JP2011058921A - 電気特性測定装置および電気特性測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】総和平均方式を採用しつつ、交流信号の電気特性を正確に測定する。
【解決手段】表示更新周期Ｔ１毎に更新して表示する交流信号Ｓ１の電気特性を表示更新周期Ｔ１毎に取得する交流信号Ｓ１の少なくとも１波長分のサンプリング値Ｄ１に基づいて算出する処理部５を備えた交流信号Ｓ１の電気特性測定装置１であって、交流信号Ｓ１について立ち上がりゼロクロス点を検出して検出信号Ｓ３を処理部５に出力するゼロクロス検出部３を備え、処理部５は、一の表示更新周期Ｔ１において最初に入力した検出信号Ｓ３に対応するゼロクロス点から開始する取得期間内に取得されたサンプリング値Ｄ１の数が一の表示更新周期Ｔ１の終期までに交流信号Ｓ１の１波長分に達しないときには、予め決められた条件を満たすまで、予め決められた上限時間を延長の最大時間として取得期間を延長する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流信号の平均値や実効値などの電気特性を測定する電気特性測定装置、および電気特性測定方法に関するものである。

この種の電気特性測定装置として、下記特許文献１に開示されたサンプリング式測定装置が知られている。このサンプリング式測定装置は、デジタルローパスフィルタ演算を行うデジタルフィルタ演算手段と、サンプリングデータを総和平均処理する総和平均演算手段と、予め設定されたデータ更新周期（表示更新周期）に基づき、デジタルフィルタ演算手段と総和平均演算手段とを切り換える切換え手段とを備え、予め設定されたデータ更新周期がデジタルフィルタ演算に必要な時間に満たない場合に、切換え手段が総和平均演算手段に切り換えるように構成されている。

したがって、このサンプリング式測定装置によれば、データ更新周期に基づきデジタルフィルタ演算または総和平均演算を選択することにより、高速応答による測定と高確度による測定とを実現することが可能となっている。

特開２００５−２０１６４５号公報（第３−４頁、第１図）

ところが、上記の電気特性測定装置には、以下の課題が存在している。すなわち、この電気特性測定装置では、上記したように、予め設定されたデータ更新周期がデジタルフィルタ演算に必要な時間に満たない場合に、切換え手段が総和平均演算手段に切り換えるように構成されている。

しかしながら、上記の公報にも記載されているように、総和平均演算方式では、データ更新周期（表示更新周期）の間に１サイクル以上の信号波形の入力がなければ、正確な測定結果を得ることができない。このため、予め設定されたデータ更新周期がデジタルフィルタ演算に必要な時間に満たないという条件に基づき、切換え手段が総和平均演算手段に一律切り換えるように構成された上記の電気特性測定装置には、データ更新周期（表示更新周期）の間に１サイクル以上の信号波形の入力がない場合に、正確な測定結果を得ることができないという解決すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、総和平均方式を採用しつつ、交流信号の電気特性を正確に測定し得る電気特性測定装置、および電気特性測定方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の電気特性測定装置は、表示更新周期毎に更新して表示する交流信号の電気特性を当該表示更新周期毎に取得する当該交流信号の少なくとも１波長分のサンプリング値に基づいて算出する処理部を備えた交流信号の電気特性測定装置であって、前記交流信号について予め決められた種類のゼロクロス点を検出して検出信号を前記処理部に出力するゼロクロス検出部を備え、前記処理部は、一の前記表示更新周期において最初に入力した前記検出信号に対応する前記ゼロクロス点から開始する取得期間内に取得された前記サンプリング値の数が当該一の表示更新周期の終期までに前記交流信号の１波長分に達しないときには、予め決められた条件を満たすまで、予め決められた上限時間を延長の最大時間として前記取得期間を延長する。

また、請求項２記載の電気特性測定装置は、請求項１記載の電気特性測定装置において、前記処理部は、前記取得時間の延長に際して、予め決められた長さの延長時間ずつ、１回の延長の最大時間を当該延長時間として延長する。

また、請求項３記載の電気特性測定装置は、請求項２記載の電気特性測定装置において、前記交流信号をサンプリングして前記サンプリング値を出力するＡ／Ｄ変換部を備え、前記処理部は、前記１回の延長を行う都度、前記Ａ／Ｄ変換部に対してサンプリングレートを低下させる。

また、請求項４記載の電気特性測定装置は、請求項１から３のいずれかに記載の電気特性測定装置において、前記処理部は、新たな前記検出信号が入力することを前記予め決められた条件として、当該条件を満たしたときに、前記サンプリング値の取得を停止して前記取得期間を終了させると共に、当該取得した前記１波長分のサンプリング値に基づいて前記電気特性を算出して表示部に表示させる。

また、請求項５記載の電気特性測定装置は、請求項１から４のいずれかに記載の電気特性測定装置において、前記処理部は、前記取得期間の長さが前記上限時間に達したときに、前記サンプリング値の取得を停止して前記取得期間を終了させると共に、予め決められた警告処理を実行する。

上記目的を達成すべく請求項６記載の電気特性測定方法は、表示更新周期毎に更新して表示する交流信号の電気特性を当該表示更新周期毎に取得する当該交流信号の少なくとも１波長分のサンプリング値に基づいて算出する電気特性測定方法であって、前記交流信号について予め決められた種類のゼロクロス点を検出しつつ、一の前記表示更新周期において最初に検出した前記ゼロクロス点から開始する取得期間内に取得された前記サンプリング値の数が当該一の表示更新周期の終期までに前記交流信号の１波長分に達しないときには、予め決められた条件を満たすまで、予め決められた上限時間を延長の最大時間として前記取得期間を延長する。

また、請求項７記載の電気特性測定方法は、請求項６記載の電気特性測定方法において、前記取得時間の延長に際して、予め決められた長さの延長時間ずつ、１回の延長の最大時間を当該延長時間として延長する。

また、請求項８記載の電気特性測定方法は、請求項７記載の電気特性測定方法において、前記１回の延長を行う都度、前記サンプリング値についてのサンプリングレートを低下させる。

また、請求項９記載の電気特性測定方法は、請求項６から８のいずれかに記載の電気特性測定方法において、新たな前記検出信号が入力することを前記予め決められた条件として、当該条件を満たしたときに、前記サンプリング値の取得を停止して前記取得期間を終了させると共に、当該取得した前記１波長分のサンプリング値に基づいて前記電気特性を算出して表示部に表示させる。

また、請求項１０記載の電気特性測定方法は、請求項６から９のいずれかに記載の電気特性測定方法において、前記取得期間の長さが前記上限時間に達したときに、前記サンプリング値の取得を停止して前記取得期間を終了させると共に、予め決められた警告処理を実行する。

請求項１記載の電気特性測定装置および請求項６記載の電気特性測定方法では、一の表示更新周期において最初に入力した検出信号に対応するゼロクロス点から開始する取得期間内に取得されたサンプリング値の数がこの一の表示更新周期の終期までに、交流信号の１波長分（ゼロクロス点に同期した１周期分）に達しないときには、予め決められた条件を満たすまで、予め決められた上限時間を延長の最大時間としてサンプリング値の取得期間が延長される。

したがって、この電気特性測定装置および電気特性測定方法によれば、表示更新周期の間に、交流信号についてのサンプリング値を１波長分取得できない場合においても、取得期間が自動的に延長されるため、交流信号についてのサンプリング値を１波長分取得できる可能性を高めることができる結果、総和平均方式を採用しつつ、交流信号の電気特性を正確に測定できる確率を高めることができる。

また、請求項２記載の電気特性測定装置および請求項７記載の電気特性測定方法では、取得期間の延長に際して、予め決められた長さの延長時間ずつ、１回の延長の最大時間をこの延長時間として延長される。したがって、この電気特性測定装置および電気特性測定方法によれば、例えば、延長時間を表示更新周期以下の短時間に規定することにより、取得期間を徐々に延長することができる。

また、この場合には、請求項３記載の電気特性測定装置および請求項８記載の電気特性測定方法のように、取得期間の延長時間単位での延長に際して、サンプリング値のサンプリングレートを低下させる構成とすることができるため、取得期間の延長に起因して増加するサンプリング値の総数の増加率を低下させることができ、より少ない記憶容量でサンプリング値を記憶させることができる。

また、請求項４記載の電気特性測定装置および請求項９記載の電気特性測定方法では、新たな検出信号が入力することを予め決められた条件として、この条件を満たしたときに、サンプリング値の取得を停止して取得期間を終了させると共に、この取得した１波長分のサンプリング値に基づいて電気特性を算出して表示部に表示させる。したがって、この電気特性測定装置および電気特性測定方法によれば、取得期間を最短にしつつ、つまり、電気特性の表示更新が遅れる事態を回避しつつ、取得した１波長分のサンプリング値に基づいて電気特性を正確に算出して表示させることができる。

また、請求項５記載の電気特性測定装置および請求項１０記載の電気特性測定方法では、取得期間の長さが予め決められた上限時間に達したときに、サンプリング値の取得を停止して取得期間を終了させると共に、予め決められた警告処理（例えば、警告表示）を実行する。したがって、この電気特性測定装置および電気特性測定方法によれば、１周期分のサンプリング値の取得が長時間に亘って取得できずに、古い電気特性が表示部に表示され続ける事態を回避することができるため、電気特性の測定の信頼性を向上させることができる。

電気特性測定装置１の構成を示す構成図である。 電気特性測定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。 電気特性測定装置１の動作を説明するためのタイミングチャートである。 電気特性測定装置１の動作を説明するためのタイミングチャートである。 電気特性測定装置１の動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、電気特性測定装置１および電気特性測定方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、電気特性測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。

電気特性測定装置１は、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換部２、ゼロクロス検出部３、計測部４、処理部５、記憶部６および表示部７を備え、交流信号Ｓ１の電気特性（本例では一例として、平均値Ｖｍｅａｎおよび実効値Ｖｒｍｓ）を測定可能に構成されている。

Ａ／Ｄ変換部２は、交流信号Ｓ１を入力すると共に、処理部５によって設定されたサンプリング周期（交流信号Ｓ１の周期に対して十分に短い周期）のサンプリングクロックで交流信号Ｓ１をサンプリングすることにより、交流信号Ｓ１の振幅をデジタルデータ（以下、「サンプリング値」ともいう）Ｄ１に変換して処理部５に出力する。この場合、Ａ／Ｄ変換部２は、処理部５から出力される制御信号Ｓ２により、そのサンプリング周期が制御される。

ゼロクロス検出部３は、一例として、しきい値がゼロボルトに規定されたコンパレータを備えて構成されて、交流信号Ｓ１の立ち上がりゼロクロス点および立ち下がりゼロクロス点のうちの予め決められた一方の種類のゼロクロス点（本例では一例として、立ち上がりゼロクロス点）を検出すると共に、ゼロクロス点の検出タイミングに同期して、一例としてパルス信号である検出信号Ｓ３を処理部５に出力する。

計測部４は、タイマＩＣなどで構成されて、処理部５からトリガ信号Ｓ５を入力する都度、予め規定された表示更新周期Ｔ１の計測を実行し、表示更新周期Ｔ１の計測が完了した時点で、パルス信号である更新信号Ｓ４を処理部５に出力する。

処理部５は、ＣＰＵなどで構成されて、検出信号Ｓ３および更新信号Ｓ４を割り込み信号として入力すると共に、記憶部６に記憶されている動作プログラムに従って作動して、サンプリング値Ｄ１に基づく総和平均演算方式により、交流信号Ｓ１についての上記の電気特性を算出する電気特性算出処理５０（図２参照）を実行する。また、処理部５は、制御信号Ｓ２を出力することによってＡ／Ｄ変換部２の動作を制御すると共に、トリガ信号Ｓ５を出力することによって計測部４に計測動作を開始させる。

記憶部６は、ＲＯＭおよびＲＡＭなどの半導体メモリで構成されている。この記憶部６には、上記したように処理部５の動作を規定する動作プログラムが予め記憶されている。また、記憶部６は、処理部５のワークメモリとして機能して、取得期間中に処理部５がＡ／Ｄ変換部２から取得したサンプリング値Ｄ１、電気特性算出処理５０で算出した電気特性（平均値Ｖｍｅａｎおよび実効値Ｖｒｍｓ）を記憶する。表示部７は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などのディスプレイ装置で構成されて、処理部５によって算出された電気特性（平均値Ｖｍｅａｎおよび実効値Ｖｒｍｓ）や警告表示を表示する。

次に、電気特性測定装置１による交流信号Ｓ１の電気特性の算出動作と共に、電気特性測定方法について、図面を参照して説明する。

まず、電気特性測定装置１では、作動状態において、Ａ／Ｄ変換部２が処理部５によって予め設定されたサンプリング周期で交流信号Ｓ１に対するサンプリングを実行し、ゼロクロス検出部３が交流信号Ｓ１のゼロクロス点の検出を実行する。したがって、処理部５には、Ａ／Ｄ変換部２からサンプリング値Ｄ１がサンプリング周期で出力され、ゼロクロス検出部３から検出信号Ｓ３が間欠的に出力される。

この状態において、処理部５は、まず、計測部４に対してトリガ信号Ｓ５を出力して、表示更新周期Ｔ１の計測を開始させる。次いで、処理部５は、検出信号Ｓ３の入力を待って、図２に示す電気特性算出処理５０を開始する。

電気特性算出処理５０では、処理部５は、まず、Ａ／Ｄ変換部２から出力されているサンプリング値Ｄ１の取得処理を開始する（ステップ５１）。これにより、サンプリング値Ｄ１についての取得期間が開始される。また、処理部５は、取得したサンプリング値Ｄ１の記憶部６への記憶処理も併せて開始する。

その後、処理部５は、サンプリング値Ｄ１の取得処理および記憶処理を実行しつつ、新たな検出信号Ｓ３を入力したか否か（ステップ５２）、および更新信号Ｓ４を入力したか否か（ステップ５３）の検出を繰り返し実行する。この際に、処理部５は、検出信号Ｓ３を検出する都度、更新信号Ｓ４の入力（現在の表示更新周期Ｔ１の終期）を検出するまでの間の検出信号Ｓ３の検出回数をカウントする（ステップ５４）。

処理部５は、上記ステップ５２〜５４の実行中に、更新信号Ｓ４を入力したとき（つまり、表示更新周期Ｔ１が経過したとき）には、各ステップ５２〜５４の実行を終了し、次いで、この時点までのサンプリング値Ｄ１についての取得期間（取得期間のうちの表示更新周期Ｔ１に含まれる期間）内における検出信号Ｓ３の検出回数を判別する（ステップ５５）。この判別の結果、検出信号Ｓ３の検出回数が１回以上のとき（図３の各表示更新周期Ｔ１のようなとき）には、交流信号Ｓ１についての一対のゼロクロス点間のサンプリング値Ｄ１、つまり交流信号Ｓ１の１周期分のサンプリング値Ｄ１が少なくとも１周期分以上、記憶部６に記憶されている。このため、処理部５は、サンプリング値Ｄ１の取得処理を終了する（ステップ５６）。これにより、サンプリング値Ｄ１についての取得期間が終了する。

続いて、処理部５は、記憶部６に記憶されているサンプリング値Ｄ１に基づいて、総和平均演算方式により、交流信号Ｓ１の電気特性（平均値Ｖｍｅａｎおよび実効値Ｖｒｍｓ）を算出して、記憶部６に記憶させる（ステップ５７）と共に、算出した電気特性をそれまで表示部７に表示されている電気特性に代えて表示（更新表示）させる（ステップ５８）。例えば、図３における２番目の電気特性算出処理５０のように、電気特性Ｂを算出したときには、１つ前の表示更新周期Ｔ１において表示されていた表示内容（この例では電気特性Ａ）に代えて電気特性Ｂを表示部７に表示させる。これにより、電気特性算出処理５０が完了する。また、処理部５は、この電気特性算出処理５０の完了後、計測部４に対してトリガ信号Ｓ５を出力することで、表示更新周期Ｔ１の新たな計測を開始させる。

この場合、上記したステップ５５〜ステップ５８までの処理に要する時間は、表示更新周期Ｔ１（一般的には２００ｍｓ〜５００ｍｓ）と比較して極めて短時間（例えば、表示更新周期Ｔ１の数十分の一の時間）であり、また、通常は、図３に示すように、表示更新周期Ｔ１内におけるサンプリング値Ｄ１の取得期間内に交流信号Ｓ１が複数波形入力されるため、処理部５が上記の処理を繰り返し実行することにより、表示部７には処理部５によって算出された交流信号Ｓ１の電気特性が表示更新周期Ｔ１で更新されつつ表示される。

一方、処理部５は、上記ステップ５５での判別の結果、検出信号Ｓ３の検出回数が１回未満（ゼロ回）のとき（図４の各表示更新周期Ｔ１のとき）には、表示更新周期Ｔ１内の取得期間において取得された交流信号Ｓ１についてのサンプリング値Ｄ１の数が、一対のゼロクロス点間のサンプリング値Ｄ１（ゼロクロス点に同期した１周期分のサンプリング値Ｄ１）に未だ達していない状態にある。

このため、処理部５は、制御信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換部２に対して出力してサンプリング周期を長くすることにより、サンプリングレートを低下させ（ステップ５９）、次いで、延長時間Ｔ２の計測処理を開始する（ステップ６０）。これにより、取得期間が、１回の延長の最大時間を延長時間Ｔ２として延長される。なお、延長時間Ｔ２は、任意の時間に規定することができるが、本例では一例として、表示更新周期Ｔ１の１／２に規定されている。

その後、処理部５は、サンプリング値Ｄ１の取得および記憶を続行しつつ、検出信号Ｓ３を入力したか否かの検出（ステップ６１）、サンプリング値Ｄ１の取得期間が予め決められた上限時間に達するか否かの検出（ステップ６２）、および延長時間Ｔ２が終了したか否か（ステップ６３）の検出を繰り返し実行する。なお、この取得期間の上限時間は、任意の時間に規定することができるが、本例では一例として、表示更新周期Ｔ１の時間および延長時間Ｔ２の合計時間（Ｔ１＋Ｔ２）に規定されているものとする。

この電気特性測定装置１では、延長時間Ｔ２の計測処理に際して、上記したようにＡ／Ｄ変換部２のサンプリングレートを低下させることにより、記憶部６に記憶される取得期間中のサンプリング値Ｄ１の総数の増加率を低減することが可能となっている。この場合、表示更新周期Ｔ１内にゼロクロス点が検出できないときの交流信号Ｓ１の周期は、表示更新周期Ｔ１内にゼロクロス点が検出できる通常時の交流信号Ｓ１の周期と比較して長くなっているため、Ａ／Ｄ変換部２のサンプリングレートを低下させたとしても、十分な精度でのサンプリングが可能となっている。

また、処理部５は、この延長時間Ｔ２内における上記の各ステップ６１〜６３の実行中、サンプリング値Ｄ１の取得期間が上限時間に達せず、かつ検出信号Ｓ３の入力がない状態で延長時間Ｔ２の計測処理が完了したときには、取得期間に取得したサンプリング値Ｄ１の数が未だ一対のゼロクロス点間のサンプリング値Ｄ１に達していない状態にあるため、ステップ５９に移行して、Ａ／Ｄ変換部２のサンプリングレートを再度、低下させて（ステップ５９）、延長時間Ｔ２の計測処理を再度、開始する（ステップ６０）。これにより、サンプリング値Ｄ１の取得期間が上限時間に達せず、かつ検出信号Ｓ３の入力がないときには、処理部５が上記の各ステップ６１〜６３を繰り返し実行する結果、サンプリング値Ｄ１の取得期間が、１回の延長の最大時間を延長時間Ｔ２として自動的に延長される。

この延長時間Ｔ２内での上記の各ステップ６１〜６３の実行中、ステップ６１において検出信号Ｓ３を入力したとき（予め決められた条件のうちの１つを満たしたとき）には、処理部５が続行しているサンプリング値Ｄ１の取得および記憶の各処理によって記憶部６に記憶されている交流信号Ｓ１についてのサンプリング値Ｄ１の数が、一対のゼロクロス点間のサンプリング値Ｄ１（ゼロクロス点に同期した１周期分のサンプリング値Ｄ１）に達する。

この場合には、処理部５は、上記したステップ５６，５７，５８を実行して、サンプリング値Ｄ１についての取得処理を終了させ（これにより、サンプリング値Ｄ１の取得期間が終了する）、記憶部６に記憶されているサンプリング値Ｄ１に基づいて、総和平均演算方式により、交流信号Ｓ１の電気特性を算出して、記憶部６に記憶させると共に、算出した電気特性をそれまで表示部７に表示されている電気特性に代えて表示（更新表示）させる。これにより、電気特性算出処理５０が完了する。また、処理部５は、この電気特性算出処理５０の完了後、計測部４に対してトリガ信号Ｓ５を出力することで、表示更新周期Ｔ１の計測を新たに開始させる。したがって、サンプリング値Ｄ１の取得期間が１回の延長の最大時間を延長時間Ｔ２として自動的に延長されたときには、表示部７には表示更新周期Ｔ１よりも遅い周期で電気特性が更新表示される。

具体的に、図４を参照して説明すると、同図中の最初の取得期間については、処理部５が１回目の延長時間Ｔ２の間に新たな検出信号Ｓ３を入力する。このため、この検出信号Ｓ３の入力時点で処理部５が上記の各ステップ６１〜６３の各処理ループから抜け出ることでこの取得期間が終了する。次いで、この取得期間に取得されたサンプリング値Ｄ１に基づいて処理部５によって電気特性Ａが算出され、この電気特性Ａが表示部７に更新表示される。また、図４中の２番目の取得期間については、１回目の延長時間Ｔ２が検出信号Ｓ３の入力のない状態で終了し、かつこの時点において、サンプリング値Ｄ１の取得期間が上限時間に達していない状態にあるため、処理部５が２回目の延長時間Ｔ２の計測処理を実行し、この２回目の延長時間Ｔ２の間に処理部５が新たな検出信号Ｓ３を入力する。このため、この検出信号Ｓ３の入力時点で処理部５が上記の各ステップ６１〜６３の各処理ループから抜け出ることでこの取得期間が終了する。次いで、この取得期間に取得されたサンプリング値Ｄ１に基づいて処理部５によって電気特性Ｂが算出され、この電気特性Ｂが電気特性Ａに代わって表示部７に更新表示される。

一方、上記の各ステップ６１〜６３の実行中、検出信号Ｓ３の入力がなく、サンプリング値Ｄ１の取得期間が上限時間に達したときには、処理部５は、ステップ６２においてこれを検出して、サンプリング値Ｄ１についての取得処理を終了させる（ステップ６４）。これにより、サンプリング値Ｄ１の取得期間が終了する。この場合、処理部５が続行していたサンプリング値Ｄ１の取得および記憶の各処理によって記憶部６に記憶された交流信号Ｓ１についてのサンプリング値Ｄ１の数は、１周期分には達していない状態にある。このため、処理部５は、電気特性の算出を行わずに、表示部７に警告表示を表示させる（ステップ６５）。これにより、電気特性算出処理５０が完了する。また、処理部５は、この電気特性算出処理５０の完了後、計測部４に対してトリガ信号Ｓ５を出力することで、表示更新周期Ｔ１の計測を新たに開始させる。つまり、サンプリング値Ｄ１の取得期間は、予め決められた上限時間（本例では上記したように（Ｔ１＋Ｔ２）））を延長の最大時間として延長されることになる。

具体的に、図５を参照して説明すると、同図中の２番目の取得期間のように、一例として、２回目の延長時間Ｔ２内に、取得期間の時間が新たな検出信号Ｓ３の入力の前に上限時間（Ｔ１＋Ｔ２）に達したときには、この時点で処理部５が取得処理を終了させるため、取得期間が終了する。この場合には、この取得期間の終了後に表示部７に警告表示が電気特性Ａに代わって表示される。

このように、この電気特性測定装置１および電気特性測定方法では、一の表示更新周期Ｔ１において最初に入力した検出信号Ｓ３に対応するゼロクロス点から開始する取得期間内に取得されたサンプリング値Ｄ１の数がこの一の表示更新周期Ｔ１の終期までに、交流信号Ｓ１の１波長分（ゼロクロス点に同期した１周期分）に達しないときには、予め決められた条件を満たすまで、予め決められた上限時間を延長の最大時間としてサンプリング値Ｄ１の取得期間が延長される。

したがって、この電気特性測定装置１および電気特性測定方法によれば、表示更新周期Ｔ１の間に、交流信号Ｓ１についてのサンプリング値Ｄ１を１波長分（ゼロクロス点に同期した１周期分）取得できない場合においても、取得期間が自動的に延長されるため、交流信号Ｓ１についてのサンプリング値Ｄ１を１波長分取得できる可能性を高めることができる結果、総和平均方式を採用しつつ、交流信号Ｓ１の電気特性を正確に測定できる確率を高めることができる。

また、この電気特性測定装置１および電気特性測定方法では、取得期間の延長に際して、予め決められた長さの延長時間Ｔ２ずつ、１回の延長の最大時間をこの延長時間Ｔ２として延長する。したがって、この電気特性測定装置１および電気特性測定方法によれば、例えば、延長時間Ｔ２を表示更新周期Ｔ１以下の短時間に規定することにより、取得期間を徐々に延長することができる。また、この場合には、取得期間の延長時間Ｔ２単位での延長に際して、サンプリング値Ｄ１のサンプリングレートを低下させる構成とすることができるため、取得期間の延長に起因して増加するサンプリング値Ｄ１の総数の増加率を低下させることができ、より少ない記憶容量でサンプリング値Ｄ１を記憶させることができる。

また、この電気特性測定装置１および電気特性測定方法では、新たな検出信号Ｓ３が入力することを予め決められた条件として、この条件を満たしたときに、サンプリング値Ｄ１の取得を停止して取得期間を終了させると共に、この取得した１波長分のサンプリング値Ｄ１に基づいて電気特性を算出して表示部７に表示させる。したがって、この電気特性測定装置１および電気特性測定方法によれば、取得期間を延長した場合においても、取得した１波長分のサンプリング値Ｄ１に基づいて電気特性を正確に算出して表示させることができるため、電気特性の表示更新が遅れる事態を回避することができる。

また、この電気特性測定装置１および電気特性測定方法では、取得期間の長さが予め決められた上限時間に達したときに、サンプリング値Ｄ１の取得を停止して取得期間を終了させると共に、予め決められた警告処理（表示部７への警告表示の表示）を実行する。したがって、この電気特性測定装置１および電気特性測定方法によれば、１周期（１サイクル）分のサンプリング値Ｄ１の取得が長時間に亘って取得できずに、古い電気特性が表示部７に表示され続ける事態を回避することができるため、電気特性の測定の信頼性を向上させることができる。

なお、サンプリング値Ｄ１の取得期間を、予め決められた延長時間Ｔ２ずつ、１回の延長の最大時間をこの延長時間Ｔ２として延長する構成を採用した例について上記したが、交流信号Ｓ１の周期の変動幅がある程度既知であり、またこの延長時間Ｔ２の計測処理の都度、サンプリングレートを徐々に低下させる必要がない場合には、サンプリング値Ｄ１の取得期間を上限時間だけで規制する構成を採用することもできる。この構成においてサンプリングレートを低下させる場合には、例えば、表示更新周期Ｔ１の終了後における取得期間のサンプリングレートを低下させる構成を採用することができる。この構成によれば、電気特性算出処理５０において、延長時間Ｔ２の計測処理を省略することができるため、処理部５の負荷を軽減することができる。

また、記憶部６の記憶容量に十分な余裕がある場合には、取得期間を延長した際におけるサンプリング値Ｄ１のるサンプリングレートを低下させずに、表示更新周期Ｔ１のときのサンプリングレートを維持する構成を採用することもできる。

また、上記の電気特性測定装置１では、Ａ／Ｄ変換部２を含む構成を採用したが、電気特性測定装置にＡ／Ｄ変換部を含めずに、電気特性測定装置の外部にＡ／Ｄ変換部を配置する構成を採用することもできる。この構成では、処理部５は交流信号Ｓ１のサンプリング値Ｄ１を外部から直接入力することになるが、この場合には、ゼロクロス検出部３を例えば論理回路で構成して、このゼロクロス検出部３がサンプリング値Ｄ１を入力しつつ、その極性を判別することで、交流信号Ｓ１についてのゼロクロス点を検出する構成としたり、また、処理部５が、サンプリング値Ｄ１を入力しつつ、その極性を判別することで、交流信号Ｓ１についてのゼロクロス点を直接検出する構成、つまりゼロクロス検出部３としても機能する構成を採用することもできる。

１ 電気特性測定装置
２ Ａ／Ｄ変換部
３ ゼロクロス検出部
４ 計測部
５ 処理部
７ 表示部
Ｄ１ サンプリング値
Ｓ１ 交流信号
Ｓ３ 検出信号
Ｓ４ 更新信号
Ｔ１ 表示更新周期
Ｔ２ 延長時間

Claims (10)

1. 表示更新周期毎に更新して表示する交流信号の電気特性を当該表示更新周期毎に取得する当該交流信号の少なくとも１波長分のサンプリング値に基づいて算出する処理部を備えた交流信号の電気特性測定装置であって、
   前記交流信号について予め決められた種類のゼロクロス点を検出して検出信号を前記処理部に出力するゼロクロス検出部を備え、
   前記処理部は、一の前記表示更新周期において最初に入力した前記検出信号に対応する前記ゼロクロス点から開始する取得期間内に取得された前記サンプリング値の数が当該一の表示更新周期の終期までに前記交流信号の１波長分に達しないときには、予め決められた条件を満たすまで、予め決められた上限時間を延長の最大時間として前記取得期間を延長する電気特性測定装置。
2. 前記処理部は、前記取得時間の延長に際して、予め決められた長さの延長時間ずつ、１回の延長の最大時間を当該延長時間として延長する請求項１記載の電気特性測定装置。
3. 前記交流信号をサンプリングして前記サンプリング値を出力するＡ／Ｄ変換部を備え、
   前記処理部は、前記１回の延長を行う都度、前記Ａ／Ｄ変換部に対してサンプリングレートを低下させる請求項２記載の電気特性測定装置。
4. 前記処理部は、新たな前記検出信号が入力することを前記予め決められた条件として、当該条件を満たしたときに、前記サンプリング値の取得を停止して前記取得期間を終了させると共に、当該取得した前記１波長分のサンプリング値に基づいて前記電気特性を算出して表示部に表示させる請求項１から３のいずれかに記載の電気特性測定装置。
5. 前記処理部は、前記取得期間の長さが前記上限時間に達したときに、前記サンプリング値の取得を停止して前記取得期間を終了させると共に、予め決められた警告処理を実行する請求項１から４のいずれかに記載の電気特性測定装置。
6. 表示更新周期毎に更新して表示する交流信号の電気特性を当該表示更新周期毎に取得する当該交流信号の少なくとも１波長分のサンプリング値に基づいて算出する電気特性測定方法であって、
   前記交流信号について予め決められた種類のゼロクロス点を検出しつつ、
   一の前記表示更新周期において最初に検出した前記ゼロクロス点から開始する取得期間内に取得された前記サンプリング値の数が当該一の表示更新周期の終期までに前記交流信号の１波長分に達しないときには、予め決められた条件を満たすまで、予め決められた上限時間を延長の最大時間として前記取得期間を延長する電気特性測定方法。
7. 前記取得時間の延長に際して、予め決められた長さの延長時間ずつ、１回の延長の最大時間を当該延長時間として延長する請求項６記載の電気特性測定方法。
8. 前記１回の延長を行う都度、前記サンプリング値についてのサンプリングレートを低下させる請求項７記載の電気特性測定方法。
9. 新たな前記検出信号が入力することを前記予め決められた条件として、当該条件を満たしたときに、前記サンプリング値の取得を停止して前記取得期間を終了させると共に、当該取得した前記１波長分のサンプリング値に基づいて前記電気特性を算出して表示部に表示させる請求項６から８のいずれかに記載の電気特性測定方法。
10. 前記取得期間の長さが前記上限時間に達したときに、前記サンプリング値の取得を停止して前記取得期間を終了させると共に、予め決められた警告処理を実行する請求項６から９のいずれかに記載の電気特性測定方法。

Images