(57)【要約】【課題】入力するアナログ信号を連続して正確に測定する。【解決手段】信号切替制御部１７は、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間、切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続するまでの期間、およびレンジ制御部１５による増幅部１１に対するレンジ切替制御が開始された後に新たなレンジ切替制御が開始されない状態が待機時間Ｔｗ２を継続するまでの期間の３つの期間のうちのいずれかの期間には、信号切替部１６に対して波形データＤｉとして第２波形データＤｉ２を出力させ、この３つの期間以外の期間のときには、信号切替部１６に対して波形データＤｉとして第１波形データＤｉ１を出力させる。処理部１８は、信号切替部１６からの波形データＤｉに基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを算出する。【選択図】図１
2014163734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力したアナログ信号を設定された第１増幅率で増幅して第１増幅信号として出力する第１増幅部と、
前記第１増幅信号を入力してサンプリングすることにより当該第１増幅信号の瞬時値を示す第１波形データを生成して出力する第１Ａ／Ｄ変換部と、
入力した前記アナログ信号を前記第１増幅率よりも低い一定の第２増幅率で増幅して第２増幅信号として出力する第２増幅部と、
前記第２増幅信号を入力してサンプリングすることにより当該第２増幅信号の瞬時値を示す第２波形データを生成して出力する第２Ａ／Ｄ変換部と、
前記第１波形データおよび前記第２波形データを入力すると共に当該２つの波形データのうちの選択された一方の波形データを出力する信号切替部と、
前記信号切替部から出力されている前記一方の波形データが前記第１波形データのときには、当該第１波形データと前記第１増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出し、前記一方の波形データが前記第２波形データのときには、当該第２波形データと前記第２増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出する処理部と、
前記第１波形データおよび前記第２波形データのうちのいずれかを前記一方の波形データとして選択して前記信号切替部に対して出力させる信号切替処理を実行する信号切替制御部とを備え、
前記信号切替制御部は、前記信号切替処理の実行に際して、前記第１波形データの絶対値と予め規定された切替閾値とを比較して、当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値に達している期間、および当該切替閾値に達していた当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値未満になった時点から当該切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間には、前記信号切替部に対して前記一方の波形データとして前記第２波形データを出力させ、前記２つの期間以外の期間には、当該信号切替部に対して前記一方の波形データとして当該第１波形データを出力させる波形測定装置。
【請求項２】
複数の測定レンジのうちの任意の１つの測定レンジにレンジ切替制御されると共に当該１つの測定レンジに対応した第１増幅率で、入力したアナログ信号を増幅して第１増幅信号として出力する第１増幅部と、
前記第１増幅信号を入力してサンプリングすることにより当該第１増幅信号の瞬時値を示す第１波形データを生成して出力する第１Ａ／Ｄ変換部と、
入力した前記アナログ信号を前記第１増幅率よりも低い一定の第２増幅率で増幅して第２増幅信号として出力する第２増幅部と、
前記第２増幅信号を入力してサンプリングすることにより当該第２増幅信号の瞬時値を示す第２波形データを生成して出力する第２Ａ／Ｄ変換部と、
前記第１波形データおよび前記第２波形データを入力すると共に当該２つの波形データのうちの選択された一方の波形データを出力する信号切替部と、
前記信号切替部から出力されている前記一方の波形データが前記第１波形データのときには、当該第１波形データと前記第１増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出し、前記一方の波形データが前記第２波形データのときには、当該第２波形データと前記第２増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出する処理部と、
前記第１波形データが予め規定されたレンジ切替条件を満たしたときに、前記第１増幅部に対して前記レンジ切替制御を実行して新たな前記測定レンジに切り替えるレンジ制御部と、
前記第１波形データおよび前記第２波形データのうちのいずれかを前記一方の波形データとして選択して前記信号切替部に対して出力させる信号切替処理を実行する信号切替制御部とを備え、
前記信号切替制御部は、前記信号切替処理の実行に際して、
前記第１波形データの絶対値と予め規定された切替閾値とを比較して、当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値に達している期間、および当該切替閾値に達していた当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値未満になった時点から当該切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間には、前記第２波形データを前記一方の波形データの候補とし、前記２つの期間以外の期間には、当該第１波形データを前記一方の波形データの候補として選択する第１信号選択処理と、
前記レンジ制御部による前記レンジ切替制御の実行の開始の有無を検出して、当該レンジ切替制御の実行が開始されたときに前記第２波形データを前記一方の波形データの候補とし、当該レンジ切替制御の実行の開始後において新たなレンジ切替制御が開始されない状態が予め規定された第２待機時間を継続したときに前記第１波形データを前記一方の波形データの候補として選択する第２信号選択処理とを実行すると共に、
前記信号切替処理において、前記第１信号選択処理および前記第２信号選択処理のいずれかにおいて前記第２波形データを前記一方の波形データの候補として選択したときに、前記信号切替部に対して当該第２波形データを出力させ、前記第１信号選択処理および前記第２信号選択処理において前記第１波形データを前記一方の波形データの候補として共に選択したときに、当該信号切替部に対して前記第１波形データを出力させる波形測定装置。
【請求項３】
入力したアナログ信号を設定された第１増幅率で増幅して第１増幅信号として出力する第１増幅部と、
入力した前記アナログ信号を前記第１増幅率よりも低い一定の第２増幅率で増幅して第２増幅信号として出力する第２増幅部と、
前記第１増幅信号および前記第２増幅信号を入力すると共に当該２つの増幅信号を一定の切替周期で切り替えて交互に出力する第１信号切替部と、
前記第１信号切替部から交互に出力される前記第１増幅信号および前記第２増幅信号を前記切替周期に同期してサンプリングすることにより、当該第１増幅信号の瞬時値を示す第１波形データおよび当該第２増幅信号の瞬時値を示す第２波形データを交互に生成して出力するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力を前記切替周期の２倍の周期のクロックに同期して保持および出力することにより、前記第１波形データを出力する第１保持部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力を前記クロックに対して位相の反転したクロックに同期して保持および出力することにより、前記第２波形データを出力する第２保持部と、
前記第１保持部から出力される前記第１波形データおよび前記第２保持部から出力される前記第２波形データを入力すると共に当該２つの波形データのうちの選択された一方の波形データを出力する第２信号切替部と、
前記第２信号切替部から出力されている前記一方の波形データが前記第１波形データのときには、当該第１波形データと前記第１増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出し、前記一方の波形データが前記第２波形データのときには、当該第２波形データと前記第２増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出する処理部と、
前記第１波形データおよび前記第２波形データのうちのいずれかを前記一方の波形データとして選択して前記信号切替部に対して出力させる信号切替処理を実行する信号切替制御部とを備え、
前記信号切替制御部は、前記信号切替処理の実行に際して、前記第１波形データの絶対値と予め規定された切替閾値とを比較して、当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値に達している期間、および当該切替閾値に達していた当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値未満になった時点から当該切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間には、前記信号切替部に対して前記一方の波形データとして前記第２波形データを出力させ、前記２つの期間以外の期間には、当該信号切替部に対して前記一方の波形データとして当該第１波形データを出力させる波形測定装置。
【請求項４】
複数の測定レンジのうちの任意の１つの測定レンジにレンジ切替制御されると共に当該１つの測定レンジに対応した第１増幅率で、入力したアナログ信号を増幅して第１増幅信号として出力する第１増幅部と、
入力した前記アナログ信号を前記第１増幅率よりも低い一定の第２増幅率で増幅して第２増幅信号として出力する第２増幅部と、
前記第１増幅信号および前記第２増幅信号を入力すると共に当該２つの増幅信号を一定の切替周期で切り替えて交互に出力する第１信号切替部と、
前記第１信号切替部から交互に出力される前記第１増幅信号および前記第２増幅信号を前記切替周期に同期してサンプリングすることにより、当該第１増幅信号の瞬時値を示す第１波形データおよび当該第２増幅信号の瞬時値を示す第２波形データを交互に生成して出力するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力を前記切替周期の２倍の周期のクロックに同期して保持および出力することにより、前記第１波形データを出力する第１保持部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの出力を前記クロックに対して位相の反転したクロックに同期して保持および出力することにより、前記第２波形データを出力する第２保持部と、
前記第１保持部から出力される前記第１波形データおよび前記第２保持部から出力される前記第２波形データを入力すると共に当該２つの波形データのうちの選択された一方の波形データを出力する第２信号切替部と、
前記第２信号切替部から出力されている前記一方の波形データが前記第１波形データのときには、当該第１波形データと前記第１増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出し、前記一方の波形データが前記第２波形データのときには、当該第２波形データと前記第２増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出する処理部と、
前記第１波形データが予め規定されたレンジ切替条件を満たしたときに、前記第１増幅部に対して前記レンジ切替制御を実行して新たな前記測定レンジに切り替えるレンジ制御部と、
前記第１波形データおよび前記第２波形データのうちのいずれかを前記一方の波形データとして選択して前記第２信号切替部に対して出力させる信号切替処理を実行する信号切替制御部とを備え、
前記信号切替制御部は、前記信号切替処理の実行に際して、
前記第１波形データの絶対値と予め規定された切替閾値とを比較して、当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値に達している期間、および当該切替閾値に達していた当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値未満になった時点から当該切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間には、前記第２波形データを前記一方の波形データの候補とし、前記２つの期間以外の期間には、当該第１波形データを前記一方の波形データの候補として選択する第１信号選択処理と、
前記レンジ制御部による前記レンジ切替制御の実行の開始の有無を検出して、当該レンジ切替制御の実行が開始されたときに前記第２波形データを前記一方の波形データの候補とし、当該レンジ切替制御の実行の開始後において新たなレンジ切替制御が開始されない状態が予め規定された第２待機時間を継続したときに前記第１波形データを前記一方の波形データの候補として選択する第２信号選択処理とを実行すると共に、
前記信号切替処理において、前記第１信号選択処理および前記第２信号選択処理のいずれかにおいて前記第２波形データを前記一方の波形データの候補として選択したときに、前記第２信号切替部に対して当該第２波形データを出力させ、前記第１信号選択処理および前記第２信号選択処理において前記第１波形データを前記一方の波形データの候補として共に選択したときに、当該第２信号切替部に対して前記第１波形データを出力させる波形測定装置。
【請求項５】
電路に流れる電流を検出すると共に前記アナログ信号に変換して出力する電流検出部、請求項１から４のいずれかに記載の波形測定装置、および記憶部を備え、
前記波形測定装置の前記処理部は、前記算出したアナログ信号の瞬時値に基づいて前記電流の電流値および当該電流値の積算値を算出して前記記憶部に記憶する電流測定装置。
【請求項６】
前記電路の電圧を測定する電圧測定装置と、請求項５記載の電流測定装置と、前記電圧測定装置で測定された前記電圧の電圧値と前記電流測定装置で算出された前記電流の電流値とに基づいて、前記電路に供給されている電力値および当該電力値の積算値を算出する算出部とを備えている電力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力したアナログ信号の瞬時値に応じて測定レンジを自動的に切り替えつつこの瞬時値を測定する波形測定装置、この波形測定装置を備えてアナログ信号としての電流を測定する電流測定装置、およびこの電流測定装置を備えてこの電路に供給されている電力を測定する電力測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の波形測定装置として、下記の特許文献１に開示されたレンジ切り替え回路が知られている。このレンジ切り替え回路は、アンプを介してアナログ信号としての入力信号を入力すると共にその増幅率を変更することでレンジ切り替えする増幅回路と、この増幅回路からの出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器から出力されるデータを入力するデジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰともいう）と、アナログ信号を直接入力してその出力をＤＳＰに入力する補助Ａ／Ｄ変換器と、増幅回路にレンジ切り替え信号を出力してレンジ切り替え動作を実行させるＣＰＵとを備え、ＤＳＰは、アナログ信号がレンジオーバー状態（Ａ／Ｄ変換器への入力が定格入力範囲をオーバーしている状態）の場合または増幅回路がレンジ切り替え作動中の場合には、補助Ａ／Ｄ変換器からの出力を選択して信号処理するように構成されている。
【０００３】
このレンジ切り替え回路では、補助Ａ／Ｄ変換器の入力は、Ａ／Ｄ変換器の定格入力範囲を超えない値に規定されており、また、補助Ａ／Ｄ変換器は、増幅回路においてレンジの切り替えが行われても、その入力値が変化しないように増幅回路の前段部の信号を入力して、デジタル変換し、このデジタル信号をＤＳＰに出力する。
【０００４】
このレンジ切替回路を使用した波形測定装置によれば、ＤＳＰは、レンジ切り替え中やレンジオーバー状態のときには、補助Ａ／Ｄ変換器からの出力を選択して信号処理することができるため、増幅回路を介した最適なレンジでの測定に比べて測定精度は落ちるものの、レンジ切り替えのときの波形に不連続やオーバーシュートやアンダーシュートが発生した信号を測定したり、レンジオーバー状態の不正確なデータを使用して測定したりするという不具合の発生を回避できることから、アナログ信号の瞬時値を継続してより正しく測定することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９６０２３号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記の波形測定装置には、以下のような解決すべき課題が存在している。すなわち、この波形測定装置では、ＤＳＰは、レンジ切り替え中やレンジオーバー状態のときには、補助Ａ／Ｄ変換器からの出力を使用して信号処理を実行し、レンジ切り替えが完了した後やレンジオーバー状態が解消された後には、レンジ切り替えを行う増幅回路を含む経路からの出力を直ちに使用して信号処理を実行している。この場合、レンジ切り替え回路に配設されたアンプ（レンジ切り替え回路の前段に配設されたアンプも同様）、およびＡ／Ｄ変換器は、入力しているアナログ信号の電圧が定格入力範囲を超えてオーバードライブ状態に移行したときには、その後にこのアナログ信号の電圧が定格入力範囲内に戻ってオーバードライブ状態から適正状態に回復したとしても、アンプではアナログ信号を正確に増幅し得る状態に、またＡ／Ｄ変換器ではアナログ信号を正確にデジタル変換し得る状態に移行するまでには一定のリカバリ時間（オーバードライブリカバリ時間）が必要になるという特性を有している。
【０００７】
したがって、このようなリカバリ時間（オーバードライブリカバリ時間）を考慮しないで、レンジ切り替え中であるかやレンジオーバー状態であるかということのみを考慮してＤＳＰへの信号を切り替えている上記の波形測定装置では、補助Ａ／Ｄ変換器側からＡ／Ｄ変換器側に信号を切り替える動作を上記のリカバリ時間の経過前に実行することになるため、この波形測定装置には、アナログ信号の瞬時値を連続して正確に測定できない場合が生じている。
【０００８】
本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、入力するアナログ信号を連続して正確に測定し得る波形測定装置、この波形測定装置を備えた電流測定装置、およびこの電流測定装置を備えた電力測定装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成すべく請求項１記載の波形測定装置は、入力したアナログ信号を設定された第１増幅率で増幅して第１増幅信号として出力する第１増幅部と、前記第１増幅信号を入力してサンプリングすることにより当該第１増幅信号の瞬時値を示す第１波形データを生成して出力する第１Ａ／Ｄ変換部と、入力した前記アナログ信号を前記第１増幅率よりも低い一定の第２増幅率で増幅して第２増幅信号として出力する第２増幅部と、前記第２増幅信号を入力してサンプリングすることにより当該第２増幅信号の瞬時値を示す第２波形データを生成して出力する第２Ａ／Ｄ変換部と、前記第１波形データおよび前記第２波形データを入力すると共に当該２つの波形データのうちの選択された一方の波形データを出力する信号切替部と、前記信号切替部から出力されている前記一方の波形データが前記第１波形データのときには、当該第１波形データと前記第１増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出し、前記一方の波形データが前記第２波形データのときには、当該第２波形データと前記第２増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出する処理部と、前記第１波形データおよび前記第２波形データのうちのいずれかを前記一方の波形データとして選択して前記信号切替部に対して出力させる信号切替処理を実行する信号切替制御部とを備え、前記信号切替制御部は、前記信号切替処理の実行に際して、前記第１波形データの絶対値と予め規定された切替閾値とを比較して、当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値に達している期間、および当該切替閾値に達していた当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値未満になった時点から当該切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間には、前記信号切替部に対して前記一方の波形データとして前記第２波形データを出力させ、前記２つの期間以外の期間には、当該信号切替部に対して前記一方の波形データとして当該第１波形データを出力させる。
【００１０】
また、請求項２記載の波形測定装置は、複数の測定レンジのうちの任意の１つの測定レンジにレンジ切替制御されると共に当該１つの測定レンジに対応した第１増幅率で、入力したアナログ信号を増幅して第１増幅信号として出力する第１増幅部と、前記第１増幅信号を入力してサンプリングすることにより当該第１増幅信号の瞬時値を示す第１波形データを生成して出力する第１Ａ／Ｄ変換部と、入力した前記アナログ信号を前記第１増幅率よりも低い一定の第２増幅率で増幅して第２増幅信号として出力する第２増幅部と、前記第２増幅信号を入力してサンプリングすることにより当該第２増幅信号の瞬時値を示す第２波形データを生成して出力する第２Ａ／Ｄ変換部と、前記第１波形データおよび前記第２波形データを入力すると共に当該２つの波形データのうちの選択された一方の波形データを出力する信号切替部と、前記信号切替部から出力されている前記一方の波形データが前記第１波形データのときには、当該第１波形データと前記第１増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出し、前記一方の波形データが前記第２波形データのときには、当該第２波形データと前記第２増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出する処理部と、前記第１波形データが予め規定されたレンジ切替条件を満たしたときに、前記第１増幅部に対して前記レンジ切替制御を実行して新たな前記測定レンジに切り替えるレンジ制御部と、前記第１波形データおよび前記第２波形データのうちのいずれかを前記一方の波形データとして選択して前記信号切替部に対して出力させる信号切替処理を実行する信号切替制御部とを備え、前記信号切替制御部は、前記信号切替処理の実行に際して、前記第１波形データの絶対値と予め規定された切替閾値とを比較して、当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値に達している期間、および当該切替閾値に達していた当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値未満になった時点から当該切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間には、前記第２波形データを前記一方の波形データの候補とし、前記２つの期間以外の期間には、当該第１波形データを前記一方の波形データの候補として選択する第１信号選択処理と、前記レンジ制御部による前記レンジ切替制御の実行の開始の有無を検出して、当該レンジ切替制御の実行が開始されたときに前記第２波形データを前記一方の波形データの候補とし、当該レンジ切替制御の実行の開始後において新たなレンジ切替制御が開始されない状態が予め規定された第２待機時間を継続したときに前記第１波形データを前記一方の波形データの候補として選択する第２信号選択処理とを実行すると共に、前記信号切替処理において、前記第１信号選択処理および前記第２信号選択処理のいずれかにおいて前記第２波形データを前記一方の波形データの候補として選択したときに、前記信号切替部に対して当該第２波形データを出力させ、前記第１信号選択処理および前記第２信号選択処理において前記第１波形データを前記一方の波形データの候補として共に選択したときに、当該信号切替部に対して前記第１波形データを出力させる。
【００１１】
また、請求項３記載の波形測定装置は、入力したアナログ信号を設定された第１増幅率で増幅して第１増幅信号として出力する第１増幅部と、入力した前記アナログ信号を前記第１増幅率よりも低い一定の第２増幅率で増幅して第２増幅信号として出力する第２増幅部と、前記第１増幅信号および前記第２増幅信号を入力すると共に当該２つの増幅信号を一定の切替周期で切り替えて交互に出力する第１信号切替部と、前記第１信号切替部から交互に出力される前記第１増幅信号および前記第２増幅信号を前記切替周期に同期してサンプリングすることにより、当該第１増幅信号の瞬時値を示す第１波形データおよび当該第２増幅信号の瞬時値を示す第２波形データを交互に生成して出力するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部からの出力を前記切替周期の２倍の周期のクロックに同期して保持および出力することにより、前記第１波形データを出力する第１保持部と、前記Ａ／Ｄ変換部からの出力を前記クロックに対して位相の反転したクロックに同期して保持および出力することにより、前記第２波形データを出力する第２保持部と、前記第１保持部から出力される前記第１波形データおよび前記第２保持部から出力される前記第２波形データを入力すると共に当該２つの波形データのうちの選択された一方の波形データを出力する第２信号切替部と、前記第２信号切替部から出力されている前記一方の波形データが前記第１波形データのときには、当該第１波形データと前記第１増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出し、前記一方の波形データが前記第２波形データのときには、当該第２波形データと前記第２増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出する処理部と、前記第１波形データおよび前記第２波形データのうちのいずれかを前記一方の波形データとして選択して前記信号切替部に対して出力させる信号切替処理を実行する信号切替制御部とを備え、前記信号切替制御部は、前記信号切替処理の実行に際して、前記第１波形データの絶対値と予め規定された切替閾値とを比較して、当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値に達している期間、および当該切替閾値に達していた当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値未満になった時点から当該切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間には、前記信号切替部に対して前記一方の波形データとして前記第２波形データを出力させ、前記２つの期間以外の期間には、当該信号切替部に対して前記一方の波形データとして当該第１波形データを出力させる。
【００１２】
また、請求項４記載の波形測定装置は、複数の測定レンジのうちの任意の１つの測定レンジにレンジ切替制御されると共に当該１つの測定レンジに対応した第１増幅率で、入力したアナログ信号を増幅して第１増幅信号として出力する第１増幅部と、入力した前記アナログ信号を前記第１増幅率よりも低い一定の第２増幅率で増幅して第２増幅信号として出力する第２増幅部と、前記第１増幅信号および前記第２増幅信号を入力すると共に当該２つの増幅信号を一定の切替周期で切り替えて交互に出力する第１信号切替部と、前記第１信号切替部から交互に出力される前記第１増幅信号および前記第２増幅信号を前記切替周期に同期してサンプリングすることにより、当該第１増幅信号の瞬時値を示す第１波形データおよび当該第２増幅信号の瞬時値を示す第２波形データを交互に生成して出力するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部からの出力を前記切替周期の２倍の周期のクロックに同期して保持および出力することにより、前記第１波形データを出力する第１保持部と、前記Ａ／Ｄ変換部からの出力を前記クロックに対して位相の反転したクロックに同期して保持および出力することにより、前記第２波形データを出力する第２保持部と、前記第１保持部から出力される前記第１波形データおよび前記第２保持部から出力される前記第２波形データを入力すると共に当該２つの波形データのうちの選択された一方の波形データを出力する第２信号切替部と、前記第２信号切替部から出力されている前記一方の波形データが前記第１波形データのときには、当該第１波形データと前記第１増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出し、前記一方の波形データが前記第２波形データのときには、当該第２波形データと前記第２増幅率とに基づいて前記アナログ信号の瞬時値を算出する処理部と、前記第１波形データが予め規定されたレンジ切替条件を満たしたときに、前記第１増幅部に対して前記レンジ切替制御を実行して新たな前記測定レンジに切り替えるレンジ制御部と、前記第１波形データおよび前記第２波形データのうちのいずれかを前記一方の波形データとして選択して前記第２信号切替部に対して出力させる信号切替処理を実行する信号切替制御部とを備え、前記信号切替制御部は、前記信号切替処理の実行に際して、前記第１波形データの絶対値と予め規定された切替閾値とを比較して、当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値に達している期間、および当該切替閾値に達していた当該第１波形データの絶対値が当該切替閾値未満になった時点から当該切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間には、前記第２波形データを前記一方の波形データの候補とし、前記２つの期間以外の期間には、当該第１波形データを前記一方の波形データの候補として選択する第１信号選択処理と、前記レンジ制御部による前記レンジ切替制御の実行の開始の有無を検出して、当該レンジ切替制御の実行が開始されたときに前記第２波形データを前記一方の波形データの候補とし、当該レンジ切替制御の実行の開始後において新たなレンジ切替制御が開始されない状態が予め規定された第２待機時間を継続したときに前記第１波形データを前記一方の波形データの候補として選択する第２信号選択処理とを実行すると共に、前記信号切替処理において、前記第１信号選択処理および前記第２信号選択処理のいずれかにおいて前記第２波形データを前記一方の波形データの候補として選択したときに、前記第２信号切替部に対して当該第２波形データを出力させ、前記第１信号選択処理および前記第２信号選択処理において前記第１波形データを前記一方の波形データの候補として共に選択したときに、当該第２信号切替部に対して前記第１波形データを出力させる。
【００１３】
また、請求項５記載の電流測定装置は、電路に流れる電流を検出すると共に前記アナログ信号に変換して出力する電流検出部、請求項１から４のいずれかに記載の波形測定装置、および記憶部を備え、前記波形測定装置の前記処理部は、前記算出したアナログ信号の瞬時値に基づいて前記電流の電流値および当該電流値の積算値を算出して前記記憶部に記憶する。
【００１４】
また、請求項６記載の電力測定装置は、前記電路の電圧を測定する電圧測定装置と、請求項５記載の電流測定装置と、前記電圧測定装置で測定された前記電圧の電圧値と前記電流測定装置で算出された前記電流の電流値とに基づいて、前記電路に供給されている電力値および当該電力値の積算値を算出する算出部とを備えている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１または３記載の波形測定装置によれば、第１増幅部から出力される第１波形データに基づいてアナログ信号の瞬時値を正確に算出することができない可能性があるとき、すなわち、第１波形データの絶対値が切替閾値に達している期間、および切替閾値に達していた第１波形データの絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間には、処理部は、増幅率の低い第２増幅部から出力される第２増幅信号についての第２波形データを使用してアナログ信号の瞬時値を正確に算出し、この２つの期間以外の期間のときには、増幅率の高い第１増幅部から出力される第１増幅信号についての第１波形データを使用してアナログ信号の瞬時値を高い精度で算出することができる。つまり、この構成を採用した波形測定装置よれば、アナログ信号の瞬時値を連続して正確に算出することができる。
【００１６】
請求項２または４記載の波形測定装置によれば、第１増幅部から出力される第１増幅信号についての第１波形データに基づいてアナログ信号の瞬時値を正確に算出することができない可能性があるとき、すなわち、第１波形データの絶対値が切替閾値に達している期間、切替閾値に達していた第１波形データの絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が第１待機時間を継続するまでの期間、およびレンジ制御部による第１増幅部に対するレンジ切替制御が開始された後に（レンジ切替制御が開始された時点から）新たなレンジ切替制御が開始されない状態が第２待機時間を継続するまでの期間の３つの期間のうちのいずれかの期間には、処理部は、増幅率の一定な第２増幅部から出力される第２増幅信号についての第２波形データを使用してアナログ信号の瞬時値を正確に算出し、この３つの期間以外の期間には、レンジ制御部によって自動的に適切な測定レンジにレンジ切り替えされた第１増幅部から出力される第１増幅信号についての第１波形データを使用してアナログ信号の瞬時値を高い精度で算出することができる。つまり、この波形測定装置によれば、アナログ信号の瞬時値を連続して正確に算出することができるため、アナログ信号の波形を正確に測定することができる。
【００１７】
請求項５記載の電流測定装置によれば、電流検出部が電路に流れる電流を検出すると共に、この電流の電流値に応じて電圧値が変化するアナログ信号を上記の波形測定装置に出力することにより、波形測定装置においてこの電流の瞬時値を連続して正確に測定することができるため、この瞬時値に基づいて電流の電流値およびこの電流値の積算値を正確に測定することができる。
【００１８】
請求項６記載の電力測定装置によれば、算出部が、上記の電流測定装置によって正確に測定された電流の電流値と、電圧測定装置で測定された電路の電圧についての電圧値とに基づいて、電路に供給されている電力値およびこの電力値の積算値を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】波形測定装置１ａ、波形測定装置１ａを備えた電流測定装置ＣＭａ、および電流測定装置ＣＭａを備えた電力測定装置ＰＭａの各構成を示す構成図である。
【図２】第１信号選択処理５０での動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】第２信号選択処理６０での動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】信号切替処理７０での動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】波形測定装置１ｂ、波形測定装置１ｂを備えた電流測定装置ＣＭｂ、および電流測定装置ＣＭｂを備えた電力測定装置ＰＭｂの各構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、波形測定装置、電流測定装置および電力測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２１】
最初に、電力測定装置ＰＭａの構成について、図面を参照して説明する。
【００２２】
電力測定装置ＰＭａは、図１に示すように、測定対象の電路Ｌに流れる電流（一例として交流電流としての正弦波電流）Ｉの電流値を測定する電流測定装置ＣＭａと、この電路Ｌの電圧（一例として交流電圧としての正弦波電圧）Ｖの電圧値を測定する電圧測定装置ＶＭとを備え、電流測定装置ＣＭａで測定された電流値および電圧測定装置ＶＭで測定された電圧値に基づいて、予め規定された測定周期（電流Ｉや電圧Ｖの変動周期よりも十分に長い周期）毎の電力値Ｐ（電路Ｌに供給されている電力）を測定する。
【００２３】
電流測定装置ＣＭａは、図１に示すように、波形測定装置１ａ、電流検出部２、記憶部３および出力部４を備えている。電流検出部２は、電路Ｌに流れる電流Ｉを検出する（本例では正弦波電流を例に挙げて説明しているが、このような交流電流だけでなく、直流電流についても検出する）と共に、この電流Ｉの電流値に応じて電圧値が変化するアナログ信号Ｓｉを生成して波形測定装置１ａに出力する。記憶部３は、一例として、ＲＯＭやＲＡＭなどの半導体メモリで構成されている。出力部４は、一例として、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示器で構成されている。
【００２４】
波形測定装置１ａは、第１増幅部１１（以下、「増幅部１１」ともいう）、第１Ａ／Ｄ変換部１２（以下、「Ａ／Ｄ変換部１２」ともいう）、第２増幅部１３（以下、「増幅部１３」ともいう）、第２Ａ／Ｄ変換部１４（以下、「Ａ／Ｄ変換部１４」ともいう）、レンジ制御部１５、信号切替部１６、信号切替制御部１７および処理部１８を備えている。
【００２５】
増幅部１１は、例えば、増幅器と、この増幅器の増幅率（第１増幅率）を多段階に切り替えるための複数の帰還抵抗（いずれも図示せず）とを備えて測定レンジを切り替えるためのレンジ切替部として機能して、増幅器に接続される帰還抵抗を切り替えるレンジ切替制御がレンジ制御部１５によって実行されることにより、互いの増幅率が異なる複数の測定レンジのうちの任意の１つの測定レンジ（レンジ制御部１５から指定された測定レンジ）に切り替える。本例では一例として、増幅部１１は、最も高増幅率の下限の測定レンジ（例えば、増幅率が５０倍の１アンペアレンジ）、および最も低増幅率の上限の測定レンジ（例えば、増幅率が１倍の５０アンペアレンジ）を含む複数の測定レンジを備えて、この複数の測定レンジのうちのレンジ制御部１５から出力される後述のレンジ切替信号Ｓｃ１で指定された測定レンジに切り替える。また、増幅部１１は、電流検出部２から出力されたアナログ信号Ｓｉを現在の測定レンジに対応した増幅率（第１増幅率）で増幅して第１増幅信号Ｓ１としてＡ／Ｄ変換部１２に出力する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換部１２は、Ａ／Ｄ変換器を備えて構成されて、第１増幅信号Ｓ１を入力すると共に一定周期（電流Ｉや電圧Ｖの変動周期よりも十分に短い周期）のサンプリングクロックＣＫでサンプリングすることにより、第１増幅信号Ｓ１の瞬時値を示す第１波形データＤｉ１を生成して出力する。
【００２７】
増幅部１３は、電流検出部２から出力されたアナログ信号Ｓｉを予め規定された一定の増幅率（第２増幅率）で増幅して第２増幅信号Ｓ２としてＡ／Ｄ変換部１４に出力する。この場合、増幅部１３の増幅率は、アナログ信号Ｓｉの瞬時値の絶対値が想定される最大値に達したとしても、このときに増幅部１３から出力される第２増幅信号Ｓ２の瞬時値がＡ／Ｄ変換部１４の定格入力範囲内に必ず収まる値（上記の第１増幅率よりも低い値）に予め設定されている。なお、増幅部１３は、上記の増幅部１１と同様にして、増幅率を多段階に切り替え可能に構成にすることもできるが、この構成を採用した場合には、複数の増幅率のうちの１つの増幅率（上記の条件を満たす増幅率）に予め切り替えられて、この増幅率を維持するように制御される。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換部１４は、Ａ／Ｄ変換部１２と同一に構成されて、第２増幅信号Ｓ２を入力すると共にサンプリングクロックＣＫ（Ａ／Ｄ変換部１２と同じサンプリングクロックＣＫ）でサンプリングすることにより、第２増幅信号Ｓ２の瞬時値を示す第２波形データＤｉ２を生成して出力する。
【００２９】
レンジ制御部１５は、一例としてＤＳＰなどで構成されて、第１波形データＤｉ１が予め規定されたレンジ切替条件を満たしたか否かを一定の周期（レンジ更新周期）で判別しつつ、レンジ切替条件を満たしたと判別したときには、増幅部１１に対してレンジ切替制御を実行して、新たな測定レンジに切り替える。
【００３０】
一例として、レンジ制御部１５は、第１波形データＤｉ１に基づいて第１増幅信号Ｓ１の瞬時値の絶対値についての最大値を算出する最大値算出処理と、この最大値が予め規定されたレンジ切替範囲内に含まれるか否か（上記のレンジ切替条件を満たしたか否か）を判別するレンジ判別処理と、レンジ判別処理の結果に基づいて増幅部１１に対してレンジ切替制御を実行するレンジ切替処理とを実行する。本例では一例として、測定レンジ毎に規定された上限閾値および下限閾値に基づいて、上限閾値以上の高レンジ切替範囲と、下限閾値以下の低レンジ切替範囲の２つの範囲がレンジ切替範囲として測定レンジ毎に規定されている。
【００３１】
また、レンジ制御部１５は、最大値算出処理、レンジ判別処理およびレンジ切替処理の一連の処理を上記した一定の周期毎（新たな周期の始期が到来する都度）に実行しつつ、レンジ判別処理の結果、直前の周期中での最大値が上記の低レンジ切替範囲内（最大値≦下限閾値）であると判別したときには、現在の測定レンジよりも低い測定レンジが存在する場合には、レンジ切替処理において、現在の測定レンジよりも１段低い測定レンジを指定するレンジ切替信号Ｓｃ１を出力することにより、増幅部１１の測定レンジを新たな測定レンジに切り替えるレンジ切替制御を実行する。また、レンジ制御部１５は、レンジ判別処理の結果、算出した最大値が上記の高レンジ切替範囲内（最大値≧上限閾値）であると判別したときには、現在の測定レンジよりも高い測定レンジが存在する場合には、レンジ切替処理において、現在の測定レンジよりも１段高い測定レンジを指定するレンジ切替信号Ｓｃ１を出力することにより、増幅部１１の測定レンジを新たな測定レンジに切り替えるレンジ切替制御を実行する。
【００３２】
一方、レンジ制御部１５は、レンジ判別処理の結果、算出した最大値が上記の低レンジ切替範囲内であるが、現在の測定レンジよりも低い測定レンジが存在しない場合や、算出した最大値が上記の高レンジ切替範囲内であるが、現在の測定レンジよりも高い測定レンジが存在しない場合や、算出した最大値が上記のレンジ切替範囲外（下限閾値＜最大値＜上限閾値）である場合には、レンジ切替処理において、現在の測定レンジと同じ測定レンジを指定するレンジ切替信号Ｓｃ１を出力することにより、増幅部１１の測定レンジを現在の測定レンジに維持する制御を実行する（つまり、新たな測定レンジに切り替えるレンジ切替制御は実行されない）。この波形測定装置１ａでは、レンジ制御部１５が上記の一連の処理を繰り返すことにより、複数の測定レンジのうちの最も適切な測定レンジに短時間で自動的に切り替えられる。
【００３３】
なお、本例では、最大値算出処理において、第１波形データＤｉ１に基づいて第１増幅信号Ｓ１の瞬時値の絶対値についての最大値を算出する構成を採用しているが、この瞬時値の絶対値についての最大値に代えて、第１波形データＤｉ１に基づいて第１増幅信号Ｓ１の実効値についての最大値を算出する構成を採用して、この実効値の最大値がレンジ切替範囲内であるか否かに基づいて測定レンジを切り替えるようにすることもできる。さらには、上記した瞬時値の最大値と、上記した実効値の最大値とを共に算出して、これら２つの最大値がレンジ切替範囲内であるか否かを判別して、いずれか一方がレンジ切替範囲内のときに測定レンジを切り替えるようにすることもできる。
【００３４】
信号切替部１６は、マルチプレクサなどで構成されて、第１波形データＤｉ１および第２波形データＤｉ２を入力すると共に、信号切替制御部１７から出力される切替信号Ｓｃ２で指定された一方の波形データ（第１波形データＤｉ１および第２波形データＤｉ２のいずれか一方）を選択して、アナログ信号Ｓｉの瞬時値を算出するための波形データＤｉとして処理部１８に出力する。
【００３５】
信号切替制御部１７は、一例としてレンジ制御部１５と共にＤＳＰなどで構成されると共に、一例としてサンプリングクロックＣＫよりも十分に早い動作クロックで動作して、図２〜図４に示す第１信号選択処理５０、第２信号選択処理６０および信号切替処理７０を並行（独立）して実行する。
【００３６】
これらの処理５０，６０，７０のうちの第１信号選択処理５０では、信号切替制御部１７は、入力した第１波形データＤｉ１の状態に基づいて、第１信号選択処理５０での波形データＤｉの候補を第１波形データＤｉ１および第２波形データＤｉ２のうちから選択する。また、第２信号選択処理６０では、信号切替制御部１７は、レンジ制御部１５による増幅部１１に対するレンジ切替制御が開始されたか否かをレンジ切替信号Ｓｃ１に基づいて判別して、この判別結果に基づいて、第２信号選択処理６０での波形データＤｉの候補を第１波形データＤｉ１および第２波形データＤｉ２のうちから選択する。
【００３７】
また、信号切替処理７０では、信号切替制御部１７は、第１信号選択処理５０で選択した波形データＤｉの候補（選択の内容）と、第２信号選択処理６０で選択した波形データＤｉの候補（選択の内容）とに基づいて、信号切替部１６に対して波形データＤｉとして最終的に出力させる波形データを第１波形データＤｉ１および第２波形データＤｉ２のうちから１つ選択して、選択した波形データを指定する切替信号Ｓｃ２を信号切替部１６に出力することで、信号切替部１６に対する切替制御を実行する。なお、信号切替制御部１７は、信号切替処理７０の前処理として、第２波形データＤｉ２を指定する切替信号Ｓｃ２を信号切替部１６に出力することにより、信号切替部１６に対して第２波形データＤｉ２を波形データＤｉとして出力させる切替制御を実行する。
【００３８】
処理部１８は、例えばＣＰＵなどで構成されて、波形測定装置１ａを構成する１つの構成要素として機能して、アナログ信号Ｓｉの瞬時値を算出する第１瞬時値算出処理を実行する。また、処理部１８は、電流測定装置ＣＭａを構成する１つの構成要素として機能して、第１瞬時値算出処理で算出したアナログ信号Ｓｉの瞬時値に基づいて、電流Ｉの電流値（平均値や実効電流値（本例では一例として実効電流値Ｉｒｍｓ））および電流値の積算値を一定時間間隔（後述する測定周期）で測定（算出）する電流測定処理を実行する。
【００３９】
また、処理部１８は、電圧測定装置ＶＭを構成する１つの構成要素として機能して、後述するアナログ信号Ｓｖの瞬時値を算出する第２瞬時値算出処理を実行すると共に、この算出したアナログ信号Ｓｖの瞬時値に基づいて、電圧Ｖの電圧値（平均値や実効電圧値（本例では一例として実効電圧値Ｖｒｍｓ））を測定（算出）する電圧測定処理を上記の電流測定処理の実行に合わせて実行する。
【００４０】
また、処理部１８は、電力測定装置ＰＭａを構成する１つの構成要素（算出部）として機能して、算出したアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉおよびアナログ信号Ｓｖの瞬時値Ｖｓｖに基づいて、電力値Ｐおよび電力値Ｐの積算値を測定（算出）する電力測定処理を上記の電流測定処理の実行に合わせて実行する。また、処理部１８は、測定した電流Ｉの電流値Ｉｒｍｓおよび電流値Ｉｒｍｓの積算値、電圧Ｖの電圧値Ｖｒｍｓ、並びに電力値Ｐおよび電力値Ｐの積算値を出力部４に出力する出力処理を一定の測定周期で実行する。
【００４１】
電圧測定装置ＶＭは、図１に示すように、一例として、電圧検出部５、増幅部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、処理部１８、記憶部３および出力部４を備えている。電圧検出部５は、電路Ｌの電圧Ｖを検出すると共に、この電圧Ｖの電圧値に応じて電圧値が変化するアナログ信号Ｓｖを生成して出力する。
【００４２】
増幅部２１は、一例として、電圧検出部５から出力されたアナログ信号Ｓｖを予め規定された一定の増幅率で増幅して第３増幅信号Ｓ３として出力する。この場合、増幅部２１の増幅率は、アナログ信号Ｓｖの瞬時値の絶対値が想定される最大値に達したとしても、このときに増幅部２１から出力される第３増幅信号Ｓ３の瞬時値がＡ／Ｄ変換部２２の定格入力範囲内に必ず収まる値に予め設定されている。なお、増幅部２１については、上記の増幅部１１と同様にして、増幅率を多段階に切り替え可能な構成することもできる。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換部２２は、第３増幅信号Ｓ３を入力すると共にサンプリングクロックＣＫ（一例として、Ａ／Ｄ変換部１２と同じサンプリングクロックＣＫ）でサンプリングすることにより、第３増幅信号Ｓ３の瞬時値を示す第３波形データＤｉ３を生成して出力する。
【００４４】
次に、波形測定装置１ａ、電流測定装置ＣＭａおよび電力測定装置ＰＭａの動作について、図面を参照して説明する。なお、電流検出部２および電圧検出部５は電路Ｌに装着されているものとする。
【００４５】
この状態において、電圧測定装置ＶＭでは、電圧検出部５が電路Ｌの電圧Ｖを検出してアナログ信号Ｓｖを出力し、Ａ／Ｄ変換部２２がこのアナログ信号Ｓｖをサンプリングすることにより、第３波形データＤｉ３を生成して出力する。
【００４６】
一方、電流測定装置ＣＭａでは、電流検出部２が、電路Ｌの電流Ｉを検出してアナログ信号Ｓｉを増幅部１１および増幅部１３に出力する。増幅部１１は、入力しているアナログ信号Ｓｉを、レンジ切替信号Ｓｃ１で指定されている測定レンジに対応した増幅率で増幅して、第１増幅信号Ｓ１として出力し、Ａ／Ｄ変換部１２が、この第１増幅信号Ｓ１を第１波形データＤｉ１に変換して信号切替部１６、信号切替制御部１７およびレンジ制御部１５に出力する。増幅部１３は、入力しているアナログ信号Ｓｉを、一定の増幅率で増幅して第２増幅信号Ｓ２として出力し、Ａ／Ｄ変換部１４が、この第２増幅信号Ｓ２を第２波形データＤｉ２に変換して信号切替部１６に出力する。
【００４７】
信号切替制御部１７は、まず、図２〜図４に示す第１信号選択処理５０、第２信号選択処理６０および信号切替処理７０の前処理として、第２波形データＤｉ２を指定する切替信号Ｓｃ２を、信号切替部１６に出力する。これにより、信号切替部１６は、各Ａ／Ｄ変換部１２，１４から出力される各波形データＤｉ１，Ｄｉ２のうちの第２波形データＤｉ２を選択して波形データＤｉとして処理部１８に出力する。
【００４８】
次いで、信号切替制御部１７は、図２〜図４に示す第１信号選択処理５０、第２信号選択処理６０および信号切替処理７０を並行して繰り返し実行して、各波形データＤｉ１，Ｄｉ２のうちの一方を指定する切替信号Ｓｃ２を出力することにより、この一方の波形データを信号切替部１６から波形データＤｉとして出力させる切替制御を信号切替部１６に対して実行する。
【００４９】
具体的には、信号切替制御部１７は、第１信号選択処理５０では、まず、新たな第１波形データＤｉ１を入力したときには、信号切替部１６から波形データＤｉとして出力させる候補として第１波形データＤｉ１を選択する（ステップ５１）。
【００５０】
次いで、信号切替制御部１７は、この第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達しているか否かを判別する（ステップ５２）。上記したように電流検出部２は、電流Ｉが本例のような正弦波電流のときにも、その電流Ｉを検出してアナログ信号Ｓｉを出力する。したがって、増幅部１１から出力される第１増幅信号Ｓ１も交流信号になるときがあることから、Ａ／Ｄ変換部１２は、その定格入力範囲がゼロを中心として正側領域の電圧範囲と負側領域の電圧範囲とが等しい（上限値と下限値の電圧の絶対値が等しい）電圧範囲に規定されている。
【００５１】
このような構成のＡ／Ｄ変換部１２では、第１増幅信号Ｓ１のレベルが定格入力範囲外になったときには、出力される第１波形データＤｉ１が上限値または下限値に達するため、この場合には第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出することができない。このため、本例では一例として、第１波形データＤｉ１の絶対値の最大値（第１波形データＤｉ１が上限値または下限値になったときの第１波形データＤｉ１の絶対値）を切替閾値として規定して、信号切替制御部１７は、第１波形データＤｉ１の絶対値がこのように規定した切替閾値に達しているか否かを判別する。
【００５２】
したがって、信号切替制御部１７がこのステップ５２において第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達していない（すなわち、第１増幅信号Ｓ１のレベルがＡ／Ｄ変換部１２の上限値および下限値のいずれにも達していない）と判別したときには、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出し得る状態にある。この状態のときには、信号切替制御部１７は、ステップ５１に移行することにより、ステップ５１，５２を繰り返す。これにより、この状態のときには、信号切替制御部１７は、第１信号選択処理５０において第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択している状態にある。
【００５３】
一方、信号切替制御部１７がこのステップ５２において第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している（すなわち、第１増幅信号Ｓ１のレベルがＡ／Ｄ変換部１２の上限値および下限値のいずれかに達している）と判別したときには、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出し得ない状態にある。この状態のとき（第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間のとき）には、信号切替制御部１７は、第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択し（ステップ５３）、次いで、待機時間Ｔｗ１（予め規定された一定の時間。第１待機時間）の計測を開始する（ステップ５４）。
【００５４】
続いて、信号切替制御部１７は、新たに入力される第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達しているか否かの判別を再開する（ステップ５５）。信号切替制御部１７がこのステップ５５において第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達していると判別したとき（第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間のとき）には、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出し得ない状態にある。このため、信号切替制御部１７は、ステップ５３に移行することで、ステップ５３，５４，５５を繰り返す。これにより、この状態のときには、信号切替制御部１７は、第１信号選択処理５０において第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択している状態にある。また、ステップ５３，５４，５５を繰り返しているときには、信号切替制御部１７は、ステップ５３からステップ５４に移行する都度、待機時間Ｔｗ１の計測を新たに開始する。
【００５５】
一方、信号切替制御部１７がステップ５５において、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達していない（具体的には、切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった）と判別したときには、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出し得る状態になる。しかしながら、信号切替制御部１７は、第２波形データＤｉ２に代えて第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として直ちに選択することはせずに、ステップ５４において計測を開始した待機時間Ｔｗ１が経過したか否かを判別し（ステップ５６）、待機時間Ｔｗ１が経過していないときには、ステップ５５，５６を繰り返すことにより、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達していない状態が待機時間Ｔｗ１以上継続したか否か（つまり、切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続したか否か）を判別する。これにより、ステップ５５，５６を繰り返しているときには、信号切替制御部１７は、第１信号選択処理５０において第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択している状態にある。
【００５６】
また、信号切替制御部１７は、ステップ５５，５６を繰り返している状態のときにステップ５５において第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達していると判別したときには、ステップ５３に移行することで、第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択する状態を維持する。
【００５７】
一方、信号切替制御部１７は、ステップ５５，５６を繰り返し実行する状態を継続しているときに、ステップ５６において待機時間Ｔｗ１が経過したと判別したとき（つまり、第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択している状態において、切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点から切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続したとき）には、ステップ５１に移行する。これにより、信号切替制御部１７は、ステップ５１，５２を繰り返し実行する状態になるため、第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択している状態に移行する。
【００５８】
上記の発明が解決しようとする課題で説明したように、Ａ／Ｄ変換部１２を構成するＡ／Ｄ変換器は、オーバードライブ状態に一旦移行したときには、その後にオーバードライブ状態から適正状態に回復したとしても、アナログ信号を正確にデジタル変換し得る状態に移行するまでには一定のリカバリ時間が必要になるという特性を有している。本例では、待機時間Ｔｗ１をこのリカバリ時間以上に規定する構成を採用することで、信号切替制御部１７は、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達したときに、第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択することを開始し、その後、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している状態から達しない状態になったときに、この達しない状態が待機時間Ｔｗ１以上（つまり、Ａ／Ｄ変換部１２のリカバリ時間以上）継続したことを条件として、第２波形データＤｉ２に代えて第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択する。
【００５９】
これにより、信号切替制御部１７は、新たな第１波形データＤｉ１を入力する都度、この第１信号選択処理５０を実行することで、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出することができないとき（第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間と、切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続する（リカバリ時間以上継続する）までの期間には、第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択し、この２つの期間以外の期間には、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出することができることから、第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択することが可能になっている。
【００６０】
また、信号切替制御部１７は、上記した第１信号選択処理５０と並行して実行する第２信号選択処理６０では、まず、第１波形データＤｉ１を入力したときには、信号切替部１６から波形データＤｉとして出力させる候補として第１波形データＤｉ１を選択する（ステップ６１）。
【００６１】
次いで、信号切替制御部１７は、レンジ制御部１５から出力されているレンジ切替信号Ｓｃ１に基づいて、レンジ制御部１５が増幅部１１の測定レンジを新たな測定レンジ（別の測定レンジ）に切り替えるレンジ切替制御を開始したか否かを判別する（ステップ６２）。具体的には、信号切替制御部１７は、一例として、サンプリングクロックＣＫの周期よりも十分に短い周期で、レンジ切替信号Ｓｃ１で指定されている測定レンジが変更されたか否かを判別して、変更されたときにはレンジ切替制御が開始されたと判別し、変更されていないときにはレンジ切替制御は開始されていないと判別する。
【００６２】
信号切替制御部１７は、ステップ６２においてレンジ切替制御が開始されていないと判別したときには、ステップ６１，６２を繰り返す。これにより、この状態のときには、信号切替制御部１７は、第２信号選択処理６０において第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択している状態にある。
【００６３】
一方、信号切替制御部１７は、このステップ６２においてレンジ切替制御が開始されたと判別したときには、第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択し（ステップ６３）、次いで、待機時間Ｔｗ２（予め規定された一定の時間。第２待機時間）の計測を開始する（ステップ６４）。
【００６４】
続いて、信号切替制御部１７は、上記したステップ６２のときと同じ処理を実行することにより、レンジ制御部１５がレンジ切替制御を開始したか否かの判別を再開する（ステップ６５）。信号切替制御部１７がこのステップ６５においてレンジ切替制御が開始されたと判別したときには、上記した理由により、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出し得ない状態にある。このため、信号切替制御部１７は、ステップ６３に移行することで、ステップ６３，６４，６５を繰り返す。これにより、この状態のときには、信号切替制御部１７は、第２信号選択処理６０において第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択している状態にある。また、ステップ６３，６４，６５を繰り返しているときには、信号切替制御部１７は、ステップ６３からステップ６４に移行する都度、待機時間Ｔｗ２の計測を新たに開始する。
【００６５】
一方、信号切替制御部１７は、ステップ６５においてレンジ切替制御が新たに開始されていないと判別したときには、次いで、ステップ６４において計測を開始した待機時間Ｔｗ２が経過したか否かを判別し（ステップ６６）、待機時間Ｔｗ２が経過していないときには、ステップ６５，６６を繰り返す。信号切替制御部１７は、ステップ６５，６６を繰り返し実行することにより、直近に行われたレンジ切替制御の開始から待機時間Ｔｗ２以上経過したか否か（レンジ切替制御の実行の開始後において新たなレンジ切替制御が開始されない状態が待機時間Ｔｗ２継続したか否か）を判別する。このようにステップ６５，６６を繰り返しているときには、信号切替制御部１７は、第２信号選択処理６０において第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択している状態にある。
【００６６】
また、信号切替制御部１７は、ステップ６５，６６を繰り返している状態のときに、ステップ６５においてレンジ切替制御が新たに開始されたと判別したときには、ステップ６３に移行することで、第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択する状態を維持する。
【００６７】
一方、信号切替制御部１７は、ステップ６５，６６を繰り返し実行する状態を継続しているとき（つまり、レンジ切替制御が新たに開始されていないとき）に、ステップ６６において待機時間Ｔｗ２が経過したと判別したとき（つまり、直近に行われたレンジ切替制御の開始から待機時間Ｔｗ２以上経過したとき）には、ステップ６１に移行する。これにより、信号切替制御部１７は、ステップ６１，６２を繰り返し実行する状態になるため、第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択している状態に移行する。
【００６８】
増幅部１１が測定レンジを切り替えている時間（例えば、増幅部１１を構成する増幅器に接続される現在の測定レンジに対応する帰還抵抗を切り離して、新たな測定レンジに対応する帰還抵抗に接続するまでに要する時間。以下、第１時間）中は、上記の背景技術で説明したように、増幅部１１から出力される第１増幅信号Ｓ１の波形には、レンジ切替に伴う不連続部分（ギャップ）が発生する。また、増幅部１１がレンジ切り替えを完了した後においても、第１増幅信号Ｓ１の波形には、異常状態（オーバーシュートやアンダーシュートなど）が発生する場合があり、第１増幅信号Ｓ１の波形が正常な状態に戻るまではある程度の時間（以下、第２時間）を要する。この第１時間および第２時間は、実験やシミュレーションによって予め求めることができる。
【００６９】
本例では、待機時間Ｔｗ２をこのようにして求めた第１時間および第２時間の合計時間以上（合計時間よりも若干長い時間）に規定する構成を採用している。これにより、信号切替制御部１７は、この第２信号選択処理６０を繰り返し実行することで、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出することができないとき（レンジ切替制御が開始され、その後、新たなレンジ切替制御が行われない状態が待機時間Ｔｗ２（上記の第１時間および第２時間の合計時間以上）継続するまでの間）には、第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択し、それ以外のとき（つまり、レンジ切替制御の実行の開始後において新たなレンジ切替制御が開始されない状態が待機時間Ｔｗ２を継続した時点から次の新たなレンジ切替制御が開始されるまでの間）には、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値を正確に算出することができることから、第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択することが可能になっている。
【００７０】
また、信号切替制御部１７は、上記した第１信号選択処理５０および第２信号選択処理６０と並行して実行している信号切替処理７０において、第１信号選択処理５０での選択の内容（つまり、第１信号選択処理５０において選択されている波形データＤｉの候補）が第１波形データＤｉ１であるか、第２波形データＤｉ２であるかを判別し（ステップ７１）、この判別の結果が第２波形データＤｉ２であるときには、信号切替部１６に対して波形データＤｉとして最終的に出力させる波形データを第２波形データＤｉ２に決定して、この第２波形データＤｉ２を指定する切替信号Ｓｃ２を信号切替部１６に出力する（ステップ７２）。これにより、信号切替部１６は、入力している第１波形データＤｉ１および第２波形データＤｉ２のうちの第２波形データＤｉ２を波形データＤｉとして処理部１８に出力する。
【００７１】
一方、信号切替制御部１７は、ステップ７１での判別の結果が第１波形データＤｉ１であるときには、第２信号選択処理６０での選択の内容（つまり、第２信号選択処理６０において選択されている波形データＤｉの候補）が第１波形データＤｉ１であるか、第２波形データＤｉ２であるかを判別し（ステップ７３）、この判別の結果が第２波形データＤｉ２であるときには、信号切替部１６に対して波形データＤｉとして最終的に出力させる波形データを第２波形データＤｉ２に決定して、この第２波形データＤｉ２を指定する切替信号Ｓｃ２を信号切替部１６に出力する（ステップ７２）。これにより、信号切替部１６は、入力している第１波形データＤｉ１および第２波形データＤｉ２のうちの第２波形データＤｉ２を波形データＤｉとして処理部１８に出力する。
【００７２】
一方、信号切替制御部１７は、ステップ７３での判別の結果が第１波形データＤｉ１であるときには、信号切替部１６に対して波形データＤｉとして最終的に出力させる波形データを第１波形データＤｉ１に決定して、この第１波形データＤｉ１を指定する切替信号Ｓｃ２を信号切替部１６に出力する（ステップ７４）。これにより、信号切替部１６は、入力している第１波形データＤｉ１および第２波形データＤｉ２のうちの第１波形データＤｉ１を波形データＤｉとして処理部１８に出力する。  
【００７３】
なお、この信号切替処理７０では、上記のようにステップ７１およびステップ７３において、第１信号選択処理５０での選択の内容が第１波形データＤｉ１であるか第２波形データＤｉ２であるかの判別と、第２信号選択処理６０での選択の内容が第１波形データＤｉ１であるか第２波形データＤｉ２であるかの判別とをこの順で実行しているが、第２信号選択処理６０での選択の内容の判別と、第１信号選択処理５０での選択の内容の判別とをこの順で実行することもできる。
【００７４】
これにより、信号切替制御部１７は、第１信号選択処理５０および第２信号選択処理６０で選択された候補のいずれかが第２波形データＤｉ２であるとき、すなわち、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間、切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続するまでの期間、およびレンジ制御部１５による増幅部１１に対するレンジ切替制御が開始された後に（レンジ切替制御が開始された時点から）新たなレンジ切替制御が開始されない状態が待機時間Ｔｗ２を継続するまでの期間の３つの期間のうちのいずれかの期間には、信号切替部１６に対して波形データＤｉとして第２波形データＤｉ２を出力させ、この３つの期間以外の期間のとき（第１信号選択処理５０および第２信号選択処理６０で選択された候補が共に第１波形データＤｉ１のとき）には、信号切替部１６に対して波形データＤｉとして第１波形データＤｉ１を出力させる。
【００７５】
処理部１８は、サンプリングクロックＣＫの周期で第１瞬時値算出処理を実行して、信号切替部１６から出力されている波形データＤｉに基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを算出して、記憶部３に記憶させる。
【００７６】
この第１瞬時値算出処理では、処理部１８は、まず、切替信号Ｓｃ２に基づいて、信号切替部１６から出力されている波形データＤｉが第１波形データＤｉ１であるか第２波形データＤｉ２であるかを判別する。次いで、処理部１８は、第１波形データＤｉ１であると判別したときには、レンジ切替信号Ｓｃ１に基づいて増幅部１１での現在の測定レンジを特定すると共に、この測定レンジでの増幅率をアナログ信号Ｓｉの瞬時値を算出するための増幅率であると特定する。なお、処理部１８は、第２波形データＤｉ２であると判別したときには、増幅部１３についての一定の増幅率をアナログ信号Ｓｉの瞬時値を算出するための増幅率であると特定する。最後に、処理部１８は、特定した増幅率と、入力した波形データＤｉとに基づいて、アナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを算出する。
【００７７】
この第１瞬時値算出処理において、処理部１８が第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを算出したときには、この第１波形データＤｉ１は、適切な測定レンジに切り替えられている増幅部１１から出力されている第１増幅信号Ｓ１についての波形データとなっている。このため、アナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉは、高い精度で算出される。一方、処理部１８が第２波形データＤｉ２に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを算出したときには、この第２波形データＤｉ２は、Ａ／Ｄ変換部１２がオーバードライブ状態に至ったことに伴う影響や、増幅部１１における測定レンジの切替えに伴う影響を受けないため、第１波形データＤｉ１を使用した場合と比較して測定精度は劣るものの、アナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを常に正確に測定することが可能になっている。
【００７８】
また、処理部１８は、サンプリングクロックＣＫの周期で第２瞬時値算出処理を実行して、Ａ／Ｄ変換部２２から出力されている第３波形データＤｉ３に基づいてアナログ信号Ｓｖの瞬時値Ｖｓｖを算出して、記憶部３に記憶させる。この第２瞬時値算出処理では、処理部１８は、増幅部２１の増幅率と、入力した第３波形データＤｉ３とに基づいて、アナログ信号Ｓｖの瞬時値Ｖｓｖを算出する。
【００７９】
また、処理部１８は、測定周期毎に電流測定処理を実行して、記憶部３に記憶されているアナログ信号Ｓｉについての例えば直近の１周期分の瞬時値Ｖｓｉに基づいて、電流Ｉの電流値（実効電流値）Ｉｒｍｓを測定（算出）して、記憶部３に記憶させる。また、処理部１８は、電流測定処理において、電流値の積算値についても算出する。
【００８０】
また、処理部１８は、電流測定処理と共に電圧測定処理を実行して、記憶部３に記憶されているアナログ信号Ｓｖについての例えば直近の１周期分の瞬時値Ｖｓｖに基づいて、電圧Ｖの電圧値（実効電圧値）Ｖｒｍｓを測定（算出）して、記憶部３に記憶させる。
【００８１】
さらに、処理部１８は、電流測定処理および電圧測定処理と共に電力測定処理を実行して、記憶部３に記憶されているアナログ信号Ｓｉについての例えば直近の１周期分の瞬時値Ｖｓｉとアナログ信号Ｓｖについての例えば直近の１周期分の瞬時値Ｖｓｖとに基づいて、周期Ｔ１毎の電力値Ｐを算出して、記憶部３に記憶させると共に出力部４に出力する。この電力測定処理では、処理部１８は、瞬時値Ｖｓｉと瞬時値Ｖｓｖの乗算値をアナログ信号Ｓｉの１周期分について積分すると共に、この積分値をこの１周期の長さで除算することにより、電力値Ｐを算出する。また、この電力測定処理において、処理部１８は電力値Ｐの積算値についても算出する。また、処理部１８は、出力処理を実行して、測定した電流Ｉの電流値（実効電流値）Ｉｒｍｓおよび電流値Ｉｒｍｓの積算値、電圧Ｖの電圧値（実効電圧値）Ｖｒｍｓ、並びに電力値Ｐおよび電力値Ｐの積算値を出力部４に出力する（本例では、出力部４は表示器で構成されているため、表示器の画面上に表示させる）。
【００８２】
このように、この波形測定装置１ａでは、信号切替制御部１７が、第１波形データＤｉ１および第２波形データＤｉ２のうちのいずれかを波形データＤｉとして選択して信号切替部１６に対して出力させる信号切替処理７０を実行するに際して、第１波形データＤｉ１の絶対値と切替閾値とを比較して、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間、および切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点から切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続するまでの期間には、第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択し、この２つの期間以外の期間には第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択する第１信号選択処理５０と、レンジ制御部１５によるレンジ切替制御の実行の開始の有無を検出して、レンジ切替制御の実行が開始されたときには第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補とし、その後に新たなレンジ切替制御の実行が開始されない状態が待機時間Ｔｗ２を継続したとき（第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補としている状態において、新たなレンジ切替制御の実行が開始されない状態が待機時間Ｔｗ２以上継続したとき）には第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択する第２信号選択処理６０とを実行しつつ、信号切替処理７０を実行することにより、第１信号選択処理５０および第２信号選択処理６０のいずれかにおいて第２波形データＤｉ２を波形データＤｉの候補として選択したときに、増幅部１３から出力される第２波形データＤｉ２を信号切替部１６に対して出力させ、第１信号選択処理５０および第２信号選択処理６０のいずれにおいても第１波形データＤｉ１を波形データＤｉの候補として選択したときには、増幅部１１から出力される第１波形データＤｉ１を信号切替部１６に対して出力させる。
【００８３】
したがって、この波形測定装置１ａによれば、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを正確に算出することができない可能性があるとき（Ａ／Ｄ変換部１２が第１増幅信号Ｓ１についての正確な第１波形データＤｉ１を出力していない可能性のあるとき）、具体的には、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間、切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続するまでの期間、およびレンジ制御部１５による増幅部１１に対するレンジ切替制御が開始された後に（レンジ切替制御が開始された時点から）新たなレンジ切替制御が開始されない状態が待機時間Ｔｗ２を継続するまでの期間の３つの期間のうちのいずれかの期間には、処理部１８は、増幅率の一定な増幅部１３から出力される第２増幅信号Ｓ２についての第２波形データＤｉ２を使用してアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを正確に算出し、この３つの期間以外の期間には、レンジ制御部１５によって自動的に適切な測定レンジにレンジ切り替えされた増幅部１１から出力される第１増幅信号Ｓ１についての第１波形データＤｉ１を使用してアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを高い精度で算出することができる。つまり、この波形測定装置１ａによれば、アナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉに基づく測定レンジの自動切り替えを実行しつつ、アナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを連続して正確に算出することができる。
【００８４】
また、この波形測定装置１ａを備えた電流測定装置ＣＭａによれば、電流検出部２が、電路Ｌに流れる電流Ｉを検出すると共に、この電流Ｉの電流値に応じて電圧値が変化するアナログ信号Ｓｉを波形測定装置１ａに出力することにより、波形測定装置１ａにおいて電流Ｉの瞬時値を正確に測定することができるため、この瞬時値に基づいて電流Ｉの電流値（実効電流値Ｉｒｍｓ）および電流値の積算値を連続して正確に測定することができる。また、この電流測定装置ＣＭａを備えた電力測定装置ＰＭａによれば、電流測定装置ＣＭａによって正確に測定された電流Ｉの電流値と、電圧測定装置ＶＭによって測定された電圧Ｖの電圧値とに基づいて、電路Ｌに供給されている電力値Ｐおよびこの電力値Ｐの積算値を連続して正確に測定することができる。
【００８５】
なお、上記の波形測定装置１ａでは、増幅部１１に対応させて１つのＡ／Ｄ変換部１２を配設すると共に増幅部１３に対応させて他の１つのＡ／Ｄ変換部１４を配設する構成を採用しているが、図５に示す波形測定装置１ｂのように、増幅部１１から出力される第１増幅信号Ｓ１と増幅部１３から出力される第２増幅信号Ｓ２を一定の切替周期で切り替えて交互に出力する第１信号切替部としての信号切替部３１を配設する構成を採用することで、Ａ／Ｄ変換部を１つに削減することができる。以下、この波形測定装置１ｂ、波形測定装置１ｂを有する電流測定装置ＣＭｂ、および電流測定装置ＣＭｂを備えた電力測定装置ＰＭｂについて説明する。なお、波形測定装置１ａ、電流測定装置ＣＭａ、電圧測定装置ＶＭおよび電力測定装置ＰＭａと同一の構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８６】
最初に、電力測定装置ＰＭｂの構成について、図面を参照して説明する。
【００８７】
電力測定装置ＰＭｂは、図５に示すように、電路Ｌに流れる電流Ｉの電流値を測定する電流測定装置ＣＭｂと、この電路Ｌの電圧Ｖの電圧値を測定する電圧測定装置ＶＭとを備え、電流測定装置ＣＭｂで測定された電流値および電圧測定装置ＶＭで測定された電圧値に基づいて、予め規定された測定周期毎の電力値Ｐを測定する。
【００８８】
電流測定装置ＣＭｂは、図５に示すように、波形測定装置１ｂ、電流検出部２、記憶部３および出力部４を備えている。本例では、波形測定装置１ｂは、増幅部１１、増幅部１３、第１信号切替部としての信号切替部３１、Ａ／Ｄ変換部３２、第１保持部としてのフリップフロップ（本例では一例としてＤ型フリップフロップ）３３、第２保持部としてのフリップフロップ（本例では一例としてＤ型フリップフロップ）３４、レンジ制御部１５、第２信号切替部としての信号切替部１６、信号切替制御部１７および処理部１８を備えている。
【００８９】
信号切替部３１は、第１増幅信号Ｓ１および第２増幅信号Ｓ２を入力すると共にこの２つの増幅信号Ｓ１，Ｓ２を一定の切替周期（本例では、サンプリングクロックＣＫの周期）で切り替えて交互に出力する。Ａ／Ｄ変換部３２は、信号切替部３１から交互に出力される第１増幅信号Ｓ１および第２増幅信号Ｓ２を上記の切替周期（本例では、サンプリングクロックＣＫの周期）に同期してサンプリングすることにより、第１増幅信号Ｓ１の瞬時値を示す第１波形データＤｉ１および第２増幅信号Ｓ２の瞬時値を示す第２波形データＤｉ２を交互に生成して出力する。
【００９０】
フリップフロップ３３は、Ａ／Ｄ変換部３２からの出力を上記の切替周期の２倍の周期のクロックＣＫ２に同期して保持および出力することにより、第１波形データＤｉ１のみを出力する。フリップフロップ３４は、Ａ／Ｄ変換部３２からの出力をクロックＣＫ２に対して位相の反転したクロックＣＫ３（本例では、インバータ３５によって反転させられたクロックＣＫ２）に同期して保持および出力することにより、第２波形データＤｉ２のみを出力する。
【００９１】
信号切替部１６は、フリップフロップ３３から出力される第１波形データＤｉ１およびフリップフロップ３４から出力される第２波形データＤｉ２を入力すると共にこの２つの波形データＤｉ１，Ｄｉ２のうちの選択された一方の波形データを波形データＤｉとして出力する。
【００９２】
次に、波形測定装置１ｂ、電流測定装置ＣＭｂおよび電力測定装置ＰＭｂの動作について、図面を参照して説明する。なお、波形測定装置１ｂでは、波形測定装置１ａと相違する上記の信号切替部３１、Ａ／Ｄ変換部３２およびフリップフロップ３３，３４を備えた構成に基づいて、フリップフロップ３３が、波形測定装置１ａのＡ／Ｄ変換部１２から出力される第１波形データＤｉ１に相当する第１波形データＤｉ１をクロックＣＫ２に同期して出力し、フリップフロップ３４が、波形測定装置１ａのＡ／Ｄ変換部１４から出力される第２波形データＤｉ２に相当する第２波形データＤｉ２をクロックＣＫ３に同期して出力するという点と、処理部１８が、各フリップフロップ３３，３４から出力される各波形データＤｉ１，Ｄｉ２の周期に合わせて、クロックＣＫ２（またはクロックＣＫ３）の周期で第１瞬時値算出処理を実行して、アナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを算出する点とを除き、波形測定装置１ａと同じ他の構成要素（増幅部１１、増幅部１３、レンジ制御部１５、信号切替部１６、信号切替制御部１７および処理部１８）は、波形測定装置１ａの対応する構成要素と同様に動作する。
【００９３】
したがって、この波形測定装置１ｂによっても、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを正確に算出することができない可能性があるとき（Ａ／Ｄ変換部１２が第１増幅信号Ｓ１についての正確な第１波形データＤｉ１を出力していない可能性のあるとき）、具体的には、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間、切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続するまでの期間、およびレンジ制御部１５による増幅部１１に対するレンジ切替制御が開始された後に（レンジ切替制御が開始された時点から）新たなレンジ切替制御が開始されない状態が待機時間Ｔｗ２を継続するまでの期間の３つの期間のうちのいずれかの期間には、処理部１８は、増幅率の一定な増幅部１３から出力される第２増幅信号Ｓ２についての第２波形データＤｉ２を使用してアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを正確に算出し、この３つの期間以外の期間のときには、レンジ制御部１５によって自動的に適切な測定レンジにレンジ切り替えされた増幅部１１から出力される第１増幅信号Ｓ１についての第１波形データＤｉ１を使用してアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを高い精度で算出することができる。つまり、この波形測定装置１ｂによっても、アナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉに基づく測定レンジの自動切り替えを実行しつつ、アナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを連続して正確に算出することができる。
【００９４】
また、この波形測定装置１ｂを備えた電流測定装置ＣＭｂによれば、電流検出部２が、電路Ｌに流れる電流Ｉを検出すると共に、この電流Ｉの電流値に応じて電圧値が変化するアナログ信号Ｓｉを波形測定装置１ｂに出力することにより、電流Ｉの瞬時値を正確に測定することができるため、この瞬時値に基づいて電流Ｉの電流値（実効電流値Ｉｒｍｓ）および電流値の積算値を連続して正確に測定することができる。また、この電流測定装置ＣＭｂを備えた電力測定装置ＰＭｂによれば、電流測定装置ＣＭｂによって正確に測定された電流Ｉの電流値と、電圧測定装置ＶＭによって測定された電圧Ｖの電圧値とに基づいて、電路Ｌに供給されている電力値Ｐおよびこの電力値Ｐの積算値を連続して正確に測定することができる。
【００９５】
また、上記の波形測定装置１ａ，１ｂでは、レンジ制御部１５が第１波形データＤｉ１に基づいて増幅部１１に対するレンジ切替制御を自動的に実行する構成を採用しているが、この構成に代えて、オペレータによるマニュアル操作でレンジ切替制御を実行する構成を採用することもできる。この構成を採用した波形測定装置１ａ，１ｂでは、レンジ制御部１５は、オペレータから指定（設定）された測定レンジ（増幅部１３の増幅率よりも高い増幅率になる測定レンジ）に増幅部１１の測定レンジを固定する。これにより、この波形測定装置１ａ，１ｂの信号切替制御部１７は、第２信号選択処理６０は実行せずに、第１信号選択処理５０および信号切替処理７０のみを実行する構成にする。
【００９６】
なお、この構成のときには、信号切替制御部１７は、信号切替処理７０では、ステップ７３での処理が不要になるため、ステップ７１，７２，７４を実行する。この場合の信号切替制御部１７での処理は、第１信号選択処理５０に信号切替処理７０での処理を加えて１つの信号切替処理として、第２波形データＤｉ２を候補として選択しているとき（つまり、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間、および切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続するまでの期間のとき）には、信号切替部１６に対してこの第２波形データＤｉ２を波形データＤｉとして出力させ、第１波形データＤｉ１を候補として選択しているとき（上記の２つの期間以外の期間のとき）には、信号切替部１６に対してこの第１波形データＤｉ１を波形データＤｉとして出力させる。
【００９７】
したがって、この構成を採用した波形測定装置１ａ，１ｂによれば、第１波形データＤｉ１に基づいてアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを正確に算出することができない可能性があるとき（Ａ／Ｄ変換部１２が第１増幅信号Ｓ１についての正確な第１波形データＤｉ１を出力していない可能性のあるとき）、具体的には、第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値に達している期間、および切替閾値に達していた第１波形データＤｉ１の絶対値が切替閾値未満になった時点からこの切替閾値未満の状態が待機時間Ｔｗ１を継続するまでの期間のときは、処理部１８は、増幅率の一定な（増幅率の低い）増幅部１３から出力される第２増幅信号Ｓ２についての第２波形データＤｉ２を使用してアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを正確に算出し、この２つの期間以外の期間のときには、オペレータから指定された測定レンジ（増幅率の高い測定レンジ）にレンジ切り替えされた増幅部１１から出力される第１増幅信号Ｓ１についての第１波形データＤｉ１を使用してアナログ信号Ｓｉの瞬時値Ｖｓｉを高い精度で算出することができる。つまり、この構成を採用した波形測定装置１ａ，１ｂによれば、アナログ信号Ｓｉの瞬時値を連続して正確に算出することができる。
【００９８】
また、この構成を採用した波形測定装置１ａを備えた電流測定装置ＣＭａまたはこの構成を採用した波形測定装置１ｂを備えた電流測定装置ＣＭｂによれば、電流検出部２が、電路Ｌに流れる電流Ｉを検出すると共に、この電流Ｉの電流値に応じて電圧値が変化するアナログ信号Ｓｉを波形測定装置１ａ，１ｂに出力することにより、波形測定装置１ａ，１ｂにおいて電流Ｉの瞬時値を正確に測定することができるため、この瞬時値に基づいて電流Ｉの電流値（実効電流値Ｉｒｍｓ）および電流値の積算値を連続して正確に測定することができる。また、この電流測定装置ＣＭａを備えた電力測定装置ＰＭａまたはこの電流測定装置ＣＭｂを備えた電力測定装置ＰＭｂによれば、電流測定装置ＣＭａ，ＣＭｂによって正確に測定された電流Ｉの電流値と、電圧測定装置ＶＭによって測定された電圧Ｖの電圧値とに基づいて、電路Ｌに供給されている電力値Ｐおよびその電力値Ｐの積算値を連続して正確に測定することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１ａ，１ｂ  波形測定装置
２  電流検出部
１１，１３  増幅部
１２，１４，３２  Ａ／Ｄ変換部
１５  レンジ制御部
１６，３１  信号切替部
１７  信号切替制御部
１８  処理部
３３，３４  フリップフロップ
ＣＭａ，ＣＭｂ  電流測定装置
ＰＭａ，ＰＭｂ  電力測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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