(57)【要約】【課題】比較的簡単な設定入力操作で、任意の対数グリッドおよびスケールを生成できるレコーダを実現すること。【解決手段】対数の関数として変化する測定信号を測定するレコーダにおいて、  親目盛間が対数で分割された第１のスケールと、親目盛間が均等に分割された第２のスケールとが選択できるように構成されたことを特徴とするもの。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対数の関数として変化する測定信号を測定するレコーダにおいて、
親目盛間が対数で分割された第１のスケールと、親目盛間が均等に分割された第２のスケールとが選択できるように構成されたことを特徴とするレコーダ。
【請求項２】
前記レコーダは、記録紙の代わりに２次元表示器を用いたペーパーレスレコーダまたは記録紙を用いたチャートレコーダのいずれかであることを特徴とする請求項１記載のレコーダ。
【請求項３】
測定チャネルごとに選択された前記いずれかのスケールを演算生成するために必要なチャネル番号、スケールに対応した演算モード、測定レンジ、入力範囲、入力範囲に対するスケール値およびアラームの各パラメータを設定入力する画面と、これらパラメータの値を格納するメモリを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のレコーダ。
【請求項４】
測定周期ごとに測定信号の測定を行い、測定データを仮数値と指数値からなるデジタル値に変換して表示格納することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のレコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レコーダに関し、詳しくは、対数の関数として変化する測定信号の表示や記録に関するものである。
【０００２】
アナログ入力信号のレベル変化の状態を長期間にわたって記録するレコーダの一種に、記録紙の代わりに液晶や有機ＥＬなどの２次元表示器を用いたペーパーレスレコーダがある。
【０００３】
図７は従来のペーパーレスレコーダの一例を示すブロック図であり、トレンド波形表示専用画面の例を示している。図８は合成表示画面の説明図である。図７において、測定部１、制御部２、メモリ３、表示位置計算部４、時刻偏差計算部５、表示制御部６は互いにバスを介して接続されている。
【０００４】
このような構成において、電圧などのアナログ入力信号は、測定部１でデジタル値に変換され、変換されたデジタル値は制御部２の制御により測定データとしてメモリ３の測定データ格納部３ａに保存される。
【０００５】
制御部２は、指定された波形更新周期毎に、表示位置計算部４に対して、波形を更新することを指令する。表示位置計算部４はその指令を待って、メモリ３の測定データ格納部３ａに保存された測定データに基づき、図８（Ａ）に示すような表示すべき波形イメージを波形描画領域３ｂに作成する。
【０００６】
図８（Ａ）に示す表示波形は、図８（Ｂ）に示すスケール軸グリッドや波形データの時刻情報を読み取りやすくするための時間軸グリッドとともに、合成領域３ｃで図８（Ｃ）に示すように合成される。
【０００７】
ここで、これら図８（Ｂ）に示すスケール軸グリッドおよび時間軸グリッドは、表示位置計算部４により合成領域３ｃに、設定データ格納部３ｄに設定データとして格納されているスケール方向の分割数や時間方向の時間間隔などに基づいて、互いに直交する所定の等間隔グリッドとして作成される。
【０００８】
時刻偏差計算部５は、時間軸グリッドの設定を変更した直後に生成表示される最初の時間軸グリッドの時刻をペーパーレスレコーダの内部基準時刻に一致させるために、内部基準時刻の直近正時との偏差を求めて格納する。以降に続くたとえば３０ドット間隔や４０ドット間隔で生成表示される各時間軸グリッドの時刻は、時刻偏差計算部５で算出され格納されている時刻偏差データに基づき各正時と一致するように補正される。
【０００９】
合成領域３ｃで合成された図８（Ｃ）に示す合成イメージは、表示制御部６を介して２次元表示器よりなる表示部７の表示画面上に表示される。
【００１０】
図９は従来のペーパーレスレコーダの他の例を示すブロック図であり、トレンド波形やデジタル値などの表示部品を画面上の任意の位置に自由に配置できる画面レイアウト機能を備えていて、図７と共通する部分には同一の符号を付けている。
【００１１】
図９において、メモリ３には、トレンド波形やデジタル値などの各種の表示部品を画面上の任意の位置に配置するための画面レイアウトデータを格納するレイアウトデータ格納部３ｅが設けられている。
【００１２】
表示位置計算部４には、各種の表示部品ごとに対応した計算部が設けられているが、図８ではトレンド波形の表示位置を計算するトレンド計算部４１のみを示している。トレンド計算部４１は、たとえば図１０に示すように、波形表示計算部４１ａとグリッド表示計算部４１ｂと合成計算部４１ｃで構成されている。
【００１３】
図９および図９の構成で、図８の合成表示画面を生成する場合について説明する。
制御部２から波形更新指令が出力されると、波形表示計算部４１ａは、測定データ格納部３ａに保存された測定データおよびレイアウトデータ格納部３ｅに格納されているレイアウトデータに基づき、図８（Ａ）に示すような表示すべき波形イメージを波形描画領域３ｂに作成する。
【００１４】
続いて、グリッド表示計算部４１ｂは、レイアウトデータ格納部３ｅに格納されているレイアウトデータおよび設定データ格納部３ｄに設定データとして格納されているスケール方向の分割数や時間方向の時間間隔などに基づき、合成領域３ｃに、スケール軸グリッドおよび時間軸グリッドを図８（Ｂ）に示すように互いに直交する所定の等間隔グリッドとして作成する。
【００１５】
そして、合成計算部４１ｃは、波形描画領域３ｂに作成されている図８（Ａ）に示すような表示すべき波形イメージを合成領域３ｃに転送コピーし、図８（Ｃ）に示す合成イメージを合成する。
【００１６】
このようにして合成領域３ｃで合成された図８（Ｃ）に示す合成イメージは、表示制御部６を介して表示部７の表示画面上に表示される。
【００１７】
特許文献１には、測定波形の記録にあたり、ユーザがグリッドラインを自由に設定できる記録装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平７−２２５１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、これら従来の構成によれば、対数用のグリッドおよびスケールは、時間間隔やスケール方向の分割数などから単純なものが作成できるのみで、たとえば両端は図１１に示すように１０のｎ乗にしかできない。
【００２０】
また、対数表示用の補助線は、等分割された間を所定の規則で不等間隔に描くことしかできない。
【００２１】
本発明は、このような問題点を解決するものであり、その目的は、比較的簡単な設定入力操作で、任意の対数グリッドおよびスケールを生成できるレコーダを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、
対数の関数として変化する測定信号を測定するレコーダにおいて、
親目盛間が対数で分割された第１のスケールと、親目盛間が均等に分割された第２のスケールとが選択できるように構成されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のレコーダにおいて、
前記レコーダは、記録紙の代わりに２次元表示器を用いたペーパーレスレコーダまたは記録紙を用いたチャートレコーダのいずれかであることを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載のレコーダにおいて、
測定チャネルごとに選択された前記いずれかのスケールを演算生成するために必要なチャネル番号、スケールに対応した演算モード、測定レンジ、入力範囲、入力範囲に対するスケール値およびアラームの各パラメータを設定入力する画面と、これらパラメータの値を格納するメモリを設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のレコーダにおいて、
測定周期ごとに測定信号の測定を行い、測定データを仮数値と指数値からなるデジタル値に変換して表示格納することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、任意の対数グリッドおよびスケールを生成表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の設定に基づいて測定データ格納部３ａに格納される測定データの項目例である。
【図３】図１に示したスケールおよびアラームの設定項目を設定するための設定画面の具体例図である。
【図４】各演算モードに対応したスケールの説明図である。
【図５】指数表示例図である。
【図６】本発明に基づく表示画面例図である。
【図７】従来のペーパーレスレコーダの一例を示すブロック図である。
【図８】従来の合成表示画面の説明図である。
【図９】従来のペーパーレスレコーダの他の例を示すブロック図である。
【図１０】図８のトレンド計算部４１の構成例を示すブロック図である。
【図１１】従来の対数表示のグリッド例図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。本発明の基本構成は図７または図９のブロック図と共通しているが、図７または図９における設定データ格納部３ｄに格納設定される設定項目および測定データ格納部３ａに格納される測定データの項目の組み合わせに本発明の特徴がある。
【００２９】
図１は本発明の一実施例を示すブロック図であって、設定データ格納部３ｄにチャネルごとに格納設定される設定項目を示したもので、（Ａ）はスケールの設定項目を示し、（Ｂ）はアラームの設定項目を示している。
【００３０】
１チャネルのスケールの設定項目としては、たとえば以下の８項目が設定される。
１）演算モード３ｄ１１
２）レンジ３ｄ１２
３）スパン下限３ｄ１３
４）スパン上限３ｄ１４
５）スケール下限  仮数３ｄ１５
６）スケール下限  指数３ｄ１６
７）スケール上限  仮数３ｄ１７
８）スケール上限  指数３ｄ１８
そして、Ｎチャネルのスケールの設定項目としては、演算モード３ｄＮ１〜スケール上限  指数３ｄＮ８が設定される。
【００３１】
１チャネルのアラームの設定項目としては、たとえば以下の６項目が設定される。
１）上限アラーム  ＯＮ／ＯＦＦ３ｄ１９
２）上限アラーム  仮数３ｄ１１０
３）上限アラーム  指数３ｄ１１１
４）下限アラーム  ＯＮ／ＯＦＦ３ｄ１１２
５）下限アラーム  仮数３ｄ１１３
６）下限アラーム  指数３ｄ１１４
そして、Ｎチャネルのアラームの設定項目としては、上限アラーム  ＯＮ／ＯＦＦ３ｄＮ９〜下限アラーム  指数３ｄＮ１４が設定される。
【００３２】
図２は、図１の設定に基づいて図７または図９における測定データ格納部３ａに格納される測定データの項目例を示したものであり、１チャネルの測定データとしてはたとえば以下の６項目が格納される。
１）電圧値３ａ１１
２）トレンド記録位置３ａ１２
３）デジタル値  仮数３ａ１３
４）デジタル値  指数３ａ１４
５）下限アラーム  検出結果３ａ１５
６）上限アラーム  検出結果３ａ１６
そして、Ｎチャネルの測定データとしては、電圧値３ａＮ１〜上限アラーム  検出結果３ａＮ６が格納される。
【００３３】
図１のように構成される装置の動作を説明する。
図３は、図１に示したスケールおよびアラームの設定項目を設定するための設定画面の具体例図である。これら設定項目は、チャネルごとに変換器の出力仕様に基づいて設定される。
【００３４】
まず、演算モードとしては、図４（Ａ）に示すように親目盛間が対数で分割されたスケールを表示する「ＬＯＧ１」モードと、図４（Ｂ）に示すように親目盛間が均等に９分割されたスケールを表示する「ＬＯＧ２」モードのいずれかが選択設定できる。本実施例では、「ＬＯＧ１」モードを選択している。
【００３５】
なお、図４（Ａ）に示す「ＬＯＧ１」モードでは、１〜５Ｖの測定電圧について、１Ｖのスケール値として５×１０1を割り当てて、５Ｖのスケール値として２×１０5を割り当てている。そして、図４（Ｂ）に示す「ＬＯＧ２」モードでは、１〜５Ｖの測定電圧について、１Ｖのスケール値として１０2を割り当てて、５Ｖのスケール値として１０5を割り当てている。
【００３６】
次に、測定レンジを選択する。本実施例では、変換器の出力が１〜５Ｖのため、６Ｖレンジを選択する。
【００３７】
次に、入力範囲を指定する。本実施例では、スパン下限として１．０００Ｖを設定し、スパン上限として５．０００Ｖを設定する。
【００３８】
次に、スパン下限およびスパン上限に対するスケール値を設定する。本実施例では、演算モードとして「ＬＯＧ１」を選択設定されているので、スケール下限として５Ｅ＋１を設定し、スケール上限として２Ｅ＋５を設定する。なお、「ＬＯＧ２」が選択設定されている場合には、スケール下限として１Ｅ＋２を設定し、スケール上限として１Ｅ＋５を設定する。
【００３９】
そして、必要に応じてアラーム項目を設定する。本実施例では、アラームは下限・上限各１点であり、アラームを使用するときはアラーム設定をＯＮにし、アラーム設定値として仮数値および指数値を入力して設定する。本実施例では、下限アラームとして７．５Ｅ＋１を設定し、上限アラームとして８．５Ｅ＋４を設定する。
【００４０】
なお、図３では、スケール下限値・上限値およびアラーム設定値として、それぞれ仮数値と指数値を入力設定する例を示しているが、５Ｅ＋１を５０とし、２Ｅ＋５を２０００００として、実数値を入力設定するようにしてもよい。
【００４１】
また、図３の指数表示の形態としては、図５に示すように、「Ｅ表示」と「１０x表示」が選択できるようにしてもよい。たとえば実数値が「４７７０」の場合、「Ｅ表示」にすると「４．７７Ｅ＋３」と表示され、「１０x表示」にすると「４．７７×１０3」と表示されることになる。
【００４２】
図３の設定画面のように各種測定表示条件が設定された後、図７または図９の測定部１は、各入力端子に入力される複数チャネルのアナログ測定信号をＡ／Ｄ変換器で測定周期ごとにデジタル信号に変換して必要な補正演算などを行い、図２に示すように電圧値の測定データとして測定データ格納部３ａに格納する。
【００４３】
図７または図９の表示位置計算部４は、測定データ格納部３ａに格納された測定データに基づいて、（１）式によりトレンドの表示位置計算を行う。
Ｐ＝{(測定電圧値−スパン下限)/(スパン上限−スパン下限)}＊表示スパン
＋始点表示位置      （１）
【００４４】
図６は図７または図９の表示部７の具体例図であり、たとえば６４０×４８０ドットで構成されていて、（Ａ）は「ＬＯＧ１」の演算モードを示し、（Ｂ）は「ＬＯＧ２」の演算モードを示している。このような表示部のＸ軸上に測定結果を表示する場合の表示スパンは、（Ｘ座標６３９−Ｘ座標０）で６３９になる。また、始点表示位置は、Ｘ座標０で０になる。
【００４５】
そして、たとえば測定電圧値が２．７７９０５Ｖとすると、図６（Ａ）の「ＬＯＧ１」モードにおける表示位置Ｐは、（１）式から、
Ｐ＝｛（２．７７９０５−１）／（５−１）｝＊６３９＋０
≒２８４
となり、Ｘ座標２８４ドット目となる（小数点以下は四捨五入）。
【００４６】
図６（Ｂ）の「ＬＯＧ２」モードにおける表示位置Ｐも、（１）式で計算できる。たとえば測定電圧値が２．４８１４８Ｖとすると、
Ｐ＝｛（２．４８１４８−１）／（５−１）｝＊６３９＋０
≒２３７
となり、Ｘ座標２３７ドット目となる（小数点以下は四捨五入）。
【００４７】
次に、測定データ格納部３ａに格納された測定データに基づいて、アラーム検出などに用いるためのデジタル値Ｙを求める。
【００４８】
図６（Ａ）に示す「ＬＯＧ１」モードの場合には、（２）式により求める。
【００４９】
2012042307.tif 000003
【００５０】
ただし、ＳＣＬ上限＝ｌｏｇ（スケール上限）、ＳＣＬ下限＝ｌｏｇ（スケール下限）である。
【００５１】
測定した電圧値が２．７７９０５Ｖのときのデジタル値Ｙを求めるために、
ＳＣＬ上限＝ｌｏｇ（２Ｅ＋５）
＝５．３０１０３
ＳＣＬ下限＝ｌｏｇ（５Ｅ＋１）
＝１．６９８９７
を（２）式に代入する。
【００５２】
2012042307.tif 000004
【００５３】
Ｙ＝１０3.30103
＝２０００．０１
＝２．００Ｅ＋３
を得ることができ、仮数値は２．００、指数値は３になる。これらのデジタル値を、測定データ格納部３ａに割り当てられている図２の測定データ項目のデジタル値  仮数およびデジタル値  指数の領域にそれぞれ格納する。なお、アラーム設定値の格納形態に合わせて、実数値２０００．０１を格納するようにしてもよい。
【００５４】
図６（Ｂ）に示す「ＬＯＧ２」モードの場合には、（３）式により求める。なお、この場合には、図４（Ｂ）に示すように、スケール下限とスケール上限の仮数設定値は同じ値とする。
スケール下限  １Ｅ＋２
スケール上限  １Ｅ＋５
【００５５】
Ｚ＝{(測定電圧値−スパン下限)/(スパン上限−スパン下限)}＊
(スケール上限指数−スケール下限指数)＋スケール下限指数      （３）
ここで、Ｚの商をＡと仮定するとＡは指数値を表し、Ｚの余りをＢと仮定するとＢは仮数値の割合を表すことになる。
【００５６】
続いて、（４）式により、仮数値を求める。
Ｂ’＝Ｂ＊（１０＊スケール仮数値−スケール仮数値）＋スケール仮数値    （４）
そして、デジタル値Ｙは、
Ｙ＝Ｂ’＊１０A      （５）
で求めることができる。
【００５７】
これらから、測定電圧値が２．４８１４８Ｖのときのデジタル値は、
Ｚ＝{(２．４８１４８−１)/(５−１)}＊(５−２)＋２
商（Ａ）＝３
余り（Ｂ）＝０．１１１１１
Ｂ’＝０．１１１１１＊（１０＊１−１）＋１
＝２
Ｙ＝２＊１０3
＝２０００
＝２．００Ｅ＋３
になる。
【００５８】
アラーム検出動作を説明する。
アラーム検出は、アラーム設定値と測定結果のデジタル値とを比較することにより行われる。
ａ）上限アラーム
以下の条件を満たしたとき、上限アラームとなる。
（上限アラーム指数設定値＜測定結果指数値）または
（（上限アラーム指数設定値＝測定結果指数値）＆
（上限アラーム仮数設定値≦測定結果仮数値））
【００５９】
ｂ）下限アラーム
そして、以下の条件を満たしたとき、下限アラームとなる。
（下限アラーム指数設定値＞測定結果指数値）または
（（下限アラーム指数設定値＝測定結果指数値）＆
（下限アラーム仮数設定値≧測定結果仮数値））
これらのアラーム検出結果は、図７または図９における測定データ格納部３ａに格納される。
【００６０】
なお、アラーム設定値を実数（たとえば８５０００（＝８．５Ｅ＋４））としてメモリに格納しておき、測定結果のデジタル値の実数（たとえば２０００（＝２．０Ｅ＋３））とを比較して検出するようにしてもよい。
【００６１】
スケールの目盛位置について説明する。
ａ）「ＬＯＧ１」モード（図６（Ａ））
Ｘ軸側の目盛位置は、次式で求めることができる。
目盛位置＝{(ｌｏｇ目盛値−ＳＣＬ下限)/(ＳＣＬ上限−ＳＣＬ下限)}＊表示スパン
＋始点表示位置      （６）
ただし、ＳＣＬ上限＝ｌｏｇ（スケール上限）
ＳＣＬ下限＝ｌｏｇ（スケール下限）
【００６２】
図６（Ａ）の左端の目盛値は５×１０1であり、その目盛位置は、（６）式から、以下のように０ドット目になる。
目盛位置＝{(log(5E1)−1.69897)/(5.30103−1.69897)}＊639＋0
＝0
【００６３】
５×１０1の次の目盛値は６×１０1であり、その目盛位置は、以下のように１４ドット目になる。
目盛位置＝{(log(6E1)−1.69897)/(5.30103−1.69897)}＊639＋0
≒14
【００６４】
右端近傍の目盛値１×１０5の目盛位置は、以下のように５８６ドット目になる。
目盛位置＝{(log(1E5)−1.69897)/(5.30103−1.69897)}＊639＋0
≒586
【００６５】
そして、右端の目盛値２×１０5の目盛位置は、以下のように６３９ドット目になる。
目盛位置＝{(log(2E5)−1.69897)/(5.30103−1.69897)}＊639＋0
＝639
【００６６】
なお、たとえば目盛間隔が狭い場合には、目盛の間引きをして見やすくする。
【００６７】
ｂ）「ＬＯＧ２」モード（図６（Ｂ））
Ｘ軸側の親目盛（１０2、１０3、１０4，１０5の位置）の位置を求める。
親目盛位置＝{(親目指数−スケール下限指数)/(スケール上限指数
−スケール下限指数)}＊表示スパン＋始点表示位置      （７）
【００６８】
図６（Ｂ）の左端の親目盛は１０2であり、その目盛位置は、（７）式から、以下のように０ドット目になる。
目盛位置＝{(2−2)/(5−2)}＊639＋0
＝0
【００６９】
親目盛１０2の次の親目盛は１０3であり、その目盛位置は、以下のように２１３ドット目になる。
目盛位置＝{(3−2)/(5−2)}＊639＋0
＝213
【００７０】
親目盛１０3の次の親目盛は１０4であり、その目盛位置は、以下のように４２６ドット目になる。
目盛位置＝{(4−2)/(5−2)}＊639＋0
＝426
【００７１】
そして、右端の親目盛は１０5であり、その目盛位置は、以下のように６３９ドット目になる。
目盛位置＝{(5−2)/(5−2)}＊639＋0
＝639
【００７２】
なお、子目盛は、図６（Ｂ）に示すように、親目盛間を９等分にして表示する。
また、たとえば目盛間隔が狭い場合には、目盛の間引きをして見やすくする。
【００７３】
このような構成によれば、図４および図６に示すように、親目盛間が対数で分割されたスケールを表示する「ＬＯＧ１」モードと、親目盛間が均等に９分割されたスケールを表示する「ＬＯＧ２」モードのいずれにも選択設定できるので、変換器の出力形式に左右されることなく、柔軟に対応できる。
【００７４】
なお、上記の説明では、ペーパーレスレコーダの表示位置について説明したが、本発明は記録紙に測定値のトレンド記録を行うチャートレコーダのトレンド記録位置についても適用できる。すなわち、前述（１）式の表示スパンと始点表示位置にそれぞれチャートレコーダの以下の値を代入することにより、チャートレコーダのトレンド記録位置を求めることができる。
表示スパン：（チャート紙上１００％位置−チャート紙上０％位置）
始点表示位置：（チャート紙上０％位置−基準位置）
デジタル値演算やアラーム検出などはペーパーレスレコーダと同一である。
【００７５】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な設定操作で任意のグリッドを表示できるペーパーレスレコーダが実現できる。
【符号の説明】
【００７６】
１  測定部
２  制御部
３  メモリ
３ａ  測定データ格納部
３ｄ  設定データ格納部
４  表示位置計算部
４１  トレンド計算部
５  時刻偏差計算部
６  表示制御部
７  表示部
【図１】
2012042307.tif 000005
【図２】
2012042307.tif 000006
【図３】
2012042307.tif 000007
【図４】
2012042307.tif 000008
【図５】
2012042307.tif 000009
【図６】
2012042307.tif 000010
【図７】
2012042307.tif 000011
【図８】
2012042307.tif 000012
【図９】
2012042307.tif 000013
【図１０】
2012042307.tif 000014
【図１１】
2012042307.tif 000015