本发明涉及一种例如测定交流电流信号等周期信号的周期信号测定装置及方法，尤其涉及一种决定周期信号的测定值稳定的采样周期的技术。
背景技术
一直以来，有对周期信号进行a/d采样并对采样值实施规定处理、由此获得测定值的测定方法。例如专利文献1中揭示有如下测定方法：对交流电流信号进行采样，并将采样期间内的交流电流信号的采样值自乘，然后相加，由此获得电流的实效值。
在上述那样的周期信号的测定方法中，在测定对象周期信号的上升或下降发生瞬时变化的情况下，若相对于该周期信号的变化而言所测定的a/d采样的周期足够短，则无法将采样期间的信号变化反映至测定值，因此会导致测定误差的增加。存在明显表现出这种测定误差的频带，在这种频带内，应为一定的测定值可却变成长周期的振动的行为。对于长周期的振动的行为，难以通过单纯的滤波或移动平均等波形/数据加工来抑制振动。
下面，列举实例进行说明。图14为表示周期信号的1例的波形图。图14所示的周期信号是进行相位角控制而得的交流电流信号，所述相位角控制通过交流电流的每半周期调整一次导通角来连续地控制供给至负载的电力。图14的例子展示了对50hz的正弦波交流电流进行90°相位角控制而得的波形。再者，图14的例子展示的是整流后的波形。
图15为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期1ms对周期信号进行a/d采样的情况下的一定的测定期间的测定值m的最小值mmin和对该最小值mmin进行一阶滞后滤波处理而得的值fmin的图。此外，图16为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期1ms对周期信号进行a/d采样的情况下的一定的测定期间的测定值m的最大值mmax、对该最大值mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值fmax、以及滤波衰减能力fa的图。
此处，以图14所示那样的以90°相位角加以控制而得的固定峰值的周期信号为测定对象，将周期信号的频带设为45～65hz。此外，将测定期间设为300秒，将以采样周期1ms对周期信号进行a/d采样而得的采样值的平方值相加100次而得的值作为测定值m。作为一阶滞后滤波，使用的是时间常数100ms的滤波。滤波衰减能力fa为表示数据加工(一阶滞后滤波处理)的效果的指标的一例，是通过下式给出的量。
【数式1】
fa＝1－(fmax－fmin)÷(mmax－mmin)···(1)
滤波衰减能力fa＝1表示完全去除了测定值m的振动，fa＝0表示完全未能去除测定值m的振动。图17的(a)展示了以频率50hz的周期信号(图15、图16的a的部分的周期信号)为测定对象的情况下的测定值m的最大值mmax和对最大值mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值fmax。
图17的(b)展示了以频率51.5hz的周期信号(图15、图16的b的部分的周期信号)为测定对象的情况下的最大值mmax和对最大值mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值fmax。此外，图17的(c)展示了以频率52.5hz的周期信号(图15、图16的c的部分的周期信号)为测定对象的情况下的最大值mmax和对最大值mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值fmax。图17的(a)～图17的(c)中将横轴设为时间。
如上所述，可知，在测定值m的振动较大的频带内，滤波衰减能力fa成为接近0的值，未能通过数据加工来去除测定值m的振动。即，可知，难以通过一阶滞后滤波处理这样的单纯的数据加工来抑制测定值m的振动。
为了抑制由这种测定值m的振动引起的测定误差，考虑充分缩短采样周期的对策。然而，若缩短采样周期，则测定装置的处理负荷会增加，因此存在需要准备高性能高成本的测定装置的问题。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利特开2011-17657号公报
技术实现要素：
【发明要解决的问题】
本发明是为了解决上述问题而成，其目的在于提供一种一方面能够抑制处理负荷和成本的增加、另一方面能够抑制周期信号的测定误差的周期信号测定装置、周期信号测定方法以及采样周期决定方法。
【解决问题的技术手段】
本发明的周期信号测定装置的特征在于，具备：测定部，其构成为对周期信号进行采样，并对采样值实施规定处理，由此获得测定值；采样周期决定部，其构成为以一定的测定期间内的所述测定值的振动量达到容许范围内的方式决定所述测定部的采样周期；以及采样周期控制部，其构成为根据该采样周期决定部的决定来设定所述测定部的采样周期。
此外，本发明的周期信号测定装置的一构成例的特征在于，所述采样周期决定部具备：判定部，其构成为判定所述测定期间内的所述测定值的振动量是否在容许范围内；以及采样周期变更部，其构成为在所述测定值的振动量超过容许范围的情况下指示所述采样周期控制部变更所述采样周期，所述采样周期决定部重复所述采样周期的变更直至所述测定值的振动量达到容许范围内为止。
此外，本发明的周期信号测定装置的一构成例的特征在于，所述采样周期决定部还具备采样周期确定部，所述采样周期确定部构成为在针对容许频带内的频率不同的多个所述周期信号中的各方而结束所述采样周期的决定之后，将针对各周期信号而获得的所述测定值的振动量当中振动量最小时的所述采样周期确定为最终采样周期。
此外，本发明的周期信号测定装置的一构成例的特征在于，还具备构成为对所述测定值实施加工的数据加工部，所述采样周期决定部以所述测定期间内的所述测定值的振动量和所述测定期间内的表示所述加工的效果的效果值达到各自对应的容许范围内的方式决定所述采样周期。
此外，本发明的周期信号测定装置的一构成例的特征在于，所述采样周期决定部具备：效果值算出部，其构成为根据所述测定值和所述数据加工部的加工的结果来算出所述效果值；判定部，其构成为判定所述测定期间内的所述测定值的振动量和所述测定期间内的所述效果值是否在各自对应的容许范围内；以及采样周期变更部，其构成为在所述测定值的振动量和所述效果值中的至少一方超过对应的容许范围的情况下指示所述采样周期控制部变更所述采样周期，所述采样周期决定部重复所述采样周期的变更直至所述测定值的振动量和所述效果值达到各自对应的容许范围内为止。
此外，本发明的周期信号测定装置的一构成例的特征在于，所述采样周期决定部还具备采样周期确定部，所述采样周期确定部在针对容许频带内的频率不同的多个所述周期信号中的各方而结束所述采样周期的决定之后，将针对各周期信号而获得的所述效果值当中表示最高效果的效果值的获得时的采样周期确定为最终采样周期。
此外，在本发明的周期信号测定装置的一构成例中，所述采样周期的决定时输入至所述测定部的周期信号是由信号发生器生成的试验周期信号。
此外，本发明的周期信号测定方法的特征在于，包含：第1步骤，从通过对周期信号的采样值实施规定处理而获得测定值的测定部获取所述测定值，以一定的测定期间内的所述测定值的振动量达到容许范围内的方式决定所述测定部的采样周期；以及第2步骤，根据该第1步骤的决定来设定所述测定部的采样周期。
此外，本发明的周期信号测定方法的一构成例的特征在于，所述第1步骤包含如下步骤：从对所述测定值实施加工的数据加工部获取加工的结果，以所述测定期间内的所述测定值的振动量和所述测定期间内的表示所述加工的效果的效果值达到各自对应的容许范围内的方式决定所述采样周期。
此外，本发明的周期信号测定装置的采样周期决定方法的特征在于，包含：第1步骤，使用模仿周期信号测定装置的功能而得的模型来推断对应于周期信号的所述测定值，所述周期信号测定装置的该功能是通过对周期信号的采样值实施规定处理而获得测定值的功能；以及第2步骤，以一定的测定期间内的所述测定值的推断值的振动量达到容许范围内的方式决定所述周期信号测定装置的采样周期。
此外，本发明的周期信号测定装置的采样周期决定方法的一构成例的特征在于，所述模型是模仿对所述测定值实施加工的周期信号测定装置的功能而得，所述第1步骤包含使用所述模型来推断对应于所述周期信号的所述测定值而且推断所述加工的结果的步骤，所述第2步骤包含以所述测定期间内的所述测定值的推断值的振动量和所述测定期间内的表示所述加工的效果的效果值达到各自对应的容许范围内的方式决定所述采样周期的步骤。
【发明的效果】
根据本发明，以一定的测定期间内的测定值的振动量达到容许范围内的方式决定测定部的采样周期，并根据该决定来设定测定部的采样周期，由此，一方面能够抑制处理负荷和成本的增加，另一方面能使测定值稳定，从而能够抑制测定误差。
此外，在本发明中，在针对容许频带内的频率不同的多个周期信号中的各方而结束采样周期的决定之后，将针对各周期信号而获得的测定值的振动量当中振动量最小时的采样周期确定为最终采样周期，由此，能以在周期信号的容许频带内测定结果变得良好的方式决定采样周期。
此外，在本发明中，以一定的测定期间内的测定值的振动量和测定期间内的表示加工的效果的效果值达到各自对应的容许范围内的方式决定测定部的采样周期，由此，一方面能够抑制处理负荷和成本的增加，另一方面能使测定值稳定，从而能够抑制测定误差。
此外，在本发明中，在针对容许频带内的频率不同的多个周期信号中的各方而结束采样周期的决定之后，将针对各周期信号而获得的效果值当中表示最高效果的效果值的获得时的采样周期确定为最终采样周期，由此，能以在周期信号的容许频带内测定结果变得良好的方式决定采样周期。
此外，在本发明中，使用模仿通过对周期信号的采样值实施规定处理而获得测定值的周期信号测定装置的功能而得的模型来推断对应于周期信号的测定值，以一定的测定期间内的测定值的推断值的振动量达到容许范围内的方式决定周期信号测定装置的采样周期，由此，能以测定结果变得良好的方式决定采样周期而不使用实际的周期信号测定装置。
此外，在本发明中，使用模型来推断对应于周期信号的测定值而且推断加工的结果，以测定期间内的测定值的推断值的振动量和测定期间内的表示加工的效果的效果值达到各自对应的容许范围内的方式决定采样周期，由此，能以测定结果变得良好的方式决定采样周期而不使用实际的周期信号测定装置。
附图说明
图1为表示以采样周期0.938ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值的最小值和对最小值进行一阶滞后滤波处理而得的值的图。
图2为表示以采样周期0.938ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值的最大值、对最大值进行一阶滞后滤波处理而得的值以及滤波衰减能力的图。
图3为表示以采样周期0.975ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值的最小值和对最小值进行一阶滞后滤波处理而得的值的图。
图4为表示以采样周期0.975ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值的最大值、对最大值进行一阶滞后滤波处理而得的值以及滤波衰减能力的图。
图5为表示以采样周期0.943ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值的最小值和对最小值进行一阶滞后滤波处理而得的值的图。
图6为表示以采样周期0.943ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值的最大值、对最大值进行一阶滞后滤波处理而得的值以及滤波衰减能力的图。
图7为表示本发明的第1实施例的周期信号测定装置的构成的框图。
图8为说明本发明的第1实施例的周期信号测定装置的测定时的动作的流程图。
图9为表示本发明的第1实施例的周期信号测定装置的测定部的另一构成的框图。
图10为说明本发明的第1实施例的周期信号测定装置的测定时的另一动作的流程图。
图11为表示本发明的第1实施例的周期信号测定装置的采样周期决定部和采样周期控制部的构成的框图。
图12为说明本发明的第1实施例的周期信号测定装置的采样周期决定部和采样周期控制部的动作的流程图。
图13为表示实现本发明的第1实施例的周期信号测定装置的电脑的构成例的框图。
图14为表示周期信号的1例的波形图。
图15为表示以采样周期1ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值的最小值和对最小值进行一阶滞后滤波处理而得的值的图。
图16为表示以采样周期1ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值的最大值、对最大值进行一阶滞后滤波处理而得的值以及滤波衰减能力的图。
图17为表示以采样周期1ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值的最大值和对最大值进行一阶滞后滤波处理而得的值的图。
具体实施方式
[发明的原理]
发明者着眼于当变更采样周期时、与测定值的振动(最大值－最小值)的频率相对应的特性会发生偏移这一情况，想到了以测定对象周期信号的频带变为测定值振动较大的区域的中间附近(谷部分)的方式变更采样周期，由此，能在周期信号的频带内使测定值稳定。
下面，使用附图，对本发明的原理进行说明。在图15、图16所示的测定结果中，在45.5hz、50.0hz、55.5hz、62.5hz附近存在发生测定值的较大的振动的频带。此外，45.5hz、50.0hz、55.0hz、55.5hz、58.8hz、60.0hz、62.5hz附近存在发生一阶滞后滤波等单纯的数据加工不发挥功能的长周期的测定值振动的频带。因此，可知在以50hz附近的周期信号为测定对象的情况下，得不到良好的测定结果。
图1为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期0.938ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值m的最小值mmin和对该最小值mmin进行一阶滞后滤波处理而得的值fmin的图。此外，图2为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期0.938ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值m的最大值mmax、对该最大值mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值fmax、以及滤波衰减能力fa的图。
与图15、图16的情况一样，将以90°相位角加以控制而得的固定峰值的周期信号作为测定对象，将周期信号的频带设为45～65hz。此外，将测定期间设为300秒，将以采样周期0.938ms对周期信号进行a/d采样而得的采样值的平方值相加100次而得的值作为测定值m。作为一阶滞后滤波，使用的是时间常数100ms的滤波。滤波衰减能力fa的定义与上述一致。
如此，若将采样周期设为0.938ms，则能使测定值m中出现的特性挪动+3.2hz左右。也就是说，能使图15、图16的a的频带的特性挪动至图1、图2的d的频带。因而，在以50hz附近的周期信号为测定对象的情况下，能够抑制测定值m的振动，而且能使一阶滞后滤波等单纯的数据加工发挥功能，因此，能够容易地实现测定值m的稳定化。
图3为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期0.975ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值m的最小值mmin和对该最小值mmin进行一阶滞后滤波处理而得的值fmin的图。此外，图4为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期0.975ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值m的最大值mmax、对该最大值mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值fmax、以及滤波衰减能力fa的图。测定对象周期信号与图1、图2、图15、图16的情况相同。
根据图3、图4可知，在能将测定对象周期信号的容许频带限定在50hz附近(图3、图4的e的频带)的情况下，通过将采样周期设为0.975ms，能在50hz±1.1hz左右以内容许周期信号的容许频带。
图5为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期0.943ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值m的最小值mmin和对该最小值mmin进行一阶滞后滤波处理而得的值fmin的图。此外，图6为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期0.943ms对周期信号进行a/d采样的情况下的测定值m的最大值mmax、对该最大值mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值fmax、以及滤波衰减能力fa的图。测定对象周期信号与图1、图2、图15、图16的情况相同。
根据图5、图6可知，在能将测定对象周期信号的容许频带限定在60hz附近(图5、图6的g的频带)的情况下，通过将采样周期设为0.943ms，能在60hz±1.1hz左右以内容许周期信号的容许频带。
[第1实施例]
下面，参考附图，对本发明的第1实施例进行说明。图7为表示本发明的第1实施例的周期信号测定装置的构成的框图。周期信号测定装置具备：测定部1，其对周期信号s进行a/d采样，并对采样值实施规定处理，由此获得测定值m；数据加工部2，其对由测定部1获得的测定值m实施加工；采样周期决定部3，其决定测定部1的采样周期；以及采样周期控制部4，其根据采样周期决定部3的决定来设定测定部1的采样周期。
测定部1由整流部10、a/d转换部11及数据处理部12构成，所述整流部10对周期信号s进行整流，所述a/d转换部11对整流后的周期信号进行a/d(analogtodigital)转换，所述数据处理部12对从a/d转换部11输出的采样值实施规定处理(例如加法处理)而获得测定值m。
图8为说明周期信号测定装置的测定时的动作的流程图。整流部10对从外部输入的测定对象周期信号s(模拟信号)进行全波整流(图8步骤s100)。
a/d转换部11按照每一采样周期对经整流部10加以全波整流后的周期信号进行a/d转换(图8步骤s101)。a/d转换部11的采样时钟sck供给自采样周期控制部4。
数据处理部12将从a/d转换部11输出的采样值(数字信号)的平方值相加100次，并将所得值作为测定值m输出(图8步骤s102)。如此，每一采样期间c从数据处理部12输出一次测定值m。若a/d转换部11的采样周期为1ms，则采样期间c为1ms×100＝100ms。
数据加工部2对从数据处理部12输出的测定值m实施规定加工(例如一阶滞后滤波处理)(图8步骤s103)。该数据加工部2并非本发明的必需构成要素。
再者，在测定对象周期信号s为交流电流信号、以电流的实效值为测定值m的情况下，必须将由数据处理部12获得的结果转换为电流的实效值。将该情况下的测定部1a的构成示于图9，将电流测定时的流程图示于图10。
测定部1a是对上述测定部1追加电流值转换部13而得。电流值转换部13通过规定的电流值转换函数将数据处理部12的输出值(采样值的平方值的相加值)转换为电流的实效值，并将转换而得的值作为测定值m输出(图10步骤s104)。电流值转换函数在专利文献1中已有揭示，因此省略详细的说明。
接着，对作为本实施例的特征的采样周期决定部3和采样周期控制部4的动作进行说明。通过如下手续，不论数据处理部12中的相加次数或相加方法如何，都能决定获得更佳的测定值的采样周期。
图11为表示采样周期决定部3和采样周期控制部4的构成的框图，图12为说明采样周期决定部3和采样周期控制部4的动作的流程图。采样周期决定部3由测定值获取部30、数据加工值获取部31、数据加工效果值算出部32、判定部33、采样周期变更部34及采样周期确定部35构成，所述测定值获取部30从测定部1或1a获取测定值m，所述数据加工值获取部31从数据加工部2获取数据加工值dp(加工的结果)，所述数据加工效果值算出部32算出表示数据加工效果的效果值，所述判定部33判定一定的测定期间内的测定值m的振动量和测定期间内的效果值是否在各自对应的容许范围内，所述采样周期变更部34根据判定部33的判定结果来变更、设定a/d转换部11的采样周期，所述采样周期确定部35根据针对频率不同的多个周期信号中的各方的采样周期的决定结果来确定最终采样周期。
采样周期控制部4由计时器40和计时器设定值变更部41构成，所述计时器40对时钟ck进行计数，每当计数值达到设定值时，对a/d转换部11输出采样时钟sck，所述设定值变更部41变更计时器40的设定值。
首先，在判定部33中预先设定有测定对象周期信号s的容许频带、测定值m的振动量(最大值mmax与最小值mmin的差)的容许范围、测定值的数据加工效果的容许范围、采样周期的容许范围等判定基准作为用以判定测定部1或1a的a/d转换部11的采样周期是否恰当的判定基准。容许频带例如由电源的频率的振幅、测定装置的振荡器的精度等决定。作为表示数据加工效果的值，例如有滤波衰减能力fa。
首先，采样周期决定部3的采样周期变更部34将a/d转换部11的采样周期设定为预先规定的初始值。具体而言，当采样周期变更部34输出指定采样周期的指示信号时，采样周期控制部4的计时器设定值变更部41根据该指示信号来变更计时器40的设定值。计时器40重复如下动作：对从未图示的时钟振荡器输入的时钟ck进行计数，当计数值达到设定值时，对a/d转换部11输出采样时钟sck并将计数值重置为0。
如此，每当计数值达到设定值时，从计时器40输出采样时钟sck。因而，通过变更计时器40的设定值，能将采样周期设定为初始值(图12步骤s200)。再者，若将时钟ck的频率设为fck、将采样时钟sck的频率设为fsck，则当然fck＞fsck。
接着，测定部1或1a进行前文所述那样的周期信号s的测定(图12步骤s201)，数据加工部2对从测定部1或1a输出的测定值m实施规定加工(例如一阶滞后滤波处理)，并输出所得的数据加工值dp(图12步骤s202)。
再者，关于采样周期的决定时作为测定对象的试验周期信号s，为模仿在使用周期信号测定装置的现场实际观测到的周期信号而得的一定的相位角控制信号(图14)即可。这种相位角控制信号可由函数发生器5(functiongenerator：信号发生器)生成。
采样周期决定部3的测定值获取部30从测定部1或1a获取测定值m(图12步骤s203)。另一方面，采样周期决定部3的数据加工值获取部31从数据加工部2获取数据加工值dp(图12步骤s204)。
采样周期决定部3的数据加工效果值算出部32根据测定值获取部30所获取到的测定值m和数据加工值获取部31所获取到的数据加工值dp来算出数据加工效果值(例如滤波衰减能力fa)(图12步骤s205)。滤波衰减能力fa的算出公式与式(1)所示一致。
接着，采样周期决定部3的判定部33判定一定的测定期间内的测定值m的振动量(最大值mmax与最小值mmin的差)是否在由判定基准规定的容许范围内、而且测定期间内的数据加工效果值(滤波衰减能力fa)是否在由判定基准规定的容许范围内(图12步骤s206)。
在判定部33判定测定值m的振动量和数据加工效果值中的至少一方超过对应的容许范围而未满足判定基准的情况下(步骤s206中的否)，采样周期决定部3的采样周期变更部34对采样周期控制部4输出朝缩短预先规定的变更量程度的方向变更采样周期的指示信号(图12步骤s207)。
与来自采样周期变更部34的指示信号相应的采样周期控制部4的动作与上述一致。在缩短采样周期的情况下，减小计时器40的设定值即可。若变更后的采样周期在由判定基准规定的容许范围内(图12步骤s208中的是)，则返回至步骤s201。
如此，反复执行步骤s201～s208的处理直至测定值m的振动量和数据加工效果值达到各自对应的容许范围内而满足判定基准为止(步骤s206中的是)。
在测定值m的振动量和数据加工效果值达到各自对应的容许范围内而满足判定基准的情况下，采样周期决定部3的判定部33判定是否已对由判定基准规定的周期信号s的所有容许频带完成了采样周期的决定处理(图12步骤s209)，在留有采样周期未决的频率的情况下，以将试验周期信号s(相位角控制信号)的频率变更预先规定的变更量程度的方式对函数发生器5发出指示(图12步骤s210)。
如此，一边变更试验周期信号s的频率、一边反复执行步骤s200～s210的处理。
在针对周期信号s的容许频带内的各频率已结束采样周期的决定处理的情况下(步骤s209中的是)，采样周期决定部3的采样周期确定部35确定最终采样周期(图12步骤s211)。
具体而言，采样周期确定部35将容许频带内的各频率的测定值m的振动量当中振动量最小时的采样周期确定为最终采样周期。或者，采样周期确定部35将容许频带内的各频率的数据加工效果当中数据加工效果最好(滤波衰减能力fa最大)时的采样周期确定为最终采样周期。
继而，采样周期确定部35以将a/d转换部11的采样周期设为步骤s211中确定好的值的方式对采样周期变更部34发出指示。采样周期变更部34根据来自采样周期确定部35的指示来设定采样周期(图12步骤s212)。与来自采样周期变更部34的指示相应的采样周期控制部4的动作与上述一致。
再者，在测定值m的振动量和数据加工效果值在由判定基准规定的采样周期的容许范围内未满足判定基准的情况下(步骤s208中的否)，采样周期决定部3的判定部33仅针对当前时间点的试验周期信号s的频率来进行判定基准的缓和即测定值m的振动量和数据加工效果值各自的容许范围的缓和(图12步骤s213)，并返回至步骤s200。
如此，将测定值m的振动量的容许范围增大规定的缓和量程度，并将数据加工效果值的容许范围朝数据加工效果降低的方向缓和规定的缓和量程度，由此缓和判定基准，使得测定值m的振动量和数据加工效果值在采样周期的容许范围内满足判定基准。
在针对特定的试验周期信号s的频率而缓和了判定基准的情况下，可将针对该频率而决定的采样周期从在步骤s211中进行确定时的采样周期的候选中排除掉，也可不排除。
以上，采样周期决定部3和采样周期控制部4的动作结束。
关于上述例子的采样周期0.938ms，是将周期信号s的容许频带设为50hz±0.60hz和60hz±0.72hz、将数据加工效果值(滤波衰减能力fa)的容许范围设为0.5以上、将采样周期的容许范围设为0.9ms～1.0ms并通过图12的处理来探索滤波衰减能力fa达到0.5以上的采样周期而得。
如上所述，成为采样时钟sck的基础的时钟ck由周期信号测定装置内的振荡器生成，但该振荡器也存在精度误差。在本实施例中，这种时钟的误差也可以视为测定对象周期信号s的频率偏移。例如，由有+1％的采样周期误差的振荡器产生的50hz的周期信号s的测定可以视为相当于由没有误差的振荡器产生的49.5hz的周期信号s的测定。因此，能够较宽地容许测定对象周期信号s的频带变为不仅周期信号s的频率裕度有富余、周期信号测定装置侧的振荡精度也有富余。
测定对象周期信号s的频率和周期信号测定装置的振荡精度在短期间内大幅变动的情况较为少见，大多是以具有一定偏差的方式小幅摆动。因此，可以通过如图12中说明过的处理、利用现场调整来决定良好的采样周期而加以运用。
在本实施例中，展示的是试验周期信号s为90°相位角控制信号的例子，但即便是其他相位角控制信号，在试验周期信号s的频率和采样周期相同的情况下，测定值的振动增大的频带也是一致的。但是，若相位角增大，则会出现测定值的振动难以检测的频带。此外，若相位角减小，则测定值本身会变小，因此振动的量变小。因此，在使用相位角控制信号作为试验周期信号s的情况下，相位角较理想为60°～120°。
再者，如上所述，数据加工部2并非本发明的必需构成要素。在不使用数据加工部2的情况下，若测定期间内的测定值m的振动量在容许范围内则判定部33判定满足判定基准、若测定期间内的测定值m的振动量在容许范围外则判定部33判定未满足判定基准即可(步骤s206)。此外，采样周期确定部35将容许频带内的各频率的测定值m的振动量当中振动量最小时的采样周期确定为最终采样周期即可(步骤s211)。
[第2实施例]
第1实施例中说明过的测定部1或1a的数据处理部12、电流值转换部13、数据加工部2、采样周期决定部3及采样周期控制部4可以通过具备cpu(centralprocessingunit)、存储装置及接口的电脑和控制这些硬件资源的程序来实现。将该电脑的构成例示于图13。
电脑具备cpu60、存储装置61及接口装置(以下，略记作i/f)62。输出周期信号s的测定对象、输出试验周期信号s的函数发生器5等连接至i/f62。在这种电脑中，用以实现本发明的周期信号测定方法及采样周期决定方法的程序是以记录在软盘、cd-rom、dvd-rom、存储卡等记录介质中的状态加以提供，并存储至存储装置61。cpu60按照存储装置61中存储的程序来执行第1实施例中说明过的处理。
[第3实施例]
在第1、第2实施例中，是使用实际的周期信号测定装置的测定部1或1a和数据加工部2来决定采样周期，但也可进行电脑上的模拟。在该情况下，使用如第2实施例中说明过的电脑、通过软件来实现周期信号测定装置的功能和函数发生器5的功能并执行图12中说明过的处理即可。
也就是说，利用软件来构建模仿图7、图8中说明过的测定部1和数据加工部2的功能而得的模型，使用该模型来获得对应于试验周期信号s的测定值m的推断值和数据加工值dp的推断值即可。或者，利用软件来构建模仿图7、图9、图10中说明过的测定部1a和数据加工部2的功能而得的模型，使用该模型来获得对应于试验周期信号s的测定值m的推断值和数据加工值dp的推断值即可。只要能获得这些推断值，当然便能通过电脑的模拟来容易地实现图12的步骤s200～s211的处理。
如此，在本实施例中，可以通过模拟来决定采样周期而不使用实际的周期信号测定装置。继而，将决定好的采样周期设定至周期信号测定装置即可。
再者，在第1～第3实施例中，是将对正弦波进行相位角控制而得的图14那样的相位角控制信号作为周期信号s，但成为本发明的运用对象的周期信号s并不限于此。下面，对成为本发明的运用对象的周期信号s进行说明。首先，通过以下式(2)所示的定积分来求周期为t的周期信号s的物理量p。α为由周期信号s的振幅决定的常数。
【数式2】
接着，考虑可以通过上述式(2)来求物理量p的多个周期信号s1、s2、…、sn。各周期信号s1、s2、…、sn的周期分别为t1、t2、…、tn，将求物理量p时的采样期间设为c。在各周期信号s1、s2、…、sn满足以下式(3)所示的关系的情况下，各周期信号s1、s2、…、sn符合成为本发明的运用对象的周期信号s。此处，作为上述采样期间c，可以设定成为各周期t1、t2、…、tn的公倍数的期间。通过设定成为各周期t1、t2、…、tn的最小公倍数的期间作为采样期间c，能够缩短物理量p的测量时间。此外，设定各周期信号s1、s2、…、sn的振幅各自相等。
【数式3】
上述式(3)所示的各边表示将各周期信号s1、s2、…、sn分别在采样期间c内进行积分而求出的物理量。因而，满足上述式(3)所示的关系的各周期信号处于虽然周期各不相同、但采样期间c内求出的物理量各自相等的关系。在第1～第3实施例中，50hz的周期信号和60hz的周期信号相当于多个周期信号s1、s2、…、sn，电流值相当于物理量p。
作为能构成满足上述式(3)所示的关系的周期信号组的信号的波形，例如有正弦波、正弦半波整流波、正弦全波整流波、正弦平方波、正弦平方全波整流波、正弦平方半波整流波、矩形波、三角波、梯形波、将这些波形中的任意多个波形重合而成的波形等。
此外，在第1～第3实施例中，作为数据处理部12的处理的例子，是以采样值的平方相加为例来进行的列举说明，但数据处理部12的处理也可为单纯相加。例如，在周期信号s为交流电流信号的情况下，也可以使用将交流电流信号的采样值相加多次而得的值和波形系数来算出电流的实效值。
此外，成为本发明的运用对象的周期信号s不限于交流电流信号。此外，在第1～第3实施例中，是以采样周期为1ms附近来展开的讨论，但本发明在采样周期上没有制约。
【产业上的可利用性】
本发明可以运用于测定周期信号的技术。
符号说明
1、1a测定部
2数据加工部
3采样周期决定部
4采样周期控制部
5函数发生器
10整流部
11a/d转换部
12数据处理部
13电流值转换部
30测定值获取部
31数据加工值获取部
32数据加工效果值算出部
33判定部
34采样周期变更部
35采样周期确定部
40计时器
41计时器设定值变更部。