JP4936113B2 - 波形表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、測定データを表示画面に波形表示する波形表示装置に関し、特に、表示画面上で波形の比較を容易にすることができる波形表示装置に関するものである。

波形表示装置は、電圧、温度、接点信号等の入力値を電気信号に変換して測定を行い、測定データを表示画面に波形表示することにより、これらの入力の変化を測定、観測できるようにしている。このような装置としては、例えば、ペーパレスレコーダ、デジタルオシロスコープ等がある。

図７は従来の波形表示装置の構成図である。
電圧等の入力値は、測定手段１でデジタル値に変換され、変換された測定データは制御手段２により測定データ格納手段３に保存される。制御手段２は、指定された波形更新周期毎に表示位置計算手段４に波形を更新することを指令する。表示位置計算手段４は、その指令を待って、測定データ格納手段３に保存されたデータを基に、波形イメージを記憶手段５に作成する。作成された波形イメージは、表示コントロール手段６を用いて表示手段７に表示される。

複数の波形の観測、測定を容易に行える波形表示装置の構成を示したものとして、例えば特許文献１に記載されたものがあった。

特開２００４−２５７９０８号公報

従来例では、次のような問題点があった。
以前に取得した過去の測定データの波形と、現在取得中の現在の測定データの波形を比較する場合、過去の波形を紙にプリントアウトし、表示画面上の現在の波形と見比べなければならなかった。

このような紙と表示画面での波形比較では、現在の波形の進行に合わせて過去の波形の見比べる位置を自分で管理しなければならず、比較位置管理のユーザ負担が大きかった。
また、過去の測定データと現在の測定データの乖離をつかみにくく、乖離したときに問題が発生するような場合には、両波形を常に比較監視していなければならなかった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、過去の測定データの波形と、現在の測定データの波形を表示画面上で容易に比較することができる波形表示装置を実現することを目的とする。

このような課題を達成するために、本発明は次のとおりの構成になっている。
（１）測定データを表示画面に波形表示する波形表示装置において、
測定データの処理を制御する制御手段と、
現在の測定データを格納する測定データ格納手段と、
過去の測定データを格納している記憶手段と、
測定データから波形イメージを作成する表示位置計算手段と、
過去の測定データ及び現在の測定データの波形イメージを同一の表示手段に重ねて表示する表示コントロール手段と、
現在の測定データの波形イメージに対する過去の測定データの波形イメージの位置を調整し、複数の測定チャネル毎に前記波形イメージを表示するか非表示とするかを選択可能にした波形操作手段と、
を有することを特徴とする波形表示装置。

（２）前記制御手段は、現在の測定データと、これに対応する過去の測定データを波形更新周期毎に比較し、両測定データが所定値より乖離しているときにアラームを発生させることを特徴とする（１）記載の波形表示装置。

（３）前記アラームが発生したときに自動処理実行手段にあらかじめ設定されているＬＣＤセーバが起動している際に元の輝度に戻す処理を実行することを特徴とする請求項２記載の波形表示装置。

（４）前記表示位置計算手段は、前記制御手段からの波形更新周期毎の指令により波形イメージを前記記憶手段に作成し、該波形イメージを更新することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の波形表示装置。

（５）前記波形操作手段は、過去の測定データの波形イメージに対し、時間軸方向に幅を持たせたアラーム範囲を設定可能とすることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の波形表示装置。

（６）前記波形操作手段は、測定開始時の現在の測定データの値に合う位置に、過去の測定データの波形イメージを時間軸方向にずらすことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の波形表示装置。

（７）前記表示コントロール手段は、前記波形操作手段によって設定された波形イメージの表示形態に従って前記表示手段に波形表示することを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載の波形表示装置。

（８）前記表示コントロール手段は、過去の測定データの波形イメージを読込み時に該波形イメージのデータを平準化処理することを特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載の波形表示装置。

本発明によれば次のような効果がある。
以前に取得した過去の測定データの波形を表示画面上に表示位置を調整して表示することにより、過去の測定データの波形と、現在の測定データの波形を表示画面上で容易に比較することができる。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。前出の図と同一のものは同一符号を付ける。
電圧等の入力値は、測定手段１でデジタル値に変換され、変換された測定データは制御手段２により測定データ格納手段３に保存される。制御手段２は、指定された波形更新周期毎に表示位置計算手段４に波形を更新することを指令する。表示位置計算手段４は、その指令を待って、測定データ格納手段３に保存されたデータを基に、波形イメージを記憶手段５０の波形描画領域５３に作成する。このようにして、現在の測定データの波形イメージを更新していく。

記憶手段５０の内部データ記憶領域５１や外部記憶手段５５には、過去の測定データが格納されている。制御手段２は、測定データ格納手段３に一時的に保存されている測定データを記憶手段５０の内部データ記憶領域５１への保存や、記憶手段５０と外部記憶手段５５とのデータのやりとり等の制御を行う。
表示位置計算手段４は、記憶手段５０の内部データ記憶領域５１や外部記憶手段５５から記憶手段５０のデータ読込領域５２にデータを読み込み、そのデータを基に波形イメージを波形描画領域５３に作成する。このようにして、過去の測定データの波形イメージを作成する。

作成された現在の測定データの波形イメージと過去の測定データの波形イメージは、表示コントロール手段６を用いて表示手段７に重ねて表示される。過去の測定データの波形イメージは、現在の測定データの波形イメージに同期して波形更新周期毎に移動していく。

波形操作手段１１によって、過去の測定データの波形イメージを時間軸方向にずらし、現在の測定データの波形イメージに対する過去の測定データの波形イメージの位置を調整することができる。波形観測者（ユーザ）により、時間軸方向にずらす調整値が設定され、波形操作手段１１はこの設定を受けて波形イメージをずらして位置を調整する。また、波形操作手段１１が過去の測定データの波形イメージを解析し、測定開始時の現在の測定データの値に合う位置へ過去の測定データの波形イメージを自動的にずらすようにしてもよい。

従来、過去の測定データと現在の測定データの波形を比較する場合、紙にプリントアウトした過去の測定データの波形と表示画面（表示手段７）上の現在の測定データの波形を別々に見て比較していたが、過去の測定データと現在の測定データの波形が同一表示画面上に表示されるので、波形の比較を容易にすることができる。
また、従来はユーザが紙にプリントアウトした過去の測定データの波形と表示画面上の現在の測定データの波形の対応位置を探さなければならなかったが、任意に表示画面上の過去の測定データの表示位置を決め、波形更新周期毎に過去の測定データと現在の測定データの比較位置が同期して移動するので、ユーザが比較位置を管理する必要がない。

波形操作手段１１によって、表示手段７に表示する波形を実線とするか、点線とするか等の線の形状や、線の色等の表示形態、また、表示手段７への波形の表示／非表示の選択を測定チャネル毎に設定する。
表示コントロール手段６は、波形操作手段１１によって設定された波形イメージの表示形態に従って表示手段７に波形表示する。これにより、波形を重ねて表示してもそれぞれの波形を識別し易いようにすることができる。
また、比較するデータを選択できるようにし、不要な処理を行わないようにすることで、データ処理の効率化を図ることができる。

制御手段２は、指定された波形更新周期毎に、現在の測定データと対応する位置の過去の測定データを比較し、両測定データがあらかじめ波形操作手段１１により設定した乖離値又は乖離率を超えている場合はアラームを発生させる。過去の測定データを基準データとし、これに対して現在の測定データを比較し、両測定データが所定値より乖離しているときアラームを自動的に発生させることができるので、ユーザが常に波形を監視している必要がなく、ユーザが波形表示装置から離れた場合等でも確実に測定対象の異常を捕えることができる。

また、アラームが発生した場合、そのアラームに対し自動処理実行手段１２にあらかじめ設定されている処理を実行する。例えば、リレー接点出力のＯＮ／ＯＦＦ、瞬時値データ等のアラーム情報のＥメール送信、ＬＣＤセーバ（一定時間キー操作がない場合にＬＣＤのバックライトを消灯や減光する）が起動している際に元の輝度に戻す等の制御を行う。
アラーム発生により自動的に必要な処理が実行されるので、ユーザの操作負担を軽減することができる。また、アラームに対する迅速な処理が行え、異常時の的確な対処が可能となる。

図２は本発明の波形表示装置における表示例を示した図である。
図２では、温度測定において、時間軸を横にとり、波形が横方向に流れるようにしたトレンド表示の例を示している。過去の測定データ（基準データ）の波形と現在の測定データの波形を比較表示する。
チャネル１として、過去の測定データの波形（１Ａ）が点線で、現在の測定データの波形（１Ｂ）が実線で表示されている。チャネル２として、過去の測定データの波形（２Ａ）が点線で、現在の測定データの波形（２Ｂ）が実線で表示されている。

時間軸に垂直に現在位置（Ｃ）が実線で示されている。波形更新周期毎にこの実線が右に移動していき、ある一定のところまで進むと実線の位置は固定され、波形（１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ）がスクロールしていく。
現在の測定データに対応する縦軸の位置に、チャネル毎のポインターが表示されている。
過去の測定データの波形及び現在の測定データの波形の他に、チャネル毎の現在の測定データ（温度）のデジタル表示がされている。この例では、チャネル１が３０２．４℃、チャネル２が４２０．７℃である。

波形操作手段１１により過去の測定データの波形（１Ａ，２Ａ）を時間軸方向にずらして、現在の測定データの波形との位置関係を調整する。
両測定データの波形を重ねて表示しているので、チャネル２の現在値のように過去の測定データから、現在の測定データが段々とずれてきていることが容易に認識できる。また、両測定データが所定値よりも乖離した場合には自動的にアラームを発生させることもできる。
両測定データの波形を重ねて表示することで、現在の測定データの推移、測定データの傾向を把握することができる。これにより、測定データの正当性及びその動向をつかむことができ、アラーム発生前における早期の対処も可能となる。

図３は本発明の波形表示装置における他の表示例を示した図である。
図３では、温度測定において、図２で示した横方向のトレンド表示の代わりに、時間軸を縦にとり、波形が縦方向に流れるようにしたトレンド表示の例を示している。

図４は本発明の波形表示装置における他の表示例を示した図である。
図４では、温度測定において、図２、図３で示した横方向、縦方向のトレンド表示の代わりに、測定データを円形の時間軸で表示したサーキュラ表示の例を示している。

図５は本発明の波形表示装置におけるアラーム処理の説明図である。
図５（ａ）は基準データの平準化前の波形、図５（ｂ）は基準データの平準化後の波形を示している。
過去の測定データを基準データとする場合、一般にアラーム範囲としては測定データの上下にある一定の幅を持たせることが行われる。
しかし、測定データはノイズ等により誤差を含んでいるため、測定データをそのまま基準データとし、それに一定の幅を持たせたアラーム範囲を設定するのは好ましくない場合がある。その場合、過去の測定データのデータ読込み時にフィルタリングや移動平均等により平準化し、平準化後のデータを基準データとしてアラーム範囲を設定するようにする。この平準化処理は、表示コントロール手段６が、過去の測定データの波形イメージを読み込む際に行う。

図６は本発明の波形表示装置における他のアラーム処理の説明図である。
図６では、時間軸を横にとり、基準データに幅を持たせるようにアラーム範囲が設定されている状態を示している。
基準データがＤ地点のように垂直に立ち上がっている場合、実際のデータがＤ地点より速く、又は遅く立ち上がるとすぐにアラームが発生してしまうので、時間軸方向に幅を持たせたアラーム範囲を設定できるようにしている。このアラーム範囲の設定は、波形操作手段１１において行う。
理想の測定系に比べて実際の測定系に遅延要素がある場合等において、アラーム発生を抑制することができる。

ここでは、以前に取得した過去の測定データを記憶手段５０又は外部記憶手段５５に保存し、基準データとする例を示したが、測定データではなく理想の基準データを直接記憶手段５０又は外部記憶手段５５に設定し、現在の測定データと比較するようにしてもよい。

本発明の一実施例を示す構成図である。 本発明の波形表示装置における表示例を示した図である。 本発明の波形表示装置における他の表示例を示した図である。 本発明の波形表示装置における他の表示例を示した図である。 本発明の波形表示装置におけるアラーム処理の説明図である。 本発明の波形表示装置における他のアラーム処理の説明図である。 従来の波形表示装置の構成図である。

符号の説明

２ 制御手段
３ 測定データ格納手段
４ 表示位置計算手段
６ 表示コントロール手段
７ 表示手段
１１ 自動処理実行手段
１２ 波形操作手段
５０ 記憶手段

Claims (8)

1. 測定データを表示画面に波形表示する波形表示装置において、
   測定データの処理を制御する制御手段と、
   現在の測定データを格納する測定データ格納手段と、
   過去の測定データを格納している記憶手段と、
   測定データから波形イメージを作成する表示位置計算手段と、
   過去の測定データ及び現在の測定データの波形イメージを同一の表示手段に重ねて表示する表示コントロール手段と、
   現在の測定データの波形イメージに対する過去の測定データの波形イメージの位置を調整し、複数の測定チャネル毎に前記波形イメージを表示するか非表示とするかを選択可能にした波形操作手段と、
   を有することを特徴とする波形表示装置。
2. 前記制御手段は、現在の測定データと、これに対応する過去の測定データを波形更新周期毎に比較し、両測定データが所定値より乖離しているときにアラームを発生させることを特徴とする請求項１記載の波形表示装置。
3. 前記アラームが発生したときに自動処理実行手段にあらかじめ設定されているＬＣＤセーバが起動している際に元の輝度に戻す処理を実行することを特徴とする請求項２記載の波形表示装置。
4. 前記表示位置計算手段は、前記制御手段からの波形更新周期毎の指令により波形イメージを前記記憶手段に作成し、該波形イメージを更新することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の波形表示装置。
5. 前記波形操作手段は、過去の測定データの波形イメージに対し、時間軸方向に幅を持たせたアラーム範囲を設定可能とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の波形表示装置。
6. 前記波形操作手段は、測定開始時の現在の測定データの値に合う位置に、過去の測定データの波形イメージを時間軸方向にずらすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の波形表示装置。
7. 前記表示コントロール手段は、前記波形操作手段によって設定された波形イメージの表示形態に従って前記表示手段に波形表示することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の波形表示装置。
8. 前記表示コントロール手段は、過去の測定データの波形イメージを読込み時に該波形イメージのデータを平準化処理することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の波形表示装置。