(57)【要約】【課題】  測定の自動化とＩＳＯ−ＧＵＭに基づいた不確かさ評価の自動化が同時に可能な自動計測不確かさ評価装置、評価方法及び評価プログラムを得る。【解決手段】  制御装置に装備した制御プログラムによって動作工程を進めることによって測定の自動的に行うとともにＩＳＯ−ＧＵＭに基づいた不確かさを自動的に行うことを可能にした。具体的に、不確かさ評価の際に、測定対象、及び、測定対象の測定値に変化を与える環境条件を入力させ、入力された前記測定対象に応じて、測定系を選択し、直接測定量の測定を実行させる。その後、環境条件を検討し、直接測定量と、間接測定量と、補正量とが、それぞれ、有する不確かさ評価の結果を導くための基礎データ導出し、直接測定量と、間接測定量と、補正量と、を変数として組み立てられる測定対象の被測定量の測定の数学モデルを使って、被測定量の測定値の導出と、測定値の持つ不確かさ評価の結果の導出とを行う。【選択図】  図２
2005024533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象、及び、上記測定対象の測定値に変化を与える環境条件を入力させる入力部と、
上記入力部へ入力された前記測定対象に応じて、測定系を選択し、直接測定量の測定を実行させる制御部と、
上記環境条件を検討し、直接測定量と、間接測定量と、補正量とが、それぞれ、有する不確かさ評価の結果を導くための基礎データを導出し、
上記直接測定量と、上記間接測定量と、上記補正量と、を変数として組み立てられる測定対象の被測定量の測定の数学モデルを使って、上記被測定量の測定値の導出と、上記測定値の持つ不確かさ評価の結果の導出と、を行う評価部と、
を備えることを特徴とする不確かさ評価装置。
【請求項２】
上記評価部における上記基礎データの導出の過程で、上記測定の数学モデルを修正できることを特徴とする請求項１に記載の不確かさ評価装置。
【請求項３】
上記基礎データは、上記直接測定量、上記間接測定量、及び、上記補正量のそれぞれが持つ最確値の推定値、確率密度関数の推定形状、標準不確かさの推定値、有効自由度の推定値を含み、
上記評価部は、上記環境条件を踏まえて、上記最確値の推定値、上記確率密度関数の推定形状、上記標準不確かさの推定値、上記有効自由度の推定値を導出することを特徴とする請求項１または２に記載の不確かさ評価装置。
【請求項４】
上記評価部は、上記直接測定量、上記間接測定量、及び、上記補正量の、それぞれの、上記確率密度関数の推定形状、上記標準不確かさの推定値、及び、上記有効自由度の推定値をパラメータとして、計測の不確かさ評価の統計数学的取り扱いに関するＩＳＯ−ＧＵＭの一連の数学方程式に代入して、上記被測定量の測定値の最確値、統合標準不確かさ（または、合成標準不確かさ）、保証係数（または、包含係数）、拡張不確かさ、有効自由度を数値計算することを特徴とする請求項３に記載の不確かさ評価装置。
【請求項５】
上記不確かさ評価装置は、更に、表示部を含み、
上記表示部は、上記数値計算の結果に応じて、ＩＳＯ−ＧＵＭの記述に整合の取れた不確かさ評価の集計表、あるいは、校正証明書を表示することを特徴とする請求項４に記載の不確かさ評価装置。
【請求項６】
上記制御部は、外部プリンターを経由して、上記集計表、あるいは、上記校正証明書の印刷を行わせることを特徴とする請求項５に記載の不確かさ評価装置。
【請求項７】
上記入力部は、上記評価部の上記基礎データの導出の過程において、上記基礎データの初期値設定の無修正、一部修正、全面修正、あるいは、全面削除、あるいは一部情報等を入力させ、
上記評価部は、上記入力部からの入力を踏まえて、上記基礎データの導出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の不確かさ評価装置。
【請求項８】
上記制御部は、上記直接測定量の測定値に変化あるいは偏差を与える要因の数や影響の仕方を減少させて、上記測定値の持つ不確かさが可能な限り小さくなるように設計された測定操作を選択し、選択した測定操作によって上記の測定系に測定を実行させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の不確かさ評価装置。
【請求項９】
測定対象、及び、上記測定対象の測定値に変化を与える環境条件を入力させる入力工程と、
上記入力された前記測定対象に応じて、測定系を選択し、直接測定量の測定を実行させる測定工程と、
上記環境条件を検討し、直接測定量と、間接測定量と、補正量とが、それぞれ、有する不確かさ評価の結果を導くための基礎データを導出する基礎データ導出工程と、
上記直接測定量と、上記間接測定量と、上記補正量と、を変数として組み立てられる測定対象の被測定量の測定の数学モデルを使って、上記被測定量の測定値の導出と、上記測定値の持つ不確かさ評価の結果の導出と、を行う評価工程と、
を備えることを特徴とする不確かさ評価方法。
【請求項１０】
上記評価方法における上記基礎データの導出の過程で、上記測定の数学モデルを修正できることを特徴とする請求項９に記載の不確かさ評価方法。
【請求項１１】
上記基礎データは、上記直接測定量、上記間接測定量、及び、上記補正量のそれぞれが持つ最確値の推定値、確率密度関数の推定形状、標準不確かさの推定値、有効自由度の推定値を含み、
上記評価工程は、上記環境条件を踏まえて、上記最確値の推定値、上記確率密度関数の推定形状、上記標準不確かさの推定値、上記有効自由度の推定値を導出することを特徴とする請求項９または１０に記載の不確かさ評価方法。
【請求項１２】
上記評価工程は、上記直接測定量、上記間接測定量、及び、上記補正量の、それぞれの、上記確率密度関数の推定形状、上記標準不確かさの推定値、及び、上記有効自由度の推定値をパラメータとして、計測の不確かさ評価の統計数学的取り扱いに関するＩＳＯ−ＧＵＭの一連の数学方程式に代入して、上記被測定量の測定値の最確値、統合標準不確かさ（または、合成標準不確かさ）、保証係数（または、包含係数）、拡張不確かさ、有効自由度を数値計算することを特徴とする請求項１１に記載の不確かさ評価方法。
【請求項１３】
上記不確かさ評価方法は、更に、上記数値計算の結果に応じて、ＩＳＯ−ＧＵＭの記述に整合の取れた不確かさ評価の集計表、あるいは、校正証明書を表示する表示工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の不確かさ評価方法。
【請求項１４】
上記不確かさ評価方法は、更に、外部プリンターを経由して、上記集計表、あるいは、上記校正証明書の印刷を行わせる印刷工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の不確かさ評価方法。
【請求項１５】
上記基礎データ導出工程は、
上記基礎データの初期値設定の無修正、一部修正、全面修正、あるいは、全面削除、あるいは一部情報等を入力する、修正入力工程を、備え、
上記修正工程における入力を踏まえて、上記基礎データの導出することを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載の不確かさ評価方法。
【請求項１６】
上記測定工程は、上記直接測定量の測定値に変化あるいは偏差を与える要因の数や影響の仕方を減少させて、上記測定値の持つ不確かさが可能な限り小さくなるように設計された測定操作を選択し、選択した測定操作によって上記の測定系に測定を実行させることを特徴とする請求項９から１５のいずれかに記載の不確かさ評価方法。
【請求項１７】
測定対象、及び、上記測定対象の測定値に変化を与える環境条件を入力させる入力ステップと、
上記入力された前記測定対象に応じて、測定系を選択し、直接測定量の測定を実行させる測定ステップと、
上記環境条件を検討し、直接測定量と、間接測定量と、補正量とが、それぞれ、有する不確かさ評価の結果を導くための基礎データ導出する基礎データ導出ステップと、
上記直接測定量と、上記間接測定量と、上記補正量と、を変数として組み立てられる測定対象の被測定量の測定の数学モデルを使って、上記被測定量の測定値の導出と、上記測定値の持つ不確かさ評価の結果の導出と、を行う評価ステップと、
を備えることを特徴とする不確かさ評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、不確かさ評価装置に係り、更に、具体的には、測定対象とする被測定量の測定の結果から、不確かさの評価を行う機能を有する不確かさ評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  現在、世界各国には、計測器や標準器の校正を業とする校正事業所や、販売製品の試験を業とする試験事業所がある。また、その校正事業所や試験事業所（以下、この明細書において、校正事業所と試験事業所の両者を含めて、「認定事業所」と、称する）の行う校正や試験の能力を認定する試験所認定制度がある。【０００３】  各国の試験所認定制度では、認定機関が認定事業所の能力を認定する際に、認定を「可」とする条件として、認定事業所が「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １７０２５  Ｇｅｎｅｒａｌ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｃｏｍｐｅｔｅｎｃｅ  ｏｆ  ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（国際標準化機構／国際電気標準会議１７０２５試験事業所および校正事業所の能力に対する一般要求事項）」、あるいは、それに準拠した要求事項を満足していることが求められている。【０００４】  ＩＳＯ／ＩＥＣ  １７０２５要求事項あるいはそれに準じた要求事項の１つとして、認定事業所が校正や試験（以下、この明細書において、校正と試験とを含めて「測定」と称し、校正値と、試験結果とを含めて「測定値」と称することとする）を行う場合には、認定事業所等による測定値に加えて、測定値の不確かさを校正証明書等に明記すべきことが求められている。なお、ここで、測定値の不確かさを求める手続きを不確かさの評価という。【０００５】  また、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １７０２５要求事項では、不確かさ評価の背景にある統計数学的な処理をＩＳＯ−ＧＵＭ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ−Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ  ｉｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；国際標準化機構発行−計測における不確かさの表現についてのガイド）に示されている統計数学に基づいた処理手続きにしたがって行うことを推奨している。【０００６】  また、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １７０２５試験所認定制度が機能し始めた１９９０年代の初め以来、認定事業所のみならず、一般企業、大学、あるいは、研究機関においても、ある物理量の測定値を、公けの場で発表する際には、測定値の不確かさの評価はＩＳＯ−ＧＵＭに示された統計数学に基づいた処理に基づいて行うことが、世界共通に推奨されている。【０００７】  また、この統計数学に基づいた手続き処理を行うため、現在ＩＳＯ−ＧＵＭに示されている測定データの統計学的な扱いに基づいて計算を行うための計算機ソフトウェアが市販されている（非特許文献１参照）。【０００８】
【非特許文献１】  ＧＵＭ  Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈカタログ、米国ＱＵＡＭＥＴＥＣおよびデンマーク国Ｄａｎｉｓｈ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、Ｗｅｂ−Ｓｉｔｅ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｕａｍｅｔｅｃ．ｃｏｍ／ＧＵＭ  Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ．ｈｔｍ．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  しかし、ＩＳＯ−ＧＵＭに示されている統計数学に基づいた処理を行うことは、認定事業所等にとっては、高い人的能力と長い作業時間とを必要とする。このため、ＩＳＯ−ＧＵＭの推奨する統計数学に基づいた処理を取り入れた上での不確かさの評価は、人的にも経済的にも困難な作業である。【００１０】  特に、ＩＳＯ−ＧＵＭに示されている統計数学に基づいた処理手続きは、理解することが容易ではない。また、たとえＩＳＯ−ＧＵＭに示されている統計数学に基づいた処理手続きが理解できたとしても、その理解は統計数学のみについての理解であって、数学モデルの組み立て、各観測量の最確値の導出、確率密度関数形状の推定、標準不確かさの推定および自由度の推定等の大きな困難さに起因して、現実の物理量の測定に、上記の統計数学を適用する方法を見つけることは、容易ではない。【００１１】  上述したように、統計数学的な処理を行う種々の計算機ソフトウェアが開発されている。しかし、これらの計算機ソフトウェアは、測定データの統計数学的な処理のみに便宜を与えるもので、実際の物理量の測定に直接係りを持つように作られたものではない。従って、統計数学の理解が困難な状態においては、計算機ソフトウェアは存在していたとしても、適切な統計数学を行うための計算機ソフトウェアの選択や、その使用は、技術者や研究者にとって困難なものである。【００１２】  従って、本発明は、上記困難を解決し、認定事業所等における技術者や研究者等が統計数学に基づいた処理を取り入れた測定の不確かさの評価を、平易に実行することを可能にする不確かさ評価装置及び不確かさ評価方法並びに不確かさ評価プログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  この発明の不確かさ評価装置は、測定対象、及び、上記測定対象の測定値に変化を与える環境条件を入力させる入力部と、
上記入力部へ入力された前記測定対象に応じて、測定系を選択し、直接測定量の測定を実行させる制御部と、
上記環境条件を検討し、直接測定量と、間接測定量と、補正量とが、それぞれ、有する不確かさ評価の結果を導くための基礎データを導出し、
上記直接測定量と、上記間接測定量と、上記補正量と、を変数として組み立てられる測定対象の被測定量の測定の数学モデルを使って、上記被測定量の測定値の導出と、上記測定値の持つ不確かさ評価の結果の導出と、を行う評価部と、
を備えるものである。【００１４】  また、この発明において、自動不確かさ評価方法は、測定対象、及び、上記測定対象の測定値に変化を与える環境条件を入力させる入力工程と、
上記入力された前記測定対象に応じて、測定系を選択し、直接測定量の測定を実行させる測定工程と、
上記環境条件を検討し、直接測定量と、間接測定量と、補正量とが、それぞれ、有する不確かさ評価の結果を導くための基礎データ導出する基礎データ導出工程と、
上記直接測定量と、上記間接測定量と、上記補正量と、を変数として組み立てられる測定対象の被測定量の測定の数学モデルを使って、上記被測定量の測定値の導出と、上記測定値の持つ不確かさ評価の結果の導出と、を行う評価工程と、
を備えるものである。【００１５】  また、この発明の不確かさ評価プログラムは、測定対象、及び、上記測定対象の測定値に変化を与える環境条件を入力させる入力ステップと、
上記入力された前記測定対象に応じて、測定系を選択し、直接測定量の測定を実行させる測定ステップと、
上記環境条件を検討し、直接測定量と、間接測定量と、補正量とが、それぞれ、有する不確かさ評価の結果を導くための基礎データ導出する基礎データ導出ステップと、
上記直接測定量と、上記間接測定量と、上記補正量と、を変数として組み立てられる測定対象の被測定量の測定の数学モデルを使って、上記被測定量の測定値の導出と、上記測定値の持つ不確かさ評価の結果の導出と、を行う評価ステップと、
を備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】  以上説明したように、本発明では、不確かさ評価において、被測定量の測定と、不確かさ評価とを、自動的に行うことができる。これにより、煩雑で困難とされてきた不確かさ評価を伴う精密測定を、平易に、かつ迅速に行えるようにした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  以下、図１および図２を参照しながら、実施の形態の詳細を説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。【００１８】  図１は、本発明の自動計測不確かさ評価装置１００の説明するための概念図である。
図１に示すように、自動計測不確かさ評価装置１００は、測定系１１０と、測定系の動作を制御する制御系１２０とを含んで構成されている。【００１９】  また、測定系１１０は、被測定量が含まれる機器類２、その他の機器類４、制御機器類６、計測器類８を含んで構成される。
ここで、被測定量が含まれる機器類２には、測定の対象となる物理量が存在している。以下、この明細書においては、被測定量が含まれる機器類２を、被測定量２と称することとする。その他の機器類４とは、基準器等の補助機器類である。制御機器類６とは、制御系１２０からの制御信号を受けて被測定量２やその他の機器類４を動作状態に駆動するための機器類である。計測器類８は、制御系１２０からの制御信号を受けて被測定量２及びその他の機器類４から発せられる信号を測定し制御系１２０に測定結果を送る計測器類である。【００２０】  制御系１２０は、入力部１２、制御部１４、評価部１６、記録部１８、表示部２０を含んで構成される。また、通常は、制御系１２０として、これらすべてを含む、いわゆるパーソナル・コンピュータを使用する。【００２１】  制御系１２０において、入力部１２は、測定者からの入力信号を受け取る部分である。また、制御部１４は、入力部１２からの入力信号や、測定系１１０からの信号を受け取り、それに応じて、適宜、測定系１１０や、評価部１６、記録部１８、表示部２０等の動作を制御する信号を送る部分である。また、評価部１６は、測定系１１０からの測定結果や、入力部１２からの入力により、必要な統計処理を行い、不確かさの評価を行う部分である。また、記録部１８は、測定系１１０の測定結果や、入力部１２からの入力、あるいは、評価部１６による評価結果を記録する部分である。また、表示部２０は、記録部１６に記録されたデータを必要に応じて表示する部分である。【００２２】  制御系１２０として、パーソナル・コンピュータを使用する場合には、入力用のキーボードが入力部１２の役割を果たし、ＣＰＵが、制御部１４及び評価部１６の役割を果たす。また、メモリが、記録部１８の役割を果たし、モニター画面（ディスプレイ）が、表示部２０の役割を果たす。【００２３】  図２は、自動計測不確かさ評価装置１００の動作工程を説明するためのフロー図である。
測定者が入力部１２から、制御系１２０に動作開始の指令を入力する。（工程１）。動作開始の信号が入力されると、制御部１４は、表示部２０に、図面と文章とによって、自動計測不確かさ評価装置１００が目的とする測定の説明を表示する（工程２）。その説明にしたがって、測定者は、被測定量２、その他の機器類４、制御機器類６及び計測器類８を組み立て、測定系１１０の接続を行う。更に、測定系１１０の必要な信号線を、制御系１２０に接続する。測定者は、測定系１１０の組み立てと、信号線の接続に不都合がないことが確認した上で、入力部１２に、承諾信号を入力する（工程３）。【００２４】  制御部１４は、その承諾信号を受け取ると、表示部１８に被測定量２の大きさの範囲、使用計測器４のモデル番号、使用基準器８等のそれぞれの候補を表示する（工程４）。【００２５】  測定者は、表示された被測定量２の大きさの候補、使用計測器４のモデル番号の候補、あるいは、使用基準器８等の候補の中から、測定者の目的に適合する候補をそれぞれ選択し、入力部１２に、その選択を入力する（工程５）。【００２６】  制御部１４は、その選択信号を受け取ると、被測定量２の大きさの範囲、使用計測器のモデル番号、使用基準器８等を確定した上（工程６）で、表示部１８に、被測定量２の測定を記述する数学モデルを表示するとともに、各観測量の物理的な意味合いの定義の記述を表示する（工程７）。【００２７】  更に、制御部１４は、被測定量２および観測量に関連した管理情報（物品管理に必要な器物番号、日付、測定者の氏名、顧客名、データファイル名、温度、圧力などの環境条件など）の入力を、表示部１４に表示して要求する。測定者は、その表示部１４の指示に従って、必要な管理情報を、入力部１２から入力する（工程８）。【００２８】  制御部１４は、管理情報の入力を、順次受け取り、管理情報のデータを収集し、記録部１８に記録する（工程９）。【００２９】  必要な管理情報の入力が終了した後、測定者は、自動測定の開始指令を入力する（工程１０）。制御部１４は、この開始指令を受け取り、不確かさを可能な限り小さくするようにあらかじめ制御部１４内に書き込まれた測定手続き実行のプログラムにしたがって、測定系１１０に直接測定量の自動測定を実行させる（工程１１）。【００３０】  制御部１４は、自動測定実行中の計測器類８と交信して、被測定量２の最確値（最良推定値および測定値と同義語）の推定および不確かさの自動評価を行う上で必要となる直接測定量についての測定データを計測器類８から収集し、記録部１８に記録する（工程１２）。【００３１】  自動測定終了後、測定者は、補正量の検討開始指令を入力する。制御部１４は、この検討開始指令を受け取ると、表示部２０に、Ｎ個の補正量の一つずつについて、被測定量２の最確値の推定と、不確かさの評価とに必要データ（補正量の最確値の推定値、確率密度関数の推定形状、標準不確かさの推定値、及び、自由度の推定値）を表示する（工程１３−１〜工程１３−Ｎ）。また、この時、表示部２０では、必要な場合には、環境条件などについての情報（温度、圧力、経過時間など）の入力を求める（工程１３−１〜工程１３−Ｎ）。【００３２】  測定者は、Ｎ個の補正量ごとに、表示のデータを無修正で受け入れるか、無修正で受け入れることを前提に画面の指示に従って一部情報を書き込むか、一部修正を加えるか、全面修正を加えるか、あるいは、その補正量を全面削除するか、の中から１つを選択し、表示部２０の指示にしたがって、その入力を行う（工程１３−１〜工程１３−Ｎ）。その後、測定者は、不確かさ評価の数値計算指令を入力する（工程１４）【００３３】  このとき、制御部１４は、Ｎ個の補正量ごとに、順次不確かさの評価に必要なデータを収集する（工程１３−１〜工程１３−Ｎ）。【００３４】  Ｎ個の補正量すべてについて、測定者による入力作業（工程１３−１〜工程１３−Ｎ）と制御部１４によるデータ収集が終了して、測定者が、不確かさ評価の数値計算指令を入力する（工程１４）と、制御部１４は、評価部１６に、数値計算の指示信号を送る。評価部１６では、予め登録されたＩＳＯ−ＧＵＭに示された一連の数学方程式に、記録部１８に記録された直接測定量、間接測定量及びＮ個すべての補正量について収集されたデータを、入力データとして代入することによって、最終的に、被測定量の最確値、拡張不確かさ、有効自由度および保証係数をそれぞれ数値計算する（工程１６）。評価部１６内には、それらの数値計算の実行に必要な全てのプログラムが独自に組まれており、数値計算は自動的に行われる。【００３５】  数値計算終了後、制御部１４は、表示部２０に、数値計算結果を表示する。測定者は、表示部２０に表示された数値計算結果を確認し署名信号を入力する。この署名信号の入力を受けて、制御部１４は、直接測定量、間接測定量、全ての補正量について収集されたデータ、それらのデータを使った数値計算の結果、及び管理情報について収集されたデータを利用して、不確かさ評価の集計表および校正証明書を自動的に作成し、表示部２０に表示する。また、同時に、制御部１４は、プリンターを経由して、これらの印刷を指示する（工程１７）。【００３６】実施の形態．
図３は上記の実施の形態の具体的な実施例を示すブロック図である。
図３は、上記の自動不確かさ評価装置１００の一例として、抵抗自動計測不確かさ評価装置２００を示すものである。【００３７】  図３に示すように、抵抗自動計測不確かさ評価装置２００は、測定系２１０と、測定系の動作を制御する制御系２２０とを含んで構成されている。測定系２１０は、被測定量２として、抵抗を含む被測定抵抗器２Ａを含む。測定系１２０は、また、その他の機器類４として、基準抵抗器４Ａ、制御機器類６として、ＴＴＬ駆動スイッチ装置６Ａ、ＵＳＢ−ＧＰ−ＩＢインターフェース６Ｂ、ＵＳＢハブ６Ｃ、ＵＳＢ−Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｉ／Ｏインターフェース６Ｄ、計測器類８として、ディジタル・マルチメータ８ＡＡを含んで構成される。被測定抵抗器２Ａ、基準抵抗器４Ａ、ＴＴＬ駆動スイッチ装置６ＳＡ、ＵＳＢ−ＧＰ−ＩＢインターフェース６Ｂ、ＵＳＢハブ６Ｃ、ＵＳＢ−Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｉ／Ｏインターフェース６Ｄ、、ディジタル・マルチメータ８Ａは、それぞれ、ＧＰ−ＩＢコード、ＵＳＢコード、パラレルコード、リード線等で接続され、被測定抵抗器２の抵抗を測定する測定系２１０が構成される。【００３８】  測定系２１０を自動的に駆動し、併せて、不確かさの評価も自動的に行うための制御指令を出す制御系２２０として、周辺機器を含むパーソナル・コンピュータ（以下、単にコンピュータと呼ぶ）２２０Ａが用いられる。上述したように、パーソナル・コンピュータにおいて、入力用のキーボード１２Ａ及びマウス１２Ｂが入力部１２の役割を果たし、ＣＰＵが、制御部１４及び評価部１６の役割を果たす。また、メモリが、記録部１８の役割を果たし、モニター画面（ディスプレイ）２０Ａが、表示部２０の役割を果たし、これにより、制御系２２０が構成される。不確かさの評価を行う制御指令を出すためのソフトウェア・プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ  ２３０から、コンピュータ２２０Ａの制御部１４にインストールされる。このプログラムに基づいた、抵抗自動計測不確かさ評価装置２００の、動作工程を以下に示す。【００３９】  測定者が、まず、コンピュータ２２０Ａのソフトウェア・プログラムの開始指令を、入力部１２から入力する（図２の工程１に対応）。そのとき、コンピュータ２２０Ａのモニター画面２０Ａ上には、測定系２１０の配線図が表示される（図２の工程２に対応）。測定者は、測定系２１０の各機器類が表示された配線図どおりに接続があらかじめ行われていることを確認し、モニター画面２０Ａ上の指示に従い、キーボード１２Ａから、承諾信号を入力する（図２の工程３に対応）。【００４０】  上記の承諾信号が入力されると、制御部１４は、モニター画面２０Ａ上に、図４に示されるような画面を表示させる（図２の工程４に対応）。測定者は、モニター画面２０Ａの「Ｕｎｉｔ  ｔｏ  ｂｅ  Ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ選択窓」Ｃ１の中に、被測定抵抗器２Ａの公称値（この場合、公称１０オー厶の抵抗器の抵抗が被測定量なので、１０オームが選択されている）をマウス１２Ｂにより入力し、あらかじめ複数の候補が配列された中から基準抵抗器４Ａの公称値を、「Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ選択窓」Ｃ２を選択し、使用しているディジタル・マルチメータ８Ａのモデル番号を、「Ｍｅｔｈｏｄ選択窓」Ｃ３からを選択する。���の後、「Ｇｏ  Ｎｅｘｔ」Ｃ４をクリックして選択を終了する（図２の工程５に対応）。【００４１】  上記の記入と選択が終了すると、コンピュータ２２０Ａ内では被測定抵抗器（被測定量）２Ａの範囲、使用基準抵抗器４Ａ及び使用計測器８Ａが確定（図２の工程６に対応）し、制御部１４は，モニター画面２０Ａ上に、図５に示されるような画面を表示する（図２の工程７に対応）。図５において、「Ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ窓」Ｄ１内に示されている数学方程式が被測定抵抗器２Ａの抵抗値の測定の数学モデルである。同窓Ｄ１の下には、数学モデルを構成する数学方程式中の各項（被測定量と観測量）の持つ物理的な意味合いの定義がそれぞれの項ごとに記述されている。ここで、被測定抵抗器２Ａは、Ｒｕｕｔとして表示され、直接測定量は、Ｒｕｕｔｄｉｓｐ／Ｒｅｆｄｉｓｐ、間接測定量は、Ｒｒｅｆ、補正項
2005024533.tif 000003
【００４２】  測定者はＲｕｕｔの記述「ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｕｎｉｔ  ｕｎｄｅｒ  ｔｅｓｔ」Ｄ２上をマウス１２Ｂによりクリックする。これにより、制御部１４は、モニター画面２０Ａ上に、図６に示されるような画面を表示させる。この画面は、被測定抵抗器（その抵抗値が被測定量）２Ａ固有に関連した管理情報（測定日、器物の製作者、器物のシリアル番号、測定結果のデータファイル名、等々）を求めるもので、測定者はそれぞれの該当する「窓」Ｅ１〜Ｅ１３に、キーボード１２Ａあるいは、マウス１２Ｂを用いて、必要な書き込みを行う（図２の工程８の前半に対応）。書き込みが終わると、測定者は「Ｃｌｉｃｋ  ｔｏ  ｒｅｃｏｒｄ」Ｅ１４をクリックし、さらに「Ｂａｃｋ」Ｅ１５をクリックする。制御部１４は、モニター画面２０Ａは、図５に示すような画面に戻す。【００４３】  測定者は、図５中に示すようなＲｒｅｆの記述「ｖａｌｕｅ  ｏｆ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｒｅｓｉｓｔｏｒ  ａｔ  ｔｈｅ  ｌａｔｅｓｔ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ａｎ  ｕｐｓｔｒｅａｍ  ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ」Ｄ３上をクリックすると、モニター画面２０Ａ上に、図７に示される画面が表示される。この画面は基準抵抗器２Ａ（その抵抗値が間接測定量で、外部の校正機関によりその抵抗値は校正され、校正証明書が発行されている）固有に関連した記述を求めるもので、測定者はそれぞれの該当する「窓」Ｆ１〜Ｆ１５（「窓」Ｆ１６の記述は「窓」Ｆ１１とＦ１４への書き込みから自動的に書き込みが行われる）に必要な書き込みを行う（図２の工程８の後半に対応）。書き込みが終われば、測定者は、図６に示された画面上の操作と同様に、「Ｃｌｉｃｋ  ｔｏ  ｒｅｃｏｒｄ」Ｆ１７をクリックし、さらに「Ｂａｃｋ」Ｆ１８をクリックする。制御部１４は、モニター画面２０Ａを図５に示すような画面に戻すと、制御部１４は被測定量と間接測定量についての必要情報のデータ収集を終了する（図２の工程９に対応）。【００４４】  測定者は、図５に示す画面上の記述「ｒｅａｄｏｕｔ  ｏｆ  ＤＭＭ  ｆｏｒ  Ｒｕｕｔ  ＆Ｒｒｅｆ（Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ＆  Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ）」Ｄ９上をクリックし、被測定量の自動測定の開始を指令する（図２の工程１０に対応）。【００４５】  測定者によって自動測定の開始が指令されると、制御部１４は、測定回数、測定時間、測定間隔などの測定条件の設定について、モニター画面２０Ａに表示して、測定者に入力を求め、これに応じて測定者は、キーボード１２Ａ等から、必要な情報を入力する。このようなやり取りが、行われた後、あらかじめ制御部１４に書き込まれた制御プログラムにしたがって、被測定量の自動測定が行われる（図２の工程１１に対応）。【００４６】  自動測定が進行中には、制御部１４は、モニター画面２０Ａ上に、図８に示すような時間の経過とともに取得データの表示をしながら、直接測定量の測定データＧ１を収集し、自動測定の終了とともに、測定データの収集も終了する（図２の工程１２に対応）。測定終了後、測定者は「Ｂａｃｋ  ｔｏ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ」Ｇ２をクリックし、制御部１４は、これに応じて、モニター画面２０Ａを図５に示す画面に戻す。【００４７】  自動測定終了��、測定者は、各補正量の最確値の推定、確率密度関数の形状の推定、標準不確かさの推定および自由度の推定を行うための検討作業を順次行う。各補正量の検討作業の開始は、図５に示されるモニター画面上の各補正量の物理的な意味合いの定義の「記述」Ｄ４〜Ｄ８上を、マウス１２Ｂにより、クリックすることによって開始される。【００４８】
2005024533.tif 000004
順で行われる（図２の工程１３−１に対応）。【００４９】  図５に示す画面の「ｃｈａｎｇｅ  ｏｆ  Ｒｒｅｆ  ｓｉｎｃｅ  ｔｈｅ  ｌａｓｔ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｔｉｍｅ」Ｄ４上をクリックすると、モニター画面２０Ａ上には、図９に示すような画面が表示される。画面が表示されたときには、すでに、「窓」Ｈ１〜Ｈ１８にはデータとして必要とされる数値や記述の書き込みが自動的に行われている。組み込まれたプログラムにより、評価部１６において、あらかじめ、最適と考えられる標準不確かさの評価手順が行われ、その結果得られた最確値の推定値Ｈ１、確率密度関数の形状Ｈ６、標準不確かさＨ２、有効自由度Ｈ３、その他必要な数値Ｈ４、記述Ｈ５、記述Ｈ７が書き込まれているものである。それらの初期書き込みデータを得るための標準不確かさ導出の詳細は、別途、取り扱い説明書の中に記述されている。測定者が、取り扱い説明書の記述と併せて、初期設定に合意するのであれば、図９に示す画面中の「Ｃｌｉｃｋ  ｔｏ  Ｒｅｃｏｒｄ」Ｈ８をクリックする。これにより、初期設定のデータが補正量１に関連した必要データとして制御部１４によりに収集され、記録部１８に記録される。測定者自身が独自に標準不確かさの推定の作業を行い、その結果に基づいたデータを使いたい場合には、「窓」Ｈ１〜Ｈ７の数値、記述の一部あるいは全てを、測定者自身の評価に基づいた数値等に修正することが可能である。修正終了後、図９に示す画面中の、「Ｃｌｉｃｋ  ｔｏ  Ｒｅｃｏｒｄ」Ｈ８をクリックすることにより、修正されたデータが補正量１に関連した必要データとして、制御部１４によりに収集され、記録部１８に記録される。さらに、図９に示す画面の「Ｂａｃｋ」Ｈ８をクリックすると、制御部１４は、これに応じて、モニター画面２０Ａを、は図５に示すような画面に戻す。測定者は、次の補正量の検討に移る。そして、他の全ての補正量について同様の検討を行い、補正量の検討を終了する。【００５０】  図１０は数学モデル中の補正量Ｒｒｅｆｔｅｍｐの検討画面であり、モニター画面２０Ａにより、測定者に、補正量に固有の情報をの入力することを求めている例である。この画面の「窓」Ｊ２〜Ｊ７に、測定者は必要な数値を、キーボード１２Ａから入力すると、制御部１４は、評価部１６に、補正量の最確値Ｊ１および標準不確かさＪ８の計算を自動的に行わせ、その結果を、モニター画面２０Ａ上に自動的に表示させる。また、必要に応じて、記録部１８に、この結果を記録する。【００５１】  補正量によっては、初期値として書き込めない、すなわち、測定者しか知り得ない情報（測定中の周囲温度、気圧、湿度、基準抵抗の温度係数等）の書き込みを求められる場合もある。【００５２】  測定者が行う測定において、もし図５に示すようなモニター画面２０Ａ上の数学モデルＤ１の中に、測定者が行う測定では必要のない補正項があれば、その補正項に対応する窓「ｉｇｎｏｒｅ」あるいは「ｂｅ  ｎ．ａ．」Ｄ１１をクリックすることにより、その補正項を数学モデルＤ１の中から消去することができる。【００５３】  被測定対象を換えながら、同一の測定が繰り返し行われる測定において、間接測定量の管理情報や補正量のすべての数値を同一に保ちたい場��、測定者は、５に示すモニター画面２０Ａ上で、それぞれの間接測定量や補正量に対応する窓「ａｓ  ｐｒｅｖｉｏｕｓ」Ｄ１２をクリックする。これにより、制御部１４は、次回の測定からは、測定のたびに上記のような記述や数値の入力操作を求めないようにする。【００５４】  全ての補正量の検討が終わると、図５に示すモニター画面２０Ａ上の記述「１，ｗｉｔｈ  ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ（ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ  ｂｕｄｇｅｔ  ｔａｂｌｅ  ｄｉｓｐｌａｙｅｄ）Ｄ１０をクリックする（図２の工程１４に対応）。これにより、制御部１４は、評価部１６に、ＩＳＯ−ＧＵＭに示された一連の数学方程式に上記の工程までに収集されたデータを代入して、最終的に、被測定量（図３の被測定抵抗器２Ａの抵抗値）の測定値（最確値）、測定値の拡張不確かさ、有効自由度および保証係数（包含係数と同義語）の数値計算を行わせる。また、制御部１４は、この計算結果を、モニター画面２０Ａ上に表示させる（図２の工程１５に対応）。この画面上には、測定を行った日付と測定者の氏名の書き込みを求める窓がある。測定者は、結果を確認した上で、必要なデータを書き込むことによって、不確かさ評価の集計表と校正証明書の印刷が可能となる（図２の工程１６に対応）。また、このデータは、必要に応じて、記録部１８に記録される。【００５５】  最終工程（図２の工程１７に対応）として、測定者は、モニター画面２０Ａ上の表示に応じて、キーボード１２Ａ等から必要な入力を行う。制御部１４は、不確かさ評価の集計表と校正証明書を、モニター画面２０Ａ上へ表示し、同時に、外部プリンターへの印刷信号を送る。外部プリンターから、この集計表等が印刷される。【００５６】  図１１に、印刷された不確かさ評価の集積表の１例を示す。また、図１２に印刷された校正証明書の１例を示す。【００５７】  以上説明したように、この実施の形態によれば、抵抗自動計測不確かさ評価装置２００は、測定を自動的に行う機能と、不確かさ評価を自動的に行う機能と、を有する。これにより、難解な、数学モデルの理解等をすることなく、困難な不確かさ評価を伴う精密測定を、極めて平易に行うことができる。【００５８】  また、この実施の形態によれば、ＩＳＯ−ＧＵＭに基づく不確かさ評価法を実際の測定に適用する際に、数学モデルを作る作業を行う必要がない。従って、数学モデルの理解を要さず、容易に、短時間で、ＩＳＯ−ＧＵＭに基づく不確かさの評価を行うことができる。【００５９】  また、この実施の形態によれば、自動計測不確かさ評価装置が設定した測定と、測定者が目的とする測定とが一致する場合には、測定者は関連の機器を単に接続するだけで、最も不確かさの小さい測定を実現できるようにした。従って、複雑な処理を必要とせず、容易に、かつ適切に不確かさの評価を行うことができる。【００６０】  また、この実施の形態によれば、自動計測不確かさ評価装置が示す数学モデルが固定的なものではなく、修正が可能であるようにした。したがって、測定者の測定環境や測定条件の違いがあっても最適に対応することができる。【００６１】  また、この実施の形態によれば、ＩＳＯ−ＧＵＭに基づく不確かさ評価法を実際の測定に適用する際に、各観測量の最確値の推定、確率密度関数の形状の推定、標準不確かさの推定、自由度の推定を、測定者が独自で行うことなく、単純な入力により、自動的に行うことができる。従って、容易かつ迅速に、適切な不確かさの評価を行うことができる。【００６２】  また、この実施の形態によれば、測定者がＩＳＯ−ＧＵＭに示された数学方程式にしたがって、被測定量の測定値、拡張不確かさ、保証係数（包含係数と同義語）および有効自由度を導出する必要がない。従って、ＩＳＯ−１７０２５試験事業所および校正事業所の能力に対する一般要求事項を満足する不確かさ評価集計表と校正証明書を、容易かつ迅速に作成することができる。【００６３】  なお、この発明において、記録部１８への記録は、この実施の形態において説明した場合だけでなく、必要に応じて、必要な記録を行うものであればよい。また、不確かさ評価における計算を評価部１６で行い、評価部１６への評価や、モニター画面２０Ａへの表示は、制御部１４に制御される場合について説明した。しかし、この発明において、不確かさの評価を行う部所や、制御信号を送信する部所等の分け方は、このような場合に限るものではない。【００６４】  また、この実施の形態においては、被測定抵抗器２Ａの抵抗値を測定し、不確かさの評価を行う場合について説明した。しかし、この発明においては、抵抗値の測定に限るものではなく、その他、さまざまな物理量の測定及び不確かさ評価に用いることができる。その場合にも、必要な計測器等を用意し、この計測器等を含む測定系１１０と、上述したような制御系１２０とを接続することにより、自動不確かさ計測装置１００を構成すればよい。【００６５】  その他の部分においても、この発明は、実施の形態に説明したものに限るものではなく、この発明の範囲内で、さまざまな場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】  本発明の実施の形態を示す自動計測不確かさ評価装置の構成ブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態を示す自動計測不確かさ評価装置の動作工程図である。
【図３】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の構成ブロック図である。
【図４】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の測定の範囲の候補、使用測定器の候補および使用基準器の候補を表示しているコンピュータ画面である。
【図５】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の被測定量の測定の数学モデルおよび観測量の物理的な意味の定義を記述を表示しているコンピュータ画面である。
【図６】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の被測定量Ｒｕｕｔの管理情報の書き入れを求めているコンピュータ画面である。
【図７】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の間接測定量Ｒｒｅｆの管理情報の書き入れを求めているコンピュータ画面である。
【図８】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の直接測定量Ｒｕｕｔｄｉｓｐ／Ｒｒｅｆｄｉｓｐの自動測定の進行状況をモニターしている様子を示すコンピュータ画面である。
【図９】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の補正量Ｒｒｅｆｔｉｍｅの検討を求めているコンピュータ画面である。
【図１０】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の補正量Ｒｒｅｆｔｅｍｐの検討を求めているコンピュータ画面である。
【図１１】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の不確かさ評価結果を表す不確かさ評価の集計表の１例である。
【図１２】  本発明の実施の形態の実施例１を示す抵抗の自動計測不確かさ評価装置の不確かさ評価の結果を表す校正証明書の１例である。
【符号の説明】
【００６７】１００  自動計測不確かさ評価装置
１１０  測定系
１２０  制御系
２  被測定量
４  その他の機器類
６  制御機器類
８  計測器類
１２  入力部
１４  制御部
１６  評価部
１８  記録部
２０  表示部
２００  抵抗自動計測不確かさ評価装置
２１０Ａ  測定系
２２０Ａ  コンピュータ
２Ａ  被測定抵抗器
４Ａ  基準抵抗器
６Ａ  ＴＴＬ駆動スイッチ装置
６Ｂ  ＵＳＢ−ＧＰ−ＩＢ  インターフェース
６Ｃ  ＵＳＢ  ハブ
６Ｄ  ＵＳＢ−Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｉ／Ｏ  インターフェース
８Ａ  ディジタル・マルチメータ
２２０Ａ  コンピュータ
１２Ａ  キーボード
１２Ｂ  マウス
２０Ａ  モニター画面
【図１】
2005024533.tif 000005
【図２】
2005024533.tif 000006
【図３】
2005024533.tif 000007
【図４】
2005024533.tif 000008
【図５】
2005024533.tif 000009
【図６】
2005024533.tif 000010
【図７】
2005024533.tif 000011
【図８】
2005024533.tif 000012
【図９】
2005024533.tif 000013
【図１０】
2005024533.tif 000014
【図１１】
2005024533.tif 000015
【図１２】
2005024533.tif 000016