(57)【要約】【課題】ゼロクロスを信号のサンプリングの基準に用いる電気量の計測および解析において、電気量の周波数変動があっても電気量の実効値を確定する技術を提供する。【解決手段】計測装置１０は、信号のゼロクロス点（立上がり）を検出し、その検出されたゼロクロス点に基づいて、信号の周波数を確定する。計測装置１０は、その検出された周波数に追従して、フィルタ１７による立上がりの採択域を変化させる。採択域を可変とすることによって、周波数変動に追従して電気量の実効値を確定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定信号の瞬時値データをサンプリングするサンプリング回路と、
前記サンプリング回路によってサンプリングされた前記瞬時値データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記被測定信号の立上がりにおけるゼロクロス点を検出する立上がり検出回路と、
前記立上がり検出回路が検出した前記ゼロクロス点の中から、前記瞬時値データのサンプリング期間の基準として用いられるゼロクロス点を採択するための時間帯である採択域を設定するフィルタと、
前記ゼロクロス点に基づいて前記被測定信号の周波数を検出して、検出された周波数に基づいて前記フィルタの前記採択域を変化させる採択域設定回路と、
前記フィルタの前記採択域によって採択された前記ゼロクロス点を基準とする単位期間の間に前記Ａ／Ｄ変換回路から出力された前記デジタルデータに基づいて、前記被測定信号の実効値を演算する実効値演算回路とを備える、計測装置。
【請求項２】
前記採択域設定回路は、前記被測定信号のピーク値を監視することによって、同じピーク値が継続される前記ゼロクロス点の回数をカウントして、その後に前記フィルタによって前記ゼロクロス点が採択されたときには、前回採択されたゼロクロス点から今回採択されたゼロクロス点までの時間間隔を、前記同じピーク値が継続される前記ゼロクロス点のカウント回数分の周期として演算し、当該周期に基づいて前記被測定信号の周波数を演算する、請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記採択域設定回路は、前記フィルタによって前記ゼロクロス点が採択されてから所定の期間が経過するまでの間に前記ゼロクロス点が検出されなかった場合には、直前に確定された前記被測定信号の周波数に基づいて前記被測定信号の周波数を強制的に確定する強制更新を実行し、前記所定の期間の間にゼロクロス点が検出された場合には、前記強制更新を延期する、請求項１に記載の計測装置。
【請求項４】
前記採択域設定回路は、直前に検出された周波数が所定範囲の下限未満である場合には、前記立上がり検出回路において最初に検出されたゼロクロス点が前記採択域外であっても、当該ゼロクロス点を採択して前記被測定信号の周波数を検出する、請求項１に記載の計測装置。
【請求項５】
前記採択域設定回路は、採択された前記ゼロクロス点の間隔が所定値よりも小さい場合には、算出された周波数を補正する、請求項１に記載の計測装置。
【請求項６】
前記採択域設定回路は、前記被測定信号の周波数の変化を監視して、直前に算出された周波数と今回算出された周波数との間の変化幅が所定の範囲内となるように、前記今回算出された周波数を制限する、請求項１に記載の計測装置。
【請求項７】
被測定信号の瞬時値データをサンプリングするステップと、
サンプリングされた前記瞬時値データをデジタルデータに変換するステップと、
前記被測定信号の立上がりにおけるゼロクロス点を検出するステップと、
検出されたゼロクロス点の中から前記瞬時値データのサンプリング期間の基準として用いられるゼロクロス点を採択するための時間帯である採択域を設定するステップと、
前記ゼロクロス点に基づいて前記被測定信号の周波数を検出して、検出された周波数に基づいて前記採択域を変化させるステップと、
前記採択域によって採択された前記ゼロクロス点を基準とする単位期間の間に生成された前記デジタルデータに基づいて、前記被測定信号の実効値を演算するステップとを備える、計測方法。
【請求項８】
前記被測定信号のピーク値を監視することによって、同じピーク値が継続される前記ゼロクロス点の回数をカウントするステップと、
前回採択されたゼロクロス点から今回採択されたゼロクロス点までの時間間隔を、前記同じピーク値が継続される前記ゼロクロス点のカウント回数分の周期として演算し、当該周期に基づいて前記被測定信号の周波数を演算するステップとをさらに備える、請求項７に記載の計測方法。
【請求項９】
前記ゼロクロス点が採択されてから所定の期間が経過するまでの間に前記ゼロクロス点が検出されなかった場合には、直前に確定された前記被測定信号の周波数に基づいて前記被測定信号の周波数を強制的に確定する強制更新を実行するステップと、
前記所定の期間の間にゼロクロス点が検出された場合には、前記強制更新を延期するステップとをさらに備える、請求項７に記載の計測方法。
【請求項１０】
直前に検出された周波数が所定範囲の下限未満である場合には、次に最初に検出されたゼロクロス点が前記採択域外であっても、当該ゼロクロス点を採択して前記被測定信号の周波数を検出するステップをさらに備える、請求項７に記載の計測方法。
【請求項１１】
採択された前記ゼロクロス点の間隔が所定値よりも小さい場合には、算出された周波数を補正するステップをさらに備える、請求項７に記載の計測方法。
【請求項１２】
前記被測定信号の周波数の変化を監視して、直前に算出された周波数と今回算出された周波数との間の変化幅が所定の範囲内となるように、前記今回算出された周波数を制限するステップをさらに備える、請求項７に記載の計測方法。
【請求項１３】
解析対象信号の瞬時値データをサンプリングするサンプリング回路と、
前記サンプリング回路によってサンプリングされた前記瞬時値データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記解析対象信号の立上がりにおけるゼロクロス点を検出する立上がり検出回路と、
前記立上がり検出回路が検出した前記ゼロクロス点の中から前記瞬時値データのサンプリング期間の基準として用いられるゼロクロス点を採択するための時間帯である採択域を設定するフィルタと、
前記ゼロクロス点に基づいて前記解析対象信号の周波数を検出して、検出された周波数に基づいて前記フィルタの前記採択域を変化させる採択域設定回路と、
前記フィルタの前記採択域によって採択された前記ゼロクロス点を基準とする単位期間の間に前記Ａ／Ｄ変換回路から出力された前記デジタルデータに基づいて、前記解析対象信号の実効値を演算する実効値演算回路とを備える、解析装置。
【請求項１４】
解析装置による解析対象信号の実効値の解析方法であって、
解析対象信号の瞬時値データをサンプリングするステップと、
サンプリングされた前記瞬時値データをデジタルデータに変換するステップと、
前記解析対象信号の立上がりにおけるゼロクロス点を検出するステップと、
検出されたゼロクロス点の中から前記瞬時値データのサンプリング期間の基準として用いられるゼロクロス点を採択するための時間帯である採択域を設定するステップと、
前記ゼロクロス点に基づいて前記解析対象信号の周波数を検出して、検出された周波数に基づいて前記採択域を変化させるステップと、
前記採択域によって採択された前記ゼロクロス点を基準とする単位期間の間に生成された前記デジタルデータに基づいて、前記解析対象信号の実効値を演算するステップとを備える、解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流の電気量の計測および解析に関し、特に、デジタル計測および電磁解析において、交流の実効値を確定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、交流の電圧あるいは電流の実効値をデジタル計測によって確定するために単一の周波数を有する正弦波を対象とした方法が採用されている。この方法は、波形をサンプリングして得られる瞬時値のデータを演算することにより、実効値を確定する方法である。
【０００３】
しかしながら、たとえば電力系統の配電線を流れる交流の電気量（電圧、電流など）は、基本波に高調波が重畳されている、あるいは、配電線に非線形の電流が流れるといった理由から、いわば正弦波から崩れた波形を有することが多い。このため現状では正確な実効値は把握されていない。
【０００４】
実効値を便宜的に求める方法としては、たとえば以下に示す方法が挙げられる。第１の方法は、正弦波を対象として、各時点における電気量の大きさを瞬時値データとしてサンプリングし、対象とする正弦波の１周期の間にサンプリングによって得られる瞬時値データを集約して演算して瞬時値を算出する方法である。たとえば特許文献１（特開２００５−１４８０２８号公報）および特許文献２（特開平９−３１８６７８号公報）は、交流信号から商用周波数付近の基本波成分をのみを抽出して、実効値を確定する方法を開示している。また、特許文献３（特開平１０−１７０５５６号公報）は、直流成分を排除することにより単一の周波数成分の実効値を確定する方法を開示している。
【０００５】
第２の方法は、サンプリングデータから、正弦波のゼロクロス時点を検出して、そのゼロクロス時点を基準とする半周期または１周期を単位として、サンプリングデータを集約および演算する方法である。たとえば特許文献４（特開平６−３０８１６７号公報）は、被測定入力信号を矩形波に整形し、その矩形波によってゼロクロスを発生させることにより、サンプリングを行なう方法を開示する。
【０００６】
一方で、歪波の実効値を確定する方法としては、交流波形から基本波成分を抽出して実効値を演算した後に、歪波としての実効値を確定する方法がある。歪波あるいは非対称波が三角波、方形波といったように正弦波からの変換係数が既知なものであれば、フィルタ等によって基本波成分を抽出して、その基本波成分の実効値を確定し、次に、その既知の変換係数を基本波成分の実効値に乗じることで歪波の実効値を確定するという方法が用いられる。あるいは、基本波に高調波成分が重畳している場合には、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いて高調波成分を分離、抽出して、周波数成分ごとにサンプリングおよび実効値の演算を行ない、最後に周波数成分ごとの実効値を合成して、全体としての実効値を確定する方法が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４８０２８号公報
【特許文献２】特開平９−３１８６７８号公報
【特許文献３】特開平１０−１７０５５６号公報
【特許文献４】特開平６−３０８１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
単一の周波数成分のみを考慮する方法では、基本波成分以外の他の周波数成分が混ざる波形に対して実効値を算出した場合に、誤差が生じる可能性あるいは演算が不安定になる可能性がある。
【０００９】
また、変換係数を用いて歪波の実効値を算出する方法の場合には、その歪波が、三角波あるいは方形波といった、変換係数が既知のものでなければならない。したがって、歪波の波形が想定外のものである場合には、この方法は使用できない。
【００１０】
また、ゼロクロスを検出してサンプリングを行なう方法では、ノイズ成分あるいは電気量の過渡的な変動によるゼロクロス（波形の立ち上がり）を誤って採択した場合に、計測された実効値が実態と乖離する（すなわち計測誤差が発生する）おそれがある。
【００１１】
ゼロクロスを正しく採択するための方法として、ゼロクロスの採択および棄却のための時間帯をフィルタにより設定するといった方法がある。しかしながら、これまでの方法によれば、ゼロクロスを採択すべき時間帯は、基本波成分の周波数に従って固定されていた。このため、基本波成分以外の他の周波数成分が混ざった波形では、本来棄却されるべきゼロクロスが採択されたり、逆に、本来採択されるべきゼロクロスが棄却されたりする可能性があった。したがって、測定あるいは電磁解析シミュレーションにより得られる実効値が実態と乖離する可能性があった。
【００１２】
本発明の目的は、ゼロクロスを信号のサンプリングの基準に用いる電気量の計測および解析において、電気量の周波数変動があっても電気量の実効値を確定する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のある局面に係る計測装置は、被測定信号の瞬時値データをサンプリングするサンプリング回路と、サンプリング回路によってサンプリングされた瞬時値データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路と、被測定信号の立上がりにおけるゼロクロス点を検出する立上がり検出回路と、立上がり検出回路が検出したゼロクロス点の中から、瞬時値データのサンプリング期間の基準として用いられるゼロクロス点を採択するための時間帯である採択域を設定するフィルタと、ゼロクロス点に基づいて被測定信号の周波数を検出して、検出された周波数に基づいてフィルタの採択域を変化させる採択域設定回路と、フィルタの採択域によって採択されたゼロクロス点を基準とする単位期間の間にＡ／Ｄ変換回路から出力されたデジタルデータに基づいて、被測定信号の実効値を演算する実効値演算回路とを備える。
【００１４】
好ましくは、採択域設定回路は、被測定信号のピーク値を監視することによって、同じピーク値が継続されるゼロクロス点の回数をカウントする。採択域設定回路は、その後に採択域によってゼロクロス点が採択されたときには、前回採択されたゼロクロス点から今回採択されたゼロクロス点までの時間間隔を、同じピーク値が継続されるゼロクロス点のカウント回数分の周期として演算し、当該周期に基づいて被測定信号の周波数を演算する。
【００１５】
好ましくは、採択域設定回路は、フィルタによってゼロクロス点が採択されてから所定の期間が経過するまでの間にゼロクロス点が検出されなかった場合には、直前に確定された被測定信号の周波数に基づいて被測定信号の周波数を強制的に確定する強制更新を実行し、所定の期間の間にゼロクロス点が検出された場合には、強制更新を延期する。
【００１６】
好ましくは、採択域設定回路は、直前に検出された周波数が所定範囲の下限未満である場合には、立上がり検出回路において最初に検出されたゼロクロス点が採択域外であっても、当該ゼロクロス点を採択して被測定信号の周波数を検出する。
【００１７】
好ましくは、採択域設定回路は、採択されたゼロクロス点の間隔が所定値よりも小さい場合には、算出された周波数を補正する。
【００１８】
好ましくは、採択域設定回路は、被測定信号の周波数の変化を監視して、直前に算出された周波数と今回算出された周波数との間の変化幅が所定の範囲内となるように、今回算出された周波数を制限する。
【００１９】
本発明の他の局面に係る計測方法は、被測定信号の瞬時値データをサンプリングするステップと、サンプリングされた瞬時値データをデジタルデータに変換するステップと、被測定信号の立上がりにおけるゼロクロス点を検出するステップと、検出されたゼロクロス点の中から瞬時値データのサンプリング期間の基準として用いられるゼロクロス点を採択するための時間帯である採択域を設定するステップと、ゼロクロス点に基づいて被測定信号の周波数を検出して、検出された周波数に基づいて採択域を変化させるステップと、採択域によって採択されたゼロクロス点を基準とする単位期間の間に生成されたデジタルデータに基づいて、被測定信号の実効値を演算するステップとを備える。
【００２０】
好ましくは、計測方法は、被測定信号のピーク値を監視することによって、同じピーク値が継続されるゼロクロス点の回数をカウントするステップと、前回採択されたゼロクロス点から今回採択されたゼロクロス点までの時間間隔を、同じピーク値が継続されるゼロクロス点のカウント回数分の周期として演算し、当該周期に基づいて測定信号の周波数を演算するステップとをさらに備える。
【００２１】
好ましくは、計測方法は、ゼロクロス点が採択されてから所定の期間が経過するまでの間にゼロクロス点が検出されなかった場合には、直前に確定された被測定信号の周波数に基づいて被測定信号の周波数を強制的に確定する強制更新を実行するステップと、所定の期間の間にゼロクロス点が検出された場合には、強制更新を延期するステップとをさらに備える。
【００２２】
好ましくは、計測方法は、直前に検出された周波数が所定範囲の下限未満である場合には、次に最初に検出されたゼロクロス点が採択域外であっても、当該ゼロクロス点を採択して被測定信号の周波数を検出するステップをさらに備える。
【００２３】
好ましくは、計測方法は、採択されたゼロクロス点の間隔が所定値よりも小さい場合には、算出された周波数を補正するステップをさらに備える。
【００２４】
好ましくは、計測方法は、被測定信号の周波数の変化を監視して、直前に算出された周波数と今回算出された周波数との間の変化幅が所定の範囲内となるように、今回算出された周波数を制限するステップをさらに備える。
【００２５】
本発明のさらに他の局面に係る解析装置は、解析対象信号の瞬時値データをサンプリングするサンプリング回路と、サンプリング回路によってサンプリングされた瞬時値データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路と、解析対象信号の立上がりにおけるゼロクロス点を検出する立上がり検出回路と、立上がり検出回路が検出したゼロクロス点の中から瞬時値データのサンプリング期間の基準として用いられるゼロクロス点を採択するための時間帯である採択域を設定するフィルタと、ゼロクロス点に基づいて解析対象信号の周波数を検出して、検出された周波数に基づいてフィルタの採択域を変化させる採択域設定回路と、フィルタの採択域によって採択されたゼロクロス点を基準とする単位期間の間にＡ／Ｄ変換回路から出力されたデジタルデータに基づいて、解析対象信号の実効値を演算する実効値演算回路とを備える。
【００２６】
本発明のさらに他の局面に係る解析方法は、解析装置による解析対象信号の実効値の解析方法であって、解析対象信号の瞬時値データをサンプリングするステップと、サンプリングされた瞬時値データをデジタルデータに変換するステップと、解析対象信号の立上がりにおけるゼロクロス点を検出するステップと、検出されたゼロクロス点の中から瞬時値データのサンプリング期間の基準として用いられるゼロクロス点を採択するための時間帯である採択域を設定するステップと、ゼロクロス点に基づいて解析対象信号の周波数を検出して、検出された周波数に基づいて採択域を変化させるステップと、採択域によって採択されたゼロクロス点を基準とする単位期間の間に生成されたデジタルデータに基づいて、解析対象信号の実効値を演算するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ゼロクロス点を信号のサンプリングの基準に用いる電気量の計測および解析において、電気量の周波数変動があっても電気量の実効値を確定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る計測装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示した採択域設定回路により実行される採択域の設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２に示されるフローチャートに続く処理を示したフローチャートである。
【図４】図３に示された周波数の妥当性の判定処理（ステップＳ１７）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図５】図３に示された周波数補正処理（ステップＳ１８Ｂ）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図６】図３に示されたパラメータ／フラグ更新処理（ステップＳ１９）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図７】採択域を固定した場合の計測を説明するための被測定信号の波形図である。
【図８】本発明の実施の形態１による計測の一例を示した波形図である。
【図９】図８に示す波形の代表的な点における処理の流れを図２および図３に基づいて説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態１による計測の他の例を示した波形図である。
【図１１】図１０に示す波形の代表的な点における処理の流れを図２および図３に基づいて説明する図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る電磁解析装置の概略構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない。
【００３０】
［実施の形態１］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る計測装置の概略構成を示したブロック図である。図１を参照して、計測装置１０は、入力回路１１と、サンプリング回路１２と、Ａ／Ｄ変換回路１３と、演算回路１４と、出力回路１５とを備える。
【００３１】
図１に示した構成は、たとえばＣＰＵ、ＤＳＰ、メモリ等のハードウェア、あるいは、ＣＰＵ、ＤＳＰ等で実行されるソフトウェア、または、ハードウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせ等によって実現可能である。したがって、図１に示した構成を実現するための手段は特に限定されるものではない。
【００３２】
入力回路１１には、交流電圧などの被測定信号が入力される。サンプリング回路１２は、基準時点から被測定信号をサンプリングすることで被測定信号の瞬時値データを取得する。この実施の形態ではサンプリング周波数は適切な周波数に固定されるものとする。
【００３３】
サンプリング回路１２によってサンプリングされたデータは、Ａ／Ｄ変換回路１３においてデジタルデータに変換されて、演算回路１４に入力される。演算回路１４は、被測定信号の１周期の間にサンプリングによって得られるデジタルデータを集約して演算することにより、交流電圧の実効値を算出する。実効値の算出方法は、公知の様々な手法を適用できるのでここでは詳細な説明を繰り返さないが、たとえば、デジタルデータの二乗値を合計して、その合計値の平方根を実効値とする方法が用いられる。演算回路１４によって算出された実効値は出力回路１５を通じて出力される。
【００３４】
演算回路１４は、立上がり検出回路１６と、フィルタ１７と、採択域設定回路１８と、実効値演算回路１９とを備える。立上がり検出回路１６は、Ａ／Ｄ変換回路１３から出力された被測定信号のデータ（デジタルデータ）に基づいて、その被測定信号（入力波形）の立上がりにおけるゼロクロス点を検出する。以後、被測定信号の立上がりのゼロクロス点を単に「立上がり」あるいは「ゼロクロス点」と呼ぶ場合もある。
【００３５】
フィルタ１７は、採択域を設定する。採択域とは、立上がり検出回路１６によって検出されたゼロクロス点のうち、サンプリング期間の基準として採択すべきゼロクロス点を設定するための時間帯である。すなわち採択域内の立上がりがサンプリング期間の基準として用いられる。
【００３６】
採択域設定回路１８は、立上がり検出回路１６で検出された立上がりに基づいて、被測定信号の周波数を検出するとともに、その検出された周波数に基づいてフィルタ１７の採択域の幅を変化させる。被測定信号の周波数が高くなるほど採択域の幅が小さくなり、周波数が低くなるほど採択域の幅が大きくなる。採択域において立上がりが検出された場合には、その立上がりは、サンプリングの基準時点として採択される。一方、採択域外の立上がりはフィルタ１７によって棄却される。
【００３７】
採択域設定回路１８は、被測定信号のピーク値を監視して、ピーク値を継続したゼロクロス点の発生回数を検出する。採択域設定回路１８は、ピーク継続カウンタを有する。ピーク値を継続したゼロクロス点の発生回数はピーク継続カウンタによってカウントされる。この実施の形態では、「ピーク値」とは、最大値および最小値を意味する。
【００３８】
採択域設定回路１８は、さらに、周波数演算用周期カウンタを有する。被測定信号の最大値および最小値が随時更新された場合、その最大値および最小値が妥当であれば周波数演算用周期カウンタは前回値に１を加算する。最大値および最小値が妥当か否かは、たとえば確定された最大値および最小値との比較（たとえば最大値同士の比および最小値同士の比）に基づいて判定される。
【００３９】
採択域設定回路１８は、ピーク継続カウンタの値および周波数演算用周期カウンタの値の合計値と採択された立上がりの時間間隔とに基づいて、被測定信号の周波数を検出し、その周波数に基づいて、フィルタ１７の採択域の幅を設定する。
【００４０】
図２は、図１に示した採択域設定回路により実行される採択域の設定処理を説明するためのフローチャートである。図３は、図２に示されるフローチャートに続く処理を示したフローチャートである。
【００４１】
図２および図３を参照して、ステップＳ１において、採択域設定回路１８は、前回採択された立上がりから所定期間が経過するまでに立上がりが検出されたかどうかを判定する。所定期間は、たとえば直前に確定された周波数の逆数（すなわち周期）の２倍の時間に設定される。所定期間内に立上がりが検出された場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２に進む。一方、所定期間が経過するまでに立上がりが検出されなかった場合（ステップＳ１においてＮＯ）、処理はステップＳ１００に進み、強制更新が実行される。
【００４２】
強制更新においては、直前に確定された周波数の１／２の周波数が今回の周波数として確定される。ステップＳ１００の処理が実行された後に処理はステップＳ１４Ａ（図３に示す）に進む。
【００４３】
ステップＳ２において、採択域設定回路１８は、前回採択された立上がりの後にピーク値（最大値および最小値）の更新があったかどうかを判定する。ピーク値が更新されなかった場合（ステップＳ２においてＮＯ）、処理はステップＳ８Ｂに進み、ピーク継続カウンタがクリアされる。ステップＳ８Ｂの処理の後、図３に示すステップＳ９Ｂの処理が実行される。
【００４４】
一方、ステップＳ２においてピーク値が更新されたと判定された場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ３において、採択域設定回路１８は、被測定信号の１周期のピーク値として妥当なピーク値を保有しているかどうかを判定する。妥当なピーク値を保有していると判定された場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、処理はステップＳ４Ａに進む。ステップＳ４Ａにおいて、採択域設定回路１８は、周波数演算用周期カウンタの前回値に１を加算する。ステップＳ４Ａの処理が終了すると、後述するステップＳ５Ａの処理が実行される。
【００４５】
一方、妥当なピーク値を有していないと判定された場合（ステップＳ３においてＮＯ）、処理はステップＳ４Ｂに進む。ステップＳ４Ｂにおいて、採択域設定回路１８は、前回採択された立上がりから所定期間以上が経過したかどうかを判定する。
【００４６】
所定期間以上が経過した場合（ステップＳ４ＢにおいてＹＥＳ）、処理はステップＳ５Ｂに進む。一方、所定期間がまだ経過していない場合（ステップＳ４ＢにおいてＮＯ）、処理はステップＳ６Ｂに進む。
【００４７】
ステップＳ５Ｂにおいて、採択域設定回路１８は、前回採択された立上がり以降に瞬時値を累積した値によって決定される実効値と比較して、ピーク値が妥当かどうかを判定する。たとえば実効値とピーク値との比率に基づいて、ピーク値が実効値に対して妥当かどうかが判定される。このピーク値が妥当であると判定された場合（ステップＳ５ＢにおいてＹＥＳ）、処理はステップＳ７Ｃに進む。一方、ピーク値が妥当でないと判定された場合（ステップＳ５ＢにおいてＮＯ）、処理はステップＳ６Ｂに進む。
【００４８】
ステップＳ６Ｂにおいて、採択域設定回路１８は、前回確定したピーク値と今回のピーク値とを比較する。ステップＳ７Ｂにおいて、採択域設定回路１８は、同じピーク値が継続しているか否かを判定する。同じピーク値が継続していると判定された場合（ステップＳ７ＢにおいてＹＥＳ）、処理はステップＳ７Ｃに進む。一方、同じピーク値が継続していないと判定された場合（ステップＳ７ＢにおいてＮＯ）、処理はステップＳ８Ｃに進む。
【００４９】
ステップＳ７Ｃにおいて、採択域設定回路１８は、ピーク継続カウンタの値に１を加算する。一方、ステップＳ８Ｃにおいて、採択域設定回路１８は、ピーク継続カウンタの値をクリアする。ステップＳ７ＣまたはステップＳ８Ｃの処理の後、ステップＳ５Ａの処理が実行される。
【００５０】
ステップＳ５Ａにおいて、採択域設定回路１８は、ピーク継続カウンタの値が１以上か否かを判定する。ピーク継続カウンタの値が１以上である場合（ステップＳ５ＡにおいてＹＥＳ）、処理はステップＳ６Ａに進む。一方、ピーク継続カウンタの値が１未満である場合（ステップＳ５ＡにおいてＮＯ）、処理はステップＳ９Ａに進む。
【００５１】
ステップＳ６Ａにおいて、採択域設定回路１８は、今回のピーク値と前回確定されたピーク値とを比較する。ステップＳ７Ａにおいて、採択域設定回路１８は、同じピーク値が継続しているかどうかを判定する。同じピーク値が継続している場合（ステップＳ７ＡにおいてＹＥＳ）、処理はステップＳ９Ａに進む。同じピーク値が継続していない場合（ステップＳ７ＡにおいてＮＯ）、処理はステップＳ８Ａに進む。ステップＳ８Ａにおいて、採択域設定回路１８は、ピーク継続カウンタの値をクリアする。ステップＳ８Ａの処理の後、ステップＳ９Ａの処理が実行される。
【００５２】
ステップＳ９Ａにおいて、採択域設定回路１８は、立上がり検出回路１６によって検出された立上がりがフィルタ１７によって設定された採択域に含まれるか、あるいは、棄却域（すなわち採択域外の領域）に含まれるかを判定する。立上がりが採択域に含まれる場合、処理は図３に示されたステップＳ１１に進む。一方、立上がりが棄却域に含まれると判定された場合には、処理は図３に示されたステップＳ９Ｂに進む。
【００５３】
図３を参照して、ステップＳ９Ｂにおいて、採択域設定回路１８は、棄却された立上がりについて強制採択条件（すなわち、採択域によらず最初の立上がりを採択すべき条件）が成立するかどうかを判定する。具体的には、直前の検出された周波数が、周波数範囲の下限未満であるかどうかが判定される。この「下限」とは、採択域の設定に応じて適宜定められる値であり、一例では１０Ｈｚに設定される場合がある（ただし１０Ｈｚに固定されるものではない）。
【００５４】
強制採択条件が成立する場合（ステップＳ９ＢにおいてＹＥＳ）、処理はステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、採択域設定回路１８は、周波数演算用周期カウンタの値が１以上であるか否かを判定する。周波数演算用周期カウンタの値が１以上である場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１１の処理が実行される。
【００５５】
周波数演算用周期カウンタの値が１未満である場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、処理はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において採択域設定回路１８は、周波数演算用周期カウンタの前回値にピーク継続カウンタの値を加算する。
【００５６】
強制採択条件が成立しない場合（ステップＳ９ＢにおいてＮＯ）、すなわち、直前の検出された周波数が、周波数範囲の下限以上である場合には、ステップＳ１４Ｂにおいて、その立上がりが棄却される。さらに、ステップＳ１４Ｂでは、瞬時値データが累積処理される。さらにステップＳ１４Ｂでは、強制更新期間が延長されて強制更新が延期される。
【００５７】
ステップＳ１１において、採択域設定回路１８は、ピーク継続カウンタの値が１以上であるか否かを判定する。ピーク継続カウンタの値が１以上である場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、採択域設定回路１８は、周波数演算用周期カウンタの前回値にピーク継続カウンタの値を加算する。ステップＳ１３の処理に続いてステップＳ１４Ａの処理が実行される。一方、ステップＳ１１においてピーク継続カウンタの値が１未満である場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、処理はステップＳ１４Ａに進む。
【００５８】
ステップＳ１４Ａにおいて、採択域設定回路１８は、周波数を算出する。具体的には、（カウンタの値）／（採択された立上がりの時間間隔）との式によって周波数が確定される。「カウンタ」の値とは、周波数演算用周期カウンタの値とピーク継続カウンタの値との合計である。カウンタの値が０の場合には、周波数は０となる。さらに、ステップＳ１４Ａでは、実効値演算回路１９によって実効値が演算される。
【００５９】
ステップＳ１５において、採択域設定回路１８は、周波数更新のルートが「通常ルート」および「強制採択ルート」のいずれであるかを判定する。具体的には、ステップＳ９Ａ（図２参照）において、立上がりが採択域にあると判定された場合には、周波数更新のルートが「通常ルート」と判定される。一方、ステップＳ９Ａにおいて、立上がりが棄却域にあると判定され、ステップＳ９Ｂで強制採択条件が成立する場合の周波数更新のルートを「強制採択ルート」と判定する。たとえば、フラグのオン／オフを切換えることでこのようにルートを判定することができる。
【００６０】
ステップＳ１６において、採択域設定回路１８は、ステップＳ１４Ａで演算された周波数（今回の周波数）と直前に確定された周波数とを比較する。ステップＳ１７において、採択域設定回路１８は、今回の周波数が妥当であるかどうかを判定する。
【００６１】
なお、ステップＳ１７の処理の詳細は後述するが、通常ルート、強制採択ルートの各々に対して、周波数が妥当かどうかを示すためのフラグが設定される。
【００６２】
周波数が妥当であると判定された場合（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１８Ａに進む。この場合、採択域設定回路１８は、その妥当と判定された周波数を今回の周波数として確定する。一方、周波数が妥当ではないと判定された場合（ステップＳ１７においてＮＯ）、処理はステップＳ１８Ｂに進み、採択域設定回路１８は、今回の周波数を補正する。ステップＳ１８Ｂの処理の詳細についても後述する。
【００６３】
ステップＳ１８ＡあるいはステップＳ１８Ｂの処理の後、ステップＳ１９においてパラメータ／フラグ更新処理が実行される。このステップでは、周波数が妥当かどうかを示すためのフラグ（ステップＳ１３の処理により設定）をオフするかどうかを判定する処理が実行される。なお、ステップＳ１７でフラグが設定された直後においては、フラグをオフする処理がスキップされる。すなわち、ステップＳ１９では、前回あるいはそれ以前に設定されたフラグについてオフするかどうかを判定する。
【００６４】
ステップＳ２０において、採択域設定回路１８が確定した（あるいは補正した）周波数に基づいて、フィルタ１７の採択域および棄却域が設定される。
【００６５】
図４は、図３に示された周波数の妥当性の判定処理（ステップＳ１７）の詳細を説明するためのフローチャートである。図４を参照して、ステップＳ２１において、採択域設定回路１８は、今回の周波数が、通常ルートによるものであるか、強制採択ルートによるものかを判定する。今回の周波数が通常ルートによるものである場合、ステップＳ２２において、採択域設定回路１８は、今回の周波数が、「直前周波数の０．５倍未満、かつ、基準周波数の１．５倍以上である」という条件を満たすものかどうかを判定する。なお、この条件は一例であって、この条件に限定されるものでない。また、上記条件においても、
基準周波数は適切に設定されうるものであるが、一例では６０Ｈｚである。
【００６６】
ステップＳ２２において条件が成立する場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２３に進み、採択域設定回路１８は、今回の周波数が妥当ではないものと判定する。そして、採択域設定回路１８は、通常ルートによって演算された今回の周波数が妥当でないことを示すフラグ（１）を立てる（オンする）。一方、ステップＳ２２において条件が成立しない場合（ステップＳ２２においてＮＯ）、処理はステップＳ２５に進み、採択域設定回路１８は、今回の周波数が妥当であると判定する。なお、この場合には、ステップＳ２６において採択域設定回路１８は、フラグ（１）を立てない（オフする）。
【００６７】
今回の周波数が、強制採択ルートによるものである場合、ステップＳ３２において、採択域設定回路１８は、今回の周波数が、基準周波数の１／０．１５倍より大であるかどうかを判定する。なお、１／０．１５との値は一例であり、これに限定されるものではない。また、「基準周波数の１／０．１５倍より大であるかどうか」という条件も一例であり、この条件に限定されるものではない。
【００６８】
ステップＳ３２において条件が成立する場合（ステップＳ３２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３３に進み、採択域設定回路１８は、今回の周波数が妥当ではないものと判定する。そして、採択域設定回路１８は、強制採択ルートによって演算された今回の周波数が妥当でないことを示すフラグ（２）を立てる（オンする）。このように２種類のフラグが用いられるが、これは、通常ルートと強制採択ルートとを区別するためである。
【００６９】
一方、ステップＳ３２において条件が成立しない場合（ステップＳ３２においてＮＯ）、処理はステップＳ３５に進み、採択域設定回路１８は、今回の周波数が妥当であると判定する。なお、この場合には、ステップＳ３６において、採択域設定回路１８はフラグ（２）を立てない（オフする）。
【００７０】
以上説明した図４の処理によって、通常ルートで演算された周波数、強制採択ルートで演算された周波数の各々について妥当かどうかを判断することができる。
【００７１】
図５は、図３に示された周波数補正処理（ステップＳ１８Ｂ）の詳細を説明するためのフローチャートである。図５を参照して、ステップＳ４１において、採択域設定回路１８は、フラグの種類を判定する。フラグ（１）の場合（すなわち、通常ルートの場合）、ステップＳ４２において、採択域設定回路１８は、今回の周波数を基準周波数（たとえば６０Ｈｚ）へと補正する。一方、フラグ（２）の場合（すなわち、強制採択ルートの場合）、ステップＳ４３において、採択域設定回路１８は、今回の周波数を、たとえば基準周波数の１．５倍に設定する。なお、通常ルート、強制採択ルートの各々についての補正は上記のように限定されるものではなく、直前に算出された周波数と今回算出された周波数との間の変化幅が所定の範囲内となるように今回算出された周波数を制限すればよい。所定の範囲は、周波数の収束性の観点から適切に定めることができる。
【００７２】
図６は、図４に示されたパラメータ／フラグ更新処理（ステップＳ１１Ｃ）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【００７３】
図７を参照して、ステップＳ５１において、採択域設定回路１８は、今回の処理においてフラグ（１）あるいはフラグ（２）が設定されたかどうかを判定する。フラグが今回設定された場合（ステップＳ５１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ６０に進む。前回あるいはそれ以前にフラグが設定された場合（ステップＳ５１においてＮＯ）、すなわち、既にフラグが設定されていた場合、処理はステップＳ５２に進む。
【００７４】
ステップＳ５２において、採択域設定回路１８は、フラグの種類を判定する。フラグ（１）の場合（すなわち、通常ルートの場合）、処理はステップＳ５３に進む。ステップＳ５３において、採択域設定回路１８は、直前の確定周波数と今回の確定周波数との比率が一定範囲内であるかどうかを判定する。比率が一定範囲内である場合（ステップＳ５３においてＹＥＳ）、ステップＳ５４において、採択域設定回路１８は、フラグ（１）をオフする。一方、比率が一定範囲内にない場合（ステップＳ５３においてＮＯ）、フラグ（１）はそのままの状態となる（ステップＳ５５）。すなわち、フラグ（１）がオンしており、かつ、比率が一定範囲になければ、フラグ（１）はオンのままである。
【００７５】
一方、フラグの種類がフラグ（２）の場合（すなわち、強制採択ルートの場合）、ステップＳ５６において、採択域設定回路１８は、前回補正なしで確定した周波数と今回の確定周波数との比率が一定範囲内であるかどうかを判定する。比率が一定範囲内である場合（ステップＳ５６においてＹＥＳ）、ステップＳ５７において、採択域設定回路１８は、フラグ（２）をオフする。一方、比率が一定範囲内にない場合（ステップＳ５６においてＮＯ）、フラグ（２）はそのままの状態となる（ステップＳ５５）。
【００７６】
ステップＳ５４，Ｓ５５，Ｓ５７，Ｓ５８のいずれかのステップの処理が終了すると、ステップＳ６０において、カウンタがクリアされる。
【００７７】
本発明の実施の形態によれば、被測定信号の周波数が変化した場合に、その周波数の変化に追従して採択域を変化させることができる。立上がりの採択域を被測定信号の周波数に基づいて設定することで、被測定信号の過渡的な変動、ノイズ等によるゼロクロスが、サンプリングの基準時点として採択されることを防止できる。これにより、計測値が実態と乖離する（すなわち計測誤差が大きくなる）可能性を小さくすることができる。この点について、より具体的に説明する。
【００７８】
図７は、採択域を固定した場合の計測を説明するための被測定信号の波形図である。図７を参照して、基準周波数は６０Ｈｚであり、フィルタの採択域は、基準周波数（６０Ｈｚ）によって設定された、固定の時間幅である。
【００７９】
被測定信号の周波数が基準周波数に等しい場合には、採択すべき立上がりと、実際に検出される（採択域に含まれる）立上がりとが一致する。しかし、被測定信号の周波数が６０Ｈｚから１２０Ｈｚへと変化した場合でも採択域が固定されている。このため本来採択すべきであるが実際には検出しても棄却される立上がりが発生する。
【００８０】
図８は、本発明の実施の形態１による計測の一例を示した波形図である。図９は、図８に示す波形の代表的な点における処理の流れを図２および図３に基づいて説明する図である。図２、図３、図８および図９を参照して、被測定信号の周波数は、最初は４０Ｈｚであるが、時刻ｔ１において３０Ｈｚへと変化する。
【００８１】
時刻ｔ１において立上がり（点Ｐ１で表わす）が検出される。前回採択された立上がりから所定期間が経過するまでに立上がりが検出される（ステップＳ１においてＹＥＳ）。前回採択された立上がり後にピーク値（最大値および最小値）が更新されたかどうかが判定される。この場合、最大値および最小値が更新されている（ステップＳ２においてＹＥＳ）。
【００８２】
次に、妥当なピーク値を保有しているかどうかが判定される。この場合、更新されたピーク値は、それ以前に確定されたピーク値と同じであるので妥当なピーク値を保有していると判定され（ステップＳ３においてＹＥＳ）、周波数演算用周期カウンタの前回値に１が加算される（ステップＳ４Ａ）。したがって周波数演算用周期カウンタの値は１となる。
【００８３】
一方、ピーク継続カウンタの値は１未満であるので（ステップＳ５ＡにてＮＯ）、立上がりが採択域内および棄却域内のいずれにあるかが判定される（ステップＳ９Ａ）。点Ｐ１での立上がりは採択域にあると判定され、ピーク継続カウンタの値は１未満である（ステップＳ１１においてＮＯ）。立上がりの時間間隔およびカウンタの値により周波数が演算される（ステップＳ１４Ａ）。この場合のカウンタの値は、周波数演算用周期カウンタの値に等しく１である。したがって、周波数は４０Ｈｚと求められる。
【００８４】
以後、ルートが通常ルートと判定される（ステップＳ１５）。ステップＳ１４Ａで演算された周波数（すなわち４０Ｈｚ）が直前の周波数（４０Ｈｚ）と比較される（ステップＳ１６）。通常ルートであるので、今回の周波数が、直前周波数の０．５倍未満かつ基準周波数の１．５倍以上でなければ、今回の周波数が妥当と判断される（ステップＳ２２，Ｓ２５）。この場合には、周波数が妥当と判断され（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、周波数が４０Ｈｚに確定される（ステップＳ１８Ａ）。パラメータ更新処理によって周波数演算用周期カウンタがクリアされ（ステップＳ１９）、確定された周波数（４０Ｈｚ）に従って次の採択域が設定される（ステップＳ２０）。なお、特に必要がない限り、ステップＳ１５以後の処理については、詳細な説明は今後繰返さないものとする。
【００８５】
時刻ｔ２において、点Ｐ２で示す立上がりが検出される。この場合も、処理はＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に進む。前回確定したピーク値（ｔ１以前のピーク値）に比べて今回のピーク値（ｔ１〜ｔ２の間のピーク値）が変更されているので、今回のピーク値は妥当なピーク値ではないと判定される。このため処理がステップＳ４Ｂに進む。前回の立上がりから所定時間以上が経過したと判定され（ステップＳ４ＢでＹＥＳ）、前回採択された立上がり（点Ｐ１）以降の瞬時値累積値による実効値と比較してピーク値が妥当と判定される（ステップＳ５ＢにおいてＹＥＳ）。これによりピーク継続カウンタの値に１が加算され、ピーク継続カウンタの値が１となる（ステップＳ７Ｃ）。
【００８６】
ピーク継続カウンタの値が１以上であるので（ステップＳ５ＡにおいてＹＥＳ）、前回確定したピーク値と今回のピーク値とが比較される（ステップＳ６Ａ）。この場合、ピーク値が継続していると判定され（ステップＳ７ＡにおいてＹＥＳ）、立上がり（点Ｐ２）が採択域にあると判定される（ステップＳ９Ａ）。次にピーク継続カウンタの値が１以上と判定され（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、周波数演算用周期カウンタの値とピーク継続カウンタの値とが加算され（ステップＳ１３）、立上がりの時間間隔およびカウンタの値により周波数が演算される（ステップＳ１４Ａ）。この場合のカウンタの値は、ピーク継続カウンタの値に等しく１である。したがって、周波数は３０Ｈｚと求められる。
【００８７】
以後、ステップＳ１５〜ステップＳ２０の処理が実行される。ステップＳ１７（より具体的には図４のＳ２２）の処理によって今回の周波数が妥当と判定される。さらにピーク継続カウンタの値がクリアされる。
【００８８】
時刻ｔ３において、被測定信号の周波数が３０Ｈｚから１１０Ｈｚへと変化する。時刻ｔ３における立上がり（図９中において点Ｐ３で示す）は、その直前の立上がりによって確定された周波数（３０Ｈｚ）により設定された採択域に含まれる。上記点Ｐ１の立上がりに基づく周波数確定処理と同様の処理が実行されることによって、周波数が３０Ｈｚに確定され、点Ｐ３を含む採択域から新しい採択域（図８において２本の１点鎖線の間の幅で示す）へと設定される。点Ｐ３を含む採択域は消滅する。
【００８９】
点Ｎ１は、点Ｐ３の直後に検出された立上がりを示す。図８では、点Ｎ１は、点Ｐ３を含む採択域内にあるように示されているが、この採択域は、点Ｐ３での周波数確定によって消滅され、上記の新しい採択域が設定される。したがって、点Ｎ１は、新しく設定された採択域の外にある。
【００９０】
この場合、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に処理が進む。今回のピーク値は前回確定されたピーク値と異なるため、妥当なピーク値を保有していないと判断される（ステップＳ３においてＮＯ）。所定時間が経過したと判定され（ステップＳ４ＢにおいてＹＥＳ）、前回採択された立上がり以降（時刻ｔ３以降）の瞬時値の累積値による実効値と比較してピーク値が妥当かどうかが判定される（ステップＳ５Ｂ）。この場合、ピーク値が妥当と判定され（ステップＳ５ＢにおいてＹＥＳ）、ピーク継続カウンタの前回値に１が加算されてピーク継続カウンタの値が１となる（ステップＳ７Ｃ）。
【００９１】
ピーク継続カウンタの値が１以上であるので（ステップＳ５ＡにおいてＹＥＳ）、ピーク値が比較される（ステップＳ６Ａ）。ピーク値が継続していると判定され（ステップＳ７ＡにおいてＹＥＳ）、立上がり（点Ｎ１）が棄却域にあると判定される（ステップＳ９Ａ）。強制採択条件が成立しないため（ステップＳ９ＢにおいてＮＯ）、立上がりが棄却される。さらに瞬時値が累積処理され、強制更新期間が延長される（ステップＳ１４Ｂ）。したがってこの場合、ピーク継続カウンタの値が１のままとなる。また、周波数の確定処理は次回以降に引き継がれる。
【００９２】
続いて時刻ｔ４において立上がり（点Ｎ２で示す）が検出される。図８では、点Ｎ１と同様に、点Ｎ２は、点Ｐ３を含む採択域内にあるように示されている。上記のように、この採択域は、点Ｐ３での周波数確定によって消滅され、新しい採択域が設定される。したがって、点Ｎ２も、新しく設定された採択域の外にある。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に処理が進み、妥当なピーク値を保有していないと判定される（ステップＳ３においてＮＯ）。所定期間以上が経過していると判定され（ステップＳ４ＢにおいてＹＥＳ）、前回採択された立上がり以降（時刻ｔ３以降）の瞬時値の累積値による実効値と比較してピーク値が妥当と判定される（ステップＳ５ＢにおいてＹＥＳ）。ピーク継続カウンタの前回値に１が加算されて、ピーク継続カウンタの値が２となる（ステップＳ７Ｃ）。ピーク継続カウンタの値が１以上であるので（ステップＳ５ＡにおいてＹＥＳ）、ピーク値が比較され（ステップＳ６Ａ）、ピーク値が継続していると判定される（ステップＳ７ＡにおいてＹＥＳ）。立上がり（点Ｐ４）が棄却域にあると判定され（ステップＳ９Ａ）、強制採択条件が成立しない（ステップＳ９ＢにおいてＮＯ）。したがって立上がりが棄却される。さらに瞬時値が累積処理され、強制更新期間が延長される（ステップＳ１４Ｂ）。
【００９３】
次に立上がり（点Ｐ４で示す）が検出される。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に処理が進み、妥当なピーク値を保有していないと判定される（ステップＳ３においてＮＯ）。所定期間以上が経過していると判定され（ステップＳ４ＢにおいてＹＥＳ）、前回採択された立上がり以降（時刻ｔ３以降）の瞬時値の累積値による実効値と比較してピーク値が妥当と判定される（ステップＳ５ＢにおいてＹＥＳ）。ピーク継続カウンタの前回値に１が加算されて、ピーク継続カウンタの値が３となる（ステップＳ７Ｃ）。ピーク継続カウンタの値が１以上であるので（ステップＳ５ＡにおいてＹＥＳ）、ピーク値が比較され（ステップＳ６Ａ）、ピーク値が継続していると判定される（ステップＳ７ＡにおいてＹＥＳ）。立上がり（点Ｐ４）が採択域にあると判定され（ステップＳ９Ａ）、ピーク継続カウンタの値が１以上であるので（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、周波数演算用周期カウンタの値とピーク継続カウンタの値とを加算して、周波数が演算される（ステップＳ１３，Ｓ１４Ａ）。この場合、周波数は、１／（点Ｐ３から点Ｐ４までの間の期間）×（カウンタの値）＝１１０（Ｈｚ）と求められる。すなわち、同じピークが継続する立上がりの回数がカウントされ、そのカウント値に基づいて周波数が確定される。以後、ステップＳ１５〜Ｓ２０の処理が実行されて、採択域が設定される。この採択域は、確定した周波数１１０（Ｈｚ）に対応したものとなる。以後は、点Ｐ１あるいは点Ｐ３での立上がりが検出された場合の処理と同じ処理によって、周波数が確定されるとともに、採択域が設定される。その採択域内において立上がりが正しく検出される。
【００９４】
図８の例に示されるように、本発明の実施の形態によれば、検出された周波数に応じて、採択域を変化させる。これにより、計測値（実効値）を新たな値へと正しく追従および収束させることが可能になる。
【００９５】
図１０は、本発明の実施の形態１による計測の他の例を示した波形図である。図１１は、図１０に示す波形の代表的な点における処理の流れを図２および図３に基づいて説明する図である。図２、図３、図１０および図１１を参照して、時刻ｔ１１以前において、被測定信号の周波数は６０Ｈｚである。時刻ｔ１１において、被測定信号の周波数が６０Ｈｚから１１０Ｈｚへと変化する。時刻ｔ１１において立上がり（点Ｐ１１で表わす）が検出される。
【００９６】
この場合、図８に示した時刻ｔ１での立上がりでの周波数確定処理と同様の処理によって周波数が６０Ｈｚに確定される。周波数が６０Ｈｚに確定された時点で、今回の採択域（点Ｐ１１を含む採択域）が消滅するとともに、その周波数に基づいて次の採択域が設定される。
【００９７】
時刻ｔ１２において立上がり（点Ｎ１１で表わす）が検出される。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に処理が実行され、ピーク値が変更されているため妥当なピーク値を保有していないと判定される（ステップＳ３においてＮＯ）。時刻ｔ１１での立上がりから所定期間が未だ経過していないと判定され（ステップＳ４ＢにおいてＮＯ）、前回確定のピーク値と今回のピーク値とが比較される（ステップＳ６Ｂ）。この場合、同じピーク値が継続していないと判定され（ステップＳ７ＢにおいてＮＯ）、ピーク継続カウンタがクリアされる（ステップＳ８Ｃ）。ピーク継続カウンタの値は１未満であり（ステップＳ５ＡにおいてＮＯ）、立上がりが棄却域にある（ステップＳ９Ａ）。強制採択条件が成立しないので（ステップＳ９ＢにおいてＮＯ）、立上がりが棄却される（ステップＳ１４Ｂ）。したがって、周波数確定処理は次回に引き継がれる。
【００９８】
次に、時刻ｔ１３において立上がり（点Ｐ１２で示す）が検出される。この場合、処理はステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に進み、妥当なピーク値を保有していないと判定される（ステップＳ３においてＹＥＳ）。前回採択された立上がりから所定時間異常が経過していると判定され（ステップＳ４ＢにおいてＹＥＳ）、前回採択された立上がり以降（時刻ｔ１１以降）の瞬時値の累積値による実効値と比較してピーク値が妥当かどうかが判定される（ステップＳ５Ｂ）。ピーク値が妥当であると判定され（ステップＳ５ＢにおいてＹＥＳ）、ピーク継続カウンタの前回値に１が加算される（ステップＳ７Ｃ）。これによりピーク継続カウンタの値が１となる。ピーク継続カウンタの値が１以上であり（ステップＳ５ＡにおいてＹＥＳ）、ピーク値が比較され（ステップＳ６Ａ）、ピーク値が継続していると判定される（ステップＳ７Ａ）。立上がり（点Ｐ１２）は採択域内にあり（ステップＳ９Ａ）、ピーク継続カウンタの値が１以上であるので（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、周波数演算用周期カウンタの値とピーク継続カウンタの値とを加算して周波数が演算される（ステップＳ１３，Ｓ１４Ａ）。この場合、周波数は５５．０（Ｈｚ）と求められる。
【００９９】
以後、ステップＳ１５〜Ｓ２０の処理が実行される。ステップＳ１７において、周波数が妥当と判定され、周波数が５５Ｈｚに確定される。
【０１００】
次に、時刻ｔ１４において立上がり（点Ｎ１２で示す）が検出される。この場合、処理はステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に進み、妥当なピーク値を保有していると判定される（ステップＳ３においてＹＥＳ）。したがって、周波数演算用周期カウンタの前回値に１が加算され、周波数演算用周期カウンタの値が１となる（ステップＳ４Ａ）。ただし、ピーク継続カウンタの値は１未満であり（ステップＳ５ＡにおいてＮＯ）、立上がりが棄却域にある（ステップＳ９Ａ）。この場合、強制採択条件は成立しない（ステップＳ９ＢにおいてＮＯ）。したがって立上がり（点Ｎ１２）が棄却され、瞬時値が累積処理され、強制更新期間が延長される（ステップＳ１４Ｂ）。したがって周波数の確定処理は次回に引き継がれる。
【０１０１】
次に、時刻ｔ１５において立上がり（点Ｐ１３で示す）が検出される。この場合、処理はステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に進み、妥当なピーク値を保有していると判定され（ステップＳ３においてＹＥＳ）、周波数演算用周期カウンタの前回値に１が加算される（ステップＳ４Ａ）。したがって、周波数演算用周期カウンタの値が２となる。ピーク継続カウンタの値は１未満であり（ステップＳ５ＡにおいてＮＯ）、立上がり（点Ｐ１３）は前回採択された立上がりによって決定された採択域内にある（ステップＳ９Ａ）。ピーク継続カウンタの値は１未満であるので（ステップＳ１１においてＮＯ）、周波数演算用周期カウンタの値、および時刻ｔ１３から時刻ｔ１５までの期間に基づいて、周波数が１１０（Ｈｚ）と求められる（ステップＳ１４Ａ）。
【０１０２】
以後、ステップＳ１５〜Ｓ２０の処理が実行される。ステップＳ１７において、周波数が妥当と判定され、周波数が１１０Ｈｚに確定され、採択域が設定される。点Ｐ１３ａで示す立上がりは、点Ｐ１３での周波数確定処理によって設定された採択域内に含まれる。以後、時刻ｔ１１における立上がり（点Ｐ１１）の検出と同様の処理が行なわれて、周波数が１１０（Ｈｚ）に確定されるとともに、その周波数に基づいて採択域が設定される。従って時刻ｔ１６において立上がり（点Ｐ１４で示す）が検出された場合の周波数確定処理は、上記の処理と同様である。
【０１０３】
時刻ｔ１７において、被測定信号の周波数が１１０Ｈｚから３０Ｈｚへと変更され、信号の振幅も大きくなる。なお、この例では、ゼロ点ではなく、ある位相において周波数が変更される。
【０１０４】
時刻ｔ１８において、立上がり（点Ｐ１５で示す）が検出される。処理はステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に進み、妥当なピーク値を保有していないと判断される（ステップＳ３においてＮＯ）。前回採択された立上がりから所定時間以上が経過したと判定され（ステップＳ４ＢにおいてＹＥＳ）、前回採択された立上がり以降（時刻ｔ３以降）の瞬時値の累積値による実効値と比較してピーク値が妥当かどうかが判定される（ステップＳ５Ｂ）。この場合、ピーク値が妥当と判定され（ステップＳ５ＢにおいてＹＥＳ）、ピーク継続カウンタの前回値に１が加算されてピーク継続カウンタの値が１となる（ステップＳ７Ｃ）。ピーク継続カウンタの値は１以上であり（ステップＳ５ＡにおいてＹＥＳ）、ピーク値が比較される（ステップＳ６Ａ）。前回確定したピーク値が継続していると判定され（ステップＳ７ＡにおいてＹＥＳ）、立上がりが棄却域にあると判定される（ステップＳ９Ａ）。
【０１０５】
この場合、強制採択条件が成立すると判定される（ステップＳ９ＢにおいてＹＥＳ）。周波数演算用周期カウンタの値は１未満である（ステップＳ１０においてＮＯ）。したがって、周波数演算用周期カウンタの値とピーク継続カウンタの値とが加算され（ステップＳ１３）、周波数が演算される（ステップＳ１４Ａ）。この場合の周波数は５８．５（Ｈｚ）と算出される。
【０１０６】
以後、ステップＳ１５〜Ｓ２０の処理が実行される。なお、ステップＳ１５で、今回のルートが強制採択ルートと判定され、ステップＳ１７において、今回の周波数が妥当かどうかが判定される。今回の周波数（５８．５Ｈｚ）は、基準周波数（たとえば６０Ｈｚ）の１／０．１５倍より大ではないので、今回の周波数が妥当であると判定される（図４のステップＳ３５を参照）。そして周波数が５８．５Ｈｚに確定され、その周波数にしたがって採択域が設定される。なお、上述のように、「基準周波数（たとえば６０Ｈｚ）の１／０．１５倍より大であるかどうか」という判定条件は、今回の周波数が妥当であるかどうかの判定条件の一例であり、今回の周波数が妥当であるかどうかの判定条件は、これに限定されるものではない。
【０１０７】
次に時刻ｔ１９において、立上がり（点Ｎ１３で示す）が発生する。この場合、処理はステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に進み、妥当なピーク値を保有していると判定される（ステップＳ３においてＹＥＳ）。したがって、周波数演算用周期カウンタの前回値に１が加算されて周波数演算用周期カウンタの値が１となる。しかしピーク継続カウンタの値は１未満であり（ステップＳ５ＡにおいてＮＯ）、立上がり（点Ｎ１４）は棄却域である（ステップＳ９Ａ）。強制採択条件が成立しないと判定され（ステップＳ９ＢにおいてＮＯ）、立上がりが棄却される（ステップＳ１４Ｂ）。したがって周波数確定処理は次回以後の処理に引き継がれる。
【０１０８】
続いて、時刻ｔ１８での立上がりから、所定の期間、すなわち前回確定した周波数の１／２の周期（＝１／５８．５×２）の時間が経過した時点（時刻ｔ２０）において、強制更新が行なわれる（ステップＳ１，Ｓ１００）。この場合、周波数が２９．２Ｈｚへと確定され、採択域の幅は、２９．２Ｈｚの周波数に対応した幅となる。
【０１０９】
続いて、時刻ｔ２１において、採択域（２９．２Ｈｚに対応した幅）内で立上がり（点Ｐ１７で示す）が検出される。この場合も、点Ｐ１１で示される立上がりに基づく周波数確定処理と同様の処理が実行される。ただし、この場合には、強制更新の時点（時刻ｔ２０）から時刻ｔ２１までの時間間隔と、カウンタの値（この場合には周波数演算用周期カウンタの値である１）に基づいて、周波数が３０．８Ｈｚに暫定的に確定され、採択域の幅も、３０．８Ｈｚの周波数に対応する幅となる。
【０１１０】
続いて、時刻ｔ２２において立上がり（点Ｐ１８で示す）が検出される。この場合にも、点Ｐ１１で示した立上がりに基づく周波数確定処理と同様の処理が実行されて、周波数が３０Ｈｚに確定され、その周波数に応じた採択域が設定される。すなわち、被測定信号の周波数（３０Ｈｚ）が正しく検出され、その検出された周波数に応じた採択域が設定される。
【０１１１】
このように、図１０に示される例では、被測定信号の周波数（支配周波数）が６０Ｈｚ、１１０Ｈｚ、３０Ｈｚと変化するが、本発明の実施の形態によれば、このような場合においても、採択域を、その周波数の変化に追従させて変化させることができる。周波数が大きく変化する（特に、高い周波数となる）場合には、被測定信号の周波数の変動に追従して採択域を変化させることが難しくなる可能性がある。しかしながら実施の形態１によれば、被測定信号の同じピーク値が継続する場合に、その同じピーク値が継続される立上がり回数をカウントする。これにより、周波数が大きく変化する場合（特に、低い周波数から高い周波数への変化が生じる場合）にも、採択域をその周波数の変化に追従して設定することができる。
【０１１２】
さらに、本実施の形態によれば、同じピーク値が継続することを確認するので、ノイズの発生あるいは一時的な電気量な変動があった場合には、周波数の確定処理にそれらが影響することを排除できる。したがって、周波数の変化に正しく追従することができる。また、本実施の形態によれば、同じピーク値が継続することを確認することに加えて、そのピーク値が、直前（たとえば周波数変更前）の実効値に対して妥当な値であることを確認するので、ノイズの発生あるいは一時的な電気量の変動による周波数の確定処理への影響をより確実に排除することができる。
【０１１３】
さらに、本実施の形態によれば、被測定信号を基本波成分およびそれ以外の成分へと分離する必要がない。したがって、被測定信号全体での実効値を得ることができる。これにより計測結果と実態との乖離、すなわち計測誤差を小さくすることができる。
【０１１４】
［実施の形態２］
本発明は、計測装置として実現可能なだけでなく、電磁解析装置としても実現可能である。
【０１１５】
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る電磁解析装置の概略構成を示したブロック図である。図１および図１２を参照して、電磁解析装置１０Ａは、入力回路１１が省略されている点において計測装置１０と異なる。なお、図１２に示した構成も、図１に示した構成と同様に、たとえばＣＰＵ、ＤＳＰ、メモリ等のハードウェア、あるいは、ＣＰＵ、ＤＳＰ等で実行されるソフトウェア、または、ハードウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせ等によって実現可能である。したがって、図１２に示した構成を実現するための手段は特に限定されるものではない。
【０１１６】
サンプリング回路１２には解析対象の波形が入力される。電磁解析装置１０Ａの他の部分の構成は計測装置１０の対応する部分の構成と同様であるので、以後の説明は繰り返さない。したがって、実施の形態２においても、図２および図３に示されたフローチャートに従って周波数が確定され、その周波数に従って、採択域の幅が設定される。
【０１１７】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、実施の形態２によれば、電気量の現実の波形を電磁解析装置上で再現することによって、その電気量の実効値を確定できる。したがって、基本波成分に高調波が重畳したことによる実効値の変動が原因と考えられる現象が発生した場合に、そのような仮定が正しいかどうかを検証して、原因を特定することができる。
【０１１８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  計測装置、１０Ａ  電磁解析装置、１１  入力回路、１１Ａ  波形生成回路、１２  サンプリング回路、１３  変換回路、１４  演算回路、１５  出力回路、１６  立上がり検出回路、１７  フィルタ、１８  採択域設定回路、１９  実効値演算回路。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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