通信回路４１に出力する
【００２４】
データメモリ４５は、データ記憶手段であり、通信回路４１から出力されるデータ（基準時刻の付加された測定データ、この測定データを出力した測定器５Ａ〜５Ｃ）を格納する。選択手段４６は、データメモリ４５からデータを読み出し、クロック４２からの時刻に基づいて、読み出したデータの選択を行い出力する。演算手段４７は、選択手段４６が選択し、出力したデータに所望のデータ処理を行う。
【００２５】
このような図１、図２に示す装置の動作を説明する。データ処理装置４０が、測定器５Ａ〜５Ｃに測定を行う際の設定条件（例えば、測定周期や測定レンジ等）や、測定開始、測定終了等のコマンドからなる信号を測定器５Ａ〜５Ｃに順番に出力する。これらの信号は、基準時刻生成手段４４からの基準時刻と共に、通信回路４１によって通信用の信号（一塊のデータであるパケット）に変換し、汎用信号線１００に出力する。
【００２６】
なお基準時刻とは、基準時刻生成手段４４が、クロック４２から出力される時刻に、各測定器５Ａ〜５Ｃごとの通信遅延時間τＡ〜τＣを加算した時刻である。例えば、現在の時刻がｔ１とした場合、測定器５Ａに対する基準時刻は、（時刻ｔ１＋通信遅延時間τＡ）となる。
【００２７】
また、データ処理装置４０は、設定条件やコマンド等の信号を出力しない場合でも、基準時刻生成手段４４からの基準時刻を含むようにして、測定器５Ａ〜５Ｃの測定周期よりも短い所定の周期でパケットを測定器５Ａ〜５Ｃに出力するとよい。例えば、測定器５Ａの測定周期をΔｔとすれば、Δｔ／２〜Δｔ／１０の周期でパケットを測定器５Ａに出力する。また、基準時刻の分解能は、例えば、測定周期Δｔ＝１０［ｍｓ］ならばΔｔ／１０程度の１［ｍｓ］、つまり”ｈｈ時ｍｍ分ｓｓ秒ｘｘｘ”とするとよい。
【００２８】
一方、測定器５Ａ〜５Ｃの通信回路５１に、汎用信号線１００を介してデータ処理装置４０からのパケットが入力される。そして、通信回路５１が、パケットから所望の信号（設定条件、コマンド、基準時刻等）を抽出する。さらに、測定部５２が、通信回路５１から出力される信号のうち、基準時刻を時刻値メモリ５３に格納する。また、設定条件に従って設定を行ったり、測定開始のコマンドに従って測定を開始し、時刻値メモリ５３に格納した基準時刻を測定した測定データに付加して通信回路５１に出力する。そして、基準時刻の付加した測定データを通信回路５１が汎用信号線１００を介して、データ処理装置４０の通信回路４１に出力する。これにより、データ処理装置４０の通信回路４１が、パケットからデータを抽出し、データメモリ４５に格納する。
【００２９】
ここで、データ処理装置４０が基準時刻を出力し、測定器５Ａ〜５Ｃが測定を行い測定データを取得し、データメモリ４５に格納する動作の具体例を図３を用いて説明する。図３は、データ処理装置４０、測定器５Ａ〜５Ｃの動作を示すタイミングチャートである。図３において、上段からデータ処理装置４０、測定器５Ａ、５Ｂ、５Ｃの動作を示している。また、横軸は時間を示している。なお、説明を簡単にするため、データ処理装置４０が、測定器５Ａ〜５Ｃの測定周期とほぼ同じ周期で、基準時刻を含むパケットを各測定器５Ａ〜５Ｃに出力している。
【００３０】
まず、データ処理装置４０の動作を説明する。
データ処理装置４０が測定器５Ａ〜５Ｃに所定の周期で基準時刻を順番に出力する。すなわち、データ処理装置４０が、時刻ｔ１、ｔ４、ｔ７に通信遅延時間τＡを加算して基準時刻として測定器５Ａに出力し、時刻ｔ２、ｔ５、ｔ８に通信遅延時間τＢを加算して基準時刻として測定器５Ｂに出力し、時刻ｔ３、ｔ６、ｔ９に通信遅延時間τＣを加算して基準時刻として測定器５Ｃに出力する。なお、時刻ｔ９までしか図示していないが、この時刻ｔ９以降も所望の時刻まで繰り返し基準時刻を出力する。
【００３１】
続いて、測定器５Ａ〜５Ｃの動作を説明する。
データ処理装置４０から時刻ｔ１に出力された基準時刻（ｔ１＋τＡ）が測定器５Ａに入力されると、測定器５Ａの測定部５２が時刻値メモリ５３に基準時刻（ｔ１＋τＡ）を格納する。同様に、時刻ｔ４に出力された基準時刻（ｔ４＋τＡ）が測定器５Ａに入力されると、時刻値メモリ５３に新たに基準時刻（ｔ４＋τＡ）を格納する。そして、時刻ｔ７に出力された基準時刻（ｔ７＋τＡ）が測定器５Ａに入力されると、時刻値メモリ５３に新たに基準時刻（ｔ７＋τＡ）を格納する。
【００３２】
また、測定器５Ｂも同様に、データ処理装置４０から時刻ｔ２、ｔ５、ｔ８それぞれに出力された基準時刻（ｔ２＋τＢ）、（ｔ５＋τＢ）、（ｔ８＋τＢ）が、測定器５Ｂに入力されると、測定器５Ｂの測定部５２が、時刻値メモリ５３に基準時刻を格納する。さらに、測定器５Ｃも同様に、データ処理装置４０から時刻ｔ３、ｔ６、ｔ９それぞれに出力された基準時刻（ｔ３＋τＣ）、（ｔ６＋τＣ）、（ｔ９＋τＣ）が、測定器５Ｃに入力されると、測定器５Ｃの測定部５２が、時刻値メモリ５３に基準時刻を格納する。
【００３３】
なお、汎用信号線１００の通信状況により、データ処理装置４０が所定の周期で基準時刻を出力し、測定器５Ａ〜５Ｃに到達する間隔が一定でなくとも（例えば、図３中、基準時刻（ｔ３＋τＣ）、（ｔ６＋τＣ））、測定部５２は、入力された最新の基準時刻を時刻値メモリ５３に格納する。
【００３４】
ここで、測定器５Ａの測定部５２が、基準時刻（ｔ１＋τＡ）が入力され、次の基準時刻（ｔ４＋τＡ）が入力されるまでの間、すなわち、測定器５Ａの時刻値メモリ５３が基準時刻（ｔ１＋τＡ）を格納している間に、測定データＡ１を取得したとする。そして基準時刻（ｔ４＋τＡ）、（ｔ７＋τＡ）を時刻値メモリ５３が格納している間それぞれに測定データＡ２、Ａ３を取得する。
【００３５】
同様に、測定器５Ｂの測定部５３が、基準時刻（ｔ２＋τＢ）、（ｔ５＋τＢ）、（ｔ８＋τＢ）を時刻値メモリ５３が格納している間それぞれに測定データＢ１、Ｂ２、Ｂ３を取得し、測定器５Ｃの測定部５３が、基準時刻（ｔ３＋τＢ）、（ｔ６＋τＢ）、（ｔ９＋τＢ）を時刻値メモリ５３が格納している間それぞれに測定データＣ１、Ｃ２、Ｃ３を取得する。
【００３６】
そして、測定器５Ａの測定部５２が、測定データＡ１を取得すると、取得した測定データＡ１に時刻値メモリ５３が格納している基準時刻（ｔ１＋τＡ）を付加して、速やかに通信回路５１に出力する。同様に測定器５Ａの測定部５２が測定データＡ２、Ａ３に基準時刻（ｔ４＋τＡ）、（ｔ７＋τＡ）を付加して、通信回路５１に出力する。また、測定器５Ｂ、５Ｃの測定部５２が、測定データＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を取得すると基準時刻（ｔ２＋τＢ）、（ｔ５＋τＢ）、（ｔ８＋τＢ）、（ｔ３＋τＢ）、（ｔ６＋τＢ）、（ｔ９＋τＢ）を付加して、速やかに通信回路５１に出力する。これにより、通信回路５１が汎用信号線１００を介してデータ処理装置４０に基準時刻を付加した測定データをパケットにして出力する。
【００３７】
そして、データ処理装置４０の通信回路４１が、各測定器５Ａ〜５Ｃから出力されたパケットより基準時刻の付加された測定データＡ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３を抽出し、データメモリ４５に格納する。
【００３８】
続いて、データ処理装置４０が測定データＡ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３のデータ処理を行う動作の具体例を図４を用いて説明する。図３と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図４は、データ処理装置４０の選択手段４６の動作を示す図である。図４において、上段から測定器５Ａ、５Ｂ、５Ｃそれぞれからの測定データを時間軸で表している。また、横軸は時間を示している。ここで、選択手段４６が、クロック４２から現在時刻ｔｎが入力された時点で、データメモリ４５に測定データＡ１〜Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２が格納されている。また、基準時刻（ｔ１＋τＡ）＝（ｔ２＋τＢ）、（ｔ４＋τＡ）＝（ｔ５＋τＢ）とし、（ｔ３＋τＣ）＜設定時刻ｔｓ＜（ｔ６＋τＣ）とする。
【００３９】
データ処理装置４０の選択手段４６が、クロック４２からの現在の時刻ｔｎより時間ｔ０だけ過去の時刻ｔｓ（例えば、時刻（ｔ１＋τＡ））を設定時刻に設定する。この現在時刻ｔｎより過去に遡る時間ｔ０は、遅延時間メモリ４３の通信遅延時間τＡ〜τＣ、測定器５Ａ〜５Ｃの測定時間、測定周期に基づいて、あらかじめ設定しておく。例えば、これらの時間を全て加算した時間とする。
【００４０】
そして、選択手段４６が、設定した設定時刻ｔｓと同一の基準時刻（ｔ４＋τＡ）、（ｔ５＋τＢ）が付加された測定データＡ２、Ｂ２を選択し、演算手段４７に出力する。また、設定時刻ｔｓに対して、同一の基準時刻が付加された測定データがない場合、すなわち、測定器５Ｃからの測定データＣ１、Ｃ２に付加された基準時刻（ｔ３＋τＣ）、（ｔ６＋τＣ）が設定時刻ｔｓと同一でない場合、設定時刻ｔｓの前後に位置する基準時刻（ｔ３＋τＣ）、（ｔ６＋τＣ）の測定データＣ１、Ｃ２から内挿補間（例えば、１次近似、２次近似）を行い、補間を行った測定データを演算手段４７に出力する。
【００４１】
そして、演算手段４７が選択手段４６から出力される測定データＡ２、Ｂ２、補間された測定データを用いてデータ処理を行う。さらに、演算手段４７のデータ処理の結果を図示しない表示処理装置に表示させる。
【００４２】
このように、基準時刻生成手段４４から出力される基準時刻をデータ処理装置４０が測定器５Ａ〜５Ｃに出力する。そして、選択手段４６が、測定器５Ａ〜５Ｃのそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データのうち、設定時刻ｔｓと同一の測定データまたは設定時刻ｔｓに近い測定データで補間を行った測定データを演算部４７に出力し、演算手段４７がデータ処理を行う。これにより、測定器５Ａ〜５Ｃの数や設置場所に制限されずに同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００４３】
すなわち、図６に示す装置と比較して測定器５Ａ〜５Ｃそれぞれにクロック２１、同期回路２２、専用信号線２００がなくとも、各測定器５Ａ〜５Ｃ間で同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。また、専用信号線２００の長さに起因する同期のズレによる影響を受けない。これにより、測定器５Ａ〜５Ｃの数や設置場所に制限されずに同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。さらに、コストを抑え、測定器５Ａ〜５Ｃの負荷を下げることができる。
【００４４】
同様に、図７に示す装置と比較してサンプリング周波数が高くて測定周期が短くても、またサンプリング周波数が測定器５Ａ〜５Ｃで異なっていても、各測定器５Ａ〜５Ｃ間で同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。また、測定器５Ａ〜５Ｃ数の増加や設置場所によるデータ伝送に要する時間の差の影響を受けない。これにより、測定器５Ａ〜５Ｃの数や設置場所に制限されずに同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００４５】
さらに、選択手段４６が、設定時刻ｔｓと同一の測定データまたは設定時刻ｔｓに近い測定データで補間を行った測定データを出力するので、選択や補間に用いる測定データ数が少ない。すなわち、データメモリ４５に格納されている全ての測定データでなく、設定時刻ｔｓ近傍の基準時刻が付加された測定データのみを用いる。これにより、選択手段４６の負荷が少なく、高速に測定データを演算手段４７に出力することができる。
【００４６】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。
（１）選択手段４６が、測定器５Ａ〜５Ｃのそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データのうち、設定時刻ｔｓと同一の測定データまたは設定時刻ｔｓに近い測定データで補間を行った測定データを演算部４７に出力する構成を示したが、同一の測定器、例えば測定器５Ａからの測定データに、同じ基準時刻が付加された測定データが複数ある場合、この基準時刻と次の基準時刻との時間差および同じ基準時刻が付加された測定データ数に基づいて測定データを選択し、出力してもよい。
【００４７】
図５を用いて説明する。図５は、選択手段４６の動作を示した図である。ここで、図４と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図５において、測定器５Ａの測定データを時間軸で表している。また、横軸は時間を示している。基準時刻（ｔ１＋τＡ）が付加された測定データａ１〜ａ５、および基準時刻（ｔ４＋τＡ）が付加された測定データａ６〜ａ８がデータメモリ４５に格納され、設定時刻ｔｘは（ｔ１＋τＡ＜ｔｘ＜ｔ４＋τＡ）に設定されている。選択手段４６が、設定時刻ｔｘの前後に位置する基準時刻（ｔ１＋τＡ）、（ｔ４＋τＡ）の時間差を求めると共に、これらの基準時刻（ｔ１＋τＡ）、（ｔ４＋τＡ）の間にある測定データａ１〜ａ５数、すなわち、基準時刻（ｔ１＋τＡ）の付加された測定データａ１〜ａ５数を求めて、設定時刻ｔｘに最も近い基準時刻を持つ測定データａ４を選択し、演算手段４７に出力する。
【００４８】
例えば、基準時刻（ｔ１＋τＡ）を１０時００分００秒とし、基準時刻（ｔ４＋τＡ）を１０時００分０５秒とし、設定時刻ｔｘを１０時００分０３秒とすれば、測定データａ４を選択手段４６が選択する。これにより、データ処理装置４０から出力される基準時刻の周期よりも、測定器５Ａ〜５Ｃの測定周期の方が短くとも同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００４９】
（２）選択手段４６が、図７に示すように、同一の測定器５Ａ〜５Ｃからの測定データに、同じ基準時刻が付加された測定データが複数ある場合、この基準時刻と次の基準時刻との時間差および同じ時刻が付加された測定データ数に基づいて測定データを選択する構成を示したが、選択手段４６に誤差検出手段を設け測定器５Ａ〜５Ｃの測定部５２の測定周期の誤差を測定してもよい。すなわち、測定器５Ａ〜５Ｃの測定周期を設定しても、測定器５Ａ〜５Ｃごとで測定周期がわずかに異なる場合があり、誤差検出手段が基準時刻（ｔ１＋τＡ）、（ｔ４＋τＡ）の間に含まれる測定データａ１〜ａ５数から、測定器５Ａ〜５Ｃ間の測定部５２の測定周期の誤差を求めてよい。
【００５０】
（３）選択手段４６が、測定データＣ１、Ｃ２から補間を行い出力する構成を示したが、例えば、温度測定のように測定データＣ１、Ｃ２の変動が少ない場合や、測定周期Δｔに対して、基準時刻の入力される周期が、例えばΔｔ／１０より短い場合や、演算手段４７がデータ処理を行う周期が測定周期Δｔに対して、例えば１０倍程度ならば、設定時刻ｔｓと基準時刻の誤差は実用上無視しても問題ないので、補間を行わずに設定時刻ｔｓに最も近い基準時刻（ｔ６＋τＣ）が付加された測定データＣ２を選択し、演算手段４７に出力しても良い。これにより、選択手段４６の負荷を下げることができ、高速に測定データを選択することができる。
【００５１】
（４）選択手段４６が、測定データＣ１、Ｃ２から補間（例えば、１次近似、２次近似）を行い出力する構成を示したが、補間を行った際の演算式を図示しない保存部に保存しておいてもよい。これにより、保存部から演算式を読み出すことにより、元の測定データＣ１、Ｃ２を復元したり、他の補間、同期方法でデータ処理を再度行うことができる。
【００５２】
（５）選択手段４６が、測定器５Ａ〜５Ｃのそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データのうち、設定時刻ｔｓと同一の測定データまたは設定時刻ｔｓに近い測定データで補間を行った測定データを演算部４７に出力する構成を示したが、同一の測定データのみを出力する構成としてよい。
【００５３】
（６）測定器５Ａ〜５Ｃが３台の構成を示したが、測定器は所望数設けてよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１〜８によれば、データ処理装置が測定機器のそれぞれに所定の周期で基準時刻を出力する。そして、データ処理装置が、測定機器のそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データのうち、所望の基準時刻が付加された測定データを用いてデータ処理を行う。これにより、測定器機器の数や設置場所に制限されずに同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００５５】
また、請求項７によれば、選択手段は、同一の測定機器からの測定データに、同じ基準時刻が付加された測定データが複数ある場合、この基準時刻と次の基準時刻との時間差および同じ基準時刻が付加された測定データ数から、設定時刻に最も近い測定データを選択し、出力する。これにより、データ処理装置から出力される基準時刻の周期よりも、測定機器の測定周期の方が短くとも同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００５６】
また、請求項８によれば、選択手段が、現在の時刻よりも過去の時刻を設定時刻に設定し、この設定時刻近傍の基準時刻が付加された測定データのなかから測定データの選択を行うので、選択手段の負荷が少なく、高速に測定データを演算手段に出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示す装置におけるデータ処理装置４０の構成を詳細に示した図である。
【図３】図１に示す装置の動作例を示したタイミングチャートである。
【図４】図１に示す装置における選択手段４６の第１の動作例を示した図である。
【図５】図１に示す装置における選択手段４６の第２の動作例を示した図である。
【図６】従来の多点データ収集装置の第１の構成図である。
【図７】従来の多点データ収集装置の第２の構成図である。
【符号の説明】
４０ データ処理装置
４１ 通信回路
４２ リアルタイムクロック
４３ 遅延時間メモリ
４４ 基準時刻生成手段
４５ データメモリ
４６ 選択手段
４７ 演算手段
５Ａ〜５Ｃ 測定器
１００ 汎用信号線
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定対象の測定を行い、測定データを出力する複数の測定機器（例えば、測定器やセンサ等）と、この複数の測定機器と信号線によって接続され、測定機器が出力する測定データを収集しデータ処理するデータ処理装置とを備えた測定データ同期システムに関し、詳しくは、測定機器間の同期を確保した測定データでデータ処理を行う測定データ同期システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
測定機器で測定を行い、これらの測定機器から測定データを収集してデータ処理を行う場合、各測定機器間で測定結果の同期を確保する必要がある。測定データ同期システムとは、測定データの同期を確保しデータ処理をするものである。同期を確保するシステムは、従来様々なものが存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、従来の測定データ同期システムの構成例を示した図である。図６において、データ処理装置１０は、コンピュータ等であり、信号線である汎用信号線１００に接続される。測定器２Ａ〜２Ｃは、測定機器であり、クロック２１、同期回路２２を有し、汎用信号線１００に接続される。クロック２１は、時刻を出力する。同期回路２２は、クロック２１と接続され、隣接する測定器２Ａ〜２Ｃの同期回路２２と専用信号線２００で接続される。なお、汎用信号線１００は、例えばイーサネット（登録商標）である。専用信号線２００は、信号波形が劣化しにくく、信号を確実に伝送する専用の信号線である。
【０００４】
このような装置の動作を説明する。
まず、測定器２Ａ〜２Ｃ間のクロック２１の同期をとる動作を説明する。測定器２Ａ〜２Ｃのクロック２１のうち、例えば、測定器２Ａのクロック２１を基準とする。測定器２Ａの同期回路２２が、クロック２１から時刻を取得し、取得した時刻を測定器２Ｂの同期回路２２に専用信号線２００を介して同期信号として出力する。そして、測定器２Ｂの同期回路２２は、測定器２Ａからの同期信号が入力されると、この同期信号を速やかに測定器２Ｃの同期回路２２に専用信号線２００を介して出力する。そして、同期信号に含まれる時刻から、測定器２Ｂ、２Ｃの同期回路２２が、それぞれのクロック２１と測定器２Ａのクロック２１との同期をとる。このような動作を同期回路２２ができる限り頻繁に行い、同期をとる。
【０００５】
続いて、測定器２Ａ〜２Ｃが測定を行い、データ処理装置１０がデータ処理を行う動作を説明する。データ処理装置１０が、測定器２Ａ〜２Ｃに汎用信号線１００を介して測定開始のコマンドを出力する。これにより、測定器２Ａ〜２Ｃが測定を行う。そして、測定終了後に測定器２Ａ〜２Ｃが、同期をとったクロック２１の時刻を測定データに付加し、この時刻が付加された測定データをデータ処理装置１０に汎用信号線１００を介して出力する。さらに、データ処理装置１０が、測定データおよび測定データに付加された時刻より、測定器２Ａ〜２Ｃ間で同期を図ってデータ処理を行う。
【０００６】
また、その他の従来例を図７を用いて以下に説明する。
ここで、図６と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図７において、データ処理装置１０の代わりにデータ処理装置１１が設けられる。データ処理装置１１は、クロック１２を有し、汎用信号線１００に接続される。また、測定器２Ａ〜２Ｃの代わりに測定器３Ａ〜３Ｃが設けられる。測定器３Ａ〜３Ｃは、汎用信号線１００に接続される。
【０００７】
このような装置の動作を説明する。
データ処理装置１１が、測定器３Ａ〜３Ｃに汎用信号線１００を介して測定開始のコマンドを出力すると共に、コマンドを出力した時のクロック１２の時刻を保持する。そして、測定器３Ａ〜３Ｃがデータ処理装置１１からの測定開始のコマンドに従って測定を行い、測定終了後に、測定データをデータ処理装置１１に汎用信号線１００を介して出力する。さらに、データ処理装置１１が、測定器３Ａ〜３Ｃからの測定データを、保持している時刻で取得したものとみなしてデータ処理を行う。また、このような構成は一般的に、ＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＆ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）と呼ばれる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３５５２５６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図６に示す装置は、測定器２Ａ〜２Ｃ間で同期回路２２が専用信号線２００を介してクロック２１の時刻を合わせて同期を確保している。しかしながら、各測定器２Ａ〜２Ｃにクロック２１、同期回路２２が必要であり、さらに同期回路２２を接続する専用信号線２００が必要となる。同期回路２２は、同期をとるために複雑な処理（例えば、専用信号線２００の長さに起因する同期信号の遅延時間の補償や、劣化した波形の再生）を必要とし、専用信号線２００は、同期信号を確実に伝達するため汎用信号線１００よりも高価なものとなる。また、測定器２Ａ〜２Ｃ数の増加や、測定器２Ａ〜２Ｃの設置される場所により、専用信号線２００の長さが増えると、同期信号の波形が劣化したり、遅延時間が増加し、測定器２Ａ〜２Ｃ間の同期のズレが非常に大きくなる。これにより測定器２Ａ〜２Ｃを接続できる数や、設置できる場所が制限されてしまう。
【００１０】
一方、図７に示すＳＣＡＤＡのような装置は、測定器３Ａ〜３Ｃ同士で同期をとらず、データ処理装置１１がコマンドを出力した時の時刻を基準としている。しかしながら、測定器３Ａ〜３Ｃが測定データを取得するのに要する時間や、データ伝送に要する通信遅延時間は、測定器３Ａ〜３Ｃごとに異なるのが一般的であり、これらの影響によって同期にズレが生じる。もちろん、測定器３Ａ〜３Ｃ数の増加や、測定器３Ａ〜３Ｃの設置される場所により、同期のズレは大きくなる。特に、サンプリング周波数が高くなり、測定周期が短くなるほど、測定データの同期が確保されなくなってしまう。
【００１１】
そこで本発明の目的は、測定機器間の同期を確保した測定データでデータ処理を行う測定データ同期システムを実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
被測定対象の測定を行い、測定データを出力する複数の測定機器と、この複数の測定機器と信号線によって接続され、前記測定機器が出力する測定データを収集しデータ処理するデータ処理装置とを備えた測定データ同期システムにおいて、
前記測定機器は、前記データ処理装置から基準時刻が入力され、この基準時刻を測定データに付加して出力し、
前記データ処理装置は、前記測定機器のそれぞれに所定の周期で基準時刻を出力し、前記測定機器のそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データが入力され、所望の基準時刻が付加された測定データを用いてデータ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
データ処理装置は、
時刻を出力する時刻出力手段と、
データ伝送に要する通信遅延時間を前記測定機器ごとに格納する第１の記憶手段と、
前記時刻出力手段の出力する時刻を、前記第１の記憶手段の通信遅延時間で補正し、補正した時刻を基準時刻として出力する基準時刻生成手段と
を有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
データ処理装置は、
前記基準時刻生成手段から基準時刻が入力され、前記信号線を介して前記複数の測定機器との信号の入出力を行う通信回路と、
この通信回路から出力される前記複数の測定機器からの基準時刻が付加された測定データを格納するデータ記憶手段と、
このデータ記憶手段から基準時刻が付加された測定データを読み出し、前記時刻出力手段から出力される時刻に基づいて、所望の基準時刻が付加された測定データを選択し、出力する選択手段と、
この選択手段が出力した測定データに所望のデータ処理を行う演算手段と
を有することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
選択手段は、設定した設定時刻と同一の基準時刻が付加された測定データを選択することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、
選択手段は、前記設定した設定時刻と同一の基準時刻が付加された測定データが無い場合、前記設定時刻に最も近い基準時刻が付加された測定データを選択し、出力することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の発明において
選択手段は、前記設定した設定時刻と同一の基準時刻が付加された測定データが無い場合、前記設定時刻に対して前後の基準時刻が付加された測定データを選択して補間を行い、補間した測定データを出力することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項４記載の発明において、
選択手段は、同一の測定機器からの測定データに、同じ基準時刻が付加された測定データが複数ある場合、この基準時刻と次の基準時刻との時間差および前記同じ基準時刻が付加された測定データ数に基づいて測定データを選択し、出力することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、
選択手段は、前記第１の記憶手段の通信遅延時間、前記測定機器の測定時間、前記測定機器の測定周期に基づいて、前記時刻出力手段からの時刻よりも過去の時刻を設定時刻に設定することを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。ここで、図６と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図１において、データ処理装置４０は、例えばコンピュータ等であり、汎用信号線１００に接続される。また、データ処理装置４０は、通信回路４１を有する。この通信回路４１は、汎用信号線１００に接続され、汎用信号線１００と信号の入出力を行う。
【００２１】
測定器５Ａ〜５Ｃは、測定機器であり、内部に通信回路５１、測定部５２を有し、汎用信号線１００に接続される。通信回路５１は、汎用信号線１００に接続され、汎用信号線１００と信号の入出力を行う。測定部５２は、時刻値メモリ５３を有し、通信回路５１から出力される基準時刻を、時刻値メモリ５３に格納し、さらに設定条件やコマンドに従って、被測定対象の測定を行い、測定した測定データに時刻値メモリ５３に格納した基準時刻を付加して通信回路５１に出力する。
【００２２】
次に具体的構成を説明する。図２は、データ処理装置４０の構成を示す図である。図２において、リアルタイムクロック４２は、時刻出力手段であり、現在の時刻を出力する。遅延時間メモリ４３は、第１の記憶手段であり、データ処理装置４０と各測定器５Ａ〜５Ｃ間とのデータ伝送に要する通信遅延時間を記憶する。ここで、データ処理装置４０と各測定器５Ａ〜５Ｃそれぞれとの通信遅延時間をτＡ、τＢ、τＣとする。なお、通信遅延時間τＡ〜τＣは、汎用信号線１００で通信されるパケット量から計算で求める。またはデータ処理装置４０から測定器５Ａ〜５Ｃにテスト用のパケットを送信し、測定器５Ａ〜５Ｃからテスト用のパケットに対する応答が返信されるまでの時間を複数回実測して平均を取り、通信遅延時間τＡ〜τＣを求める。
【００２３】
基準時刻生成手段４４は、クロック４２から出力される時刻を、遅延時間メモリ４３から読み出した通信遅延時間τＡ〜τＢで補正し、補正した時刻を基準時刻として通信回路４１に出力する
【００２４】
データメモリ４５は、データ記憶手段であり、通信回路４１から出力されるデータ（基準時刻の付加された測定データ、この測定データを出力した測定器５Ａ〜５Ｃ）を格納する。選択手段４６は、データメモリ４５からデータを読み出し、クロック４２からの時刻に基づいて、読み出したデータの選択を行い出力する。演算手段４７は、選択手段４６が選択し、出力したデータに所望のデータ処理を行う。
【００２５】
このような図１、図２に示す装置の動作を説明する。データ処理装置４０が、測定器５Ａ〜５Ｃに測定を行う際の設定条件（例えば、測定周期や測定レンジ等）や、測定開始、測定終了等のコマンドからなる信号を測定器５Ａ〜５Ｃに順番に出力する。これらの信号は、基準時刻生成手段４４からの基準時刻と共に、通信回路４１によって通信用の信号（一塊のデータであるパケット）に変換し、汎用信号線１００に出力する。
【００２６】
なお基準時刻とは、基準時刻生成手段４４が、クロック４２から出力される時刻に、各測定器５Ａ〜５Ｃごとの通信遅延時間τＡ〜τＣを加算した時刻である。例えば、現在の時刻がｔ１とした場合、測定器５Ａに対する基準時刻は、（時刻ｔ１＋通信遅延時間τＡ）となる。
【００２７】
また、データ処理装置４０は、設定条件やコマンド等の信号を出力しない場合でも、基準時刻生成手段４４からの基準時刻を含むようにして、測定器５Ａ〜５Ｃの測定周期よりも短い所定の周期でパケットを測定器５Ａ〜５Ｃに出力するとよい。例えば、測定器５Ａの測定周期をΔｔとすれば、Δｔ／２〜Δｔ／１０の周期でパケットを測定器５Ａに出力する。また、基準時刻の分解能は、例えば、測定周期Δｔ＝１０［ｍｓ］ならばΔｔ／１０程度の１［ｍｓ］、つまり”ｈｈ時ｍｍ分ｓｓ秒ｘｘｘ”とするとよい。
【００２８】
一方、測定器５Ａ〜５Ｃの通信回路５１に、汎用信号線１００を介してデータ処理装置４０からのパケットが入力される。そして、通信回路５１が、パケットから所望の信号（設定条件、コマンド、基準時刻等）を抽出する。さらに、測定部５２が、通信回路５１から出力される信号のうち、基準時刻を時刻値メモリ５３に格納する。また、設定条件に従って設定を行ったり、測定開始のコマンドに従って測定を開始し、時刻値メモリ５３に格納した基準時刻を測定した測定データに付加して通信回路５１に出力する。そして、基準時刻の付加した測定データを通信回路５１が汎用信号線１００を介して、データ処理装置４０の通信回路４１に出力する。これにより、データ処理装置４０の通信回路４１が、パケットからデータを抽出し、データメモリ４５に格納する。
【００２９】
ここで、データ処理装置４０が基準時刻を出力し、測定器５Ａ〜５Ｃが測定を行い測定データを取得し、データメモリ４５に格納する動作の具体例を図３を用いて説明する。図３は、データ処理装置４０、測定器５Ａ〜５Ｃの動作を示すタイミングチャートである。図３において、上段からデータ処理装置４０、測定器５Ａ、５Ｂ、５Ｃの動作を示している。また、横軸は時間を示している。なお、説明を簡単にするため、データ処理装置４０が、測定器５Ａ〜５Ｃの測定周期とほぼ同じ周期で、基準時刻を含むパケットを各測定器５Ａ〜５Ｃに出力している。
【００３０】
まず、データ処理装置４０の動作を説明する。
データ処理装置４０が測定器５Ａ〜５Ｃに所定の周期で基準時刻を順番に出力する。すなわち、データ処理装置４０が、時刻ｔ１、ｔ４、ｔ７に通信遅延時間τＡを加算して基準時刻として測定器５Ａに出力し、時刻ｔ２、ｔ５、ｔ８に通信遅延時間τＢを加算して基準時刻として測定器５Ｂに出力し、時刻ｔ３、ｔ６、ｔ９に通信遅延時間τＣを加算して基準時刻として測定器５Ｃに出力する。なお、時刻ｔ９までしか図示していないが、この時刻ｔ９以降も所望の時刻まで繰り返し基準時刻を出力する。
【００３１】
続いて、測定器５Ａ〜５Ｃの動作を説明する。
データ処理装置４０から時刻ｔ１に出力された基準時刻（ｔ１＋τＡ）が測定器５Ａに入力されると、測定器５Ａの測定部５２が時刻値メモリ５３に基準時刻（ｔ１＋τＡ）を格納する。同様に、時刻ｔ４に出力された基準時刻（ｔ４＋τＡ）が測定器５Ａに入力されると、時刻値メモリ５３に新たに基準時刻（ｔ４＋τＡ）を格納する。そして、時刻ｔ７に出力された基準時刻（ｔ７＋τＡ）が測定器５Ａに入力されると、時刻値メモリ５３に新たに基準時刻（ｔ７＋τＡ）を格納する。
【００３２】
また、測定器５Ｂも同様に、データ処理装置４０から時刻ｔ２、ｔ５、ｔ８それぞれに出力された基準時刻（ｔ２＋τＢ）、（ｔ５＋τＢ）、（ｔ８＋τＢ）が、測定器５Ｂに入力されると、測定器５Ｂの測定部５２が、時刻値メモリ５３に基準時刻を格納する。さらに、測定器５Ｃも同様に、データ処理装置４０から時刻ｔ３、ｔ６、ｔ９それぞれに出力された基準時刻（ｔ３＋τＣ）、（ｔ６＋τＣ）、（ｔ９＋τＣ）が、測定器５Ｃに入力されると、測定器５Ｃの測定部５２が、時刻値メモリ５３に基準時刻を格納する。
【００３３】
なお、汎用信号線１００の通信状況により、データ処理装置４０が所定の周期で基準時刻を出力し、測定器５Ａ〜５Ｃに到達する間隔が一定でなくとも（例えば、図３中、基準時刻（ｔ３＋τＣ）、（ｔ６＋τＣ））、測定部５２は、入力された最新の基準時刻を時刻値メモリ５３に格納する。
【００３４】
ここで、測定器５Ａの測定部５２が、基準時刻（ｔ１＋τＡ）が入力され、次の基準時刻（ｔ４＋τＡ）が入力されるまでの間、すなわち、測定器５Ａの時刻値メモリ５３が基準時刻（ｔ１＋τＡ）を格納している間に、測定データＡ１を取得したとする。そして基準時刻（ｔ４＋τＡ）、（ｔ７＋τＡ）を時刻値メモリ５３が格納している間それぞれに測定データＡ２、Ａ３を取得する。
【００３５】
同様に、測定器５Ｂの測定部５３が、基準時刻（ｔ２＋τＢ）、（ｔ５＋τＢ）、（ｔ８＋τＢ）を時刻値メモリ５３が格納している間それぞれに測定データＢ１、Ｂ２、Ｂ３を取得し、測定器５Ｃの測定部５３が、基準時刻（ｔ３＋τＢ）、（ｔ６＋τＢ）、（ｔ９＋τＢ）を時刻値メモリ５３が格納している間それぞれに測定データＣ１、Ｃ２、Ｃ３を取得する。
【００３６】
そして、測定器５Ａの測定部５２が、測定データＡ１を取得すると、取得した測定データＡ１に時刻値メモリ５３が格納している基準時刻（ｔ１＋τＡ）を付加して、速やかに通信回路５１に出力する。同様に測定器５Ａの測定部５２が測定データＡ２、Ａ３に基準時刻（ｔ４＋τＡ）、（ｔ７＋τＡ）を付加して、通信回路５１に出力する。また、測定器５Ｂ、５Ｃの測定部５２が、測定データＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を取得すると基準時刻（ｔ２＋τＢ）、（ｔ５＋τＢ）、（ｔ８＋τＢ）、（ｔ３＋τＢ）、（ｔ６＋τＢ）、（ｔ９＋τＢ）を付加して、速やかに通信回路５１に出力する。これにより、通信回路５１が汎用信号線１００を介してデータ処理装置４０に基準時刻を付加した測定データをパケットにして出力する。
【００３７】
そして、データ処理装置４０の通信回路４１が、各測定器５Ａ〜５Ｃから出力されたパケットより基準時刻の付加された測定データＡ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３を抽出し、データメモリ４５に格納する。
【００３８】
続いて、データ処理装置４０が測定データＡ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３のデータ処理を行う動作の具体例を図４を用いて説明する。図３と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図４は、データ処理装置４０の選択手段４６の動作を示す図である。図４において、上段から測定器５Ａ、５Ｂ、５Ｃそれぞれからの測定データを時間軸で表している。また、横軸は時間を示している。ここで、選択手段４６が、クロック４２から現在時刻ｔｎが入力された時点で、データメモリ４５に測定データＡ１〜Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２が格納されている。また、基準時刻（ｔ１＋τＡ）＝（ｔ２＋τＢ）、（ｔ４＋τＡ）＝（ｔ５＋τＢ）とし、（ｔ３＋τＣ）＜設定時刻ｔｓ＜（ｔ６＋τＣ）とする。
【００３９】
データ処理装置４０の選択手段４６が、クロック４２からの現在の時刻ｔｎより時間ｔ０だけ過去の時刻ｔｓ（例えば、時刻（ｔ１＋τＡ））を設定時刻に設定する。この現在時刻ｔｎより過去に遡る時間ｔ０は、遅延時間メモリ４３の通信遅延時間τＡ〜τＣ、測定器５Ａ〜５Ｃの測定時間、測定周期に基づいて、あらかじめ設定しておく。例えば、これらの時間を全て加算した時間とする。
【００４０】
そして、選択手段４６が、設定した設定時刻ｔｓと同一の基準時刻（ｔ４＋τＡ）、（ｔ５＋τＢ）が付加された測定データＡ２、Ｂ２を選択し、演算手段４７に出力する。また、設定時刻ｔｓに対して、同一の基準時刻が付加された測定データがない場合、すなわち、測定器５Ｃからの測定データＣ１、Ｃ２に付加された基準時刻（ｔ３＋τＣ）、（ｔ６＋τＣ）が設定時刻ｔｓと同一でない場合、設定時刻ｔｓの前後に位置する基準時刻（ｔ３＋τＣ）、（ｔ６＋τＣ）の測定データＣ１、Ｃ２から内挿補間（例えば、１次近似、２次近似）を行い、補間を行った測定データを演算手段４７に出力する。
【００４１】
そして、演算手段４７が選択手段４６から出力される測定データＡ２、Ｂ２、補間された測定データを用いてデータ処理を行う。さらに、演算手段４７のデータ処理の結果を図示しない表示処理装置に表示させる。
【００４２】
このように、基準時刻生成手段４４から出力される基準時刻をデータ処理装置４０が測定器５Ａ〜５Ｃに出力する。そして、選択手段４６が、測定器５Ａ〜５Ｃのそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データのうち、設定時刻ｔｓと同一の測定データまたは設定時刻ｔｓに近い測定データで補間を行った測定データを演算部４７に出力し、演算手段４７がデータ処理を行う。これにより、測定器５Ａ〜５Ｃの数や設置場所に制限されずに同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００４３】
すなわち、図６に示す装置と比較して測定器５Ａ〜５Ｃそれぞれにクロック２１、同期回路２２、専用信号線２００がなくとも、各測定器５Ａ〜５Ｃ間で同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。また、専用信号線２００の長さに起因する同期のズレによる影響を受けない。これにより、測定器５Ａ〜５Ｃの数や設置場所に制限されずに同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。さらに、コストを抑え、測定器５Ａ〜５Ｃの負荷を下げることができる。
【００４４】
同様に、図７に示す装置と比較してサンプリング周波数が高くて測定周期が短くても、またサンプリング周波数が測定器５Ａ〜５Ｃで異なっていても、各測定器５Ａ〜５Ｃ間で同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。また、測定器５Ａ〜５Ｃ数の増加や設置場所によるデータ伝送に要する時間の差の影響を受けない。これにより、測定器５Ａ〜５Ｃの数や設置場所に制限されずに同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００４５】
さらに、選択手段４６が、設定時刻ｔｓと同一の測定データまたは設定時刻ｔｓに近い測定データで補間を行った測定データを出力するので、選択や補間に用いる測定データ数が少ない。すなわち、データメモリ４５に格納されている全ての測定データでなく、設定時刻ｔｓ近傍の基準時刻が付加された測定データのみを用いる。これにより、選択手段４６の負荷が少なく、高速に測定データを演算手段４７に出力することができる。
【００４６】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。
（１）選択手段４６が、測定器５Ａ〜５Ｃのそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データのうち、設定時刻ｔｓと同一の測定データまたは設定時刻ｔｓに近い測定データで補間を行った測定データを演算部４７に出力する構成を示したが、同一の測定器、例えば測定器５Ａからの測定データに、同じ基準時刻が付加された測定データが複数ある場合、この基準時刻と次の基準時刻との時間差および同じ基準時刻が付加された測定データ数に基づいて測定データを選択し、出力してもよい。
【００４７】
図５を用いて説明する。図５は、選択手段４６の動作を示した図である。ここで、図４と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図５において、測定器５Ａの測定データを時間軸で表している。また、横軸は時間を示している。基準時刻（ｔ１＋τＡ）が付加された測定データａ１〜ａ５、および基準時刻（ｔ４＋τＡ）が付加された測定データａ６〜ａ８がデータメモリ４５に格納され、設定時刻ｔｘは（ｔ１＋τＡ＜ｔｘ＜ｔ４＋τＡ）に設定されている。選択手段４６が、設定時刻ｔｘの前後に位置する基準時刻（ｔ１＋τＡ）、（ｔ４＋τＡ）の時間差を求めると共に、これらの基準時刻（ｔ１＋τＡ）、（ｔ４＋τＡ）の間にある測定データａ１〜ａ５数、すなわち、基準時刻（ｔ１＋τＡ）の付加された測定データａ１〜ａ５数を求めて、設定時刻ｔｘに最も近い基準時刻を持つ測定データａ４を選択し、演算手段４７に出力する。
【００４８】
例えば、基準時刻（ｔ１＋τＡ）を１０時００分００秒とし、基準時刻（ｔ４＋τＡ）を１０時００分０５秒とし、設定時刻ｔｘを１０時００分０３秒とすれば、測定データａ４を選択手段４６が選択する。これにより、データ処理装置４０から出力される基準時刻の周期よりも、測定器５Ａ〜５Ｃの測定周期の方が短くとも同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００４９】
（２）選択手段４６が、図７に示すように、同一の測定器５Ａ〜５Ｃからの測定データに、同じ基準時刻が付加された測定データが複数ある場合、この基準時刻と次の基準時刻との時間差および同じ時刻が付加された測定データ数に基づいて測定データを選択する構成を示したが、選択手段４６に誤差検出手段を設け測定器５Ａ〜５Ｃの測定部５２の測定周期の誤差を測定してもよい。すなわち、測定器５Ａ〜５Ｃの測定周期を設定しても、測定器５Ａ〜５Ｃごとで測定周期がわずかに異なる場合があり、誤差検出手段が基準時刻（ｔ１＋τＡ）、（ｔ４＋τＡ）の間に含まれる測定データａ１〜ａ５数から、測定器５Ａ〜５Ｃ間の測定部５２の測定周期の誤差を求めてよい。
【００５０】
（３）選択手段４６が、測定データＣ１、Ｃ２から補間を行い出力する構成を示したが、例えば、温度測定のように測定データＣ１、Ｃ２の変動が少ない場合や、測定周期Δｔに対して、基準時刻の入力される周期が、例えばΔｔ／１０より短い場合や、演算手段４７がデータ処理を行う周期が測定周期Δｔに対して、例えば１０倍程度ならば、設定時刻ｔｓと基準時刻の誤差は実用上無視しても問題ないので、補間を行わずに設定時刻ｔｓに最も近い基準時刻（ｔ６＋τＣ）が付加された測定データＣ２を選択し、演算手段４７に出力しても良い。これにより、選択手段４６の負荷を下げることができ、高速に測定データを選択することができる。
【００５１】
（４）選択手段４６が、測定データＣ１、Ｃ２から補間（例えば、１次近似、２次近似）を行い出力する構成を示したが、補間を行った際の演算式を図示しない保存部に保存しておいてもよい。これにより、保存部から演算式を読み出すことにより、元の測定データＣ１、Ｃ２を復元したり、他の補間、同期方法でデータ処理を再度行うことができる。
【００５２】
（５）選択手段４６が、測定器５Ａ〜５Ｃのそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データのうち、設定時刻ｔｓと同一の測定データまたは設定時刻ｔｓに近い測定データで補間を行った測定データを演算部４７に出力する構成を示したが、同一の測定データのみを出力する構成としてよい。
【００５３】
（６）測定器５Ａ〜５Ｃが３台の構成を示したが、測定器は所望数設けてよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１〜８によれば、データ処理装置が測定機器のそれぞれに所定の周期で基準時刻を出力する。そして、データ処理装置が、測定機器のそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データのうち、所望の基準時刻が付加された測定データを用いてデータ処理を行う。これにより、測定器機器の数や設置場所に制限されずに同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００５５】
また、請求項７によれば、選択手段は、同一の測定機器からの測定データに、同じ基準時刻が付加された測定データが複数ある場合、この基準時刻と次の基準時刻との時間差および同じ基準時刻が付加された測定データ数から、設定時刻に最も近い測定データを選択し、出力する。これにより、データ処理装置から出力される基準時刻の周期よりも、測定機器の測定周期の方が短くとも同期を確保した測定データでデータ処理を行うことができる。
【００５６】
また、請求項８によれば、選択手段が、現在の時刻よりも過去の時刻を設定時刻に設定し、この設定時刻近傍の基準時刻が付加された測定データのなかから測定データの選択を行うので、選択手段の負荷が少なく、高速に測定データを演算手段に出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示す装置におけるデータ処理装置４０の構成を詳細に示した図である。
【図３】図１に示す装置の動作例を示したタイミングチャートである。
【図４】図１に示す装置における選択手段４６の第１の動作例を示した図である。
【図５】図１に示す装置における選択手段４６の第２の動作例を示した図である。
【図６】従来の多点データ収集装置の第１の構成図である。
【図７】従来の多点データ収集装置の第２の構成図である。
【符号の説明】
４０ データ処理装置
４１ 通信回路
４２ リアルタイムクロック
４３ 遅延時間メモリ
４４ 基準時刻生成手段
４５ データメモリ
４６ 選択手段
４７ 演算手段
５Ａ〜５Ｃ 測定器
１００ 汎用信号線
Claims (8)
- 被測定対象の測定を行い、測定データを出力する複数の測定機器と、この複数の測定機器と信号線によって接続され、前記測定機器が出力する測定データを収集しデータ処理するデータ処理装置とを備えた測定データ同期システムにおいて、
前記測定機器は、前記データ処理装置から基準時刻が入力され、この基準時刻を測定データに付加して出力し、
前記データ処理装置は、前記測定機器のそれぞれに所定の周期で基準時刻を出力し、前記測定機器のそれぞれから出力される基準時刻の付加された測定データが入力され、所望の基準時刻が付加された測定データを用いてデータ処理を行うことを特徴とした測定データ同期システム。 - データ処理装置は、
時刻を出力する時刻出力手段と、
データ伝送に要する通信遅延時間を前記測定機器ごとに格納する第１の記憶手段と、
前記時刻出力手段の出力する時刻を、前記第１の記憶手段の通信遅延時間で補正し、補正した時刻を基準時刻として出力する基準時刻生成手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の測定データ同期システム。 - データ処理装置は、
前記基準時刻生成手段から基準時刻が入力され、前記信号線を介して前記複数の測定機器との信号の入出力を行う通信回路と、
この通信回路から出力される前記複数の測定機器からの基準時刻が付加された測定データを格納するデータ記憶手段と、
このデータ記憶手段から基準時刻が付加された測定データを読み出し、前記時刻出力手段から出力される時刻に基づいて、所望の基準時刻が付加された測定データを選択し、出力する選択手段と、
この選択手段が出力した測定データに所望のデータ処理を行う演算手段と
を有することを特徴とする請求項２記載の測定データ同期システム。 - 選択手段は、設定した設定時刻と同一の基準時刻が付加された測定データを選択することを特徴とする請求項３記載の測定データ同期システム。
- 選択手段は、前記設定した設定時刻と同一の基準時刻が付加された測定データが無い場合、前記設定時刻に最も近い基準時刻が付加された測定データを選択し、出力することを特徴とする４記載の測定データ同期システム。
- 選択手段は、前記設定した設定時刻と同一の基準時刻が付加された測定データが無い場合、前記設定時刻に対して前後の基準時刻が付加された測定データを選択して補間を行い、補間した測定データを出力することを特徴とする請求項４記載の測定データ同期システム。
- 選択手段は、同一の測定機器からの測定データに、同じ基準時刻が付加された測定データが複数ある場合、この基準時刻と次の基準時刻との時間差および前記同じ基準時刻が付加された測定データ数に基づいて測定データを選択し、出力することを特徴とする請求項４記載の測定データ同期システム。
- 選択手段は、前記第１の記憶手段の通信遅延時間、前記測定機器の測定時間、前記測定機器の測定周期に基づいて、前記時刻出力手段からの時刻よりも過去の時刻を設定時刻に設定することを特徴とする請求項４〜７のいずかれに記載の測定データ同期システム。
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