[发明专利]物理量测量设备和物理量测量方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年6月20日提交的日本专利申请第2012-138887号的优先权，其全部内容通过引证并入本文。

技术领域

本公开涉及脉冲数计数技术，其中利用时钟信号对属于输入信号的多个连续脉冲之间的间隔进行计数，以测量诸如输入信号的频率或脉冲间隔之类的物理量。

背景技术

当测量连续脉冲的输入信号的频率时，可以对测量时间T内出现的输入信号的周期数L进行计数，并可以计算L/T[Hz]来获得频率，如图9所示。

在利用根据预定时钟操作的数字测量仪器进行实际测量时，利用测量时间T内的操作时钟信号来对输入信号进行采样，以对输入信号的周期数L和操作时钟信号的周期数M进行计数，如图10所示。由于操作时钟信号的周期τ是已知的并且测量时间T表达为T=M×τ，因此可以根据表达式f=L/(M×τ)来计算输入信号的频率f。

然而，由于输入信号通常与操作时钟信号不同步波动，因此会在与输入信号的周期数L相对应的测量时间T和测量结果Ts之间出现误差。具体地，输入信号的初始上升沿和利用操作时钟信号进行的检测之间的时间d1不包含在测量结果Ts中，并且对输入信号的第L个周期结束和测量结果Ts结束之间的时间d2进行冗余测量。在该规范中，所述上升沿被设置为要检测的边沿。然而，可替换地，可以将下降沿设置为要检测的边沿（例如见JP-A-2004-198393)。

为了精确测量频率，需要减小误差。为此，如图11所示，利用比操作时钟信号高的频率对输入信号进行采样，使得测量结果Ts中包含的误差可以减小。

然而，当使用高速时钟信号测量测量时间T时，用于对高速时钟信号的周期数进行计数的计数器的位数增加，从而造成电路规模的增大。当利用高速时钟信号执行测量操作时，功耗增大。在诸如两线变送器之类的一些测量仪器中，在电能供给方面存在限制。因此，优选地要降低功耗。

为了执行精确测量同时抑制功耗，JP-A-2004-198393公开了利用时间宽度扩展电路来扩展比操作时钟信号的周期短的分数时间（fractional time），以及利用操作时钟信号对扩展后的分数时间进行计数。

然而，当将时间宽度扩展电路安装在测量仪器中时，测量仪器的成本增加，并且增加了造成测量误差的另一因素。此外，由于时间宽度被扩展并且利用操作时钟信号进行计数，因此存在耗时来进行测量的另一问题。

发明内容

本发明的一个目的是在利用时钟信号对具有连续脉冲的输入信号进行计数时提高物理量测量的精度而不增加功耗。