(57)【要約】【課題】ユーザインターフェイスの観点から容易に所望のＦＦＴ解析およびハンマリング解析を行うことができる波形計測器を提供することである。【解決手段】波形計測器１００においては、少なくとも２つのＢＮＣコネクタ１１０，〜，１４０にアナログ信号が入力され、Ａ−Ｄ変換器１７５により入力されたアナログ信号がデジタル信号に変換され、処理装置９４０により処理が行われる。処理装置９４０においてＦＦＴ解析モード１６１では、変換されたデジタル信号が離散フーリエ変換され、周波数および各周波数における強度からなるスペクトル解析としてパーソナルコンピュータ３００の表示部３１０に出力される。一方、ハンマリング解析モード１６２では、デジタル信号が離散フーリエ変換され比較され周波数応答関数がパーソナルコンピュータ３００の表示部３１０に出力される。【選択図】図１２
2009276302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に取り付けられた加速度センサから得られた信号が入力可能な少なくとも２つのアナログ入力手段と、前記アナログ入力手段に入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、前記デジタル信号を外部に出力する出力手段とを備える波形処理器に接続され、当該波形処理器から出力されたデジタル信号に所定の処理を行い表示部に信号波形を表示させるデータ処理装置であって、
前記デジタル信号を離散フーリエ変換し、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析を前記表示部に表示させるＦＦＴ解析モードと、前記２つのアナログ入力手段に対応する少なくとも２つのデジタル信号をそれぞれ離散フーリエ変換して解析し、周波数応答関数を前記表示部に表示させるハンマリング解析モードと、を選択するモード選択部と、
前記モード選択部により前記ＦＦＴ解析モードが選択された場合に前記スペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方とからなる第１設定項目群を前記表示部に表示させて設定可能とし、前記モード選択部により前記ハンマリング解析モードが選択された場合に周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を前記表示部に表示させ設定可能とする設定入力部と、
前記設定入力部により入力された設定に応じて、選択された前記ＦＦＴ解析モードおよび前記ハンマリング解析モードのいずれか一方の演算に必要なデータ点数が選択されて演算を行うことにより、当該設定に対応したスペクトル解析および周波数応答関数のいずれか一方を前記表示部に表示させる処理手段と、を含むことを特徴とするデータ処理装置。
【請求項２】
前記第２設定項目群は、さらにデータ収集時間に関する相対比率設定項目を含み、
前記設定入力部は、
前記モード選択部により前記ハンマリング解析モードが選択された場合に前記データ収集時間に対する相対比率項目をさらに前記表示部に表示させ設定可能とし、
前記処理手段は、
前記設定入力部により設定された前記相対比率設定項目に応じて計測開始のタイミングを調整することを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記処理手段は、
前記モード選択部により前記ハンマリング解析モードが選択された場合に前記第２設定項目群において設定された周波数帯域およびデータ収集時間から周波数分解能を演算し、演算された周波数分解能を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
デジタル信号に所定の処理を行い表示部に信号波形を表示させる波形処理器であって、
測定対象物に取り付けられた加速度センサから得られた信号が入力可能な少なくとも２つのアナログ入力手段と、
前記アナログ入力手段に入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、
前記デジタル信号を離散フーリエ変換し、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析を前記表示部に表示させるＦＦＴ解析モードと、前記２つのアナログ入力手段に対応する少なくとも２つのデジタル信号をそれぞれ離散フーリエ変換して解析し、周波数応答関数を前記表示部に表示させるハンマリング解析モードとを選択するモード選択部と、
前記モード選択部により前記ＦＦＴ解析モードが選択された場合に前記スペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方とからなる第１設定項目群を設定可能とし、前記モード選択部により前記ハンマリング解析モードが選択された場合に周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を設定可能とする設定入力部と、
前記設定入力部により入力された設定に応じて、選択された前記ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードのいずれか一方の演算に必要なデータ点数が選択されて演算を行うことにより、当該設定に対応したスペクトル解析および周波数応答関数のいずれか一方を前記表示部に表示させる処理手段と、を含むことを特徴とする波形処理器。
【請求項５】
測定対象物に取り付けられた加速度センサにより得られる信号を測定可能な信号に変換する信号変換手段をさらに含み、
前記処理手段は、
前記モード選択部により前記ハンマリング解析モードが選択された場合に、前記アナログ入力手段の少なくとも１個のアナログ入力手段に対して前記信号変換手段を駆動させることを特徴とする請求項４記載の波形処理器。
【請求項６】
前記処理手段は、
前記モード選択部により前記ＦＦＴ解析モードが選択された場合に、前記第１設定項目群を前記表示部に表示させ、前記設定入力部により設定された前記第１設定項目群に応じて内部演算されたスペクトル解析を前記表示部に表示させ、
前記モード選択部により前記ハンマリング解析モードが選択された場合に、前記第２設定項目群を前記表示部に表示させ、前記設定入力部により設定された前記第２設定項目群に応じて内部演算された周波数応答関数を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項４または請求項５記載の波形処理器。
【請求項７】
前記第２設定項目群は、さらにデータ収集時間に関する相対比率設定項目を含み、
前記設定入力部は、
前記モード選択部により前記ハンマリング解析モードが選択された場合に前記データ収集時間に対する相対比率項目をさらに前記表示部に表示させ設定可能とし、
前記処理手段は、
前記設定入力部により設定された前記相対比率設定項目に応じて計測開始のタイミングを調整することを特徴とする請求項４から請求項６記載のいずれか１項に記載の波形処理器。
【請求項８】
前記処理手段は、
前記モード選択部により前記ハンマリング解析モードが選択された場合に前記第２設定項目群において設定された周波数帯域およびデータ収集時間から周波数分解能を演算し、演算された周波数分解能を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の波形処理器。
【請求項９】
測定対象物に取り付けられた加速度センサから得られた信号が入力可能な少なくとも２つのアナログ入力手段と、前記アナログ入力手段に入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、前記デジタル信号を外部に出力する出力手段とを備える波形処理器に接続され、当該波形処理器から出力されたデジタル信号に所定の処理を行い表示部に信号波形を表示させるデータ処理方法であって、
前記デジタル信号を離散フーリエ変換し、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析を前記表示部に表示させるＦＦＴ解析モードと、前記２つのアナログ入力手段に対応する少なくとも２つのデジタル信号をそれぞれ離散フーリエ変換して解析し、周波数応答関数を前記表示部に表示させるハンマリング解析モードとを選択するモード選択工程と、
前記モード選択工程により前記ＦＦＴ解析モードが選択された場合に前記スペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方とからなる第１設定項目群を設定可能とし、前記モード選択部により前記ハンマリング解析モードが選択された場合に周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を設定可能とする設定入力工程と、
前記設定入力工程により入力された設定に応じて、選択された前記ＦＦＴ解析モードおよび前記ハンマリング解析モードのいずれか一方の演算に必要なデータ点数が選択されて演算を行うことにより、当該設定に対応したスペクトル解析および周波数応答関数のいずれか一方を前記表示部に表示させる処理工程と、を含むことを特徴とするデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力されたアナログ信号に所定の処理を行い、表示部に対して波形を表示させるデータ処理装置、波形処理器およびデータ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある物理量の変動を確認する場合、波形処理器またはデータ処理装置が使用される。この波形処理器またはデータ処理装置においては、当該変動がアナログ信号波形として取得され、ユーザにより予め設定されたサンプリング周波数およびサンプリング数に応じてサンプリングが行われ、離散的なデジタル信号として取得される。そして、この離散的なデジタル信号に対して高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ
Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  以下、ＦＦＴと呼ぶ。）が行われ、変換後のデジタル信号の周波数成分が解析され、表示部に対しグラフ化して出力される。例えば、ＦＦＴを用いた応答周波数処理の一例としてハンマリング解析があげられる。以下、ハンマリング解析の概要について説明する。
【０００３】
ハンマリング解析においては、作業者が、測定対象物に加速度検出器（加速度ピックアップ）を取り付け、当該測定対象物をハンマで叩く。そして、波形処理器により加速度検出器（加速度ピックアップ）からの測定対象物の振動信号およびハンマの加振信号のそれぞれに対して、ＦＦＴ処理が行われ、得られた周波数応答を解析することにより測定対象物の共振周波数が得られる。
【０００４】
このハンマリング解析においては、種々の研究開発が行われており、特許文献１には、励振力推定装置について開示されている。
【０００５】
この特許文献１記載の励振力推定装置においては、構造系の振動応答測定点の振動加速度を検出する加速度検出器と、この加速度検出器により検出された加速度応答および加振試験時に構造系に加えられる励振力を記録するメモリ装置と、このメモリ装置に記録された加振試験時（ハンマリング時）の励振力および加速度応答に基づいて上記構造系の振動応答測定点と励振力着力点との間のインパルス応答関数を計算する第１の演算手段と、この第１の演算手段により計算されたインパルス応答関数と上記加速度検出器により検出される機器稼働時の加速度応答に基づいて構造系に負荷される励振力推定値を計算する第２の演算手段とを具備したものである。
【０００６】
この特許文献１記載の励振力推定装置においては、ハンマリング解析時における加振点のばらつきの影響を除去し、励振力推定値を正確に求めることができる。
【特許文献１】特開平０８−０８２５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、波形処理器またはデータ処理装置におけるＦＦＴでは、ユーザが予め設定したサンプリング周波数およびサンプリング数に基づいて、各周波数成分がどの程度含まれているかを内部的に演算し、横軸を周波数帯域、縦軸を各周波数の成分量としてグラフ表示させることが通常となっている。横軸の周波数帯域については、おおよそサンプリング周波数／２の値で算出され、周波数分解能については、サンプリング周波数／演算点数の値で計算される。なお、演算点数は、一般的にサンプリング数以下の値で設定される。
【０００８】
したがって、ユーザは、所望の周波数帯域もしくは周波数分解能におけるグラフが表示されていない場合、サンプリング周波数およびサンプリング数を再設定し、グラフを更新することとなる。
【０００９】
しかしながら、ユーザは、内部的にどのような理論式に基づいて周波数帯域もしくは周波数分解能を演算しているのかを把握し、再設定時にサンプリング周波数およびサンプリング数の別途演算を行う必要がある。そうしなければ、所望の周波数帯域もしくは周波数分解能におけるグラフを得ることができず、所望の解析結果を得るために設定すべき値を模索しなければならないという問題が生じる。
【００１０】
すなわち、上述したように、周波数帯域は、サンプリング周波数と連動しており、周波数分解能は、サンプリング周波数およびサンプリング数と連動しているため、変動する２つのパラメータを同時に決定する必要があり、安易に所望する設定値を求めることはできない。
【００１１】
さらに、波形処理器またはデータ処理装置を用いたハンマリング解析においては、上述したサンプリング周波数およびサンプリング数の問題に加えて、データ収集時間の変動という問題が生じる。このデータ収集時間の変動とは、サンプリング周波数およびサンプリング数を再設定することにより、サンプリングを行う時間が変動してしまうことである。例えば、測定対象物をハンマで叩くことにより測定対象物の加振が始まってから測定対象物の振動が減衰して収束するまでの時間においてサンプリングを行うべきところ、測定対象物の振動が完全に収束する前にサンプリングのデータ収集時間が終了してしまったり、測定対象物の振動が完全に収束した後、必要以上に長い時間のサンプリングを行ってしまい、結果としてノイズ成分が大きくなってしまい解析結果にノイズ成分が影響したりという問題があった。
【００１２】
このように、波形処理器またはデータ処理装置においては、汎用性が高い反面、ユーザインターフェイスの観点から、作業者に高度な知識と多大な労力とを要求するものであった。
【００１３】
本発明の目的は、上記問題に鑑みて、ユーザインターフェイスの観点から容易に所望のＦＦＴ解析およびハンマリング解析を行うことができるデータ処理装置、波形処理器およびデータ処理方法を提供することである。
本発明の他の目的は、上記問題に鑑みて、ユーザインターフェイスの観点から直接的に所望の表示に関するパラメータを入力でき、容易に所望のＦＦＴ解析およびハンマリング解析を行うことができるデータ処理装置、波形処理器およびデータ処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）
本発明に係るデータ処理装置は、測定対象物に取り付けられた加速度センサから得られた信号が入力可能な少なくとも２つのアナログ入力手段と、アナログ入力手段に入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、デジタル信号を外部に出力する出力手段とを備える波形計測器に接続され、当該波形計測器から出力されたデジタル信号に所定の処理を行い表示部に信号波形を表示させるデータ処理装置であって、デジタル信号を離散フーリエ変換し、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析を表示部に表示させるＦＦＴ解析モードと、２つのアナログ入力手段に対応する少なくとも２つのデジタル信号をそれぞれ離散フーリエ変換して解析し、周波数応答関数を表示部に表示させるハンマリング解析モードと、を選択するモード選択部と、モード選択部によりＦＦＴ解析モードが選択された場合にスペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方とからなる第１設定項目群を表示部に表示させて設定可能とし、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合に周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を表示部に表示させ設定可能とする設定入力部と、設定入力部により入力された設定に応じて、選択されたＦＦＴ解析モード又はハンマリング解析モードの演算に必要なデータ点数が選択されて演算を行うことにより、当該設定に対応したスペクトル解析又は周波数応答関数を表示部に表示させる処理手段と、を含むものである。
【００１５】
本発明に係るデータ処理装置においては、モード選択部によりＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードが選択される。
ＦＦＴ解析モードが選択された場合に、設定入力部により第１設定項目群が表示部に表示されて設定可能となり、処理手段により、第１設定項目群に応じて、選択されたＦＦＴ解析モードの演算に必要なデータ点数が選択され、変換されたデジタル信号が離散フーリエ変換され、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析が演算されることにより、当該設定に対応したスペクトル解析が表示部に表示される。
一方、ハンマリング解析モードが選択された場合に、設定入力部により第２設定項目群が表示部に表示されて設定可能となり、処理手段により、第２設定項目群に応じて、選択されたハンマリング解析モードの演算に必要なデータ点数が選択され、少なくとも２つのデジタル信号がそれぞれ離散フーリエ変換されて解析され、周波数応答関数が演算されることにより、当該設定に対応した周波数応答関数が表示部に表示される。
【００１６】
この場合、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードの選択に応じて、第１設定項目群および第２設定項目群が切り替えて表示部に出力される。
その結果、ＦＦＴ解析モードの場合に設定すべきスペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方と、からなる第１設定項目群を容易に設定することができ、ハンマリング解析モードの場合に設定すべき周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を容易に設定することができる。
すなわち、ＦＦＴ解析モードの場合には、表示部に表示させるスペクトル解析に直接的に関与する周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方と、を容易に設定することができ、ハンマリング解析モードの場合には、直接的に関与する周波数帯域およびデータ収集時間を容易に設定することができる。したがって、ユーザインターフェイスの観点から所望の周波数応答解析およびハンマリング解析を容易に行うことができる。
また、従来においては、ハンマリング解析は、ＦＦＴ解析の一手法であるため、ＦＦＴ解析における設定を用いれば、作業工数が生じてもハンマリング解析を行うことができていたが、本発明においては、ハンマリング解析に対するパラメータを直接的に設定できるハンマリング解析モードを設けることにより、容易でかつ簡易にハンマリング解析を行うことができる。
なお、ＦＦＴ解析とは、離散フーリエ変換の一手法である高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析を示す。
【００１７】
（２）
第２設定項目群は、さらにデータ収集時間に関する相対比率設定項目を含み、設定入力部は、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合にデータ収集時間に対する相対比率項目をさらに表示部に表示させ設定可能とし、処理手段は、設定入力部により設定された相対比率設定項目に応じて計測開始のタイミングを調整してもよい。
【００１８】
この場合、設定入力部によりデータ収集時間に対する相対比率項目がさらに表示部に表示され設定することができ、ハンマリング解析モードの計測開始のタイミング（トリガ探索位置）を調整することができる。したがって、ハンマリング解析モードにおいて、適切なサンプリングを行うことができるため、入力波形が計測時間全体の約５〜１５％のタイミングで、計測開始のタイミング（トリガ探索位置）を調整することができる。その結果、測定対象物の振動が完全に収束する前にサンプリングが終了してしまったり、測定対象物の振動が完全に収束した後、必要以上に長い時間のサンプリングを行ってしまいノイズ成分が大きくなってしまったりという問題を防止することができ、測定対象物に対してハンマで叩くことにより加振が始まってから測定対象物の振動が減衰して収束するまでの時間において適切なサンプリングを行うことができる。
【００１９】
（３）
処理手段は、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合に第２設定項目群において設定された周波数帯域およびデータ収集時間から周波数分解能を演算し、演算された周波数分解能を表示部に表示させてもよい。
【００２０】
この場合、ハンマリング解析モードが選択された場合に、周波数帯域およびデータ収集時間から演算された周波数分解能が表示部に出力されるので、ユーザは、容易に周波数応答解析における周波数分解能を認識することができる。その結果、ユーザは、最適な周波数分解能であるか否か、さらに周波数応答解析の結果が最適か否かを判断することができる。
【００２１】
（４）
本発明に係る波形処理器は、デジタル信号に所定の処理を行い内蔵された表示部に信号波形を表示させる波形処理器であって、測定対象物に取り付けられた加速度センサから得られた信号が入力可能な少なくとも２つのアナログ入力手段と、アナログ入力手段に入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、デジタル信号を離散フーリエ変換し、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析を表示部に表示させるＦＦＴ解析モードと、２つのアナログ入力手段に対応する少なくとも２つのデジタル信号をそれぞれ離散フーリエ変換して解析し、周波数応答関数を表示部に表示させるハンマリング解析モードとを選択するモード選択部と、モード選択部によりＦＦＴ解析モードが選択された場合にスペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方とからなる第１設定項目群を設定可能とし、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合に周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を設定可能とする設定入力部と、設定入力部により入力された設定に応じて、選択されたＦＦＴ解析モード又はハンマリング解析モードの演算に必要なデータ点数が選択されて演算を行うことにより、当該設定に対応したスペクトル解析又は周波数応答関数を表示部に表示させる処理手段と、を含むものである。
【００２２】
本発明に係る波形処理器においては、モード選択部によりＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードが選択される。
ＦＦＴ解析モードが選択された場合に、設定入力部により第１設定項目群が表示部に表示されて設定可能となり、処理手段により、第１設定項目群に応じて、選択されたＦＦＴ解析モードの演算に必要なデータ点数が選択され、変換されたデジタル信号が離散フーリエ変換され、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析が演算されることにより、当該設定に対応したスペクトル解析が表示部に表示される。
一方、ハンマリング解析モードが選択された場合に、設定入力部により第２設定項目群が表示部に表示されて設定可能となり、処理手段により、第２設定項目群に応じて、選択されたハンマリング解析モードの演算に必要なデータ点数が選択され、少なくとも２つのデジタル信号がそれぞれ離散フーリエ変換されて解析され、周波数応答関数が演算されることにより、当該設定に対応した周波数応答関数が表示部に表示される。
【００２３】
この場合、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードの選択に応じて、第１設定項目群および第２設定項目群が切り替えて表示部に出力される。
その結果、ＦＦＴ解析モードの場合に設定すべきスペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方と、からなる第１設定項目群を容易に設定することができ、ハンマリング解析モードの場合に設定すべき周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を容易に設定することができる。
すなわち、ＦＦＴ解析モードの場合には、表示部に表示させるスペクトル解析に直接的に関与する周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方と、を容易に設定することができ、ハンマリング解析モードの場合には、直接的に関与する周波数帯域およびデータ収集時間を容易に設定することができる。したがって、ユーザインターフェイスの観点から所望の周波数応答解析およびハンマリング解析を容易に行うことができる。
また、従来においては、ハンマリング解析は、ＦＦＴ解析の一手法であるため、ＦＦＴ解析における設定を用いれば、作業工数が生じてもハンマリング解析を行うことができていたが、本発明においては、ハンマリング解析に対するパラメータを直接的に設定できるハンマリング解析モードを設けることにより、容易でかつ簡易にハンマリング解析を行うことができる。
なお、ＦＦＴ解析とは、離散フーリエ変換の一手法である高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析を示す。
【００２４】
（５）
測定対象物に取り付けられた加速度センサにより得られる信号を測定可能な信号に変換する信号変換手段をさらに含み、処理手段は、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合に、アナログ入力手段の少なくとも１個のアナログ入力手段に対して信号変換手段を駆動させてもよい。
【００２５】
この場合、ハンマリング解析モードの場合に、アナログ入力手段の少なくとも１個のアナログ入力手段に対して信号変換手段が駆動されるので、加速度センサからの信号を別途変換する装置が不要となる。
例えば、加速度センサにより得られる信号が電荷信号である場合、測定可能な信号である電圧信号に変換するチャージアンプまたはチャージコンバータが必要とされるが、内蔵された信号変換手段が駆動されることにより、チャージアンプまたはチャージコンバータを別途必要としない。その結果、コスト面および作業効率を低減することができる。また、加速度センサおよびチャージアンプの間を接続するためにローノイズケーブルを使用する必要がなくなる。
【００２６】
（６）
処理手段は、モード選択部によりＦＦＴ解析モードが選択された場合に、第１設定項目群を表示部に表示させ、設定入力部により設定された第１設定項目群に応じて演算されたスペクトル解析を表示部に表示させ、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合に、第２設定項目群を表示部に表示させ、設定入力部により設定された第２設定項目群に応じて演算された周波数応答関数を表示部に表示させてもよい。
【００２７】
この場合、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードの選択に応じて第１設定項目群および第２設定項目群のいずれか一方が表示部に表示されるので、ユーザは、設定入力部を用いて直接的に関連する項目を容易に設定することができる。
すなわち、ＦＦＴ解析モードの場合には、第１設定項目が表示部に表示され、スペクトル解析に直接的に関与する周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方と、を容易に設定することができ、ハンマリング解析モードの場合には、第２設定項目が表示部に表示され、直接的に関与する周波数帯域およびデータ収集時間を容易に設定することができる。その結果、ユーザインターフェイスの観点から直接的なパラメータを容易に設定し、所望のＦＦＴ解析およびハンマリング解析を行うことができる。
【００２８】
（７）
第２設定項目群は、さらにデータ収集時間に関する相対比率設定項目を含み、設定入力部は、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合にデータ収集時間に対する相対比率項目をさらに表示部に表示させ設定可能とし、処理手段は、設定入力部により設定された相対比率設定項目に応じて計測開始のタイミングを調整してもよい。
【００２９】
この場合、設定入力部によりデータ収集時間に対する相対比率項目がさらに表示部に表示され設定することができ、ハンマリング解析モードの計測開始のタイミング（トリガ探索位置）を調整することができる。したがって、ハンマリング解析モードにおいて、適切なサンプリングを行うことができるため、入力波形が計測時間全体の約５〜１５％のタイミングで、計測開始のタイミング（トリガ探索位置）を調整することができる。その結果、測定対象物の振動が完全に収束する前にサンプリングが終了してしまったり、測定対象物の振動が完全に収束した後、必要以上に長い時間のサンプリングを行ってしまいノイズ成分が大きくなってしまったりという問題を防止することができ、測定対象物に対してハンマで叩くことにより加振が始まってから測定対象物の振動が減衰して収束するまでの時間において適切なサンプリングを行うことができる。
【００３０】
（８）
処理手段は、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合に第２設定項目群において設定された周波数帯域およびデータ収集時間から周波数分解能を演算し、演算された周波数分解能を表示部に表示させてもよい。
【００３１】
この場合、ハンマリング解析モードが選択された場合に、周波数帯域およびデータ収集時間から演算された周波数分解能が表示部に出力されるので、ユーザは、容易に周波数応答解析における周波数分解能を認識することができる。その結果、ユーザは、最適な周波数分解能であるか否か、さらに周波数応答解析の結果が最適か否かを判断することができる。
【００３２】
（９）
本発明に係るデータ処理方法は、測定対象物に取り付けられた加速度センサから得られた信号が入力可能な少なくとも２つのアナログ入力手段と、アナログ入力手段に入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、デジタル信号を外部に出力する出力手段とを備える波形計測器に接続され、当該波形計測器から出力されたデジタル信号に所定の処理を行い表示部に信号波形を表示させるデータ処理方法であって、デジタル信号を離散フーリエ変換し、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析を表示部に表示させるＦＦＴ解析モードと、２つのアナログ入力手段に対応する少なくとも２つのデジタル信号をそれぞれ離散フーリエ変換して解析し、周波数応答関数を表示部に表示させるハンマリング解析モードとを選択するモード選択工程と、モード選択工程によりＦＦＴ解析モードが選択された場合にスペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方とからなる第１設定項目群を設定可能とし、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合に周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を設定可能とする設定入力工程と、設定入力工程により入力された設定に応じて、選択されたＦＦＴ解析モード又はハンマリング解析モードの演算に必要なデータ点数が選択されて演算を行うことにより、当該設定に対応したスペクトル解析又は周波数応答関数を表示部に表示させる処理工程と、を含むものである。
【００３３】
本発明に係るデータ処理方法においては、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードが選択され、ＦＦＴ解析モードが選択された場合に、第１設定項目群が表示されて設定可能となり、第１設定項目群に応じて、選択されたＦＦＴ解析モードの演算に必要なデータ点数が選択され、変換されたデジタル信号が離散フーリエ変換され、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析が演算されることにより、当該設定に対応したスペクトル解析が表示される。
また、ハンマリング解析モードが選択された場合に、第２設定項目群が表示されて設定可能となり、第２設定項目群に応じて、選択されたハンマリング解析モードの演算に必要なデータ点数が選択され、少なくとも２つのデジタル信号がそれぞれ離散フーリエ変換されて解析され、周波数応答関数が演算されることにより、当該設定に対応した周波数応答関数が表示される。
【００３４】
この場合、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードの選択に応じて、第１設定項目群および第２設定項目群が切り替えて表示される。
その結果、ＦＦＴ解析モードの場合に設定すべきスペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方と、からなる第１設定項目群を容易に設定することができ、ハンマリング解析モードの場合に設定すべき周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を容易に設定することができる。
すなわち、ＦＦＴ解析モードの場合には、表示させるスペクトル解析に直接的に関与する周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方と、を容易に設定することができ、ハンマリング解析モードの場合には、直接的に関与する周波数帯域およびデータ収集時間を容易に設定することができる。したがって、ユーザインターフェイスの観点から所望の周波数応答解析およびハンマリング解析を容易に行うことができる。
また、従来においては、ハンマリング解析は、ＦＦＴ解析の一手法であるため、ＦＦＴ解析における設定を用いれば、作業工数が生じてもハンマリング解析を行うことができていたが、本発明においては、ハンマリング解析に対するパラメータを直接的に設定できるハンマリング解析モードを設けることにより、容易でかつ簡易にハンマリング解析を行うことができる。
なお、ＦＦＴ解析とは、離散フーリエ変換の一手法である高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析を示す。
【００３５】
（１０）
測定対象物に取り付けられた加速度センサから得られた信号が入力可能な少なくとも２つのアナログ入力手段と、アナログ入力手段に入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、デジタル信号を外部に出力する出力手段とを備える波形計測器に接続され、当該波形計測器から出力されたデジタル信号に所定の処理を行い表示部に信号波形を表示させるデータ処理プログラムであって、
デジタル信号を離散フーリエ変換し、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析を表示部に表示させるＦＦＴ解析モードと、２つのアナログ入力手段に対応する少なくとも２つのデジタル信号をそれぞれ離散フーリエ変換して解析し、周波数応答関数を表示部に表示させるハンマリング解析モードとを選択可能なモード選択ステップと、
モード選択ステップによりＦＦＴ解析モードが選択された場合にスペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方とからなる第１設定項目群を設定可能とし、モード選択部によりハンマリング解析モードが選択された場合に周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を設定可能とする設定入力ステップと、
設定入力ステップにより入力された設定に応じて、選択されたＦＦＴ解析モード又はハンマリング解析モードの演算に必要なデータ点数が選択されて演算を行うことにより、当該設定に対応したスペクトル解析又は周波数応答関数を表示部に表示させる処理ステップとを含むものである。
備えることを特徴とするデータ処理プログラム。
【００３６】
本発明に係るデータ処理プログラムにおいては、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードが選択され、ＦＦＴ解析モードが選択された場合に、第１設定項目群が表示されて設定可能となり、第１設定項目群に応じて、選択されたＦＦＴ解析モードの演算に必要なデータ点数が選択され、変換されたデジタル信号が離散フーリエ変換され、周波数および各周波数に対応する強度および振幅の少なくとも一方で表示されるスペクトル解析が演算されることにより、当該設定に対応したスペクトル解析が表示される。
また、ハンマリング解析モードが選択された場合に、第２設定項目群が表示されて設定可能となり、第２設定項目群に応じて、選択されたハンマリング解析モードの演算に必要なデータ点数が選択され、少なくとも２つのデジタル信号がそれぞれ離散フーリエ変換されて解析され、周波数応答関数が演算されることにより、当該設定に対応した周波数応答関数が表示される。
【００３７】
この場合、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードの選択に応じて、第１設定項目群および第２設定項目群が切り替えて表示される。
その結果、ＦＦＴ解析モードの場合に設定すべきスペクトル解析の周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方と、からなる第１設定項目群を容易に設定することができ、ハンマリング解析モードの場合に設定すべき周波数帯域およびデータ収集時間からなる第２設定項目群を容易に設定することができる。
すなわち、ＦＦＴ解析モードの場合には、表示させるスペクトル解析に直接的に関与する周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数のいずれか一方と、を容易に設定することができ、ハンマリング解析モードの場合には、直接的に関与する周波数帯域およびデータ収集時間を容易に設定することができる。したがって、ユーザインターフェイスの観点から所望の周波数応答解析およびハンマリング解析を容易に行うことができる。
また、従来においては、ハンマリング解析は、ＦＦＴ解析の一手法であるため、ＦＦＴ解析における設定を用いれば、作業工数が生じてもハンマリング解析を行うことができていたが、本発明においては、ハンマリング解析に対するパラメータを直接的に設定できるハンマリング解析モードを設けることにより、容易でかつ簡易にハンマリング解析を行うことができる。
なお、ＦＦＴ解析とは、離散フーリエ変換の一手法である高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図を用いて本発明に係るデータ処理装置、波形処理器およびデータ処理方法の説明を行う。本実施の形態においては、データ処理装置の一例として、パーソナルコンピュータを、波形処理器の一例として連結型電子機器ユニットからなる波形計測器を、例に挙げて説明をするが、これに限定されず、単独の電子機器ユニットからなるデータ処理装置、波形処理器およびデータ処理方法、または他の任意のデータ処理装置、波形処理器およびデータ処理方法にも適用することができる。
【００３９】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るパーソナルコンピュータおよび波形計測器の一例を示す模式的斜視図である。
【００４０】
図１に示すように、波形計測器１００は、連結型電子機器ユニットからなり、箱状のユニット（筐体）から形成されている。波形計測器１００の背面部には、レール保持部（図示せず）が設けられ、レール保持部により波形計測器１００がＤＩＮレール９００に取り付けられる。波形計測器１００の前面部には、４個のＢＮＣコネクタ（同軸接続部）１１０、１２０、１３０、１４０が設けられ、波形計測器１００の両側面部には、隣接して設けられる電源ユニット（図示せず）または入出力ユニット（図示せず）と接合可能な外部接続コネクタ１８０が設けられる。この外部接続コネクタ１８０とパーソナルコンピュータ３００とが接続される。パーソナルコンピュータ３００は、表示部３１０およびキーボード９５０またはマウス９５１を有する。以下、パーソナルコンピュータ３００および波形計測器１００の内部構造について説明する。
【００４１】
次に、図２は、波形計測器１００およびパーソナルコンピュータ３００の主な内部構造の一例を説明するための模式的構造図である。
【００４２】
図２に示すように、波形計測器１００は、ＢＮＣコネクタ１１０，１２０，１３０，１４０、記録部１６０、信号変換器１７０、アナログ−デジタル（以下、Ａ−Ｄと略記する。）変換器１７５および外部接続コネクタ１８０を含む。
また、記録部１６０は、一時的に計測データを記録する計測データ１６１および計測条件等を記録する内部用設定データ１６２からなる。
【００４３】
ここで、本実施の形態における信号変換器１７０は、電圧信号を定電流源を利用して増幅された電圧信号に変換させるＩＣＰカップリングを有するアンプ（以下、ＩＣＰアンプと略記する）からなる。なお、本実施の形態ではアナログ入力手段としてＢＮＣコネクタを採用しているため信号変換器としてＩＣＰアンプを用いているが、これに限定されず、アナログ入力手段として電荷が入力される場合には、上述した信号変換器１７０は電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプで構成されてもよい。
【００４４】
パーソナルコンピュータ３００は、記録部３０１、調整部３０４および表示部３１０を含む。これらの記録部３０１、調整部３０４および表示部３１０は、上位にある中央演算処理装置９４０（ＣＰＵ等）（図示せず）により動作される。記録部３０１は、内部設定用データ３０２および計測データ３０３を有し、調整部３０４は、ＦＦＴ用直感的設定３０５およびハンマリング用直感的設定３０６を保持している。このＦＦＴ用直感的設定３０５は、ユーザにより設定されたＦＦＴ解析に関する直接的な設定パラメータを記録したものであり、ハンマリング用直感的設定３０６は、ユーザにより設定されたハンマリング解析に関する直接的な設定パラメータを記録したものである。表示部３１０は、ＦＦＴ波形３１１ａおよび周波数応答３１１ｂの表示を有する。
【００４５】
なお、本実施の形態においては、波形計測器１００に４個のＢＮＣコネクタ１１０、１２０、１３０、１４０が設けられていることとしたが、これに限定されず、他の任意の個数のコネクタを設けてもよい。
【００４６】
以下、本実施の形態に係るデータ処理方法を説明するにあたり、図１および図２において説明した構造に対して、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードを実施する処理フローの一例について説明する。
【００４７】
図３は、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードの処理フローの一例を示す模式図である。
【００４８】
図３に示すように、パーソナルコンピュータ３００の中央演算処理装置９４０（ＣＰＵ等）（以下、処理装置９４０と略記する。）は、ユーザが、パーソナルコンピュータ３００のキーボード９５０またはマウス９５１を用いて、ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードのいずれか一方のモードを選択したことを認識する（ステップＳ１）。
【００４９】
（ＦＦＴ解析モードフロー）
ここで、処理装置９４０が、ＦＦＴ解析モードを選択したと判定した場合、調整部３０４のＦＦＴ用直感的設定３０５を内部用設定データ３０２に与える（ステップＳ２ａ）ここで、処理装置９４０が、ＦＦＴ解析モードを選択すると判定する場合とは、後述するＦＦＴ解析の準備が行われ（図４参照）、ユーザによりＦＦＴ解析モードが選択されたことを示す。
【００５０】
。
続いて、処理装置９４０は、周波数帯域を選択できるよう表示部３１０に表示させる（ステップＳ３ａ）。この詳細については、後述する。そして、処理装置９４０は、ユーザにより選択された周波数帯域を認識し、内部用設定データ３０２に与える。
【００５１】
また、処理装置９４０は、周波数分解能を選択できるよう表示部３１０に表示させる（ステップＳ４ａ）。この詳細については、後述する。そして、処理装置９４０は、ユーザにより選択された周波数分解能を認識し、内部用設定データ３０２に与える。処理装置９４０は、内部用設定データ３０２に記録された周波数帯域および周波数分解能を波形計測器１００の内部用設定データ１６２に与え、内部用設定データ１６２は、Ａ−Ｄ変換器１７５に必要な周波数帯域および周波数分解能を与え、計測を開始する（ステップＳ５ａ）。
【００５２】
次いで、ＢＮＣコネクタ１１０，１２０，１３０，１４０から入力されたアナログデータが信号変換器１７０を介してＡ−Ｄ変換器１７５に与えられる。処理装置９４０は、Ａ−Ｄ変換器１７５においてアナログーデジタル変換されたデジタルデータを記録部１６０の計測データ１６１に電気的な信号として一時的に保持させる（ステップＳ６ａ）。処理装置９４０は、計測データ１６１の電気的な信号をパーソナルコンピュータ３００（データ処理装置）へ出力させ（ステップＳ７ａ）、外部接続コネクタ１８０を介してパーソナルコンピュータ３００の記録部３０１の計測データ３０３に記憶させる（ステップＳ８ａ）。
【００５３】
続いて、処理装置９４０は、計測終了か否かを判定する（ステップＳ９ａ）。処理装置９４０が計測終了でないと判定した場合、ステップＳ６ａからステップＳ８ａまでの処理を繰り返し行い、計測終了と判定した場合、処理装置９４０は、記録部３０１の内部用設定データ３０２により記録されたＦＦＴ直感的設定３０５に応じて計測データ３０３の演算処理を行う（ステップＳ１０ａ）。次いで、処理装置９４０は、演算処理したＦＦＴ波形（スペクトル）を表示部３１０に表示させる（ステップＳ１１ａ）。最後に、処理装置９４０は、ユーザが設定入力部を用いて表示部３１０に表示されたＦＦＴ波形３１１ａに満足せず、再測定を選定したか否かを判定する（ステップＳ１２ａ）。ここで、ユーザが再測定を選択したと判定した場合、ステップＳ２ａからステップＳ１１ａまでの処理を繰り返し実施する。一方、ユーザが再測定を選択しないと判定した場合、処理を終了する。
【００５４】
（ハンマリング解析モードフロー）
上記のステップＳ１の処理において、処理装置９４０が、ハンマリング解析モードを選択したと判定した場合、調整部３０４のハンマリング用直感的設定３０６を内部用設定データ３０２に与える（ステップＳ２ｂ）。ここで、処理装置９４０が、ハンマリング解析モードを選択すると判定する場合とは、後述するハンマリング解析の準備が行われ（図１１参照）、ユーザによりハンマリング解析モードが選択されたことを示す。
【００５５】
続いて、処理装置９４０は、周波数帯域を選択できるよう表示部３１０に表示させる（ステップＳ３ｂ）。この詳細については後述する。そして、処理装置９４０は、ユーザにより選択された周波数帯域を認識し、内部用設定データ３０２に与える。
【００５６】
また、処理装置９４０は、収集時間を選択できるよう表示部３１０に表示させる（ステップＳ４ｂ）。この詳細については後述する。そして、処理装置９４０は、ユーザにより選択された収集時間を認識し、内部用設定データ３０２に与える。処理装置９４０は、内部用設定データ３０２に記録された周波数帯域および収集時間を波形計測器１００の内部用設定データ１６２に与え、内部用設定データ１６２は、信号変換器１７０およびＡ−Ｄ変換器１７５に必要な周波数帯域および収集時間を与え、計測を開始する（ステップＳ５ｂ）。
【００５７】
次いで、ＢＮＣコネクタ１１０，１２０，１３０，１４０から入力されたアナログデータが信号変換器１７０を介してＡ−Ｄ変換器１７５に与えられる。信号変換器１７０は、ＢＮＣコネクタ１１０，１２０，１３０，１４０のいずれかから入力される電荷信号を電圧信号に変換する。
【００５８】
処理装置９４０は、Ａ−Ｄ変換器１７５においてアナログーデジタル変換されたデジタルデータを記録部１６０の計測データ１６１に電気的な信号として一時的に保持させる（ステップＳ６ｂ）。処理装置９４０は、計測データ１６１の電気的な信号をパーソナルコンピュータ３００（データ処理装置）へ出力させ（ステップＳ７ｂ）、外部接続コネクタ１８０を介してパーソナルコンピュータ３００の記録部３０１の計測データ３０３に記憶させる（ステップＳ８ｂ）。
【００５９】
続いて、処理装置９４０は、計測終了か否かを判定する（ステップＳ９ｂ）。処理装置９４０が計測終了でないと判定した場合、ステップＳ６ｂからステップＳ８ｂまでの処理を繰り返し行い、計測終了と判定した場合、処理装置９４０は、記録部３０１の内部用設定データ３０２により記録されたハンマリング直感的設定３０６に応じて計測データ３０３の演算処理を行う（ステップＳ１０ｂ）。次いで、処理装置９４０は、演算処理した周波数応答を表示部３１０に表示させる（ステップＳ１１ｂ）。最後に、処理装置９４０は、ユーザが設定入力部を用いて表示部３１０に表示された周波数応答３１１ｂに満足せず、再測定を選定したか否かを判定する（ステップＳ１２ｂ）。ここで、ユーザが再測定を選択したと判定した場合、ステップＳ２ｂからステップＳ１１ｂまでの処理を繰り返し実施する。一方、ユーザが再測定を選択しないと判定した場合、処理を終了する。
【００６０】
以下、図１〜図３で示した波形計測器１００およびパーソナルコンピュータ３００を用いてＦＦＴ解析を行う場合について説明を行い、後に図１〜図３で示した波形計測器１００およびパーソナルコンピュータ３００を用いてハンマリングモード解析を行う場合について説明する。
【００６１】
（ＦＦＴ解析モード）
図４は、図１〜図３に示した波形計測器１００およびパーソナルコンピュータ３００を用いてＦＦＴ解析を行う場合の一例を示した模式的説明図であり、図５から図９は、ＦＦＴ解析を行う場合の表示部３１０の一例を示す模式図である。
【００６２】
図４に示すように、ＦＦＴ解析の場合、波形計測器１００を用いて対象物のアナログ信号（電圧または振動）を計測し、解析を行うが、本実施の形態においては、対象物を基板５００の回路における電圧のアナログ信号を計測することとする。
【００６３】
なお、本実施の形態におけるＦＦＴ解析とは、一般に横軸（Ｘ軸）時間軸の波形データをＦＦＴ変換して、横軸（Ｘ軸）周波数軸の波形データとする方法であり、結果として計測データがどのような周波数成分をどの程度含むかを解析するものである。
【００６４】
図４に示すように、一般的に基板５００の回路における電圧のアナログ信号を計測するためにプローブ（ＦＥＴプローブ等）２００が使用される。プローブ２００の一端側には、接続端子２１０およびＧＮＤ端子２２０が設けられ、他端側には、接続部が設けられる。
このプローブ２００を用いて、基板５００の計測部位に対してプローブ２００の接続端子２１０およびＧＮＤ端子２２０が接続され、接続部が波形計測器１００のＢＮＣコネクタ１１０に接続される。
【００６５】
また、図４に示すように、波形計測器１００は、外部接続コネクタ１８０を介してパーソナルコンピュータ３００と接続される。それにより、波形計測器１００は、基板５００からのアナログ信号を計測して解析し、パーソナルコンピュータ３００の表示部３１０に表示させることができる。
【００６６】
以下、パーソナルコンピュータ３００における表示部３１０の説明を行う。まず、ユーザは、図４に示したＦＦＴ解析モードの場合、図５から図１０に示すように、波形計測器１００の設定を行う。
【００６７】
例えば、図５に示すように、表示部３１０の上部には、計測結果を表示する波形表示（以下、単にグラフと呼ぶ。）３１１が設けられ、表示部３１０の下部には、計測のための設定条件等を表示および設定入力するモード別表示部３２１が設けられる。
【００６８】
例えば、表示部３１０の下部のモード別表示部３２１には、入力モード３２１ａ（図５参照）、計測機能モード３２１ｂ（図６参照）、サンプリングモード３２１ｃ（図７参照）、トリガモード３２１ｄ（図８参照）、ＦＦＴモード３２１ｅ（図９参照）、ハンマリングモード３２１ｆ（図１２参照）および判定モード３２１ｇ（１０参照）の選択タブが設けられている。ユーザは、当該複数の選択タブのいずれか一つを選択することにより、個々のモードの設定を行うことができる。
【００６９】
まず、図５に示すように、ユーザが入力モード３２１ａの選択タブを選択した場合、表示部３１０の下方に、ＢＮＣコネクタ１１０，１２０，１３０，１４０に関するチャンネルを選択することができるＣＨ選択ボックス３２２のプルダウンメニューが表示され、併設して、入力信号の入力レンジを選択することができる入力レンジボックス３２３のプルダウンメニューが表示される。
【００７０】
例えば、ユーザは、ＣＨ選択ボックス３２２のプルダウンメニュー内からＢＮＣコネクタ１１０を示す“（１）ＨＡ−Ｖ０１”を選択し、入力レンジボックス３１２のプルダウンメニュー内から“±１０Ｖ”を選択して設定を行う。これにより、ＦＦＴ解析の対象となるデータがＢＮＣコネクタ１１０から入力されること、および当該波形の最大振幅が±１０Ｖであることが設定される。
【００７１】
次いで、図６に示すように、ユーザが計測機能モード３２１ｂの選択タブを選択した場合、表示部３１０の下方に、連結型電子機器ユニットのユニットの種別を選択することができるユニット種別選択ボックス３２４のプルダウンメニューが表示され、併設して、計測の平均回数を設定することができる回数入力ボックス３２５のプルダウンメニューが表示される。
【００７２】
例えば、ユーザは、ユニット種別選択ボックス３２４のプルダウンメニュー内から波形計測器１００を示す“ＮＲ-ＨＡ０８”を選択し、回数入力ボックス３２５のプルダウンメニュー内から“２回”を選択して設定を行う。これにより、ＦＦＴ解析を行う機器が波形計測器１００であること、計測対象となる波形の平均が２回であることが設定される。
【００７３】
次いで、図７に示すように、ユーザが、サンプリングモード３２１ｃの選択タブを選択した場合、表示部３１０の下方に、信号に対する１データ毎の時間間隔を示すサンプリング周期ボックス３２６のプルダウンメニューが表示され、併設して、収集するサンプリングの総点数（総データ数）を示すサンプリング数ボックス３２７のプルダウンメニューが表示され、さらに併設して、保存周期ボックス３２８のプルダウンメニューおよびプリトリガポイント数ボックス３２９のプルダウンメニューが表示される。
【００７４】
例えば、ユーザは、サンプリング周期ボックス３２６のプルダウンメニュー内から“５ｍｓ”を選択し、サンプリング数ボックス３２７のプルダウンメニュー内から“６００００”を選択し、プリトリガポイント数ボックス３２９のプルダウンメニュー内から“４”を選択する。なお、図７においては、保存周期ボ-ックス３２８は、未設定の状態となっている。
【００７５】
続いて、図８に示すように、ユーザがトリガモード３２１ｄの選択タブを選択した場合、表示部３１０の下方に、ＢＮＣコネクタ１１０，１２０，１３０，１４０に関するチャンネルを選択することができるＣＨ選択ボックス３３０のプルダウンメニューが表示され、併設して、エッジの種別を選択することができるエッジ選択ボックス３３１のプルダウンメニューが表示され、さらに併設して、トリガの値を決定するトリガレベルボックス３３２のプルダウンメニューが表示される。
【００７６】
例えば、ユーザはＣＨ選択ボックス３３０のプルダウンメニュー内から“（１）ＨＡ−Ｖ０１”を選択する。なお、図８においては、エッジ選択ボックス３３１およびトリガレベルボックス３３２は、未設定の状態となっている。
【００７７】
次いで、図９に示すように、ユーザがＦＦＴモード３２１ｅの選択タブを選択した場合、表示部３１０の下方に、サンプリングを行う周波数帯域を選択する周波数帯域ボックス３３３のプルダウンメニューが表示され、併設して、周波数分解能を入力する周波数分解能ボックス３３４のプルダウンメニューが表示される。
【００７８】
ここで、実際にユーザが、ＦＦＴ解析を行う場合について説明する。例えば、ユーザは、周波数帯域ボックス３３３のプルダウンメニュー内から“Ａ”（Ｈｚ）を選択する。ここで、Ａとは、任意の数である。
【００７９】
一般に、ある周波数帯域のスペクトル解析を行うためには、その周波数帯域の２倍以上のサンプリング周波数でデータを計測する必要がある。したがって、本実施の形態ではサンプリング周波数が周波数帯域ボックス３３３に入力された値の２倍である、“２Ａ”（Ｈｚ）に決定される。
【００８０】
ここで、周波数分解能とは、このサンプリング周波数を演算点数で割って算出される値であり、本実施の形態において演算点数は、例えば１０００，２０００、５０００、・・・１００００と複数の離散的な候補値が予め与えられている。また、演算点数とはＦＦＴ解析の演算に用いる実際のデータ点数を示しており、一般にはサンプリング数以下の値に設定されるが、本実施の形態では、サンプリング数と同一の値となるように設定されている。
【００８１】
演算点数が複数の離散的な候補値からなるため、サンプリング周波数を演算点数で割って算出される周波数分解能も同様にして複数の離散的な候補値からなる。本実施の形態ではサンプリング周波数を上述した演算点数の候補値でそれぞれ割った複数の周波数分解能の候補値が周波数分解能ボックス３３４のプルダウンメニュー内に選択可能な状態で表示される。
【００８２】
例えば、ユーザが周波数帯域ボックス３３３のプルダウンメニュー内から周波数帯域を１Ｋｈｚと選択し、演算点数の候補値が（１０００，２０００，５０００）であるとすると、周波数分解能ボックス３３４のプルダウンメニュー内には、（１，０．５，０．２）の値が選択可能に表示される。
【００８３】
ユーザが周波数分解能を周波数分解能ボックス３３４のプルダウンメニュー内から（１，０．５，０．２）の値のいずれか一つを選択すると、選択された周波数分解能に対応した演算点数が自動的に選択され、選択された演算点数に基づいてＦＦＴ解析が実行される。例えば、ユーザが周波数分解能としてプルダウンメニュー内から０．５を選択した場合、演算点数２０００が自動的に選択される。
【００８４】
そして、ユーザが上記設定において所望するＦＦＴ解析が行われず、周波数帯域が低かったと判断したと仮定する。この場合、ユーザは、直接的に周波数帯域ボックス３３３のプルダウンメニュー内から１ＫＨｚよりも大きな周波数である“２０００”（Ｈｚ）を選択し、再設定する。
【００８５】
それにより、サンプリング周波数“４０００”（Ｈｚ）が内部演算される。続いて、ユーザは周波数分解能ボックス３３４のプルダウンメニュー内から周波数分解能を選択する。以下、同様に設定されたサンプリング周波数と周波数分解能から、演算点数が自動的に選択されて、選択された演算点数に基づいてＦＦＴ解析が再度実行される。
【００８６】
以上の結果により、表示部３１０の上部のグラフ３１１にＦＦＴ波形（リニアスペクトル）３１１ａが表示される。縦軸は、各周波数における強度（ｄＢ）を示し、横軸は各周波数（Ｈｚ）を示す。このＦＦＴ波形（リニアスペクトル）３１１ａにより、各周波数毎に、周波数の強度が表示されるので、ユーザは、基板５００の信号において、どの周波数成分を強く含むか否かを判定することができる。
【００８７】
このように、本実施の形態に係る波形計測器１００においては、ＦＦＴモード解析の場合、従来のようにサンプリング周波数およびサンプリング数をユーザが設定し、周波数帯域および周波数分解能を間接的に求めることが不要となり、ユーザが欲する直接的な周波数帯域と、周波数分解能およびサンプリング点数を容易に直接設定入力することができる。それにより、所望の解析結果を容易に得ることができる。
【００８８】
最後に、図１０に示すように、ユーザが判定モード３２１ｆの選択タブを選択した場合、表示部３１０の下方に、ＢＮＣコネクタ１１０，１２０，１３０，１４０に関するチャンネルを選択することができるＣＨ選択ボックス３４２のプルダウンメニューが表示され、併設して、判定モードボックス３４３のプルダウンメニュー、上限値ボックス３４４および下限値ボックス３４５が表示される。
【００８９】
例えば、ユーザは、ＣＨ選択ボックス３３０のプルダウンメニュー内から“（１）ＨＡ−Ｖ０１”を設定する。なお、図１０においては、判定モードボックス３４３、上限値ボックス３４４および下限値ボックス３４５は未設定の状態となっている。
【００９０】
（ハンマリング解析モード）
続いて、図１１は、図１〜図３に示したパーソナルコンピュータ３００および波形計測器１００を用いてハンマリング解析を行う場合の一例を示した模式的説明図であり、図１２は、ハンマリング解析を行う場合の表示部３１０の一例を示す模式図である。なお、ハンマリング解析とは、周波数応答を求める一つの手法である。ここで、周波数応答について説明する。
【００９１】
周波数応答は、ＦＦＴ解析の場合と異なり、入力信号および出力信号の個々のＦＦＴ解析結果から、所定の周波数の入力信号に対して共振し易さを各周波数毎に示すものである。一般に周波数応答は、振幅−周波数と位相−周波数の両グラフを縦に並べたボード線図などのグラフで表現され、当該グラフにおいては、縦軸に振動し易さの強度が示され、横軸に各周波数が示される。
【００９２】
このような応答周波数の一手法であるハンマリング解析モードにおいては、試験対象物をハンマで叩いて加振させ、当該試験対象物の振動を加速度センサで計測するものである。したがって、入力信号は、ハンマ加振信号であり、出力信号は、加速度センサ信号である。
【００９３】
例えば、図１１に示すように、吊り下げられた試験対象物５２０に加速度ピックアップ４２０が固設される。ここで、加速度ピックアップ４２０は、試験対象物５２０に密着するよう設けられる。
【００９４】
一方、ハンマ４００を用いて試験対象物５２０にハンマ入力が与えられる。このハンマ入力が行われた場合にハンマ４００からハンマ入力信号がＢＮＣコネクタ１２０に与えられ、加速度ピックアップ４２０からの出力信号がＢＮＣコネクタ１１０に与えられる。
【００９５】
また、図１１に示すように、波形計測器１００は、外部接続コネクタ１８０を介してパーソナルコンピュータ３００と接続される。
【００９６】
以下、パーソナルコンピュータ３００における表示部３１０の説明を行う。まず、ユーザは、図１１のハンマリング解析モードの場合、上述したように、図５から図８と同様に設定を行い、図１０と同様に判定を行う。
【００９７】
さらに、図１２に示すように、ユーザがハンマリングモード３２１ｆの選択タブを選択した場合、表示部３１０の下方に、サンプリングを行う周波数帯域を選択する周波数帯域ボックス３３５のプルダウンメニューが表示され、併設して、データを収集する収集時間ボックス３３６のプルダウンメニューが表示される。
【００９８】
さらに併設して、ＢＮＣコネクタ１１０，１２０，１３０，１４０に関するトリガ対象となるチャンネルを選択することができるＣＨ選択ボックス３３７のプルダウンメニューが表示され、エッジの種別を選択することができるエッジ選択ボックス３３８のプルダウンメニューが表示され、さらに併設して、プリトリガ位置ボックス３３９、トリガの値を決定するトリガレベルボックス３４０およびヒステリシス選定ボックス３４１のプルダウンメニューが表示される。また、この場合、モード別表示部３２１において、項目αに内部で演算された周波数分解能が表示される。
【００９９】
本実施の形態においては、プリトリガ位置ボックス３３９を設けていることにより、計測しようとするサンプリング点数（またはデータ収集時間）の何パーセントでトリガをかけるか調整することができる。すなわち、サンプリング周波数及びサンプリング数を変更させた場合であっても、トリガ位置を変更させないことができる。
【０１００】
例えば、図１１に示すように、周波数帯域ボックス３３５プルダウンメニュー内から“１００”（Ｈｚ）を選択し、収集時間ボックス３３６プルダウンメニュー内から“１００”（ｍｓｅｃ）を選択する。
さらに、ＣＨ選択ボックス３３７プルダウンメニュー内からトリガ対象となる“（４）ＣＡ―ＣＨ０１”を選択し、エッジ選択ボックス３３８プルダウンメニュー内から“立ち上がり”を選択し、プリトリガ位置ボックス３３９に“５”（％）を入力し、トリガレベルボックス３４０に“１０”（％）を入力し、ヒステリシス選定ボックス３４１プルダウンメニュー内からに“０”（％）を選択する。また、この場合、モード別表示部３２１において、項目αに内部で演算された周波数分解能が表示される。
【０１０１】
ここで、最適なハンマリング解析を行うためには、ａ）測定時間内に測定対象の振動が減衰しきること、ｂ）入力波形が計測時間の例えば約５〜１５％の位置でトリガがかかっていることの２つが重要である。
【０１０２】
例えば、ユーザが、表示部３１０の波形を確認し、ハンマ４００による入力信号が捉えきれていないと判断した場合、すなわち、ユーザが、サンプリング周波数が低いと判断した場合、ユーザは、サンプリング周波数を高く変更する。
従来のサンプリング周波数およびサンプリング数のみで設定を行う機器においては、サンプリング周波数が低いと判断し、サンプリング周波数を高く変更させる場合、サンプリング数よりも低く設定される演算点数を間接的に変更しなければ、サンプリング時間が自動的に短くなり、解析が困難となる。
【０１０３】
また、逆に、ユーザが、表示部３１０の波形を確認し、加速度ピックアップ４２０による出力信号が捉えきれず、振動減衰までにサンプリングが終了していると判断した場合、すなわち、ユーザが、サンプリング周波数が高いと判断した場合、サンプリング周波数を低く変更する必要がある。
従来のサンプリング周波数およびサンプリング数のみで設定を行う機器においては、サンプリング周波数が高いと判断し、サンプリング周波数を低く変更させる場合、サンプリング数よりも低く設定される演算点数を間接的に変更しなければ、サンプリング時間が自動的に長くなり、ノイズ成分を多く含む解析が行われ、解析が困難となる。
【０１０４】
さらに、ユーザが、表示部３１０の波形を確認し、サンプリング時間があまりにも長く、サンプリング周波数が高く、演算点数が多いと判断した場合、サンプリング周波数を低くし、演算点数を少なくする必要がある。
従来のサンプリング周波数およびサンプリング数のみで設定を行う機器においては、サンプリング周波数を低く変更し、かつ、サンプリング数よりも低く設定される演算点数を間接的に少なく変更する必要がある。この場合、２つのパラメータを同時に設定する必要があるため、解析に最適な条件を見出すことは困難である。
【０１０５】
以上のように、本実施の形態に係る波形計測器１００においては、周波数帯域ボックス３３５を設定した後、変更時に、周波数帯域ボックス３３５と、収集時間ボックス３３６とを設定することができるので、最終的にユーザが求める周波数応答関数グラフを容易に得ることができる。
すなわち、周波数帯域およびデータ収集時間を直接的に設定入力することができるので、周波数帯域が高いと判断した場合には、周波数帯域を低く変更し、逆に周波数帯域が低いと判断した場合には、周波数帯域を高く変更することができ、いずれの場合においても、収集時間ボックス３３６により収集時間を設定しているので、演算点数が自動的に適切な値に変更され、最適な周波数応答関数を得ることができる。
さらに、サンプリング時間があまりにも長く、サンプリング周波数が高いと判断した場合であっても、データ収集時間を一定に設定しつつ、周波数帯域を低く設定することにより、自動的に演算点数が低く設定される。この場合においても、収集時間ボックス３３６により収集時間を設定しているので、演算点数が自動的に適切な値に変更され、最適な周波数応答関数を得ることができる。
【０１０６】
また、プリトリガ位置ボックス３３９を設けていることにより、サンプリング周波数を変更させた場合であっても、トリガ位置を変更させないことができるので、最適な周波数応答関数を得ることができる。
【０１０７】
このように、最適な周波数応答関数は、図１２に示すように、表示部３１０の上部のグラフ３１１（ｂ１），３１１（ｂ２）に表示される。グラフ３１１（ｂ１）は、振幅の周波数応答関数を示し、縦軸が強度（ｄＢ）を示し、横軸は周波数（Ｈｚ）を示す。また、グラフ３１１（ｂ２）は、位相の周波数応答関数を示し、縦軸が位相（ｄｅｇ）を示し、横軸は周波数（Ｈｚ）を示す。
これらのグラフ３１１（ｂ１），３１１（ｂ２）により各周波数毎に、共振点の強弱および位相のずれが表示されるので、ユーザは、一次固有振動数または、二次固有振動数等の試験対象物５２０の有する共振周波数を確認することができる。
【０１０８】
（他の例）
以下、上記の実施の形態の他の例について説明する。当該他の例においては、上記の実施の形態と異なる点のみ説明を行う。
【０１０９】
図１３は、波形計測器１００ａの主な内部構造の他の例を説明するための模式的構造図である。図１３に示すように、波形計測器１００ａは、図２に示したパーソナルコンピュータ３００の主な構造を波形計測器１００に内蔵させた状態を示すものである。
【０１１０】
図１３に示すように、波形計測器１００ａは、ＢＮＣコネクタ１１０，１２０，１３０，１４０、記録部１６０ａ、信号変換器１７０、Ａ−Ｄ変換器１７５、外部接続コネクタ１８０、調整部３０４ａおよび表示部３１０ａを含む。を含む。また、記録部１６０ａは、一時的に計測データを記録する計測データ１６１および計測条件等を記録する内部用設定データ１６２からなる。調整部３０４ａは、ＦＦＴ用直感的設定３０５およびハンマリング用直感的設定３０６を保持している。表示部３１０ａは、ＦＦＴ波形３１１ａおよび周波数応答３１１ｂの表示を有する。
【０１１１】
このように、波形計測器１００ａを用いることで、一のデータ処理装置または波形処理器により上記のＦＦＴ解析モード１６１およびハンマリング解析モード１６２の直感的設定を行うことができ、最適な解析を容易に実施することができる。
【０１１２】
以上のように、本発明に係る波形計測器１００、１００ａにおいては、処理装置９４０によりＦＦＴ解析モード１６１およびハンマリング解析モード１６２の切り替えに応じて、ＦＦＴ解析３２１ｅの選択タブ、ハンマリング解析３２１ｆの選択タブが切り替えられて表示部３１０に出力される。その結果、ＦＦＴ解析モード１６１の場合にスペクトル解析に直接的に必要な周波数帯域ボックス３３３および周波数分解能ボックス３３４を容易に設定することができ、また、ハンマリング解析モード１６２の場合に周波数応答関数に直接的に必要な周波数帯域ボックス３３５および収集時間ボックス３３６を容易に設定することができる。したがって、ユーザインターフェイスの観点から容易に所望の周波数応答解析およびハンマリング解析を行うことができる。
【０１１３】
また、処理装置９４０は、ハンマリング解析モード１６２の場合に、ＢＮＣコネクタ１１０，〜，１４０の少なくとも１個のＢＮＣコネクタ１１０，〜，１４０に対して信号変換器１７０が駆動されるので、別途ＩＣＰアンプ、または加速度ピックアップ４２０からの信号を変換する装置、例えば、チャージアンプまたはチャージコンバータを用意する必要がなくなる。
【０１１４】
また、ハンマリング解析において、適切なサンプリングを行うために、データ収集時間全体の例えば約５〜１５％のタイミングで、トリガ（トリガ探索位置）をかけることが可能となる。その結果、試験対象物５２０の振動が完全に収束する前にサンプリングが終了してしまったり、試験対象物５２０の振動が完全に収束した後、必要以上に長い時間のサンプリングを行ってしまいノイズ成分が大きくなってしまったりという問題を防止することができ、試験対象物５２０に対してハンマで叩くことにより加振が始まってから試験対象物５２０の振動が減衰して収束するまでの時間において適切なサンプリングを行うことができる。
【０１１５】
さらに、本実施の形態における波形計測器１００、１００ａにおいては、ハンマリング解析モード１６２の場合に、周波数帯域およびデータ収集時間から演算された周波数分解能が表示部３１０のモード別表示部３２１において、項目αに内部で演算された周波数分解能が表示されるので、ユーザは、容易に周波数分解能を認識することができる。
【０１１６】
なお、本実施の形態においては、各種選択タブを設けることとしたが、これに限定されず、再設定を行うことが多いＦＦＴ解析の選択タブ３２１ｅ，ハンマリング解析の選択タブ３２１ｆにおいて、さらに別途調整モードを設けてもよい。それにより、調整モードにより調整を行った後に、ＦＦＴ解析の選択タブ３２１ｅ，ハンマリング解析の選択タブ３２１ｆを用いて本格的な計測を連続して行うこととしてもよい。
【０１１７】
本実施の形態においては、パーソナルコンピュータ３００のキーボード９５０およびマウス９５１が設定入力部および設定入力工程に相当し、パーソナルコンピュータ３００の表示部３１０が表示部に相当し、波形計測器１００，１００ａが波形処理器およびデータ処理装置に相当し、ＢＮＣコネクタ１１０，〜，１４０が少なくとも２つのアナログ入力手段に相当し、Ａ−Ｄ変換機１７５がアナログ−デジタル変換器に相当し、処理装置９４０が処理手段および処理工程に相当し、記録部１６０，１６０ａおよび記録部３０１が記録手段に相当し、表示部３１０のグラフ３１１およびＦＦＴ波形３１１ａがスペクトル解析に相当し、外部接続コネクタ１８０が出力手段に相当し、調整部３０４，３０４ａがモード選択部およびモード選択工程に相当し、表示部３１０のグラフ３１１（ｂ１），３１１（ｂ２）および周波数応答３１１ｂが周波数応答関数に相当し、図３に示す機器接続において図８のＦＦＴ解析３２１ｅが、ＦＦＴ解析モードに相当し、図１０に示す機器接続において図１１のハンマリング解析３２１ｆが、ハンマリング解析モードに相当し、周波数帯域ボックス３３３および周波数分解能ボックス３３４が第１設定項目群に相当し、周波数帯域ボックス３３５および収集時間ボックス３３６が第２設定項目群に相当し、基板５００および試験対象物５２０が測定対象物に相当し、加速度ピックアップ４２０が加速度センサに相当し、信号変換器１７０が信号変換手段に相当し、サンプリング時間がデータ収集時間に相当し、プリトリガ位置ボックス３３９が相対比率設定項目に相当し、トリガが計測開始のタイミングに相当し、項目αが演算された周波数分解能に相当する。
【０１１８】
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るパーソナルコンピュータおよび波形計測器の一例を示す模式的斜視図
【図２】パーソナルコンピュータおよび波形計測器の主な内部構造の一例を説明するための模式的構造図
【図３】ＦＦＴ解析モードおよびハンマリング解析モードの処理フローの一例を示す模式図
【図４】図１〜図３に示したパーソナルコンピュータおよび波形計測器を用いてＦＦＴ解析を行う場合の一例を示した模式的説明図
【図５】ＦＦＴ解析を行う場合の表示部の一例を示す模式図
【図６】ＦＦＴ解析を行う場合の表示部の一例を示す模式図
【図７】ＦＦＴ解析を行う場合の表示部の一例を示す模式図
【図８】ＦＦＴ解析を行う場合の表示部の一例を示す模式図
【図９】ＦＦＴ解析を行う場合の表示部の一例を示す模式図
【図１０】図１および図２に示した波形計測器を用いてハンマリング解析を行う場合の一例を示した模式的説明図
【図１１】図１〜図３に示したパーソナルコンピュータおよび波形計測器を用いてハンマリング解析を行う場合の一例を示した模式的説明図
【図１２】ハンマリング解析を行う場合の表示部の一例を示す模式図
【図１３】波形計測器の主な内部構造の他の例を説明するための模式的構造図
【符号の説明】
【０１２０】
１００  波形計測器
１１０，〜，１４０  ＢＮＣコネクタ
９４０  処理装置
１７０  信号変換器
１７５  Ａ−Ｄ変換機
３００  パーソナルコンピュータ
３１０  表示部
３１１，３１１ａ，３１１（ｂ１），３１１（ｂ２）  グラフ
３２１ａ，〜，３２１ｇ  選択タブ
３３３  周波数帯域ボックス
３３４  周波数分解能ボックス
３３５  周波数帯域ボックス
３３６  収集時間ボックス
３３９  プリトリガ位置ボックス
４２０  加速度ピックアップ
５００  基板
５２０  試験対象物
【図１】
2009276302.tif 000003
【図２】
2009276302.tif 000004
【図３】
2009276302.tif 000005
【図４】
2009276302.tif 000006
【図５】
2009276302.tif 000007
【図６】
2009276302.tif 000008
【図７】
2009276302.tif 000009
【図８】
2009276302.tif 000010
【図９】
2009276302.tif 000011
【図１０】
2009276302.tif 000012
【図１１】
2009276302.tif 000013
【図１２】
2009276302.tif 000014
【図１３】
2009276302.tif 000015