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2007年2月12日 (月)

初めての実験

_1494 プロを自負するアナログエンジニアであるが、たまに結果を予測できない実験を行う機会が今もある。

通常、私が取る測定手順は以下である。

1. まず、無信号状態で計測器の出力を時間を置いて複数回取得する。

 これは、0次項の再現性の確認ととデーターを取得する時間間隔を決めるためだ。

2. 安全なレベルの信号をいれて、1次項の大きさの取得を図る。

3. 探索範囲が定まっており、かつ非試験対象の破損の恐れが無いときには、最大信号を入れてスケーリングを行う。そして再び無信号状態に戻す。当然その間の指示値の時間変化も見る。これで、信号入力のステップ変化から、測定までの待ち時間を決定する。

これにより、計器のレンジ設定と、ヒステリシス=過去の履歴の影響を概算できる。

4. 応答時間と環境温度の変化速度(既知)の兼ね合いで、データ測定点数の目安をつける。

5. 待ち時間を確保しつつ、エネルギーレベルの低い方から順次測定する。通常は、4点以上。注意深く入力を上げながら計器の指示をみる。2点目で2のデータとの整合性を暗算する。3点目で2次項の大きさを暗算で推測する。4点目で3次項の大きさを推測する。アナログエンジニアは3次項までの簡略計算方法を保有しているので暗算が可能である。

6. 最大信号の半分程度で、いったん複数点を取得しながら0信号状態に戻す。

連続的に入力を変化させることが出来る実験条件ならば、データーを取得せずに入力信号をすべらかに変化させる。

入出力関係がジャンプする特異点が存在する場合も少なからずあるためだ。

7. これまでの予備実験結果を元に、測定精度、再現性、応答時間を考慮して、最短時間、最小データー点+αの測定点のデータを一気に上昇、下降の重複データをとる。

8. ヒステリシスが大きければ同じ手順で複数回測定する。ヒステリシスループが閉じるまで何度でもやる。

9. 予想されるカーブの次数より、冗長データがあるので次に実験するときにはさらに精密な測定が可能である。

以上が、アナログエンジニアの初めての実験の基本戦略である。時と場合により、もっと複雑な手順をとることもあれば、かなり簡略化することもある。

アナログエンジニアは少しだけ冗長データを取ることにより、不慮の判断ミスを防ぎながら経験を稼ぐ。

これが、私の計測技術の一端である。

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