Excelで自動測定・計測器制御

Automatic Measurement Systems
Simple Measure


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Simple Measure Version 1.1をリリースしました。
ダウンロードはこちらから。

Simple Measureは
・Excelを使用して、測定・試験の自動化やシーケンス処理を行うExcelプラグインです。
・Excelのシートに記述した測定器のリモートコマンドを送り、測定結果を読み取ります。
・C#言語のスクリプト(コンパイル不要)を使用して機能拡張できるので、幅広い用途への応用が可能です。
・Excelのマクロが機能拡張されて、C#(コンパイル不要)が使えるようになります。(VBAも今まで通り使用できます。)


Simple Measure Version 1.1ダウンロード

●おしらせ

2022/11/29
NI-VISA Ver.2022 Q3、NI-488.2、NI-DAQmx Ver.2022 Q4の動作確認をしました。

2021/11/03
NI-VISA、NI-488.2 Ver.21.0の動作確認をしました。
NI-DAQmx Ver.21.3をセットアップするとアセンブリバージョンエラーが発生します。
NationalInstruments.Common.dllのフォルダが変更されました。
VBAコードの修正をしてください。

2020/04/12
NI-VISA、NI-488.2 Ver.19.5の動作確認をしました。
NI-DAQmx Ver.19.6をセットアップするとアセンブリバージョンエラーが発生します。
NationalInstruments.Common.dllのフォルダが変更されました。
VBAコードの修正をしてください。

2019/07/07
NI-VISA、NI-488.2、NI-DAQmx 19.0の動作確認をしました。
このバージョンから、オフラインインストーラはISOファイルとなりました。
ダウンロードしたファイルを右クリックしてマウントしてからInstall.exeを実行してください。

2019/02/02
NI-DAQmx 18.6の動作確認をしました。

2019/01/19
旧サイトのYahoo!ジオシティーズに当サイトへの転送設定を行いました。

2018/12/16
NI-VISA 18.5の動作確認をしました。

2018/12/11
NI-488.2 18.5, NI-DAQmx 18.5の動作確認をしました。

2018/12/01
NIのダウンロードページのURLが変更されたため、リンクを更新しました。

2018/10/08
サイトの引っ越しを行いました。

2018/08/26
MakeSinWavFile実行時に必要なMSVCR120.dllのダウンロードリンクを「正弦波のWavファイル作成ツール」ページに追加しました。

2018/07/10
NI-VISA 18.0、NI-488.2(GPIB) 17.6、NI-DAQmx 18.1.0の動作確認をしました。

2018/04/19
Excelでデータベース(SqlTool.xlsm)を更新しました。
結果表示に以前のデータが残ってしまう不具合を修正しました。

2018/03/16
・Simple Measure Version 1.1.0.0のVectorへの登録が完了しました。
Version 1.0を使用されている方はVersion 1.1にアップデートしてください。
Version 1.0のプロダクトキーはVersion 1.1にも使用できます。

2018/03/08
・Simple Measure Version 1.1.0.0をVectorに登録しました。
ダウンロードはVectorからになります。
Vectorでのライセンス登録は2018/03/19から行える予定です。

2018/02/12
・NI-VISA 17.5、NI-DAQmx 17.6 の動作確認をしました。

2017/11/09
・IVIドライバ関連の情報を追加しました。
NI-MAXでIVIのセットアップ

2017/10/29
・Windows 10 Fall Creators Update を適用すると、NIのデバイスが動作しなくなる場合があります。
「VISAライブラリ読み込みエラーとNIデバイスのデータディクショナリエラー」 ページを追加しました。

2017/10/13
・NI-VISA 17.0, IOライブラリスイート 10.2017での動作確認を完了したため、ドライバーのダウンロード先も変更しました。

2017/10/04
・SimpleMeasure 1.0 用 サンプルExcelファイルのDAQmxサンプルを一部修正しました。

2017/07/03
・SimpleMeasure 1.0 用 サンプルExcelファイルをダウンロードに追加しました。

2017/05/25
・「画像表示機能」を追加しました。

2017/05/15
・「ExcelでSQLを実行」するExcelファイルをToolページに登録しました。
   Excelをデータベースのように使用できます。


●NI-DAQmx Ver.21.3をセットアップするとアセンブリバージョンエラーが発生します。

DAQmxを使用する場合のみ修正が必要となります。
下記該当部分を修正して下さい。
asm(n)のnの値は任意ですので10ではない場合もあります。
32ビットOSの場合はProgram Files (x86)をProgram Filesにしてください。
NationalInstruments.Common.dllのフォルダが変更されました。
VBAの標準モジュールSimpleMeasureの下記の部分を変更してください。
・修正前
asm(10) = "C:\Program Files (x86)\National Instruments\Measurement Studio\DotNET\v4.0\AnyCPU\NationalInstruments.Common 19.0.40\NationalInstruments.Common.dll"
・修正後
asm(10) = "C:\Program Files (x86)\National Instruments\Measurement Studio\DotNET\v4.0\AnyCPU\NationalInstruments.Common 19.1.40\NationalInstruments.Common.dll"

●NI-DAQmx Ver.19.6をセットアップするとアセンブリバージョンエラーが発生します。

DAQmxを使用する場合のみ修正が必要となります。
下記該当部分を修正して下さい。
asm(n)のnの値は任意ですので10ではない場合もあります。
32ビットOSの場合はProgram Files (x86)をProgram Filesにしてください。
NationalInstruments.Common.dllのフォルダが変更されました。
VBAの標準モジュールSimpleMeasureの下記の部分を変更してください。
・修正前
asm(10) = "C:\Program Files (x86)\National Instruments\MeasurementStudioVS2012\DotNET\Assemblies\Current\NationalInstruments.Common.dll"
・修正後
asm(10) = "C:\Program Files (x86)\National Instruments\Measurement Studio\DotNET\v4.0\AnyCPU\NationalInstruments.Common 19.0.40\NationalInstruments.Common.dll"

●「Windows 10 Fall Creators Update」を適用するとNIドライバーが動作しなくなる症状が確認されています。

NIドライバーをすべて削除し、再インストールする必要があります。
詳細はこちらを参照してください。 「VISAライブラリ読み込みエラーとNIデバイスのデータディクショナリエラー」


●SimpleMeasure 1.0 で、「Windows 10 Creators Update」または「Windows 10 Fall Creators Update」を適用すると動作しなくなったり、デモモードになったりする場合があります。

 SimpleMeasure 1.0 を一旦アンインストールし、再度インストールを行ってください。


●SimpleMeasure をインストールするには、Microsoft .NET Framework 4.6.2 がセットアップされている必要があります。

   .NETのバージョン確認方法 (Ver. 4.6.1 以前) (MSDN: Microsoft Developer Network)
   .NET Framework のバージョンおよび依存関係(MSDN: Microsoft Developer Network)
   Microsoft .NET Framework 4.6.2 (Microsoft ダウンロード・センター)

「WindowsによってPCが保護されました」と表示された場合。


●Simple Measureが対応するVISAやGPIBドライバーのダウンロード。

    NI、Keysight、KIKUSUIのVISAやGPIBなどのドライバーはここからダウンロードできます。

●NIドライバーのインストール方法は以下のページを参考にしてください。

    NI-488.2(GPIB)
    NI-DAQmx
    NI-VISA
    NI-MAXでIVIのセットアップ


●Visual Studio 2017 Community ダウンロード

    【無償版】Visual Studio の活用法
    Visual Studio 2017のオフラインインストーラーを作成する方法


 


サンプル動画・ドキュメント

基本的な使い方とスクリプトによるVISA以外のデバイスを使用したサンプル動画やドキュメントは こちらのページ で紹介しています。



 

効率アップ

自動化によるメリット

・ 時間短縮
製品や測定器の設定、データの記録を自動化し作業時間を短縮。
・ ミスの低減
製品や測定器の設定操作ミス、測定値の誤記入がなくなる。
規格判定も自動化されるため、目視による判定ミスもなくなる。
・ 初心者でも作業可能になる
煩雑な設定が必要な測定でもパソコンからのメッセージに従って作業が行えるため、経験の少ない作業者でも担当可能になる。
・ 作業の簡素化によるストレスの低減
自動化することによって、煩雑な操作から解放されるため、ストレスが低減。
設定を間違えてやり直すことがなくなります。
・ 測定値のばらつき低減
常に同一設定条件で測定されるため、設定条件による測定値のばらつきが少なくなる。

製造コストの低減、効率化による納期短縮、品質の向上など多くのメリットが期待できます。

開発時には同じデータを何回も取り直し、それらを集計するのですが、データ量が膨大となり、整理が大変です。
測定条件が確認できるようにしておくことが重要となります。

手で測定した場合、測定器の設定が間違っていても気が付かない場合もあります。
もし間違えたデータを使用してしまったときは、後で大変なことになります。

また、データの異常に後から気が付いた場合、測定条件を確認できるようにしておけば、原因を特定するときに行う確認事項も限定することができます。

画像表示
・ わかりやすい画像表示 ===>
画像表示ができるので、測定中に接続の変更や危険な状態を知らせるなど、効率化と安全性を高めることが同時にできます。
対応する画像ファイルのフォーマットは、BMP、GIF、JPEG、EXIF、PNG、TIFF、ICOです。


 

忙しい

特徴

・Excelのシートにリモートコマンドを記述するので測定条件の確認が容易。

プログラムの経験がなくても自動試験システムの構築が可能。

・データがExcelのシートに出力されるので、データの集計が簡単に行える。

・複雑な処理はC#スクリプトで対応できるため、機能制限がありません。スクリプトはExcelのセルに記述します。

・標準でVISA(GPIB、USBTMC、RS-232C、LAN、他)、スクリプトを使用することによってDAQmxのほか、任意のデバイスに対応。

・スクリプトを使用することによって、SQL Serverをはじめ、Accessなどのデータベースや、任意の出力形式に対応。


 

機能

・Excelを使用し自動測定・シーケンスを実行します。

・データを保存し、試験成績書を作成します。

測定項目の任意の位置から実行(やり直し)できます。

C#でExcelのマクロが書けます。VBAでは困難な処理も.NETの豊富なライブラリを使用して実現できるようになります。

・VISA、NI-DAQmxに対応。(DAQmxはスクリプト使用時。VISAはNational Instruments、KESIGHT、KIKUSUIで検証。)

SQL Server、Accessなどのデーターべスに対応。(スクリプト使用時。)



 

IO

インターフェース

インターフェースはVISAが使用できます。VISA以外のデバイスについては、スクリプトを使用することによってNI-DAQmxや独自のインターフェースを使用することができます。

VISAとは、Virtual Instrument Software Architecture(仮想計測器ソフトウェアアーキテクチャ)の略で、GPIB、VXI、PXI、シリアル(RS232/485)、イーサネット、USBおよび/もしくはIEEE 1394をインタフェースとした計測器システムの構成、プログラミング、トラブルシューティングを行うための標準規格です。
通常の測定器はVISAを使用して制御します。

National Instruments、KEYSIGHT、KIKUSUI社などからドライバーが出されています。KEYSIGHT社以外はそれぞれのメーカの製品を使用する場合のみ無償でダウンロードして使用できます。詳細については、それぞれのメーカのVISAの使用許諾を確認してください。

NI-DAQmxとは、NIデータ収集(DAQ)デバイスとの通信と制御を行うために使用するドライバソフトウェアです。
National Instruments社の独自のデバイスで、汎用デジタルI/OやA/D、D/Aなど のデバイスがあります。
汎用デジタルI/OのNI USB-6501を使用して、測定器の切換器を作成し複数の測定器を使用したシステムが構築できます。

VISA

VISAとGPIB、IVI

GPIBはVISAを経由して制御されます。GPIBを使用するには、GPIBドライバもセットアップする必要があります。
GPIBドライバはそのメーカのVISAに対応しています。CONTECとINTERFACE社についてはKIKUSUI社のVISAが対応しています。
詳細については各メーカのVISAドライバのドキュメントを参照してください。
IVI計測器ドライバを使用すると、プログラムコードを変更しないで計測器の変更が行えるようになります。

スクリプトを使用することによってNI-488.2ドライバーを直接使用することも可能です。

対応ドライバ
National Instruments
    NI-VISA 19.5, NI-488.2 19.5, NI-DAQmx 19.6
    NI-VISA
    技術サポート
   ダウンロード(ダウンロードページでは、リリース日で並び替えて最新版をダウンロード)
    NIハードウェアドライバ - National Instruments
    VISA
    DAQmx
    NI-488.2
    NI-MAXでIVIドライバの設定を行う
    IVI Compliance Package

KEYSIGHT
    Version Keysight IOライブラリスイート 10.2017
    KEYSIGHT VISA
    IO Libraries Suite
   ダウンロード
    IO Libraries Suite
    簡易取扱説明書
    計測器のプログラミング制御(自動計測)に関するアプリケーションノートやサンプルプログラム
    Keysight _ テクニカルコンタクトセンタ計測技術情報ライブラリ
    Agilent GPIB 測定器をNational Instrument 社のLabVIEW 環境で使用する際のヒント

KIKUSUI
    Version 5.5.0.275
   ダウンロード
    KI-VISAダウンロード
    KI-VISAライブラリマニュアル

IVI Foundation
   ダウンロード
    Shared Components
   



 

Output

出力

データはExcelのDataシートに出力されます。出力されたデータより試験成績書を作成し印刷します。
シート上にグラフを作成しておけば、測定結果をリアルタイムにグラフに表示することも可能です。

スクリプトを使用することによってExcelの特定のシート、またはデータベースやファイルなどへも出力できます。

リアルタイムデータ処理の事例としては、

長時間の測定事例として、無限ループによる長時間ドリフトの測定やバッテリーの充放電試験などをリアルタイムにグラフを表示しながら測定する。

温度試験を行ったときの事例では、恒温槽の近くにパソコンと測定器一式を設置し、そのパソコンをリモートデスクトップで操作。恒温槽を含む、すべての測定器と製品をスキャナーに接続してリモート制御し、データベース(SQL Server)に出力して、測定データをリアルタイムに集計する。

 

C#マクロ

C#マクロ

ExcelのマクロであるVBAの代わりに、C#を使用することができます。
Visual Studio で作成したC#コードをコンパイルし、実行する例はよくみかけますが、それとは異なります。
Simple MeasureのプラグインはExcelを起動して C# for Application プラグインを有効にすると、C#コードを VBA インタープリターのように実行します。Visual Studio は使用しません。コードのコンパイルの必要もありません。
すなわち、コードをプログラムで生成し、そのコードを実行するような動的プログラミングも可能です。

.NET Frameworkライブラリを使用できるため、ネットワークやファイルシステム、グラフィックなどの豊富な機能を自在に使いこなすことができるようになります。
VBAよりも処理速度が速いので、処理速度が要求される用途にも有効です。
また、フォームのリサイズやタイマーイベント、SleepなどWindows APIを直接呼び出す必要がなくなります。
VBAとのハイブリッド構成が可能なので、目的に合わせてコードを使い分けることができます。


 

スクリプト

リモートコマンドだけでは処理できない場合、スクリプトを使用して複雑な処理を実現します。
「測定項目(Measureシートの1行)ごとにスクリプトを指定」、「特定の測定のみスクリプトを使用」などの処理が可能です。
スクリプト言語はC#です。よって、あらゆる処理が可能です。
・測定データの統計処理で平均値と標準偏差を計算する。
・複数の測定器を組み合わせて実行する。例として、発信器の出力をデジタルマルチメータで測定し、任意の値になるように発振器の出力電圧を調整するなど。
・データベースやファイルなどにデータを入出力する。
・独自のデバイス制御。
・DLLの呼び出しなど。

スクリプトはExcelのセルにコードを記述します。Visual Studio は使用しません。コードのコンパイルの必要もありません。
すなわち、コードをプログラムで生成し、そのコードを実行するような動的プログラミングも可能です。
スクリプトは次に示すようなプログラムコードになります。この例では、標準出力に"ようこそ Simple Measure"を表示します。

    
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // Hello worldサンプルスクリプト
    using System;
    namespace SimpleMeasure
    {
        public partial class MeasureScript : MeasureScriptBase
        {
            public override object[] Main(string value)
            {
                Console.WriteLine("ようこそ Simple Measure");
                return null;
            }
        }
    }
    
    
汎用のスクリプトをいくつか用意していますので、それらをコピー&ペーストするだけで利用できます。

 

リアルタイム・グラフ表示

測定実行中に、測定結果をすぐにグラフ表示できます。測定値の相対的な変動の確認ができるため、効率的な試験が行えます。
グラフは、通常のExcelで作成するものと同じなので、条件に応じて複数のグラフ表示も可能です。

GraphSample.jpg

 

試験成績書

Excelのシートで作成します。Dataシートからデータを参照して、試験成績書を作成します。
配置や書式はExcelの標準機能で任意に指定できるので、簡単に作成できます。
サンプル動画の基本編で使用したExcelファイル
TestRep1.jpg
TestRep1.jpg

 

ワークシートの構成

測定は通常、1つのExcelファイルですべて行えます。測定条件や測定器のインターフェースなどの設定はExcelのワークシートに記述します。データはDataシートに出力されますが、スクリプトを使用すると、任意の出力先に保存できます。
サンプル動画の基本編で使用した Excelファイル

測定条件

測定条件は、測定器に送るリモートコマンドやスクリプトが記述されたワークシートです。

ワークシート名:Measure
カラム構成
MeasureId:インデックス。
Label:測定条件名。
Method:メソッド。Write、Read、Scriptなど、操作を指定する。
Device:測定器。
Parameter:リモートコマンド、またはスクリプト。
ReportId:試験成績書用インデックス
Description:コメント。実行には影響を与えない。
Measure Sheet


測定器リスト

使用する測定器を登録します。

ワークシート名:MeasureObject
カラム構成
DeviceId:インデックス。
Name:Measureシートで使う任意の名前。
Device:デバイス名。
Resource:※1 VISAリソース名などデバイスの初期化指定。
Description:コメント。実行には影響を与えない。
Device Sheet


データ

測定したデータが書き込まれます。測定中は、Measureシートの測定項目と同じ行にカーソルが移動するので、測定値の確認ができます。

ワークシート名:Data
カラム構成
MeasureId:インデックス。Measureワークシートのインデックスと同じ値。
OutOfSpec:測定結果が規格値の範囲内かを示す。
Data[n]:測定データ。Data[n]のnは1から始まる連番で、測定器が出力したデータの数だけ列方向に書き込まれます。
Data Sheet


※1 VISAリソース名
VISAリソース名は「GPIB0::2::INSTR」のような書き方で、GPIB0とINSTRはGPIBインターフェース名、2はGPIBアドレス。
インターフェースによって書式は変わります。

GPIB-USB-HS PCI-GPIB



 

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