CN105556294A - 计量装置、计量方法以及电子设备 - Google Patents

Abstract

计量装置包括向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)输入信号来获取m个响应信号的测定部，以及根据m个输入信号及m个响应信号计算出非线性阻抗的解析部。

Description

计量装置、计量方法以及电子设备

技术领域

本技术涉及计量装置、计量方法以及电子设备。详细而言，涉及具有阻抗计量功能的计量装置、计量方法以及电子设备。

背景技术

交流阻抗法是对样品施加交流信号来检测其电气响应的测定方法，能够检测样品所具有的电阻分量、电容分量以及电感分量的大小。另外，也能获得那些分量在样品内构成怎样的等效电路的信息。此外，能够非破坏性地分析这样的样品内部的情况。因此，交流阻抗法目前被利用于从工学到化学，甚至到医学的非常广泛的领域。

蓄电池、燃料电池以及染料敏化太阳能电池等，在其内部，不仅是电子，带电荷的离子种类也成为电荷的载流子。如果对这样的、不仅含有电子学要素而且还含有离子学要素的样品的交流阻抗进行测定，并对其结果进行详细的分析，则能够了解离子种类在电极表面进行氧化还原反应的情况以及在电解质内部扩散的情况。(例如，参考非专利文献1)。这样的对含有离子学要素的样品进行的交流阻抗测定，被特别地称为电化学阻抗谱法。

由于以人体为代表的生物体样品也含有离子学要素，因此人体的交流阻抗测定在广义上也被称为电化学阻抗谱法。然而实际上，常常与统计数据相结合被独自地使用。例如，能够求出体内的肌肉和脂肪的比率。如果把这些与身高、体重、年龄、性别等数据结合进行统计分析，则能够计算出如体脂率和内脏脂肪的量乃至腹围等(例如，参照专利文献1、2)。这种方法被称为生物电阻抗谱法。如果这样地举出交流阻抗法的应用实例，则不胜枚举。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：专利第3211118号公报

专利文献2：专利第4443114号公报

非专利文献

非专利文献1：Randles,J.E.B.(1947)."Kineticsofrapidelectrodereactions".DiscussionsoftheFaradaySociety1.

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，目前使用的交流阻抗法是有极限的。那就是线性问题。如果施加到样品的交流电压的振幅过大,则电流响应的波形不形成正常的正弦波而是失真的。换言之,这就是指,电流和电压的关系并不能由以欧姆定律所表示的这种简单的线性关系的式子来描述。如果尝试回归到原理上,线性不成立的原因就很容易理解。作为电化学阻抗和生物电阻抗中的电荷载流子的离子种类是远大于电子的大粒子,并且其运动与电子有很大的差异。例如,离子种类会引起电泳,或者会随着溶剂的流动而引起对流。此外,也会被氧化还原改变其化合价。换言之,离子种类会表现出与电子无法相比的复杂的行为。由于这种行为的结果会变为响应表现出来,因此响应也变得复杂,不能以简单的线性关系的式子来描述。

为了避免这种线性问题,在以往的交流阻抗法中,使输入电压的振幅变得非常小来进行测定。如果使用数学表达,这是指对响应的式子只在泰勒展开时的一次项(即线性项)上进行讨论。然而,这种方法有两个缺点。第一个是测定精度的问题,然后第二个是更本质的问题。

例如,在电化学阻抗的情况下,一般认为响应能以线性近似的所谓“线性范围”的范围,通常在(5/n)mV(n为作为测定对象的离子种类的化合价)以内。换言之,电压振幅Vpp必须设定在(5/n)mV以内。由于施加电压小所以电压响应也小,为了灵敏地测定这种微小的电,对于以往的测定器而言各种的噪声对策很有必要,并且也有必要在电路上下功夫。这就是第一个问题。

第二个问题是更为本质的问题,即到底希望通过交流阻抗的测定了解什么。如果电荷的载流子是离子种类,则可以说该离子种类的类似离子行为,即电泳、对流以及氧化还原的情况才是重要的观察对象。然而,这些现象并非是由简单的比例式所表达的现象。换言之,这些现象是在交流阻抗测定中,作为响应的失真分量出现,如果以在泰勒展开时的项而言,则在二次以后的项(即非线性项)出现的现象。在以往的交流阻抗测定中,为了分析的便利等而减小电压振幅,只在响应能近似于线性的范畴内进行讨论。因此,电泳、对流以及氧化还原这类的离子种类的类似离子行为的分量会减少,难以获得对离子种类的性质的充分见解。

因此,本技术的目的在于,提供一种能更详细地了解离子种类的行为的计量装置、计量方法以及电子设备。

解决技术问题的技术方案

为了解决上述问题,第一技术是一种计量装置,

包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)输入信号，来获取m个响应信号；以及

解析部，根据m个输入信号及m个响应信号计算出非线性阻抗。

第二技术是一种计量装置，

包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)第一输入信号以及不同的m个第二输入信号，来获取m个第一响应信号以及m个第二响应信号；以及

计算部，根据m个第一输入信号及m个第一响应信号和m个第二输入信号及m个第二响应信号，计算出非线性阻抗，

第一输入信号及第二响应信号为电压信号，

第一响应信号及第二输入信号为电流信号。

第三技术是一种计量方法，包括：

向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)输入信号，获取m个响应信号；以及

根据m个输入信号及m个响应信号计算出非线性阻抗。

第四技术是一种计量方法，

包括：

向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)第一输入信号以及不同的m个第二输入信号，获取m个第一响应信号以及m个第二响应信号；以及

根据m个第一输入信号及m个第一响应信号和m个第二输入信号及n个第二响应信号，计算出非线性阻抗，

第一输入信号及第二响应信号为电压信号，

第一响应信号及第二输入信号为电流信号。

第五技术是一种电子设备，包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)输入信号，来获取m个响应信号；以及

解析部，根据m个输入信号及m个响应信号计算出非线性阻抗。

第六技术是一种电子设备，

包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)第一输入信号以及不同的m个第二输入信号，来获取m个第一响应信号以及m个第二响应信号；以及

计算部，根据m个第一输入信号及m个第一响应信号和m个第二输入信号及m个第二响应信号，计算出非线性阻抗，

第一输入信号及第二响应信号为电压信号，

第一响应信号及第二输入信号为电流信号。

第七技术是一种计量装置，包括：

测定部，获取从生物体或者供电中的电化学装置中实时输出的n个电流信号及n个电压信号；以及

计算部，根据n个电流信号以及n个电压信号计算出非线性阻抗。

第八技术是一种计量方法，包括：

获取从生物体或者供电中的电化学装置中实时输出的n个电流信号及n个电压信号；以及

根据n个电流信号以及n个电压信号计算出非线性阻抗。

第九技术是一种电子设备，包括：

测定部，获取从生物体或者供电中的电化学装置中实时输出的n个电流信号及n个电压信号；以及

计算部，根据n个电流信号以及n个电压信号计算出非线性阻抗。

发明效果

如上所述，根据本技术，由于能计量非线性阻抗，因此能够更详细地了解离子种类的行为。此外，在计量奇数次的非线性阻抗的情况下，能够检测测定样品中结构对称的部分的信息。另一方面，在计量偶数次的非线性阻抗的情况下，能够检测测定样品中结构不对称的部分的信息。因此，通过预先分离对称部分中的信息与不对称部分的信息的形式，能够了解离子种类的行为。

附图说明

[图1]图1A是示出输入信号的波形的一个例子的图。图1B是示出理想的响应波形的一个例子的图。

[图2]图2A是示出不对称地失真的响应波形的一个例子的图。图2B是示出对称地失真的响应波形的一个例子的图。

[图3]图3A～图3C是把图2A所示的不对称的响应波形分解成3个分量来示出的图。

[图4]图4A、图4B是把图2B所示的对称的响应波形分解成2个分量来示出的图。

[图5]图5是示出本技术的第一实施方式的计量装置的概略结构的一个例子的框图。

[图6]图6是示出图5所示的计量装置的各部分结构的一个例子的框图。

[图7]图7是用于说明电位限制模式中的计量装置的动作的一个例子的流程图。

[图8]图8是用于说明电流限制模式中的计量装置的动作的一个例子的流程图。

[图9]图9是用于说明在复合模式中的计量装置的动作的一个例子的流程图。

[图10]图10是示出本技术的第一实施方式的变形例1的计量装置的结构的一个例子的框图。

[图11]图11是示出本技术的第一实施方式的变形例2的计量装置的结构的一个例子的框图。

[图12]图12是示出本技术的第二实施方式的计量装置的概略结构的一个例子的框图。

[图13]图13是示出图12所示的计量装置的各部分结构的一个例子的框图。

[图14]图14是用于说明电位限制模式中的计量装置的动作的一个例子的流程图。

[图15]图15是用于说明电流限制模式中的计量装置的动作的一个例子的流程图。

[图16]图16是示出本技术的第二实施方式的变形例1的计量装置的结构的一个例子的框图。

[图17]图17是示出本技术的第二实施方式的变形例2的计量装置的结构的一个例子的框图。

[图18]图18对本技术的第三实施方式的电子设备以及与之电连接的电池组的概略结构的一个例子进行说明。

[图19]图19是示出电池组的充放电电路的结构的一个例子的框图。

[图20]图20是示出电子设备的计量装置的结构的一个例子的框图。

[图21]图21是示出本技术的第三实施方式的变形例1的计量装置的结构的一个例子的框图。

[图22]图22是示出本技术的第三实施方式的变形例2的计量装置的结构的一个例子的框图。

[图23]图23A是示出向参考例1的对称结构的单元施加振幅10mV的交流电压后测定出的电化学阻抗谱的图。图23B～23D分别是示出向参考例1的对称结构的单元施加振幅2V的交流电压后测定出的电化学阻抗谱的一次(线性)、二次以及三次的分量Z⁽¹⁾ _P、Z⁽²⁾ _P以及Z⁽³⁾ _P的图。

具体实施方式

按以下顺序对本技术的实施方式进行说明。

1非线性交流阻抗法的理论

1.1响应波形的两种失真方式

1.2失真波形的解析

1.3欧姆定律的扩展

2非线性阻抗分量的具体计量方法

2.1高次分量的计量法1(施加正弦波方式)

2.2高次分量的计量法2(施加复合波方式)

2.3insitu计量的注意点

3第一实施方式(施加复合波方式)

3.1计量装置的概略结构

3.2计量装置的详细结构

3.3电位限制模式的动作

3.4电流限制模式的动作

3.5复合模式的动作

3.6效果

3.7变形例

4第二实施方式(施加正弦波方式)

4.1计量装置的概略结构

4.2计量装置的详细结构

4.3电位限制模式的动作

4.4电流限制模式的动作

4.5变形例

5第三实施方式(insitu计量)

5.1电子设备以及电池组的概略结构

5.2充放电电路的结构

5.3计量装置的结构

5.4变形例

<1非线性交流阻抗法的理论>

[1.1响应波形的两种失真方式]

在计量的样品如果是完全遵循欧姆定律的理想的样品的情况下，施加交流信号时的响应波形是无失真的正常的正弦波(参照图1A及图1B)。然而，如果电荷的载流子是离子种类而存在非线性，并且信号的振幅也大，则响应波形不形成正弦波，而会变为失真的波形。特别是在输入信号的振幅大的情况下，响应波形的失真也会变大。此外，失真有两种模式。一种是限制存在于响应的单侧的不对称失真(参照图2A)，另一种是限制均等地存在于正负两侧的对称失真(参照图2B)。

在样品的结构为对称的情况下，不对称失真从原理上不可能发生。例如，在测定用于水的电解的H形管的电极之间的阻抗这类情况下，其失真是完全对称的，而不会出现任何不对称性。这是由于安装于H形管的两个电极通常是相同的材质，并且处于对称位置，从测定器来看无法互相区分这两个电极。同样地，把两个碳棒放入食盐水中的这种情况也不会出现不对称失真，对人体右脚和左脚之间的生物电阻抗进行测定的这种情况也不会出现不对称失真。不对称失真只有在样品不对称的情况下才有可能发生。例如，由于通常电池的正极材料和负极材料并不相同，因此在测定电池的电化学阻抗的情况下，有可能发生不对称失真。另外，在对人体的生物电阻抗测定中，在观察手和脚之间的响应的情况下，也有可能会发生不对称失真。

另一方面，对称失真与样品结构上的对称性无关，在所有的样品中都有可能会发生。例如，在电池的电解液中移动的离子种类的速度存在物理上的极限。这被称为极限电流，而这一极限现象是对称失真的直接成因。

[1.2失真波形的解析]

在图3A～图3C示出对图2A所示的不对称的响应波形进行波形分解的结果。从该结果可以知道，图2A所示的不对称响应波形是由作为与输入信号相同的频率分量的“线性分量”、作为输入信号两倍的频率分量的“二次非线性分量”以及作为直流分量的“偏压分量”合成而得到。

另外，在图4A、图4B示出对图2B所示的对称的响应波形进行波形分解的结果。从该结果可以知道，图2B所示的对称响应波形是由作为与输入信号相同的频率分量的“线性分量”，以及作为输入信号三倍的频率分量的“三次非线性分量”合成而得到。

如果由数学公式来表示上述结果，图2A所示的不对称响应波形能够由式(1)来表示，图2B所示对称响应波形能够由式(2)来表示。在此，A(i)是比例常数，S₀是输入信号的振幅，Response是响应，j是-1的平方根，ω是输入信号的角频率。

[数学式1]

Response(t)＝A⁽⁰⁾+A⁽¹⁾S₀e^-jωt+A⁽²⁾{S₀e^-jωt}²(1)

[数学式2]

Response(t)＝A⁽¹⁾S₀e^-jωt+A⁽³⁾{S₀e^-jωt}³(2)

然后，把这两个数学式相加所得的式(3)是根据比例常数的赋予方式，都能够描述对称失真的响应以及不对称失真的响应的一般式。

[数学式3]

Response(t)＝A⁽⁰⁾+A⁽¹⁾S₀e-^jωt+A⁽²⁾{S₀e^-jωt}²+A⁽³⁾{S₀e^-jωt}³(3)

由此，所谓含有失真的响应的表达式能够以傅里叶级数展开的形式来描述。实际上非线性分量并非只到三次，也存在四次以上的高次项。另外，在这里省略其数学证明，在向线性分量添加非线性分量时，如果添加的是零次(即直流的偏压分量)、二次、四次、……这类偶数次分量，则合成波形必定会变成不对称波形。另一方面，三次、五次、……这类奇数次的分量即使如何与线性分量相加，也无法破坏合成波形的对称性。换言之，这意味着，不对称失真能够以与偶数次的非线性分量相乘的比例常数A⁽ⁱ⁾(i＝0，2，4，...)来描述，而对称失真能够以于奇数次的非线性分量相乘的比例常数A⁽ⁱ⁾(i＝3，5，...)来描述。

如果把“1.1响应波形的两种失真方式”的结论，即“不对称失真是由不对称结构所产生”这一内容，与上述的奇偶性讨论的“不对称失真能够以与偶数次的非线性分量相乘的比例常数来描述”这一内容组合起来，则能够获得一个重要的结论。那就是，“在与偶数次的非线性分量相乘的比例常数中，包含有在样品内结构不对称的部分的信息”。同样地，也就是说“在与奇数次的非线性分量相乘的比例常数中，包含有在样品内结构对称的部分的信息”。这种结构的对称性与非线性分量的奇偶性之间的关系，在本技术的应用中是非常重要并且是本质性的。以下会举出几个具体的例子。

假设测定了电池的电化学阻抗。在增大信号振幅而使响应波形失真的情况下，电池的极限电流所引起的失真会出现在奇数次。这是由于离子种类在电解液内的运动是对称的。然而，由正极与负极的电极反应速度差异所引起的失真会出现在偶数次。此外，着眼于单个电极，如果在该电极上的氧化反应与还原反应的速度不同，那么也会出现在偶数次。

再举一个例子。在“1.1响应波形的两种失真方式”中，已经说明了对人体右脚和左脚之间的生物电阻抗进行测定的这种情况不会出现不对称失真。然而，如果不是双脚之间而是双手之间，则有可能会出现不对称性。那是由于在位于解剖学上左右不对称位置的心脏附近，会有电流流通。在这种情况下，缺少对称性的心脏附近的信息会出现在偶数次项，手腕的肌肉等左右对称的部位的信息会出现在奇数次项。

再举一个别的例子。血流也是含有铁离子的血红蛋白的流动，并且铁离子带有电荷。因此，血流就是电流本身。换言之，把在脉动的动脉中流动的血流看作是脉冲电流，把在静脉中流动的血流看作是静电流。如果着眼于此，可以认为，例如，若对腋下和肘部内侧这两点进行阻抗测定，则能够从其偶数次项，获得主要是上臂内部的血管的信息。此外，可以认为，通过扫描测定频率，能够分别获取动脉信息以及静脉信息。

如上所述，只需要考虑测定样品的结构对称性，就能够提前预测该结构的信息是出现在进行傅里叶级数分析时的偶数次项，还是出现在奇数项。

[1.3欧姆定律的扩展]

在测定样品的电气特性的情况下，由于所施加的信号是电压信号或电流信号，因此在下文中，实际上把输入信号替换成电压信号及电流信号，对本实施方式进行更具体的说明。

首先，尝试考虑将输入信号设定为电压信号时的电流响应的一般式。参考式(3)，如果用包括4次以上的项的一般式来表示电流响应，可以用式(4)来表示该响应。

[数学式4]

$I\left(t\right)=\frac{1}{Z_P^{\left(0\right)}}+\frac{V_0{e}^{-j\mathrm{\&omega;}t}}{Z_P^{\left(1\right)}}+\frac{{\left\{V_0{e}^{-j\mathrm{\&omega;}t}\right\}}^2}{Z_P^{\left(2\right)}}+\frac{{\left\{V_0{e}^{-j\mathrm{\&omega;}t}\right\}}^3}{Z_P^{\left(3\right)}}+\mathrm{...}+\frac{{\left\{V_0{e}^{-j\mathrm{\&omega;}t}\right\}}^i}{Z_P^{\left(i\right)}}+\mathrm{...}---\left(4\right)$

在此，Z⁽ⁱ⁾ _P是i次的非线性复数阻抗，V₀是施加电压的振幅，I(t)是电流响应。这样，通过控制电压来测定电流的方式被称为电位限制法或电势测定法。因此，阻抗的符号附上下标P。

接着，尝试考虑将输入信号设定为交流电流时的电压响应的一般式。

[数学式5]

$V\left(t\right)=Z_G^{\left(0\right)}+Z_G^{\left(1\right)}{I}_0{e}^{-j\mathrm{\&omega;}t}+Z_G^{\left(2\right)}{\left\{I_0{e}^{-j\mathrm{\&omega;}t}\right\}}^2+Z_G^{\left(3\right)}{\left\{I_0{e}^{-j\mathrm{\&omega;}t}\right\}}^3+...+Z_G^{\left(i\right)}{\left\{I_0{e}^{-j\mathrm{\&omega;}t}\right\}}^i+\mathrm{...}---\left(5\right)$

在此，Z⁽ⁱ⁾ _G是i次的非线性复数阻抗，I₀是施加电流的振幅，V(t)是电压响应。这样，通过控制电流来测定电压的方式被称为电流限制法或电流测定法。因此，阻抗的符号附上下标G。

将利用电位限制法测定的线性复数阻抗，与利用电流限制法区测定的线性复数阻抗区别开，并特意赋予不同的符号是有原因的。那是由于这两者是拥有不同维度的不同的物理常数。注意看观察(4)及(5)，可知Z⁽ⁱ⁾ _P的单位是[ΩV^i-1]，而Z⁽ⁱ⁾ _G的单位是[Ω/A^i-1]。在不存在任何非线性项的情况下，则V(t)＝V₀e^-jωt且I(t)＝I₀e^-jωt，而Z⁽¹⁾ _P＝Z⁽¹⁾ _G。换言之，无论是利用限制电流进行测定，还是利用限制电位进行测定，所得到的阻抗的值都相同。但是，在响应有失真而存在非线性项的情况下，不仅是非线性项，在包括线性项在内的所有i中，Z⁽ⁱ⁾ _P≠Z⁽ⁱ⁾ _G。

然而，实际上将Z⁽ⁱ⁾ _P和Z⁽ⁱ⁾ _G区分处理往往是不方便的。因此，在测定非线性阻抗时，可以考虑以下方法：通过利用电位限制法计量Z⁽ⁱ⁾ _P，并利用电流限制法计量Z⁽ⁱ⁾ _G，然后计算测量得到的Z⁽ⁱ⁾ _P和Z⁽ⁱ⁾ _G的乘积(数学式(6A))或几何平均数(数学式(6B))，从而作为具有单位[Ωⁱ⁺¹]或单位[Ω⁽ⁱ⁺¹)^/2]的非线性阻抗来处理。

[数学式6A]

[数学式6B]

<2对非线性阻抗分量的具体计量方法>

[2.1高次分量的计量法1(施加正弦波方式)]

实测非线性阻抗分量的方法大致分为两种。其中之一是向测定样品施加频率f的交流信号，然后提取响应波形中包含的频率f分量、频率2f分量以及频率3f分量等的方法。为了提取各个分量，可以使用FRA(频率响应分析仪)或锁相放大器之类的硬件，或者也可以使用高速AD转换器读取响应波形，并通过傅里叶变换、拉普拉斯变换或小波变换等数学计算，在软件层面进行提取。

[2.2高次分量的计量法2(施加复合波方式)]

计量非线性阻抗分量的第二种方法是如下的方法：向测定样品施加叠加有频率f、f/2、f/3等多个频率分量的输入信号，或者是包含这些频率分量的噪声信号，来提取响应波形所含有的频率f分量。

在“2.1高次分量的计量法1”中说明的第一种方法有输入信号必须严格是正弦波的限制。这是由于，假设在输入信号中含有频率f/n的分量，且样品具有n次的非线性阻抗分量的情况下，那会变成频率f中的响应，并影响频率f中的测定结果。本计量法是为了除去这样的对输入信号波形的限制而提出的方法，通过使用本计量法，能够用各种输入波形进行测定。另外，本计量法也可以用于使用测定样品本身发出的信号的计量(例如，利用血液的脉动电流或心电脉冲进行的非线性生物电阻抗测定、与驱动中的电子设备相连接的电池的电化学阻抗测定等)。换言之，是能够极大地扩展测定环境的幅度的计量法。

以下，对本计量法的理论进行说明。在输入信号不是正弦波信号，而是包含各种频率分量的信号的情况下，频率f的响应除包含有频率f的输入信号分量引起的响应以外，还包含有频率f/2的输入信号分量的二次的非线性响应、频率f/3的输入信号分量的三次非线性响应等，并且，这些都在各自的相位上重叠。把该情况写成数学式，则如以下的数学式(7)。

[数学式7]

${\mathrm{Response}}_f=A_f^{\left(1\right)}{S}_f+A_{f/2}^{\left(2\right)}{\left\{S_{f/2}\right\}}^2+A_{f/3}^{\left(3\right)}{\left\{S_{f/3}\right\}}^3+...+A_{f/i}^{\left(i\right)}{\left\{S_{f/i}\right\}}^i+\mathrm{...}---\left(7\right)$

在此，下标f是指作为目标的频率。接着，尝试考虑将输入信号设定为电压，利用电位限制法来进行测定的情况。在这种情况下，数学式(7)可以改写成以下的数学式(8)。

[数学式8]

$I_f=\frac{V_f}{Z_{P,f}^{\left(1\right)}}+\frac{{\left\{V_{f/2}\right\}}^2}{Z_{P,f/2}^{\left(2\right)}}+\frac{{\left\{V_{f/3}\right\}}^3}{Z_{P,f/3}^{\left(3\right)}}+\mathrm{...}+\frac{{\left\{V_{f/i}\right\}}^i}{Z_{P,f/i}^{\left(i\right)}}+\mathrm{...}---\left(8\right)$

在此，频域的输入电压V_f，V_f/2，V_f/3，……全都是能够通过计量来求得的值，另外电流响应的振幅和相位的信息I_f也是能够通过计量来求得的值。计量这些时，可以使用FRA(频率响应分析仪)或锁相放大器之类的硬件，或者也可以使用高速AD转换器读取响应波形，并通过傅里叶变换、拉普拉斯变换或小波变换等数学计算，在软件层面求得。另一方面，数学式中出现的非线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P，f，Z⁽²⁾ _P，f/2，Z⁽³⁾ _P，f/3，……全都是未知数。为了求得未知数，有必要建立与该数匹配的方程式，为此，有必要改变V_f，V_f/2，V_f/3，……的条件多次重复进行测定。

最简单的方法是使用像噪声一样地V_f，V_f/2，V_f/3，……的值每时每刻发生改变的信号源的方法。为了使用噪声来求出到n次为止的所有非线性复数阻抗Z⁽ⁿ⁾ _P，f/n，只要准备符合未知数的数量的时间序列数据并建立数学式即可，换言之，只要获取时间t₁，t₂，t₃，……，t_n中的n个时间序列数据组，来解出以数学式(9)的矩阵写成的n元一次联立方程即可。此外，在时间序列数据组的数量有m个(m：大于n的整数)的情况下，条件会过剩，数学式(9)右边第一项不会是正方矩阵。因此，无法计算逆矩阵，也无法求出非线性阻抗分量。然而，即使在这样的情况下，与多元回归分析的解法同样地，通过把右边的复数电压信号矩阵的转置矩阵从左开始进行相乘计算，能够求出最大似然的非线性阻抗Z⁽ⁿ⁾ _P，f/n。因此，获取的时间序列数据组的数量并不一定需要与未知数的数量匹配。

[数学式9]

作为时间序列数据组的数量与未知数的数量相一致的情况的具体解法，例如，可以使用克莱姆法则。换言之，如以下的数学式(10)、(11)所示定义复数电流矩阵I_P，f和复数电压矩阵V_P，f。

[数学式10]

$I_{P,f}\&equiv;\left(\begin{array}{c}{I}_f\left(t_1\right)\\ I_f\left(t_2\right)\\ I_f\left(t_3\right)\\ .\\ .\\ .\\ I_f\left(t_m\right)\end{array}\right)---\left(10\right)$

[数学式11]

此外，把将V_P，f的第j列替换成I_P，f的矩阵定义为V_P，f，j，并进行以下矩阵式计算即可。

[数学式12]

$Z_{P,f/j}^{\left(j\right)}=\frac{\det \left(V_{P,f}\right)}{\det \left(V_{P,f,i}\right)}---\left(12\right)$

在此，det(A)是矩阵A的行列式(determinant)。如果例如设n＝3来推导出三次为止的非线性阻抗，则Z⁽¹⁾ _P，f、Z⁽²⁾ _P，f/2、Z⁽³⁾ _P，f/3分别能通过以下数学式获得。

[数学式13]

$Z_{P,f}^{\left(1\right)}=\frac{\det \left(V_{P,f}\right)}{\det \left(V_{P,f,1}\right)}=\frac{\left|\begin{array}{ccc}{V}_f\left(t_1\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_2\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_3\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}{\left|\begin{array}{ccc}{I}_f\left(t_1\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_2\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_3\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}---\left(13\right)$

[数学式14]

$Z_{P,f/2}^{\left(2\right)}=\frac{\det \left(V_{P,f}\right)}{\det \left(V_{P,f,2}\right)}=\frac{\left|\begin{array}{ccc}{V}_f\left(t_1\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_2\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_3\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}{\left|\begin{array}{ccc}{V}_f\left(t_1\right)& I_f\left(t_1\right)& {\left\{V_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_2\right)& I_f\left(t_2\right)& {\left\{V_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_3\right)& I_f\left(t_3\right)& {\left\{V_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}---\left(14\right)$

[数学式15]

$Z_{P,f/3}^{\left(3\right)}=\frac{\det \left(V_{P,f}\right)}{\det \left(V_{P,f,3}\right)}=\frac{\left|\begin{array}{ccc}{V}_f\left(t_1\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_2\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_3\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^2& {\left\{V_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}{\left|\begin{array}{ccc}{V}_f\left(t_1\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^2& I_f\left(t_1\right)\\ V_f\left(t_2\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^2& I_f\left(t_2\right)\\ V_f\left(t_3\right)& {\left\{V_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^2& I_f\left(t_3\right)\end{array}\right|}---\left(15\right)$

接着，尝试考虑将输入信号设定为电流，利用电流限制法进行测定的情况。在这种情况下，数学式(7)可以改写成以下的数学式(16)。

[数学式16]

$V_f=Z_{G,f}^{\left(1\right)}{I}_f+Z_{G,f/2}^{\left(2\right)}{\left\{I_{f/2}\right\}}^2+Z_{G,f/3}^{\left(3\right)}{\left\{I_{f/3}\right\}}^3+...+Z_{G,f/i}^{\left(i\right)}{\left\{I_{f/i}\right\}}^i+\mathrm{...}---\left(16\right)$

这之后的公式展开与电位限制法的情况完全相同，为了求出未知数Z⁽¹⁾ _G，f，Z⁽²⁾ _G，f/2，Z⁽³⁾ _G，f/3，……，只要改变I_f，I_f/2，I_f/3，……的条件即可。假设在使用I_f，I_f/2，I_f/3，……的值每时每刻都在变化的信号源的情况下，需要解的联立方程如(17)所示。

[数学式17]

同样，在这种情况下，时间序列数据组的数量与未知数的数量也不需要相一致，但假设在一致的情况下，能够通过以下顺序，求得非线性复数阻抗Z⁽ⁿ⁾ _G，f/n。首先，如以下的数学式(18)、(19)所示定义复数电压矩阵V_G，f和复数电流矩阵I_G，f。

[数学式18]

$V_{G,f}\&equiv;\left(\begin{array}{c}{V}_f\left(t_1\right)\\ V_f\left(t_2\right)\\ V_f\left(t_3\right)\\ .\\ .\\ .\\ V_f\left(t_m\right)\end{array}\right)---\left(18\right)$

[数学式19]

此外，如果把以I_G，f的第j列替换成V_G，f的矩阵定义为I_G，f，j，则Z⁽ⁿ⁾ _G，f/n能够通过下式(20)求得。

[数学式20]

$Z_{G,f/j}^{\left(j\right)}=\frac{\det \left(I_{G,f,j}\right)}{\det \left(I_{G,f}\right)}---\left(20\right)$

此外，在设n＝3来推导出三次为止的非线性阻抗的情况下，Z⁽¹⁾ _G，f、Z⁽²⁾ _G，f/2、Z⁽³⁾ _G，f/3分别如下所示。

[数学式21]

$Z_{G,f}^{\left(1\right)}=\frac{\det \left(I_{G,f,1}\right)}{\det \left(I_{G,f}\right)}=\frac{\left|\begin{array}{ccc}{V}_f\left(t_1\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_2\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ V_f\left(t_3\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}{\left|\begin{array}{ccc}{I}_f\left(t_1\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_2\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_3\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}---\left(21\right)$

[数学式22]

$Z_{G,f}^{\left(2\right)}=\frac{\det \left(I_{G,f,2}\right)}{\det \left(I_{G,f}\right)}=\frac{\left|\begin{array}{ccc}{I}_f\left(t_1\right)& V_f\left(t_1\right)& {\left\{I_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_2\right)& V_f\left(t_2\right)& {\left\{I_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_3\right)& V_f\left(t_3\right)& {\left\{I_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}{\left|\begin{array}{ccc}{I}_f\left(t_1\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_2\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_3\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}---\left(22\right)$

[数学式23]

$Z_{G,f}^{\left(3\right)}=\frac{\det \left(I_{G,f,3}\right)}{\det \left(I_{G,f}\right)}=\frac{\left|\begin{array}{ccc}{I}_f\left(t_1\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^3& V_f\left(t_1\right)\\ I_f\left(t_2\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^3& V_f\left(t_2\right)\\ I_f\left(t_3\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^3& V_f\left(t_3\right)\end{array}\right|}{\left|\begin{array}{ccc}{I}_f\left(t_1\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_1\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_1\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_2\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_2\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_2\right)\right\}}^3\\ I_f\left(t_3\right)& {\left\{I_{f/2}\left(t_3\right)\right\}}^2& {\left\{I_{f/3}\left(t_3\right)\right\}}^3\end{array}\right|}---\left(23\right)$

此外，在电位限制法中在能够以某种程度选择V_f，V_f/2，V_f/3，……的条件的情况，以及电流限制法中在能够以某种程度选择I_f，I_f/2，I_f/3，……的条件的情况下，优选设定为，越是频率低的信号分量，振幅越大。例如，如果在输入信号中使用噪声的情况下，优选为是如粉红噪声(1/f噪声)或褐色噪声(1/f²噪声)等那样的频率越低其振幅越大的噪声信号。这是由于通常越高次的项，其非线性响应越小。

[2.3insitu计量的注意点]

在使用测定样品本身所发出的信号进行的测定，例如，利用血液的脉动电流或心电脉冲等生物电流或生物电位进行的非线性生物电阻抗测定，或与驱动中的电子设备连接的电池的非线性电化学阻抗测定等之中，在计量上需要格外注意。在这些样品的测定中，并不从外部施加电压信号或流通电流，而是直接读取样品自身所产生的电压与电流。因此，无法从本质上区分电流和电压哪个是信号源，哪个是响应。如在“1.3欧姆定律的扩展”中所说明的那样，利用电位限制法进行的测定与利用电流限制法进行的测定互相并不相同。因此，在因果关系并不清楚的状态中，测定法本身就不成立。

即使在这种情况下，如果能够计量频域的电压响应V_f，V_f/2，V_f/3，……和电流响应I_f，I_f/2，I_f/3，……，就能利用数学式(12)以及数学式(20)分别计算Z⁽ⁱ⁾ _P，f和Z⁽ⁱ⁾ _G，f。并不清楚是电位限制法还是电流限制法的状态下的测定，可以看作是在把双方混合起来的状态的测定。如此一来，可以认为，优选取得Z⁽ⁱ⁾ _P，f与Z⁽ⁱ⁾ _G，f的乘积(数学式(24A))或几何平均数(数学式(24B))，作为具有单位[Ωⁱ⁺¹]或单位[Ω⁽ⁱ⁺¹)^/2]的非线性阻抗来处理。

[数学式24A]

$Z_{f/j}^{\left(j\right)}=Z_{P,f/j}^{\left(j\right)}{Z}_{G,f/j}^{\left(j\right)}=\frac{\det \left(V_{P,f}\right)}{\det \left(V_{P,f,j}\right)}\&CenterDot;\frac{\det \left(I_{G,f,j}\right)}{\det \left(I_{G,f}\right)}---\left(24A\right)$

[数学式24B]

$Z_{f/j}^{\left(j\right)}=\sqrt{Z_{P,f/j}^{\left(j\right)}{Z}_{G,f/j}^{\left(j\right)}}=\sqrt{\frac{\det \left(V_{P,f}\right)}{\det \left(V_{P,f,j}\right)}\&CenterDot;\frac{\det \left(I_{G,f,j}\right)}{\det \left(I_{G,f}\right)}}---\left(24B\right)$

<3第一实施方式>

[3.1计量装置的概略结构]

参照图5，对本技术的第一实施方式的计量装置1的概略结构的一个例子进行说明。该计量装置1是施加复合波方式的计量装置，具备：控制部11、信号发生部12、测定部13、解析部14、存储部17以及操作部18。解析部14具备提取部15以及运算部16。测定部13经由探测器13a、13b，与作为被计量物的测定样品3电连接或电接触。

在此，对以计量装置1具备控制部11、存储部17以及操作部18的结构作为例子进行说明，但也可采用这些各个部分之中的至少1个是设置在计量装置1的外部的结构。在这种情况下，那些各部分之中至少1个与计量装置1之间的信息交换通过有线或无线进行。

计量装置1具有3种动作模式，即(1)电位限制模式(恒电位模式)，(2)电流限制模式(恒电流模式)以及(3)它们的复合模式作为动作模式。

在电位限制模式下，施加到测定样品3的输入信号是电压信号，其响应信号是电流信号。在该电流限制模式下，计量装置1根据这些输入信号及响应信号，计算出Ω维的线性阻抗Z⁽¹⁾ _P与ΩV^i-1维的非线性阻抗Z⁽ⁱ⁾ _P(i：2以上的整数)。

在电流限制模式下，施加到测定样品3的输入信号是电流信号，其响应信号是电压信号。在该电流限制模式下，计量装置1根据这些输入信号及响应信号，计算出Ω维的线性阻抗Z⁽¹⁾ _G与Ω/A^i-1维的非线性阻抗Z⁽ⁱ⁾ _G(i：2以上的整数)。

复合模式是电位限制模式和电流限制模式的复合模式。在复合模式下，测定装置1利用电位限制模式和电流限制模式，分别求出线性阻抗以及非线性阻抗。然后，通过把这些线性阻抗以及非线性阻抗之中彼此次数相等的相乘起来，计算出Ω²维的线性阻抗Z⁽¹⁾ _PZ⁽¹⁾ _G与Ωⁱ⁺¹维的非线性阻抗Z⁽ⁱ⁾ _PZ⁽ⁱ⁾ _G(i：2以上的整数)。或者，通过把这些线性阻抗以及非线性阻抗之中彼此次数相等的进行几何平均，计算出Ω维的线性阻抗与Ω^(i+1)/2维的非线性阻抗(i：2以上的整数)。

(测定样品)

作为测定试样3，例如，可以举出电化学装置、生物体样品等。作为电化学装置，例如，可以举出原电池、蓄电池、燃料电池以及太阳能电池等，但不限于此。作为原电池，例如，可以举出锰电池、碱性锰电池、镍电池、锂电池、氧化银电池以及锌空气电池等，但不限于此。作为蓄电池，例如，可以举出锂离子蓄电池、镍氢电池、镍镉电池以及铅蓄电池等，但不限于此。作为燃料电池，例如，可以举出固体高分子型燃料电池、磷酸型燃料电池、固体氧化物型燃料电池、熔融碳酸盐型燃料电池以及酶电池等，但不限于此。作为太阳能电池，例如，可以举出染料敏化太阳能电池、非晶质太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、薄膜多晶太阳能电池等，但并不限于此。作为生物体样品，例如，可以举出人体以及生物体组织等，但不限于此。

(操作部)

操作部18具备按钮、按键、开关或触摸面板等，并能够通过其操作来对计量装置1进行操作。例如，能够进行对电位限制模式、电流限制模式以及复合模式的动作模式的切换操作。

(控制部)

控制部11根据用户对操作部18的操作，对计量装置1的各个部分进行控制。例如，根据通过操作部18的操作而选择的电位限制模式、电流限制模式以及复合模式中的动作模式，对计量装置1的各个部分进行控制。

(信号发生部)

信号发生部12按顺序生成不同的m个(m：2以上的整数)输入信号(任意信号)，并供给测定部13及解析器14。该输入信号对于上述生成信号数m，至少含有n个(n：2以上m以下的整数)频率分量f，f/2，……，f/n。此外，信号发生部12分别生成频率f，f/2，……，f/n的正弦波，并把那些正弦波作为参照信号供给解析部14。

也可以使用在输入信号中使用振幅每时每刻都在变化的噪声信号，一边生成信号一边进行m次测定的方法。此时，优选为是频带越高越具有小的振幅的噪声信号。因为通常越是高次的项，其非线性响应越小。作为具有这样的特性的噪声信号，例如，可以举出粉红噪声或褐色噪声等。为了向粉红噪声或褐色噪声赋予大的振幅变化，也可以进一步进行AM调制。

在输入信号是由频率分量f，f/2，……，f/n组成的n个正弦波的复合波的情况下，优选振幅像高频率分量的振幅一样小。更具体而言，优选频率分量f/k(k：1以上的整数)的振幅小于频率分量f/(k+1)的振幅。这是因为如上所述，通常越是高次的项，其非线性响应越小。m个输入信号，例如，含有振幅或分量比不同的m个(m：n以上的整数)频率分量。

(测定部)

测定部13把从信号发生部12供给的输入信号(任意信号)按顺序供给测定样品3，并测定针对这些输入信号的m个响应信号，然后按顺序供给解析部14。

(解析部)

解析部14把从信号发生部12供给的频率f，f/2，……，f/n的正弦波作为参照信号，并且根据由测定部13依次供给的m个响应信号以及由信号发生部12依次供给的m个输入信号，计算出1个线性阻抗和(n-1)个非线性阻抗(例如2次以后的非线性阻抗)。

(提取部)

提取部15把从信号发生部12供给的频率f的正弦波作为参照信号，并且从由测定部13依次供给的m个响应信号中，提取出频率分量f的信息，然后供给运算部16。此外，提取部15把从信号发生部12供给的频率f，f/2，……，f/n的正弦波作为参照信号，并且从由信号发生部12依次供给的m个输入信号中，分别提取出各个频率分量f，f/2，……，f/n的信息，然后供给运算部16。

(运算部)

运算部16根据由提取部15供给的m个响应信号的频率分量f的信息，以及由信号发生部12供给的m个输入信号各自的各个频率分量f，f/2，……，f/n的信息，计算出1个线性阻抗和(n-1)个非线性阻抗(例如2次以后的非线性阻抗)，并供给存储部17。

(存储部)

存储部17对从运算部16供给的1个线性阻抗和(n-1)个非线性阻抗(例如2次以后的非线性阻抗)进行存储。

[3.2计量装置的详细结构]

参照图6，对本技术的第一实施方式的计量装置1的详细结构的一个例子进行说明。控制部11具备模式切换控制部111，以及函数发生控制部112。信号发生部12具备函数发生器121，以及函数发生器122₁，122₂，……，122_n。提取部15具备锁相放大器151、锁相放大器151₁，151₂，……，151_n，以及多通道A/D转换器153。此外，在图6中省略了操作部18的图示。

(模式切换控制部)

模式切换控制部111对测定部13的动作模式进行切换。

(函数发生控制部)

函数发生控制部112对函数发生器121和函数发生器122₁，122₂，……，122_n的动作进行控制。

(函数发生器)

在电位限制模式下，函数发生器121依次生成任意波形的电压信号，并供给至计量部13。不过，该任意波形至少含有n个频率分量f，f/2，……，f/n。此外，在电位限制模式下，函数发生器122₁，122₂，……，122_n产生正弦波S_P，_f，S_P，f/2，……，S_P，f/n，并把这些正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n作为参照信号，分别供给锁相放大器152₁，152₂，……，152_n。此外，函数发生器122₁也把所产生的正弦波的S_P，f作为参照信号供给锁相放大器151。

在此，S_P，f/n的下标“P”表示动作模式是电位限制模式(恒电位模式)，“f/n”表示正弦波的频率为f/n。因此，正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n分别是具有电位限制模式中的频率f，f/2，……，f/n的正弦波。

另一方面，在电流限制模式下，函数发生器221依次生成任意波形的电流信号，并供给至计量部13。但是，该任意波形至少含有n个频率分量f，f/2，……，f/n。此外，在电流限制模式下，函数发生器122₁，122₂，……，122_n产生正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n，并把这些正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n作为参照信号，分别供给到锁相放大器152₁，152₂，……，152_n。此外，函数发生器122₁也把所产生的正弦波的S_G，f作为参照信号供给到锁相放大器151。

在此，S_G，f/n的下标“G”表示动作模式是电流限制模式(恒电流模式)，“f/n”表示正弦波的频率为f/n。因此，正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n分别是具有电流限制模式中的频率f，f/2，……，f/n的正弦波。

(测定部)

测定部13例如是稳压器/恒流器。测定部13具有电流测定用的工作电极端子WE1、电压测定用的工作电极端子WE2、电流测定用的对电极端子CE以及电压测定用的参考电极端子RE。工作电极端子WE1及工作电极端子WE2经由电缆与探测器(工作电极)13a电连接。另一方面，对电极端子CE以及参考电极端子RE经由电缆与探测器(对电极)13b电连接。测定部13经由这些探测器13a、13b与作为被计量物的测定样品3电连接或电接触。

通过控制部11的控制，测定部13被设定成电位限制模式及电流限制模式中的任一个。在电位限制模式下，测定部13基于从信号发生部12依次地供给的电压信号(输入信号)，限制施加到测定样品3的电压，并测定在测定样品3中流动的电流，然后把其测定结果作为电流信号(响应信号)供给锁相放大器151。

另一方面，在电流限制模式下，测定部13基于从信号发生部12依次地供给的电流信号(输入信号)，限制在测定样品3中流动的电流，并测定施加到测定样品3的电压，然后把其测定结果作为电压信号(响应信号)供给锁相放大器151。

(锁相放大器)

在电位限制模式下，锁相放大器151把从函数发生器122₁供给的正弦波S_P，f作为参照信号，并且从由测定部13供给的电流信号(响应信号)中，提取出频率分量f的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器153。此外，在电位限制模式下，锁定放大器152₁，152₂，……，152_n分别把从函数发生器122₁，122₂，……，122_n供给的正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n作为参照信号，从函数发生器121供给的电压信号(输入信号)中，提取出频率分量f，f/2，……，f/n各自的信息(实部、虚部)，并供给到多通道A/D转换器153。

另一方面，在电流限制模式下，锁相放大器151把从函数发生器122₁供给的正弦波S_G，f作为参照信号，并且从由测定部13供给的电压信号(响应信号)中，提取出频率分量f的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器153。此外，在电流限制模式下，锁定放大器152₁，152₂，……，152_n分别把从函数发生器122₁，122₂，……，122_n供给的正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n作为参照信号，从函数发生器121供给的电压信号(输入信号)中，提取出频率分量f，f/2，……，f/n各自的信息(实部、虚部)，并供给到多通道A/D转换器153。

(多通道A/D转换器)

在电位限制模式下，多通道A/D转换器153把从锁相放大器151依次地供给的频域的m个电流信号I_res(t₁)，I_res(t₂)，……，I_res(t_m)各自的频率分量f的信息，以及从锁相放大器152₁，152₂，……，152_n依次地供给的频域的m个电压信号V_in(t₁)，V_in(t₂)，……，V_in(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息，从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部16(m：n以上的整数)。

另一方面，在电流限制模式下，多通道A/D转换器153把从锁相放大器151依次地供给的频域的m个电压信号V_res(t₁)，V_res(t₂)，……，V_res(t_m)各自的频率分量f的信息，以及从锁相放大器152₁，152₂，……，152_n依次地供给的频域的m个电流信号I_in(t₁)，I_in(t₂)，……，I_in(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息，从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部16。

(运算部)

在电位限制模式下，运算部16把从多通道A/D转换器153依次地供给的具有时间依赖性的频域数据，即m个电流信号I_res(t₁)，I_res(t₂)，……，I_res(t_m)各自的频率分量f的信息，以及m个电压信号V_in(t₁)，V_in(t₂)，……，V_in(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息代入到数学式(12)，计算出Ω维的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P，与ΩV^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P，然后供给存储部17。

在电流限制模式下，运算部16把从多通道A/D转换器153依次地供给的具有时间依赖性的频域数据，即m个电压信号V_res(t₁)，V_res(t₂)，……，V_res(t_m)各自的频率分量f的信息，以及m个电流信号I_in(t₁)，I_in(t₂)，……，I_in(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息代入到数学式(20)，计算出Ω维的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G，与Ω/A，Ω/A²，……，Ω/A^n-1维的非线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G，Z⁽²⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G，然后供给存储部17。

在复合模式下，运算部16通过把如上所述计算出的线性阻抗Z⁽¹⁾ _P和Z⁽¹⁾ _G相乘起来，以及把非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P与Z⁽²⁾ _G，Z⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G相乘起来，计算出Ω²维的线性阻抗Z⁽¹⁾ _PZ⁽¹⁾ _G以及Ω³，Ω⁴，……，Ωⁿ⁺¹维的非线性阻抗Z⁽²⁾ _PZ⁽²⁾ _G，Z⁽³⁾ _PZ⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _PZ⁽ⁿ⁾ _G，并供给存储部17。或者，运算部16通过对如上所述计算出的线性阻抗Z⁽¹⁾ _P和Z⁽¹⁾ _G进行几何平均，以及对非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P与Z⁽²⁾ _G，Z⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G进行几何平均，计算出Ω维的线性阻抗以及Ω^3/2，Ω^4/2，……，Ω^(n+1)/2维的非线性阻抗 并供给存储部17。

[3.3电位限制模式的操作]

以下，参照图7，对电位限制模式下的计量装置1的动作的一个例子进行说明。

首先，在步骤S11中，当控制信号从模式切换控制部111供给到测定部13时，测定部13被设定为电位限制模式。

接着，在步骤S12中，函数发生器121依次地产生不同的m个(m：2以上的整数)电压信号(任意信号)，并供给到测定部13。并且，函数发生器122₁，122₂，……，122_n产生正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n，并把这些正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n作为参照信号，分别供给到锁相放大器152₁，152₂，……，152_n。此外，函数发生器122₁也把所产生的正弦波的S_P，f作为参照信号供给到锁相放大器151。

接着，在步骤S13中，测定部13将与从函数发生器121依次供给的电压信号成比例的电压，施加到探测器13a与13b之间。然后，测定部13对于该电压的施加，测定在测定样品3中流通的电流值，并获取与该电流值成比例的电流信号，供给到锁相放大器151。

接着，在步骤S14中，锁相放大器151把从函数发生器122₁供给的正弦波S_P，f作为参照信号，并且从由测定部13供给的电流信号中，提取出频率分量f的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器153。然后，锁定放大器152₁，152₂，……，152_n把从函数发生器122₁，122₂，……，122_n供给的正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n作为参照信号，从函数发生器121供给的电压信号中，提取频率分量f，f/2，……，f/n各自的信息(实部、虚部)，并供给到多通道A/D转换器153。多通道A/D转换器153把从锁相放大器151依次地供给的频域的m个电流信号I_res(t₁)，I_res(t₂)，……，I_res(t_m)各自的频率分量f的信息，以及从锁相放大器152₁，152₂，……，152_m依次地供给的频域的m个电压信号V_in(t₁)，V_in(t₂)，……，V_in(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息，从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部16。

接着，在步骤S15中，运算部16把从多通道A/D转换器153依次地供给的m个电流信号I_res(t₁)，I_res(t₂)，……，I_res(t_m)各自的频率分量f的信息，以及m个电压信号V_in(t₁)，V_in(t₂)，……，V_in(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息代入到数学式(12)，计算出Ω维的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P，以及ΩV^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P，然后供给到存储部17。

接着，在步骤S16中，存储部17对从运算部16供给的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P以及非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P进行存储。

[3.4电流限制模式的动作]

以下，参照图8，对电流限制模式下的计量装置1的动作的一个例子进行说明。

首先，在步骤S21中，当控制信号从模式切换控制部111供给到测定部13时，测定部13被设定为电流限制模式。

接着，在步骤S22中，函数发生器121依次地产生不同的n个(n：2以上的整数)电流信号(任意信号)，并供给到测定部13。并且，函数发生器122₁，122₂，……，122_n产生正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n，并把这些正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n作为参照信号，分别供给到锁相放大器152₁，152₂，……，152_n。此外，函数发生器122₁也把所产生的正弦波的S_G，f作为参照信号供给到锁相放大器151。

接着，在步骤S23中，测定部13使与从函数发生器121依次供给的电流信号成比例的电流，在探测器13a与13b之间流通。然后，测定部13测定针对该电流而在测定样品3中流通的电压值，并获取与该电压值成比例的电压信号，供给到锁相放大器151。

接着，在步骤S24中，锁相放大器151把从函数发生器122₁供给的正弦波S_G，f作为参照信号，并且从由测定部13供给的电压信号中，提取出频率分量f的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器153。然后，锁定放大器152₁，152₂，……，152_n把从函数发生器122₁，122₂，……，122_n供给的正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n作为参照信号，从函数发生器121供给的电流信号中，提取出频率分量f，f/2，……，f/n各自的信息(实部、虚部)，并供给到多通道A/D转换器153。多通道A/D转换器153把从锁相放大器151依次地供给的频域的m个电流信号I_res(t₁)，V_res(t₂)，……，V_res(t_m)各自的频率分量f的信息，以及从锁相放大器152₁，152₂，……，152_m依次地供给的频域的m个电压信号I_in(t₁)，I_in(t₂)，……，I_in(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息，从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部16。

接着，在步骤S25中，运算部16把从多通道A/D转换器153依次地供给的m个电流信号I_res(t₁)，I_res(t₂)，……，I_res(t_m)各自的频率分量f的信息，以及m个电流信号I_in(t₁)，I_in(t₂)，……，I_in(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息代入到数学式(20)，计算出Ω维的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G，以及Ω/A，Ω/A²，……，Ω/A^n-1维的非线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G，Z⁽²⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G，然后供给到存储部17。

接着，在步骤S26中，存储部17对从运算部16供给的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G以及非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _G，Z⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G进行存储。

[3.5复合模式的动作]

以下，参照图9，对复合模式下的计量装置1的动作的一个例子进行说明。

首先，在步骤S31中，计量装置1通过电位限制模式，计算出线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P以及非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P，并存储到存储部17。

接着，在步骤S32中，计量装置1通过电流限制模式，计算出线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G以及非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _G，Z⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G，并存储到存储部17。

接着，在步骤33中，运算部16从存储部17读取出线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P和Z⁽¹⁾ _G，以及非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P和Z⁽²⁾ _G，Z⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G，把这些阻抗相乘，计算出线性阻抗Z⁽¹⁾ _PZ⁽¹⁾ _G以及非线性阻抗Z⁽²⁾ _PZ⁽²⁾ _G，Z⁽³⁾ _PZ⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _PZ⁽ⁿ⁾ _G，并供给到存储部17。或者，运算部16对那些阻抗进行几何平均，计算出Ω维的线性阻抗以及非线性阻抗并供给到存储部17。

接着，在步骤S34中，存储部17对从运算部16供给的线性阻抗Z⁽¹⁾ _PZ⁽¹⁾ _G以及非线性阻抗Z⁽²⁾ _PZ⁽²⁾ _G，Z⁽³⁾ _PZ⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _PZ⁽ⁿ⁾ _G，或者是线性阻抗以及非线性阻抗 进行存储。

[3.6效果]

在第一实施方式的计量装置1中，能够计量测定样品3(例如原电池、蓄电池、燃料电池、太阳能电池等电化学装置，或人体、生物体组织等生物体样品)的非线性阻抗。因此，能够详细地调查在计量样品3内部的离子种类的行为。

在计量奇数次的非线性阻抗的情况下，能够检测在测定样品3中结构对称的部分的信息。另一方面，在计量偶数次的非线性阻抗的情况下，也能够检测在测定样品3中结构不对称的部分的信息。

在以往的交流阻抗测定中，需要充分地降低输入电压的振幅，但在第一实施方式的交流阻抗测定中，由于示出了失真的解析方法，因此能够施加更大的输入电压。由此，能够增大电流响应，并能够通过比较简单的电路来进行高精度的测定。

[3.7变形例]

(变形例1)

参照图10，对本技术的第一实施方式的变形例1的计量装置1a的结构的一个例子进行说明。该计量装置1a具备信号发生部12a及解析部14a来代替信号发生部12及解析部14(参照图6)，这一点与第一实施方式的计量装置1不同。

信号发生部12a具备函数发生器121以及函数发生器123。解析部14a具备提取部15a以及运算部16。提取部15a具备锁相放大器154、锁相放大器155、以及4通道A/D转换器156。此外，在第一实施方式的变形例1中，对与第一实施方式相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。

以下，对函数发生器123、锁相放大器154、155以及4通道A/D转换器156的动作的一个例子，分为电位限制模式和电流限制模式来进行说明。

(电位限制模式)

函数发生器123一边从函数发生器121向测定部13输出任意波形的电压信号，一边依次地产生正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n，并把这些正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n作为参照信号，分别供给到锁相放大器154、155。

锁相放大器154把从函数发生器123依次地供给的正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n作为参照信号，提取出从测定部13依次地供给的电流信号(响应信号)的频率分量f，f/2，……，f/n的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器156。此外，也可以只提取出从由测定部13供给的电流信号(响应信号)的频率分量f的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器156。在这种情况下，也可以只把正弦波S_P，f作为参照信号，从函数发生器123供给锁相放大器154。

锁相放大器155把从函数发生器123依次地供给的正弦波S_P，f，S_P，f/2，……，S_P，f/n作为参照信号，提取出从函数发生器121依次地供给的电压信号的频率分量f，f/2，……，f/n的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器156。

4通道A/D转换器156把从锁相放大器154依次地供给的频域的电流信号I_res(t₁)，I_res(t₂)，……，I_res(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息(实部、虚部)，以及从锁相放大器155依次地供给的频域的电压信号V_in(t₁)，V_in(t₂)，……，V_in(t_m)各自的频率f，f/2，……，f/n的信息(实部、虚部)，从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部16。

以下，作为具体的例子，示出采用电位限制模式、n＝3、以及频率范围为125kHz～3.81Hz时的实际测定步骤。

(步骤1)

函数发生器121产生含有以下所有33个频率分量的任意波形。此外，使这些振幅每时每刻都在发生变化。另外，期望频率越低振幅越大，并且为了使振幅每时每刻都在改变，也可以使用进行AM调制后的粉红噪声或褐色噪声等。此外，使最大振幅必定超过(5/n)mV(这里的n是离子的电荷数)且在样品的分解电压以下。

(步骤2)

函数发生器123依次产生以下33个频率的正弦波。在理论上，对于各个频率分别使其产生2～3个周期就足够。

1:125kHz(对f＝125kHz的f的响应)

2:62.5kHz(对f＝62.5kHz的f的响应，对f＝125kHz的f/2的响应)

3:41.7kHz(对f＝125kHz的f/3的响应)

4:31.3kHz(对f＝31.3kHz的f的响应，对f＝62.5kHz的f/2的响应)

5:20.8kHz(对f＝62.5kHz的f/3的响应)

6:15.6kHz(对f＝15.6kHz的f的响应，对f＝31.3kHz的f/2的响应)

7:10.4kHz(对f＝31.3kHz的f/3的响应)

8:7.81kHz(对f＝7.81kHz的f的响应，对f＝15.6kHz的f/2的响应)

9:5.21kHz(对f＝15.6kHz的f/3的响应)

10:3.91kHz(对f＝3.91kHz的f的响应，对f＝7.81kHz的f/2的响应)

11:2.60kHz(对f＝7.81kHz的f/3的响应)

12:1.95kHz(对f＝1.95kHz的f的响应，对f＝3.91kHz的f/2的响应)

13:1.30kHz(对f＝3.91kHz的f/3的响应)

14:977Hz(对f＝977Hz的f的响应，对f＝1.95kHz的f/2的响应)

15:651Hz(对f＝1.95kHz的f/3的响应)

16:488Hz(对f＝488Hz的f的响应，对f＝977Hz的f/2的响应)

17:326Hz(对f＝977Hz的f/3的响应)

18:244Hz(对f＝244Hz的f的响应，对f＝488Hz的f/2的响应)

19:163Hz(对f＝488Hz的f/3的响应)

20:122Hz(对f＝122Hz的f的响应，对f＝244Hz的f/2的响应)

21:81.4Hz(对f＝244Hz的f/3的响应)

22:61.0Hz(对f＝61.0Hz的f的响应，对f＝122Hz的f/2的响应)

23:40.7Hz(对f＝122Hz的f/3的响应)

24:30.5Hz(对f＝30.5Hz的f的响应，对f＝61.0Hz的f/2的响应)

25:20.3Hz(对f＝61.0Hz的f/3的响应)

26:15.3Hz(对f＝15.3Hz的f的响应，对f＝30.5Hz的f/2的响应)

27:10.2Hz(对f＝30.5Hz的f/3的响应)

28:7.63Hz(对f＝7.63Hz的f的响应，对f＝15.3Hz的f/2的响应)

29:5.09Hz(对f＝15.3Hz的f/3的响应)

30:3.81Hz(对f＝3.81Hz的f的响应，对f＝7.63Hz的f/2的响应)

31:2.54Hz(对f＝7.63Hz的f/3的响应)

32:1.91Hz(对f＝3.81Hz的f/2的响应)

33:1.27Hz(对f＝3.81Hz的f/3的响应)

(步骤3)

锁相放大器154收集在函数发生器123送出上述1，2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24，26，28，30的频率时的数据(共16个)，并作为电流信号(响应信号)所具有的频率f分量的数据，送出至4通道A/D转换器156。然后从模拟信号转换成数字信号，并且供给到运算部16。

(步骤4)

锁相放大器155收集上述所有的33个频率的数据，并作为电压信号(输入信号)所具有的频率f分量、f/2分量、f/3分量的数据，送出至4通道A/D转换器156。然后从模拟信号转换成数字信号，并且供给到运算部16。

(步骤5)

重复进行m次步骤2～步骤4。由此，在运算部16中，累积每时每刻都在变化的频域的电流信号I_res(t₁)，I_res(t₂)，……，I_res(t_m)的频率f中的信息(实部、虚部)，以及每时每刻都在变化的频域的电压信号V_in(t₁)，V_in(t₂)，……，V_in(t_m)的频率f，f/2，f/3的信息(实部、虚部)。

(步骤6)

通过在运算部16执行数学式(13)的运算，能够求出线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P，f。

(步骤7)

通过在运算部16执行数学式(14)的运算，能够求出非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，f/2。

(步骤8)

通过在运算部16执行数学式(15)的运算，能够求出非线性阻抗分量Z⁽³⁾ _P，f/3。

(电流限制模式)

函数发生器123一边从函数发生器121向测定部13输出任意波形的电流信号，一边依次地产生正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n，并把这些正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n作为参照信号，依次分别供给到锁相放大器154、155。

锁相放大器154把从函数发生器123依次地供给的正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n作为参照信号，提取出从测定部13依次地供给的电压信号(响应信号)的频率分量f，f/2，……，f/n的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器156。此外，也可以只提取出从由测定部13依次供给的电压信号(响应信号)的频率分量f的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器156。在这种情况下，也可以只把正弦波S_G，f作为参照信号，从函数发生器123供给锁相放大器154。

锁相放大器155把从函数发生器123依次地供给的正弦波S_G，f，S_G，f/2，……，S_G，f/n作为参照信号，提取出从函数发生部121依次地供给的电流信号的频率分量f，f/2，……，f/n的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器156。

4通道A/D转换器156把从锁相放大器154依次地供给的频域的电压信号V_res(t₁)，V_res(t₂)，……，V_res(t_m)各自的频率分量f，f/2，……，f/n的信息(实部、虚部)，以及从锁相放大器155依次地供给的频域的电流信号I_in(t₁)，I_in(t₂)，……，I_in(t_m)各自的频率f，f/2，……，f/n的信息(实部、虚部)，依次地从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部16。

(变形例2)

参照图11，对本技术的第一实施方式的变形例2的计量装置1b的结构的一个例子进行说明。该计量装置1b具备信号发生部12b及解析部14b来代替信号发生部12及解析部14(参照图6)，这一点与第一实施方式的计量装置1不同。

信号发生部12b具备函数发生器121。解析部14b具备提取部15b以及运算部16。提取部15b具备2通道A/D转换器157以及傅里叶变换器158。此外，在第一实施方式的变形例2中，对与第一实施方式相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。

以下，对2通道A/D转换器157及傅里叶变换器158的动作的一个例子，分为电位限制模式和电流限制模式来进行说明。

(电位限制模式)

2通道A/D转换器157把从函数发生器121供给的任意波形的电压信号(输入信号)，以及从测定部13供给的电流信号(响应信号)，依次地从模拟信号转换成数字信号，并供给到傅里叶变换器158。

傅里叶变换器158通过对从2通道A/D转换器157供给的电压信号和电流信号进行傅里叶变换，计算出每时每刻都在变化的频率f，f/2，……，f/n分量的频域的电压信号V_in(t₁)，V_in(t₂)，……，V_in(t_m)，以及每时每刻都在变化的频率f分量的频域的电流信号I_res(t₁)，I_res(t₂)，……，I_res(t_m)，并把这些信息(实部、虚部)供给到运算部16。

(电流限制模式)

2通道A/D转换器157把从函数发生器121供给的任意波形的电流信号(输入信号)，以及从测定部13供给的电压信号(响应信号)，依次地从模拟信号转换成数字信号，并供给到傅里叶变换器158。

傅里叶变换器158通过对从2通道A/D转换器157供给的电流信号和电压信号进行傅里叶变换，计算出每时每刻都在变化的频率f，f/2，……，f/n分量的频域的电流信号I_in(t₁)，I_in(t₂)，……，I_in(t_m)，以及每时每刻都在变化的频率f分量的频域的电压信号V_res(t₁)，V_res(t₂)，……，V_res(t_m)，并把这些信息(实部、虚部)供给到运算部16。

<4第二实施方式>

[4.1计量装置的概略结构]

参照图12，对本技术的第二实施方式的计量装置2的概略结构的一个例子进行说明。该计量装置2是施加正弦波方式的计量装置，具备：控制部11、信号发生部22、测定部23、解析部24、存储部17以及操作部18。解析部24具备提取部25以及运算部26。此外，在第二实施方式中，对与第一实施方式相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。

第二实施方式的计量装置1与第一实施方式同样地，具有3种动作模式，即(1)电位限制模式(恒电位模式)，(2)电流限制模式(恒电流模式)以及(3)它们的复合模式。

(信号发生部)

信号发生部22产生频率f，2f，……，nf(n：2以上的整数)的正弦波。然后，把产生的频率f的正弦波作为输入信号供给到测定部23，并且把产生的频率f，2f，……，nf的正弦波作为参照信号供给到解析部24。

(测定部)

测定部23把从信号发生部22供给的输入信号(正弦波)供给到测定样品3，并测定针对这些输入信号的响应信号，然后供给到解析部24。

(解析部)

解析部24把从信号发生部22供给的频率f，2f，……，nf的正弦波作为参照信号，并且根据由测定部23供给的响应信号，计算出1个线性阻抗和(n-1)个非线性阻抗(例如2次以后的非线性阻抗)。

(提取部)

提取部25把从信号发生部22供给的频率f，2f，……，nf的正弦波作为参照信号，并且从由测定部23供给的响应信号中，提取出各个频率分量f，2f，……，nf的信息，然后供给到运算部26。

(运算部)

运算部26根据由提取部25供给的各个频率分量f，2f，……，nf的信息，计算出1个线性阻抗和(n-1)个非线性阻抗(例如2次以后的非线性阻抗)，并供给到存储部17。

[4.2计量装置的详细结构]

参照图13，对本技术的第二实施方式的计量装置2的详细结构的一个例子进行说明。信号发生部22具备函数发生器221₁，221₂，……，221_n。提取部25具备锁相放大器251₁，251₂，……，251_n，以及多通道A/D转换器252。

(函数发生器)

在电位限制模式下，函数发生器221₁，221₂，……，221_n分别产生正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf。然后，把所产生的正弦波S_P，f作为电压信号(输入信号)供给到测定部23。此外，把所产生的正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf作为参照信号，分别供给到锁相放大器251₁，251₂，……，251_n。

在此，S_P，nf的下标“P”表示动作模式是电位限制模式(恒电位模式)，“nf”表示正弦波的频率为nf。因此，正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf分别是具有电位限制模式中的频率f，2f，……，nf的正弦波。

另一方面，在电流限制模式下，函数发生器221₁，221₂，……，221_n分别产生正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf。然后，把所产生的正弦波S_G，f作为电流信号(输入信号)I_in(t)供给到测定部23。此外，把所产生的正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf作为参照信号，分别供给到锁相放大器251₁，251₂，……，251_n。

在此，S_G，nf的下标“G”表示动作模式是在电流限制模式(恒电流模式)，“nf”表示正弦波的频率为nf。因此，正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf分别是具有电流限制模式中的频率f，2f，……，nf的正弦波。

此外，在本实施方式中，以由函数发生器221₁，221₂，……，221_n分别产生的正弦波的频率间隔Δf为恒定间隔(Δf＝f)的情况作为例子进行说明，但频率间隔Δf不限于这个例子。此外，也可以不以恒定的间隔，而是以一定的比率来改变正弦波的频率。

(测定部)

测定部23例如是稳压器/恒流器。测定部23通过模式切换控制部111的控制，动作模式被设定成电位限制模式及电流限制模式中的任一个。在电位限制模式下，测定部23基于从函数发生器221₁供给的电压信号(输入信号)，对施加到测定样品3的电压进行限制。然后，通过该电位限制，测定在测定样品3中流通的电流，然后把其测定结果作为电流信号(响应信号)分别供给到锁相放大器251₁，251₂，……，251_n。

另一方面，在电流限制模式下，测定部23基于从信号发生部22供给的电流信号(输入信号)，对在测定样品3中流通的电流进行限制。然后，通过该电流限制，测定施加到测定样品3的电压，然后把其测定结果作为电压信号(响应信号)分别供给到锁相放大器251₁，251₂，……，251_n。

(锁相放大器)

在电位限制模式下，锁相放大器251₁，251₂，……，251_n分别把从函数发生器221₁，221₂，……，221_n供给的正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf作为参照信号，并且从由测定部23供给的电流信号(响应信号)中，提取出频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器252。

另一方面，在电流限制模式下，锁相放大器251₁，251₂，……，251_n分别把从函数发生器221₁，221₂，……，221_n供给的正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf作为参照信号，并且从由测定部23供给的电压信号(响应信号)中，提取出频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)，然后供给到多通道A/D转换器252。

(多通道A/D转换器)

在电位限制模式下，多通道A/D转换器252把从锁相放大器251₁，251₂，……，251_n供给的频域的电流信号I_res的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部26。

在电流限制模式下，多通道A/D转换器252把从锁相放大器251₁，251₂，……，251_n供给的频域的电压信号V_res的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部26。

(运算部)

在电位限制模式下，运算部26把从多通道A/D转换器252供给的电流信号I_res的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)与输入电压V_in的振幅代入到数学式(8)，计算出Ω维的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P，以及ΩV，ΩV²，……，ΩV^n-1维的非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P，然后供给到存储部17。

另一方面，在控制电流模式下，运算部26把从多通道A/D转换器252供给的电压信号V_res的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)与输入电流I_in的振幅代入到数学式(16)，计算出Ω维的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G，以及Ω/A，Ω/A²，……，Ω/A^n-1维的非线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G，Z⁽²⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G，然后供给到存储部17。

在复合模式下，运算部26除了使用如上所述地计算出的线性阻抗Z⁽¹⁾ _P和Z⁽¹⁾ _G，以及把非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P与Z⁽²)_G，Z⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G以外，作为第一实施方式，计算出线性阻抗以及非线性阻抗，并供给到存储部17。

[4.3电位限制模式的动作]

以下，参照图14，对电位限制模式下的计量装置2的动作的一个例子进行说明。

首先，在步骤S111中，通过模式切换控制部111的控制，测定部23被设定为电位限制模式。

接着，在步骤S112中，函数发生器221₁，221₂，……，221_n分别产生正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf。然后，把所产生的正弦波S_P，f作为电压信号(输入信号)供给到测定部23，并且把所产生的正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf作为参照信号，分别供给到锁相放大器251₁，251₂，……，251_n。

接着，在步骤S113中，测定部23把与从函数发生器221₁供给的电压信号(输入信号)成比例的电压，施加到探测器13a与13b之间。然后，测定部23测定针对该电压的施加而在测定样品3中流通的电流值，并获取与该电流值成比例的电流信号I_res，供给到锁相放大器251₁，251₂，……，251_n。

接着，在步骤S114中，锁相放大器251₁，251₂，……，251_n分别把从函数发生器221₁，221₂，……，221_n供给的正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf作为参照信号，从由测定部23供给的电流信号中，提取出频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)。提取出的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)在多通道A/D转换器252中从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部26。

接着，在步骤S115中，运算部26把从多通道A/D转换器252供给的频域的电流信号I_res的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)与输入电压V_in的振幅代入到数学式(4)，计算出Ω维的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P，以及ΩV^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P，然后供给到存储部17。

接着，在步骤S116中，存储部17对从运算部26供给的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _P以及非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _P，Z⁽³⁾ _P，……，Z⁽ⁿ⁾ _P进行存储。

[4.4电流限制模式的动作]

以下，参照图15，对电流限制模式下的计量装置2的动作的一个例子的进行说明。

首先，在步骤S121中，通过模式切换控制部111的控制，测定部23被设定为电流限制模式。

接着，在步骤S122中，函数发生器221₁，221₂，……，221_n分别产生正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf。然后，把所产生的正弦波S_G，f作为电压信号(输入信号)I_in供给到测定部23，并且把所产生的正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf作为参照信号，分别供给到锁相放大器251₁，251₂，……，251_n。

接着，在步骤S123中，测定部23使与从函数发生器221₁供给的电流信号(输入信号)成比例的电流，在探测器13a与13b之间流通。然后，测定部23测定针对该电流而施加于测定样品3的电压值，并获取与该电压值成比例的电压信号V_res，供给到锁相放大器251₁，251₂，……，251_n。

接着，在步骤S124中，锁相放大器251₁，251₂，……，251_n分别把从函数发生器221₁，221₂，……，221_n供给的正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf作为参照信号，从由测定部23供给的电压信号中，提取出频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)。提取出的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)在多通道A/D转换器252中从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部26。

接着，在步骤S125中，运算部26把从多通道A/D转换器252供给的频域的电压信号V_res的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)与输入电流I_in的振幅代入到数学式(5)，计算出Ω维的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G，以及Ω/A^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G，Z⁽²⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G，然后供给到存储部17。

接着，在步骤S126中，存储部17对从运算部26供给的线性阻抗分量Z⁽¹⁾ _G以及非线性阻抗分量Z⁽²⁾ _G，Z⁽³⁾ _G，……，Z⁽ⁿ⁾ _G进行存储。

[4.5变形例]

(变形例1)

参照图16，对本技术的第二实施方式的变形例1的计量装置2a的结构的一个例子进行说明。该计量装置2a具备信号发生部22a及解析部24a来代替信号发生部22及解析部24(参照图13)，这一点与第二实施方式的计量装置2不同。

信号发生部22a具备函数发生器221₁以及函数发生器222。解析部24a具备提取部25a以及运算部26。提取部25a具备锁相放大器253以及2通道A/D转换器254。此外，在第二实施方式的变形例1中，对与第二实施方式相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。

以下，对函数发生器222、锁相放大器253以及2通道A/D转换器254的动作的一个例子，分为电位限制模式和电流限制模式来进行说明。

(电位限制模式)

函数发生器222依次地产生正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf，并把这些正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf作为参照信号，依次地供给到锁相放大器253。

锁相放大器253把从函数发生器222依次地供给的正弦波S_P，f，S_P，2f，……，S_P，nf作为参照信号，依次地提取测定部23供给的电流信号(响应信号)中所含的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)。

2通道A/D转换器254把锁相放大器253依次地供给的电流信号所含的频率分量f，2f，……，nf的信息，从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部26。

(电位限制模式)

函数发生器222依次地产生正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf，并把这些正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf作为参照信号，依次地供给到锁相放大器253。

锁相放大器253把从函数发生器222依次地供给的正弦波S_G，f，S_G，2f，……，S_G，nf作为参照信号，依次地提取测定部23供给的电压信号(响应信号)中所含的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)。

2通道A/D转换器254把锁相放大器253依次地供给的电压信号所含的频率分量f，2f，……，nf的信息，从模拟信号转换成数字信号，并供给到运算部26。

(变形例3)

参照图17，对本技术的第二实施方式的变形例2的计量装置2b的结构的一个例子进行说明。该计量装置2b具备信号发生部22b及解析部24b来代替信号发生部22及解析部24(参照图13)，这一点与第二实施方式的计量装置2不同。

信号发生部22b具备函数发生器221₁。解析部24b具备提取部25b以及运算部26。提取部25b具备A/D转换器255以及傅里叶变换器256。此外，在第二实施方式的变形例2中，对与第二实施方式相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。

以下，对2通道A/D转换器255及傅里叶变换器256的动作的一个例子，分为电位限制模式和电流限制模式来进行说明。

(电位限制模式)

A/D转换器255把测定部23供给的电流信号(响应信号)从模拟信号转换成数字信号，并供给到傅里叶变换器256。

傅里叶变换器256通过对从A/D转换器255供给的电流信号进行傅里叶变换，把该频域的电流信号I_res的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)供给到运算部26。

(电流限制模式)

A/D转换器255把测定部23供给的电压信号(响应信号)从模拟信号转换成数字信号，并供给到傅里叶变换器256。

傅里叶变换器256通过对从A/D转换器255供给的电压信号进行傅里叶变换，把该频域的电压信号V_res的频率分量f，2f，……，nf的信息(实部、虚部)供给到运算部26。

<5第三实施方式>

[5.1电子设备以及电池组的概略结构]

参照图18，对本技术的第三实施方式的电子设备400以及与其电连接的电池组300的概略结构的一个例子进行说明。电子设备400例如，具有由用户自由装卸电池组300的结构。此外，电子设备400的结构并不限于此，也可以具有电池组300内置于电子设备400，使用户无法将电池组300从电子设备400拆卸出来的结构。

在电池组300充电时，电池组300的正极端子331a和负极端子331b分别与充电器(未图示)的正极端子和负端端子连接。另一方面，在电池组300放电时(使用电子设备400时)，电池组300的正极端子331a和负极端子331b分别与电子设备400的正极端子411a和负端端子411b连接。另外，电池组300的串行数据端子332a、串行时钟端子332b分别与电子设备400的串行数据端子412a、串行时钟端子412b连接。

(电池组)

电池组300具备组电池301和充放电电路302。组电池301构成为与多个蓄电池301a串联及/或并联。多个蓄电池301a被n并行m串联(n，m是整数)地连接。此外，在图18中，示出将6个蓄电池301a以2并联3串联(2P3S)地连接的例子。

在充电时，充放电电路302控制对组电池301的充电。另一方面，在放电时(即、使用电子装置400时)，充放电电路302控制对电子设备400的放电，并且对作为被测定物的组电池301及/或构成它的各个蓄电池301a中的实时的电流值及电压值进行测定，并供给到电子设备400。

(电子设备)

作为电子设备400，例如，可以列举出笔记本型个人计算机、平板型计算机、移动电话(例如智能手机)、数码相机、数码摄像机、音响设备(例如便携式音频播放器)以及游戏机等，但是并不仅限于这些。

电子设备400具备电子设备主体的电子电路401以及计量装置402。在此，把电子电路401和测定装置402分开设置的结构作为例子进行说明，但是计量装置402也可以被安装在电子电路401内。

电子电路401例如具备CPU、周边逻辑部、接口部以及存储部等，并控制整个电子设备400。计量装置402对电池组300的阻抗进行insitu计量。更具体而言，计量装置402在电子设备400因电池组300的电力供给而运行的状态下，从作为被测定物的组电池301及/或构成它的各个蓄电池301a中获取电流信号及电压信号，并通过对这些信号的频率分量的信息(实部、虚部)进行解析，计算出线性阻抗及非线性阻抗。

[5.2充放电电路的结构]

参照图19，对充放电电路302的结构的一个例子进行说明。充放电电路302具备控制部311、电压测定部312、电流测定部313、电流检测电阻314、温度测定部315、温度检测元件316、开关部317、开关控制部318以及存储器319。

(电压测定部)

电压测定部312测定组电池301及/或构成它的各个蓄电池301a的电压，并且将其测定结果供给到控制部311。

(电流测定部)

电流测定部313利用电流检测电阻314测定电流，并且将其测定结果供给到控制部311。

(温度检测元件)

温度检测元件316例如是热敏电阻，并设置在组电池301的附近。

(温度测定部)

温度测定部315利用温度检测元件316测定组电池301的温度，并且将其测定结果供给到控制部311。

(开关部)

开关部317具备充电控制开关321a和二极管321b、以及放电控制开关322a和二极管322b，并且被开关控制部318控制。二极管321b具有与从正极端子331a向组电池301的方向流动的充电电流相反方向的，并且与从负极端子331b向组电池301的方向流动的放电电流一致的方向的极性。二极管322b具有与充电电流一致的方向的，并与放电电流相反的方向的极性。此外，在图19中，以在正极端子331a与组电池301之间设置开关部317的结构作为例子示出，但是也可以把开关部317设置在负极端子331b与组电池301之间。

充电控制开关321a被充放电控制部控制成，在电池电压变为过充电检测电压时断开，使得充电电流不会在组电池301的电流路径上流动。在充电控制开关断开后，只能够经由二极管321b进行放电。此外，充电控制开关321a也被充放电控制部311控制成，在充电时有大电流流通的情况下断开，以截断在组电池301的电流路径上流动的充电电流。

放电控制开关322a被控制部311控制成，在电池电压变为过放电检测电压时断开，使得放电电流不会在组电池301的电流路径上流动。在放电控制开关322a断开后，只能够经由二极管322b进行充电。此外，放电控制开关322a也被控制部311控制成，在放电时有大电流流通的情况下断开，以截断在组电池301的电流路径上流动的放电电流。

(开关控制部)

开关控制部318基于从电压测定部312以及电流测定部313输入的电压及电流，对开关部317的充电控制开关321a及放电控制开关322a进行控制。开关控制部318在蓄电池301a中的任一个的电压的变为过充电检测电压或过放电检测电压以下时，或者，在大电流急剧流动时，通过向开关部317发送控制信号，防止过充电、过放电以及过电流充放电。

在蓄电池301a例如是锂离子蓄电池的情况下，过充电检测电压例如设定为4.20V±0.05V，过放电检测电压例如设定为2.4V±0.1V。

充电控制开关321a及放电控制开关322a可以使用例如MOSFET等半导体开关。这种情况下MOSFET的寄生二极管作为二极管发挥作用。在使用P沟道型FET作为充放电开关的情况下，开关控制部318向充电控制开关321a及放电控制开关322a的各自的栅极分别供给控制信号DO及CO。在为P沟道型的情况下，通过比源极电位低规定值的栅极电位，充电控制开关321a及二极管322a接通。即，在常规的充电及放电动作中，使控制信号CO及DO为低电平，充电控制开关321a及放电控制开关322a为接通状态。然后，例如在过充电或过放电时，使控制信号CO及DO为高电平，充电控制开关321a及放电控制开关322a为断开状态。

(存储器)

存储器319包括例如RAM、ROM，更具体而言，包括作为非易失性存储器的EPROM(ErasableProgrammableReadOnlyMemory：可擦可编程只读存储器)。在存储器319中能够预先存储由控制部311计算出的数值、在制造工序阶段测定出的各个蓄电池301a的初始状态中的电池的内电阻值等信息，并且能够适当地重写这些信息。此外，通过把蓄电池301a的充满电容量的信息预先存储在存储器319中，控制部311能够利用该充满电容量信息，计算出电池组300的剩余容量。

(控制部)

控制部311对充放电电路302的各个部分进行控制。更具体而言，例如，在放电时(即、使用电子设备400时)，控制部311通过电压测定部312实时地获取电压信号，并将该信号供给到计量装置402。计量装置402把供给的电压信号，通过傅里叶变换等转换成频域的电压信号，并作为每时每刻都在变化的m个频域的电压信号V(t₁)，V(t₂)，……，V(t_m)进行存储。此外，控制部311通过电流测定部313实时地获取电流信号，并将该信号供给到计量装置402。计量装置402把供给的电流信号，通过傅里叶变换等转换成频域的电流信号，并作为每时每刻都在变化的m个频域的电流信号I(t₁)，I(t₂)，……，I(t_m)进行存储。

此外，计量装置402在把保存的m个电流信号I(t₁)，I(t₂)，……，I(t_m)看作虚拟响应信号进行计算时，把m个电压信号V(t₁)，V(t₂)，……，V(t_m)看作虚拟输入信号。另一方面，在把m个电压信号V(t₁)，V(t₂)，……，V(t_m)看作虚拟响应信号进行计算时，把m个电流信号I(t₁)，I(t₂)，……，I(t_m)看作虚拟输入信号。

[5.3计量装置的结构]

参照图20对计量装置402的结构的一个例子进行说明。该计量装置402代替测定部13提供的电流信号及电压信号(参照图6)，将通过电池组300的电流测定部313及电压测定部312测定出的电流信号和电压信号不经由电池组300内的控制部311，而直接引导至电子设备内的计量装置402作为输入信号及响应信号来使用，这一点与第一实施方式的计量装置1不同(在图18中，省略了用于连接电流测定部313及电压测定部312与计量装置402的布线的图示)。

计量装置402具备信号发生部42、解析部14以及存储部17。信号发生部42具备函数发生器122₁，122₂，……，122_n。解析部14具备提取部15以及运算部16。提取部15具备锁相放大器151、锁相放大器152₁，152₂，……，152_n，以及多通道A/D转换器153。此外，在第三实施方式中，对与第一实施方式相同的部位标赋予相同的符号并省略其说明。

通过电池组300内的电压测定部312与电流测定部313实时地获取电压信号和电流信号，并供给到计量装置402。在把电流信号视为虚拟输入信号，把电压信号视为虚拟响应信号进行计算的情况下，计量装置402把电压测定部312供给的电压信号供给到锁相放大器151，把电流测定部313供给的电流信号分别供给到锁相放大器152₁，152₂，……，152_n，并转换成频域信号。另外，在把电压信号视为虚拟输入信号，把电流信号视为虚拟响应信号进行计算的情况下，计量装置402把电流信号供给到锁相放大器151，把电压信号分别供给到锁相放大器152₁，152₂，……，152_n，并分别转换成频域的信号。通过对这样地获得的的频率f，f/2，……，f/n分量的每时每刻都在改变的m个频域的电压信号V(t₁)，V(t₂)，……，V(t_m)以及m个频域的电流信号I(t₁)，I(t₂)，……，I(t_m)，利用数学式(12)及数学式(20)进行解析，获得非线性阻抗。

[5.4变形例]

(变形例1)

参照图21，对本技术的第三实施方式的变形例1的计量装置402a的结构的一个例子进行说明。该计量装置402a代替测定部13提供的电流信号及电压信号(参照图10)而将电池组300的电流测定部313及电压测定部312供给的电流信号和电压信号作为输入信号及响应信号使用，这一点与第一实施方式的计量装置1不同。

该计量装置402a具备信号发生部42a、解析部14a以及存储部17。信号发生部42a具备函数发生器123。解析部14a具备提取部15a以及运算部16。提取部15具备锁相放大器154以及锁相放大器155。此外，在第三实施方式的变形例1中，对与第一实施方式的变形例1相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。

首先，把电流信号视为虚拟输入信号并把电压信号视为虚拟响应信号，依次从电池组300的电压测定部312和电流测定部313向锁相放大器154及锁相放大器155供给电压信号和电流信号。通过在该状态下函数发生器123扫描n，不必如图20所示使用多个锁相放大器，而获得从频率f到f/n为止的输入信号的信息。接着，把电压信号视为虚拟输入信号并把电流信号视为虚拟响应信号，依次从电池组300的电流测定部313和电压测定部312向锁相放大器154及锁相放大器155供给电流信号和电压信号。通过在该状态下函数发生器123扫描n，不必如图20所示使用多个锁相放大器，而获得从频率f到f/n为止的输入信号的信息。重复n次这样一系列的测定，来准备每时每刻都在改变的m个频域的电压信号V(t₁)，V(t₂)，……，V(t_m)以及m个频域的电流信号I(t₁)，I(t₂)，……，I(t_m)。通过对准备的频域的信号利用数学式(12)及数学式(20)进行解析，获得非线性阻抗。

[5.5变形例2]

参照图22，对本技术的第三实施方式的变形例2的计量装置402b的结构的一个例子进行说明。该计量装置402b代替测定部13提供的电流信号及电压信号(参照图11)而将电池组300的电流测定部313及电压测定部312供给的电流信号和电压信号作为输入信号及响应信号使用，这一点与第一实施方式的变形例2的计量装置1b不同。

计量装置402b具备解析部14b以及存储部17。解析部14b具备提取部15b以及运算部16。提取部15b具备2通道A/D转换器157以及傅里叶变换器158。此外，在第三实施方式的变形例2中，对与第一实施方式的变形例2相同的部位赋予相同的符号并省略其说明。

将电流信号和电压信号依次从电池组300的电流测定部313和电压测定部312供给到2通道A/D转换器157，并由傅里叶变换器158转换成频域信号。重复m次该一系列的测定，准备每时每刻都在改变的m个频域的电压信号V(t₁)，V(t₂)，……，V(t_m)以及m个频域的电流信号I(t₁)，I(t₂)，……，I(t_m)。通过对准备的频域信号利用数学式(12)及数学式(20)进行解析，获得非线性阻抗。

[参考例]

以下，通过参考例对本技术进行具体说明，但本技术不限于该参考例。

(参考例)

首先，调制10wt％的BaTiO₃(粒径100nm)和1.6moldm-³的LiTFSI均匀混合得到的聚环氧乙烷(PEO：分子量400万)的流延膜。将其形成为200μm的厚度并用两片金属锂电极夹住，制造成具有对称结构的单元。在图23A中示出对该单元施加振幅10mV的交流电压后测定出的电化学阻抗谱。此外，分别在图23B、图23C、图23D示出对该单元施加振幅2V的交流电压后测定出的电化学阻抗谱的一次(线性)、二次以及三次分量Z⁽¹⁾ _P、Z⁽²⁾ _P以及Z⁽³⁾ _P。此外，测定频率大概设定在400mHz到600Hz的范围内。

观察图23C、图23D，三次非线性阻抗分量大致为10³ΩV²的数量级，与之相对，二次非线性阻抗分量为10⁵ΩV的数量级，并且二次非线性阻抗是与三次相差悬殊的值。通过电位限制法测定出的非线性阻抗分量如数学式(4)所示，意味着值越大效果越小。换言之，其结果是，二次非线性电流响应远小于三次非线性电流响应。如上所述，偶数次的非线性效果是由样品结构的不对称性所产生的。在本次测定中二次非线性电流响应很小的原因可以理解为，本次所测定的单元的构造是对称的。

以上，对本技术的第一～第三实施方式及其变形例进行了具体的说明，但本技术不限定于上述的第一～第三实施方式及其变形例，而能够基于本技术的技术思想进行各种变形。

例如，在上述的第一～第三实施方式及其变形例中所列举的结构、方法、工序、形状、材料及数值等终究只是例子，也可以根据需要，使用与这些不同的结构、方法、工序、形状、材料及数值等。

此外，上述的第一～第三实施方式及其变形例的结构、方法、工序、形状、材料及数值等，只要不脱离本技术的思想，能够进行相互组合。

此外，在上述第一及第二实施方式中，以计量装置1和2计算n个(n：2以上的整数)阻抗，即n次为止的非线性阻抗的结构为例子进行了说明，但也可以是，计量装置1选择性地计算n个(n：2以上的整数)阻抗中，用户所期望的次数的非线性阻抗。在采用这样的功能的情况下，只要计量装置1、2例如具有如下的结构即可。即，计量装置1、2具有阻抗选择模式，在选择了该选择模式的情况下，使其能够通过操作部18来选择用户期望的次数的非线性阻抗。然后，使其能够由运算部16、26只计算该所选择的非线性阻抗。

此外，在上述第一及第二实施方式中，也可以选择性地只计算线性阻抗及非线性阻抗中用户所期望的一个阻抗。在采用这样的功能的情况下，只要计量装置1、2例如具有如下的结构即可。即，计量装置1、2具有线性阻抗计量模式及非线性阻抗计量模式，使得用户能够通过操作部18选择这些计量模式中的任一个。然后，使其能够由运算部16、26只计算与这些计量模式中被选择的计量模式相对应的阻抗。

此外，在上述第一及第二实施方式中，也可以使得选择性地只计算n个(n：2以上的整数)阻抗中用户所期望的偶数次及奇数次中的任一种非线性阻抗。在采用这样的功能的情况下，只要计量装置1、2例如具有如下的结构即可。即，计量装置1、2具有偶数次的非线性阻抗计量模式及奇数次的非线性阻抗计量模式，并使得用户能够通过操作部18选择这些计量模式中的任一个。然后，使其能够由运算部16、26只计算与这些计量模式中被选择的计量模式相对应的阻抗。

此外，在上述的第一及第二实施方式中，以计量装置1、2具有电位限制模式、电流限制模式以及复合模式3种动作模式的情况作为例子进行了说明，但计量装置1也可以只具有上述的3种动作模式中的1种动作模式或2种动作模式(例如，电位限制模式及电流限制模式)。在计量装置1、2为只具有电位限制模式的专用计量装置的情况下，能够使用例如稳压器来作为计量部13、23。另一方面，在计量装置1、2是只具有电流限制模式的专用计量装置的情况下，能够使用恒流器来作为测定部13、23。

另外，在上述的第一及第二实施方式中，对计量装置1、2将计算结果(阻抗)存储在存储部17的例子进行了说明，但也可以将计算结果存储在存储部17，并且通过无线或有线供给到个人计算机等外部设备。此外，也可以不存储到存储部17而通过无线或有线供给到外部设备。在这种情况下，可以省略计量装置1、2中的存储部17。

另外，在上述的第三实施方式中，以对驱动中的电子设备所连接的电池的非线性阻抗进行测定的结构作为例子进行了说明，但也可以利用如血液的脉动电流或心电脉冲等生物体电流及生物体电位，对生物体样品等的非线性阻抗进行测定。作为对这样的非线性阻抗进行测定的装置，例如，可以举出对受试者体内的阻抗进行测定的健康管理装置(例如，健康计)等。

此外，也可以把第一及第二实施方式的计量装置1、2适用于电子设备或健康管理装置。作为电子设备，例如，可以举出笔记本型个人计算机、平板型计算机、移动电话、数码相机、数码摄像机、音响设备以及游戏机等，但是并不仅限于这些。

此外，在上述第一～第三实施方式中，计量装置1、2、402也可以从偶数次的非线性阻抗中获取被计量物的非对称部位的信息，从奇数次的非线性阻抗中获取被计量物的对称部位的信息。获取到的那些信息可以存储到存储部17，或者输出到外部设备。此外，这些处理例如是通过计量装置1、2、402的解析部14、24来执行。

此外，在上述第一～第三实施方式中，计量装置1、2、402也可以将偶数次的非线性阻抗作为被计量物的非对称部位的信息，存储到存储部17或输出到外部设备。此外，计量装置1、2、402也可以将奇数次的非线性阻抗作为被计量物的对称部位的信息，存储到存储部17或输出到外部设备。此外，这些处理例如是通过计量装置1、2、402的解析部14、24来执行。

此外，在上述第一实施方式中，计量装置1、2、402也可以利用响应信号所含的频率分量nf(n：2以上的偶数)来获取被计量物的非对称部位的信息的同时，利用响应信号所含的频率分量kf(k：3以上的奇数)来获取被计量物的对称部位的信息。此外，这些处理例如是通过计量装置1、2、402的解析部14、24来执行。

另外，本技术也可以采用以下结构。

(1)

一种计量装置，包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)输入信号，来获取m个响应信号；以及

解析部，根据所述m个输入信号及所述m个响应信号计算出非线性阻抗。

(2)

根据(1)所述的计量装置，

所述n个频率分量是频率分量f，f/2，f/3，……中的n个频率分量，

频率分量f/k(k：1以上的整数)的振幅小于频率分量f/(k+1)的振幅。

(3)

根据(1)所述的计量装置，所述输入信号频带越高振幅越小。

(4)

根据(1)至(3)中任一项所述的计量装置，所述非线性阻抗根据所述m个响应信号所含的1个频率分量分量的信息以及所述m个输入信号所含的n个频率分量分量的信息而计算出。

(5)

根据(1)至(4)中任一项所述的计量装置，

所述1个频率分量的信息为所述频率f的分量的信息，

所述n个频率分量的信息为所述频率f，f/2，f/3，……中的n个频率分量的信息。

(6)

根据(1)至(5)中任一项所述的计量装置，

所述输入信号为电压信号，

所述响应信号为电流信号，

所述非线性阻抗是ΩV^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗。

(7)

根据(1)至(5)中任一项所述的计量装置，

所述输入信号为电流信号，

所述响应信号为电压信号，

所述非线性阻抗是Ω/A^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗。

(8)

根据(1)至(7)中任一项所述的计量装置，所述被计量物为电化学装置或生物体。

(9)

一种计量装置，包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)第一输入信号以及不同的m个第二输入信号，来获取m个第一响应信号以及m个第二响应信号；以及

计算部，根据所述m个第一输入信号及所述m个第一响应信号和所述m个第二输入信号及所述m个第二响应信号，计算出非线性阻抗，

所述第一输入信号及所述第二响应信号为电压信号，

所述第一响应信号及所述第二输入信号为电流信号。

(10)

根据(9)所述的计量装置，所述非线性阻抗是Ωⁱ⁺¹或Ω^(i+1)/2(i：2以上的整数)维的非线性阻抗。

(11)

根据(9)或(10)所述的计量装置，

所述非线性阻抗通过对具有ΩV^i-1(i：2以上的整数)维的第一非线性阻抗与具有Ω/A^i-1(i：2以上的整数)维的第二非线性阻抗相乘，或者求几何平均数而计算出，

所述第一非线性阻抗根据所述m个第一输入信号及所述m个第一响应信号而计算出，

所述第二非线性阻抗根据所述m个第二输入信号及所述m个第二响应信号而计算出。

(12)

根据(9)至(11)中任一项所述的计量装置，

所述n-1个第一非线性阻抗根据所述m个第一响应信号所含的1个频率分量的信息，以及所述m个第一输入信号所含的n个频率分量的信息而计算出，

所述n-1个第二非线性阻抗根据所述m个第二响应信号所含的1个频率分量的信息，以及所述m个第二输入信号所含的n个频率分量的信息而计算出。

(13)

一种计量方法，包括：

向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)输入信号，来获取m个响应信号；以及

根据所述m个输入信号及所述m个响应信号计算出非线性阻抗，

(14)

一种计量方法，包括：

向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)第一输入信号以及不同的m个第二输入信号，来获取m个第一响应信号以及m个第二响应信号；以及

根据所述m个第一输入信号及所述m个第一响应信号和所述m个第二输入信号及所述m个第二响应信号，计算出非线性阻抗，

所述第一输入信号及所述第二响应信号为电压信号，

所述第一响应信号及所述第二输入信号为电流信号。

(15)

一种电子设备，包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个输入信号，来获取m个响应信号；以及

解析部，根据所述m个输入信号及所述m个响应信号计算出非线性阻抗。

(16)

一种电子设备，包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个第一输入信号以及不同的m个第二输入信号，来获取m个第一响应信号以及m个第二响应信号；以及

计算部，根据所述m个第一输入信号及所述m个第一响应信号和所述m个第二输入信号及所述m个第二响应信号，计算出非线性阻抗，

所述第一输入信号及所述第二响应信号为电压信号，

所述第一响应信号及所述第二输入信号为电流信号。

(17)

一种计量装置，包括：

测定部，获取从生物体或者供电中的电化学装置中实时输出的m个电流信号及m个电压信号；以及

计算部，根据所述m个电流信号以及所述m个电压信号计算出非线性阻抗。

(18)

一种计量方法，包括：

获取从生物体或者供电中的电化学装置中实时输出的m个电流信号及m个电压信号；以及

根据所述m个电流信号以及所述m个电压信号计算出非线性阻抗。

(19)

一种电子设备，包含：

测定部，获取从生物体或者供电中的电化学装置中实时输出的m个电流信号及m个电压信号；以及

计算部，根据所述m个电流信号以及所述m个电压信号计算出非线性阻抗。

(20)

根据(1)至(12)中任一项所述的计量装置，还具备控制动作模式的控制部，

所述动作模式包括电压限制模式及电流限制模式。

(21)

根据(1)至(12)中任一项所述的计量装置，所述非线性阻抗是偶数次数的非线性阻抗或者是奇数次数的非线性阻抗。

(22)

根据(1)至(12)中任一项所述的计量装置，还具备对解析模式的切换进行控制的控制部，

所述解析模式包含计算偶数次数的非线性阻抗的第一解析模式，以及计算奇数次数的非线性阻抗的第二解析模式。

(23)

根据(1)至(12)中任一项所述的计量装置，所述响应信号及所述输入信号中的频率分量的信息是振幅及相位。

(24)

根据(1)至(12)中任一项所述的计量装置，所述m个输入信号含有幅度或分量比不同的n个(n：2以上的整数)的频率分量。

(25)

根据(17)所述的计量装置，

所述m个电流信号是包含n个(n：2以上的整数)频率分量的、各自不同的m个电流信号，

所述m个电压信号是包含n个(n：2以上的整数)频率分量的、各自不同的m个电流信号。

(26)

根据(17)所述的计量装置，所述电流信号及所述电压信号的n个频率分量为频率分量f，f/2，f/3，……中的n个频率分量。

(27)

根据(1)至(12)中任一项所述的计量装置，所述解析部，

从偶数次的非线性阻抗获取被计量物的非对称部位的信息，

从奇数次的非线性阻抗获取被计量物的对称部位的信息。

(28)

根据(1)至(12)中任一项所述的计量装置，所述解析部，

将偶数次的非线性阻抗作为被计量物的非对称部位的信息存储到存储部或输出到外部设备，

将奇数次的非线性阻抗作为被计量物的对称部位的信息存储到存储部或输出到外部设备。

(31)

一种计量装置，包括：

测定部，向被计量物所含的离子种类施加频率f的输入信号，来获取响应信号，

解析部，根据所述响应信号所含的频率分量f，2f，3f，……计算出非线性阻抗，

(32)

根据(31)所述的计量装置，

所述输入信号为电压信号，

所述响应信号为电流信号，

所述非线性阻抗是ΩV^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗。

(33)

根据(31)所述的计量装置，

所述输入信号为电流信号，

所述响应信号为电压信号，

所述非线性阻抗是Ω/A^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗。

(34)

根据(31)至(33)中任一项所述的计量装置，所述被计量物为电化学装置或生物体。

(35)

一种计量装置，

包括：

测定部，向被计量物所含的离子种类施加频率f的第一输入信号及第二输入信号，来获取第一响应信号及第二响应信号；以及

解析部，根据所述第一响应信号及所述第二响应信号所含的频率分量f，2f，3f，……计算出非线性阻抗，

所述第一输入信号及所述第二响应信号为电压信号，

所述第一响应信号及所述第二输入信号为电流信号。

(36)

根据(35)所述的计量装置，所述非线性阻抗是Ωⁱ⁺¹或Ω⁽ⁱ⁺¹)^/2(i：2以上的整数)维的非线性阻抗。

(37)

根据(36)所述的计量装置，

所述非线性阻抗通过对具有ΩV^i-1(i：2以上的整数)维的第一非线性阻抗，与具有Ω/A^i-1(i：2以上的整数)维的第二非线性阻抗相乘，或者求几何平均数来算出，

所述第一非线性阻抗根据所述第一响应信号所含的频率分量f，2f，3f，……而计算出，

所述第二非线性阻抗根据所述第二响应信号所含的频率分量f，2f，3f，……而计算出。

(38)

一种计量装置，具备：

测定部，向被计量物所含的离子种类施加频率f的输入信号，来获取响应信号，

解析部，根据所述响应信号所含的频率分量nf(n：2以上的偶数)获取被计量物的非对称部位的信息，并根据频率分量kf(k：3以上的奇数)获取被计量物的对称部位的信息，

(39)

根据(31)至(38)中任一项所述的计量装置，还具备控制动作模式的控制部，

所述动作模式包括电压限制模式及电流限制模式。

(40)

根据(31)至(38)中任一项所述的计量装置，所述非线性阻抗是偶数次数的非线性阻抗或者是奇数次数的非线性阻抗。

(41)

根据(31)至(38)中任一项所述的计量装置，还具备对解析模式的切换进行控制的控制部，

所述解析模式包含计算偶数次数的非线性阻抗的第一解析模式，以及计算奇数次数的非线性阻抗的第二解析模式。

(42)

根据(31)至(38)中任一项所述的计量装置，所述解析部，

从偶数次的非线性阻抗获取被计量物的非对称部位的信息，

从奇数次的非线性阻抗获取被计量物的对称部位的信息。

(43)

根据(31)至(38)中任一项所述的计量装置，所述解析部，

将偶数次的非线性阻抗作为被计量物的非对称部位的信息存储到存储部，或输出到外部设备，

将奇数次的非线性阻抗作为被计量物的对称部位的信息存储到存储部，或输出到外部设备。

(44)

一种计量方法，包括：

向被计量物所含的离子种类施加频率f的输入信号，来获取响应信号；以及

根据所述响应信号所含的频率分量f，2f，3f，……计算出非线性阻抗。

(45)

一种电子设备，包括：

测定部，向被计量物所含的离子种类施加频率f的输入信号，来获取响应信号；以及

解析部，根据所述响应信号所含的频率分量f，2f，3f，……计算出非线性阻抗，

(46)

一种计量方法，包括：

向被计量物所含的离子种类施加频率f的输入信号，来获取响应信号；以及

根据所述响应信号所含的频率分量nf(n：2以上的偶数)获取被计量物的非对称部位的信息，并根据频率分量kf(k：3以上的奇数)获取被计量物的对称部位的信息。

(47)

一种电子设备，具备：

测定部，向被计量物所含的离子种类施加频率f的输入信号，来获取响应信号；以及

解析部，根据所述响应信号所含的频率分量nf(n：2以上的偶数)获取被计量物的非对称部位的信息，并根据频率分量kf(k：3以上的奇数)获取被计量物的对称部位的信息，

符号说明

1，2，402计量装置；3测定样品；11控制部；12，22信号发生部；13，23测定部；14，24解析部；15，25提取部；16，26运算部；17存储部；18操作部；111模式切换控制部；112函数发生控制部；121，121₁～121_n函数发生器；151，151₁～151_n，251₁～251_n锁相放大器；153，252多通道A/D转换器；300电池组；301组电池；301a蓄电池；400电子设备；401电子电路。

Claims (19)

1.一种计量装置，包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)输入信号，来获取m个响应信号；以及

解析部，根据所述m个输入信号及所述m个响应信号，计算出非线性阻抗。

2.根据权利要求1所述的计量装置，其中，

所述n个频率分量是频率分量f,f/2,f/3,……中的n个频率分量，

频率分量f/k(k：1以上的整数)的振幅小于频率分量f/(k+1)的振幅。

3.根据权利要求1所述的计量装置，其中，

频带越高，所述输入信号的振幅越小。

4.根据权利要求2所述的计量装置，其中，

所述非线性阻抗根据所述m个响应信号中包含的1个频率分量的信息以及所述m个输入信号中包含的n个频率分量的信息而被计算出。

5.根据权利要求4所述的计量装置，其中，

所述1个频率分量的信息为所述频率f的分量的信息，

所述n个频率分量的信息为所述频率f,f/2,f/3,……中的n个频率分量的信息。

6.根据权利要求1所述的计量装置，其中，

所述输入信号为电压信号，

所述响应信号为电流信号，

所述非线性阻抗是ΩV^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗。

7.根据权利要求1所述的计量装置，其中，

所述输入信号为电流信号，

所述响应信号为电压信号，

所述非线性阻抗是Ω/A^i-1(i：2以上的整数)维的非线性阻抗。

8.根据权利要求1所述的计量装置，其中，

所述被计量物为电化学装置或生物体。

9.一种计量装置，包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)第一输入信号以及不同的m个第二输入信号，来获取m个第一响应信号以及m个第二响应信号；以及

计算部，根据所述m个第一输入信号及所述m个第一响应信号、和所述m个第二输入信号及所述m个第二响应信号，计算出非线性阻抗，

所述第一输入信号及所述第二响应信号为电压信号，

所述第一响应信号及所述第二输入信号为电流信号。

10.根据权利要求9所述的计量装置，其中，

所述非线性阻抗是Ωⁱ⁺¹或Ω^(i+1)/2(i：2以上的整数)维的非线性阻抗。

11.根据权利要求10所述的计量装置，其中，

所述非线性阻抗通过对具有ΩV^i-1(i：2以上的整数)维的第一非线性阻抗与具有Ω/A^{i -1}(i：2以上的整数)维的第二非线性阻抗相乘、或者求几何平均数而被计算出，

所述第一非线性阻抗根据所述m个第一输入信号及所述m个第一响应信号而被计算出，

所述第二非线性阻抗根据所述m个第二输入信号及所述m个第二响应信号而被计算出。

12.根据权利要求11所述的计量装置，其中，

所述n-1个第一非线性阻抗根据所述m个第一响应信号所含的1个频率分量的信息、以及所述m个第一输入信号所含的n个频率分量的信息而被计算出，

所述n-1个第二非线性阻抗根据所述m个第二响应信号所含的1个频率分量的信息、以及所述m个第二输入信号所含的n个频率分量的信息而被计算出。

13.一种计量方法，包括：

向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)输入信号，来获取m个响应信号；以及

根据所述m个输入信号及所述n个响应信号，计算出非线性阻抗。

14.一种计量方法，包括：

向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个(m：n以上的整数)第一输入信号及不同的m个第二输入信号，来获取m个第一响应信号及m个第二响应信号；以及

根据所述m个第一输入信号及所述m个第一响应信号、和所述m个第二输入信号及所述m个第二响应信号，计算出非线性阻抗，

所述第一输入信号及所述第二响应信号为电压信号，

所述第一响应信号及所述第二输入信号为电流信号。

15.一种电子设备，包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个输入信号，来获取m个响应信号；以及

解析部，根据所述m个输入信号及所述m个响应信号，计算出非线性阻抗。

16.一种电子设备，包括：

测定部，向被计量物施加含有n个(n：2以上的整数)频率分量的、不同的m个第一输入信号及不同的m个第二输入信号，来获取m个第一响应信号及m个第二响应信号；以及

计算部，根据所述m个第一输入信号及所述m个第一响应信号、和所述m个第二输入信号及所述m个第二响应信号，计算出非线性阻抗，

所述第一输入信号及所述第二响应信号为电压信号，

所述第一响应信号及所述第二输入信号为电流信号。

17.一种计量装置，包括：

测定部，获取从生物体或者供电中的电化学装置中实时输出的m个电流信号及m个电压信号；以及

计算部，根据所述m个电流信号以及所述m个电压信号，计算出非线性阻抗。

18.一种计量方法，包括：

获取从生物体或者供电中的电化学装置中实时输出的m个电流信号及m个电压信号；以及

根据所述m个电流信号及所述m个电压信号，计算出非线性阻抗。

19.一种电子设备，包括：

测定部，获取从生物体或者供电中的电化学装置中实时输出的m个电流信号及m个电压信号；以及

计算部，根据所述m个电流信号以及所述m个电压信号，计算出非线性阻抗。