JP2016514841A - 測定用抵抗器、および対応する測定方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、測定用抵抗器（１）、特に低抵抗の電流検出抵抗器に関し、電流を流入させ流出させるための導電材料からなる２つの接続部分（２、３）と、抵抗材料からなる抵抗素子（４）とを含んでいる。抵抗素子（４）は、電流方向の２つの接続部分（２、３）の間に配置され、抵抗素子（４）を通って電流が流れる。本発明の１つの変形例によれば、測定抵抗（１）は、抵抗素子（４）の両端間の電圧降下を測定するための複数対の電圧測定接点（７）を有していて、電流密度における不均一性を計量的に補償することができるようにする。これと対照的に、本発明の別の変形例によれば、１対の電圧測定接点は、電圧測定抵抗器（１）が容量性でも誘導性でもない挙動を呈する位置に配置されて、測定用抵抗器（１）を流れる電流と、電圧測定接点（７）の両端間の電圧とが実質的に同相となる。【選択図】図１

Description

本発明は、測定用抵抗器に関し、特に、低抵抗の電流検出抵抗器に関する。また、本発明は、対応する測定方法に関する。

従来技術（例えば、欧州特許出願公開第４２４３３４９号Ａ１）では、この数年において、低抵抗の電流検出抵抗器（“シャント”（分路））を用いて４端子（４線）技術（Vierleitertechnik）として知られている技術で電流を測定することが知られている。この技術では、測定される電流は低抵抗の電流検出抵抗器に供給され、低抵抗の電流検出抵抗器の抵抗素子の両端間の電圧降下が測定される。次いで、測定された電圧は、オームの法則に従う、電流検出抵抗器を通って流れる電流に関する測定値である。

そのような電流検出抵抗器は、平面状の設計を有し、例えば欧州特許出願公開第０６０５８００号Ａ１および独国特許出願公開第４２４３３４９号Ａ１に記載されている。国際公開第２００７／０６８４０９号Ａ１および独国特許出願公開第１０２００５０５９５６１号Ａ１には、例えば、同軸抵抗器の形態のそのような電流検出抵抗器に関する異なる設計が記載されている。

しかし、これらの既知の電流検出抵抗器の測定精度は、未だ完全に満足できるものではない。

また、従来技術文献の米国特許第６１８１２３４号Ｂ１を参照する。この文献には、例えばニッケル−アルミニウム合金製であり得る中央に配置された抵抗ストリップ（細長い一片）を有する平面状の低い値の抵抗器が開示されている。２つの熱伝導要素は、同様に平面状であり、例えば銅製であってもよく、生成熱を緩衝して放散するのにだけ使用され、抵抗ストリップの両端縁に溶接される。この構成において、熱伝導要素の上面に５つの接点（接触）対が並置され形成される。ここで、これらの接点対の中の１対は、抵抗ストリップの両端間の電圧降下を測定するのに使用され、一方、他の複数の接点対は、電流を内外へ導電させるのに使用され、それによって既知の４端子技術による電流測定が容易になる。この場合、抵抗器の両端間の電圧降下は、１つの特定の位置において１対の接点によって再び測定される。また、この関連で言及すべきこととして、抵抗ストリップの各側部において平面状の熱伝導要素そのものは電気的接点または接触を形成するのに使用され、その目的に適していない。従って、この既知の抵抗器は、基本的に異なる設計のものであり、従って検討の対象となるタイプ（種類）のものではない。

最後に、従来技術の文献として独国特許出願公開第１０２００６０３９７２２号Ａ１および欧州特許出願公開第１０２０１２２１１７４９号Ａ１を参照する。しかし、これらの文献には、異なるタイプの抵抗器が記載されており、従って同様に検討の対象となるタイプのものではない。

欧州特許出願公開第０６０５８００号明細書 独国特許出願公開第４２４３３４９号明細書 国際公開第２００７／０６８４０９号 独国特許出願公開第１０２００５０５９５６１号明細書 米国特許第６１８１２３４号明細書 独国特許出願公開第１０２００６０３９７２２号明細書 欧州特許出願公開第１０２０１２２１１７４９号明細書

従って、本発明の目的は、既知の測定用抵抗器に適切な改良を施すことである。

発明の概要
この目的は、主要な請求項に記載された本発明による測定用抵抗器によって達成される。また、本発明は、別の独立請求項に記載された、対応する測定方法を含んでいる。

本発明は、既知の電流検出抵抗器に関して、抵抗素子における電流密度が正確に均一ではなく正確に同じ方向を向いたものでもなく、その結果、測定用抵抗器において測定される各電圧値が測定位置に応じて決まり、即ち、電圧測定接点（接触）がどこに位置するかに応じて決まる、という物理的特性で知られている技術的事実に基づいている。抵抗素子におけるこれらの誤差を生じさせる電流密度の不均一性は、例えば、非対称な電流入力、接続リード線における不均一性、接続接点（接触）および抵抗材料、銅製の直列抵抗の温度依存性、表皮効果、および誘導および磁界効果によって生じる。しかし、オームの法則に従って、測定電圧値から電流検出抵抗器を通って流れる電流を計算するとき、測定電圧値は、電流検出抵抗器の抵抗素子の両端間の電圧降下に正確に等しい、と仮定される。実際には、前述の不均一性によって、電流検出抵抗器を通って流れる電流の計算に誤差が生じる。

従って、本発明は、より正確な測定を可能にするための、測定用抵抗器における電流密度の不均一性を考慮した一般的な技術的教示を含んでいる。

本発明による抵抗器は、明細書の導入部で説明した通常の電流検出抵抗器のようなものであり、抵抗器の内外に電流を伝導させるために、導電性の導体材料で形成された２つの接続部分または部品を含んでいることが好ましい。

２つの接続部分の導電性材料または導体材料は、銅または銅合金であることが好ましい。その理由は、この材料が極端に低い抵抗率を有するからである。本発明は、接続部分の導電性材料用として銅または銅合金に限定されないが、原則として、充分に低い抵抗を有する他の導電性材料を用いて実現することもできる。導電性材料の抵抗は、１０^−５Ω・ｍ、１０^−６Ω・ｍまたは１０^−７Ω・ｍ（の各々）より低い（未満）または以下であることが好ましい。

さらに、本発明による抵抗器は、導入部に記載した通常の電流検出抵抗器との共通点として、電流が抵抗素子を通って流れるように２つの接続部分の間の電流路に配置された抵抗素子を含んでいる。その抵抗素子は、ここでは、２つの接続部分の導電性材料の抵抗率よりも高い抵抗率を有する低い抵抗の抵抗材料で形成される。例えば、抵抗素子の抵抗材料は、例えばニッケルクロムまたは銅ニッケルのようなニッケル合金であってもよい。しかし、Ｃｕ８４Ｎｉ４Ｍｎ１２（Manganin（登録商標））またはＣｕ９１Ｍｎ７Ｓｎ２（Zeranin（登録商標）３０）が抵抗材料として使用されることが好ましい。

ここで言及すべきこととして、抵抗材料は、低い抵抗を有し、１０^−４Ω・ｍ、１０^−５Ω・ｍまたは１０^−６Ω・ｍ（の各々）より低いまたは以下の抵抗率を有することが好ましい。

また言及すべきこととして、接続部分および／または抵抗素子は設計的に平面状であることが好ましく、その設計は、例えば屈曲プレートの形態の設計をも含むが、それらのような設計自体は従来技術で既知である。

本発明の好ましい例示的な実施形態において、測定用抵抗器は、測定用抵抗器の抵抗素子の両端間の電圧降下を測定するために、測定用抵抗器の各接続部分に接続された１対だけの電圧測定接点（接触）を含むものではない。

その代わりに、本発明による測定用抵抗器は複数対の電圧測定接点を含むことが好ましく、各１対における１つの電圧測定用の接点は１つの接続部分に接続される一方、各１対における他の電圧測定用の接点は他の接続部分に接続される。このようにして、各１対の電圧測定接点は、測定用抵抗器における異なる空間的位置で測定用抵抗器の抵抗素子の両端間の電圧降下を測定する。従って、例えば単純な平均化技術によって、複数対の電圧測定接点（接触）で測定された全ての電圧値から、測定用抵抗器の両端間の電圧降下を計算することによって、導入部で説明した電流密度の、誤差を生じさせる不均一性に対して、補正または補償を行うように測定値を使用することが可能である。

複数対の電圧測定接点は、ここでは、測定用抵抗器において電流の方向に対して並置されて配置されることが好ましい。平面状の測定用抵抗器に関して、例えば欧州特許出願公開第０６０５８００号Ａ１で既知のように、これは、個々の対の電圧測定接点が測定用抵抗器の両端間に並置されることを意味する。これと対照的に、同軸抵抗器に関して、例えば国際公開第２００７／０６８４０９号Ａ１で既知のように、これは、個々の対の電圧測定接点が同軸抵抗器の周囲（外周）に分散配置されることが好ましいことを意味する。

前述の２つの文献の欧州特許出願公開第０６０５８００号Ａ１および国際公開第２００７／０６８４０９号Ａ１には、それぞれ平面状の測定用抵抗および同軸抵抗器が記載されており、従って、これらの抵抗器タイプの設計的な特徴の詳細を説明する必要はない。従って、これらの文献の内容は、平面状の測定用抵抗器または同軸抵抗器の設計に関して、全体を本明細書に組み込むことができる。

また言及すべきこととして、複数対の電圧測定接点は、実質的に等距離の分布で配置されていることが好ましい。これは、測定電圧値が空間的電流密度分布の有意義な表現を与えるので、測定によって電流密度分布の不均一性に対する良好な補正を達成することが可能である。

また言及すべきこととして、電流の方向を横切る抵抗素子の幅が相対的に（比較的）大きいとき、上述の誤差を生じさせる不均一性は、特に関連性がある。しかし、誤差を生じさせる不均一性のお陰で、本発明による測定用抵抗器によって、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍまたは２００ｍｍ（の各々）より大きいまたは以上の相対的に大きい幅が可能になる。

言及すべき別の点は、複数対の電圧測定接点（接触）の対の数が２、４、６または８（の各々）より大きいまたは以上であることが好ましく、ここで、各対の電圧測定接点の高い空間密度によって、誤差を生じさせる不均一性に対する測定に基づく良好な補正が可能になる。その理由は、それによって測定用抵抗器における電流密度の空間的変化（Schwankungen：変動）のモデル化が改善できるからである。

また言及すべきこととして、測定用抵抗器の抵抗素子における電流および電圧は、部分的に誘導性のおよび部分的に容量性の挙動（動作、性質）を呈する。電流および電圧の容量性の挙動は、交流電流の電圧より進んだ電流によって特徴づけられる。一方、誘導性の挙動は、交流電流の電圧より遅れた電流によって特徴づけられる。平面状の電流検出抵抗器について、抵抗素子の横方向の外側に位置する領域での電流および電圧は典型的には容量的に振る舞い、一方、抵抗素子の中央領域での電流および電圧は主として誘導的に振る舞う。抵抗素子の容量性の各領域と誘導性の各領域の間には中性点（neutrale Punkte）が位置し、それらの中性点では、電流および電圧は、実質的に同相であり、従って容量性でも誘導性でもない挙動を呈する。従って、本発明の変形例では、１対の電圧測定接点は、前述の中性点に対応する位置における測定用抵抗器上に配置される。これは、測定用抵抗器を通る電流と、１対の電圧測定接点の（両端）間で測定された電圧とが、同相であることを意味する。また、本発明のこの変形例では、１対の電圧測定接点が測定用抵抗器の中性点に配置される場合における、１対の電圧測定接点のみを有する測定用抵抗器、に関する保護が求められる。

さらに、また、本発明では、上述の本発明による測定用抵抗器を含み評価部（Auswertungseinheit：評価ユニット、判定部）を含む完全な測定アセンブリ（組立体）の保護が求められる。その評価部は、少なくとも１対の電圧測定接点に接続され、測定電圧値から測定素子の両端間の電圧降下を決定し、それによってオームの法則に従って測定用抵抗器を通って流れる電流を計算することができるようにする。

さらに、また、本発明では、対応する測定方法に関する保護が求められる。その測定方法の詳細は上述の説明から既に明らかである。

さらに、また、ここで指摘すべきこととして、異なる各対の電圧測定接点で測定された個々の電圧値はそれぞれ重み係数によって重み付けされることが好ましく、次いで、重み付けされた測定電圧値から測定用抵抗器の両端間の電圧降下を計算することができるようにする。実際の測定の前に、これらの重み係数は別個の較正プロセス（工程）において決定されることが好ましい。

重み係数に関して言及すべきこととして、抵抗素子における電流分布（プロファイル）の、誤差を生じさせる不均一性は、最適な１組の重み係数によって完全に補正または補償することができる。しかし、測定用抵抗器における電流分布の、誤差を生じさせる不均一性は、現在有効な測定パラメータ（例えば、温度、周波数、外部磁界、等）に応じて決まる。従って、最適な１組の重み係数によって、対応する１組の測定パラメータのみに対して、抵抗素子における誤差を生じさせる不均一性に対する最適な補正または補償（Kompensation）が可能になる。従って、本発明の例示的な一実施形態では、重み係数は、特定の構成要素に対する一定値として予め設定されることはないが、現在有効な測定パラメータに従って規定される。従って、例えば、測定が外部磁界の下で行われる場合、測定が外部磁界なしで行われる場合とは異なる他の重み係数が選択される。それによって、外部測定条件（例えば、温度、周波数、磁界）に関係なく、現在優勢な測定条件に最適な特定の１組の重み係数を選択することによって、抵抗素子における電流分布の、誤差を生じさせる不均一性に対して、補正を行うことが概して可能である。この場合、最適な１組の重み係数は較正プロセスによって決定されることが好ましい。較正プロセスにおいて、決定された既知の電流が測定用抵抗器を通って流れ、各電流に対する電圧測定接点の（両端）間の電圧値が測定される。また、複数の測定パラメータ（例えば、温度、周波数、磁界）が、各値について測定される。それによって、最適な１組の重み係数が、各動作点に対して決定できる。次いで、種々の測定パラメータに対してこのようにして決定された重み係数は、多次元の特性（記憶）領域（Kennfeld：特性アレイ、特性マップ、特徴領域）に格納されて、実際の測定動作中に単純に読み出すことができる。

しかし、また、代替形態として、特性領域から最適な重み係数を読み出すことなく、現在有効な測定パラメータに基づいて重み係数を分析的に決定することも可能である。

また、言及すべきこととして、個々の測定電圧値は同期的に測定するのが好ましい。また、複数の測定電圧値のこの同期的および並列的な測定の結果として、ノイズが著しく減少し、このノイズ減少は、測定分解能を増大することができることを意味するので、通常は非常に小さい測定電圧値にとって大きな利点である。

さらに、個々の測定電圧値は、例えば１００Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚまたは４ｋＨ（の各々）より高いまたは以上の、非常に高いサンプリング・レート（周波数）で測定さすることが好ましい。

本発明の好ましい例示的な実施形態では、平均値の計算は、個々の対の電圧測定接点で測定された電圧値について行われ、また、個々の測定電圧値に対して異なる重み付けを適用することもできる。

この平均化は、任意に、アナログ測定電圧値に基づいて、または対応するディジタル化測定電圧値に基づいて行うことができる。

本発明の他の有利な展開は、従属請求項において特徴付けられ、または図面との関連で好ましい実施形態の説明を参照して以下により詳細に説明する。

図１は、複数の電圧測定接点を有する、本発明による電流検出抵抗器の概略的斜視図である。 図２は、図１に示された電流検出抵抗器の電圧測定接点で測定された個々の電圧値の平均値をアナログ手段によって得るための回路の概略図である。 図３は、オームの法則に従って、異なる測定電圧値から結果的に得られた異なる電流値を示すグラフである。 図４は、電圧測定接点の空間位置の関数としての、種々の電圧測定接点における振幅および位相シフトを示すグラフである。 図５は、電流検出抵抗器の外側領域における電流および電圧の容量性の挙動を示すグラフである。 図６は、電流検出抵抗器の中央領域での誘導的な挙動を示すグラフである。 図７は、外部磁界によって生じた測定における干渉を示すグラフである。 図８は、複数の電圧測定接点を有する同軸抵抗器の部分的な斜視図である。 図９は、ちょうど１対の電圧測定接点を有する平面状の電流検出抵抗器の代替的な例示的な実施形態を示している。 図１０は、異なる各測定条件に対する最適な重み係数を決定するための較正プロセスを示すフロー図である。 図１１は、異なる各測定条件に関する実際の測定方法を示すフロー図である。

図１は、既知の４端子技術に従って電流を測定するための平面状の電流検出抵抗器１を示している。電流検出抵抗器１は主として通常の設計を有し、従って欧州特許出願公開第０６０５８００号Ａ１の内容全体を参照により本明細書に組み込む。

電流検出抵抗器１は、基本的に、導電性材料または導体材料（例えば、銅または銅合金）で形成された２つの平面状または平坦な接続部分と、同様に平面状であり低抵抗の抵抗材料（例えばManganin（登録商標））で形成された抵抗素子（要素）４とを含んでいる。ここで、測定される電流は、接続部分２に供給され、次いで抵抗素子４を通って流れ、次いで他の接続部分３を介して電流検出抵抗器を出る。

電流を内部および外部に伝導させるため、接続部分２、３はそれぞれ１つ以上の開口（穴）５、６を有し、その開口への接続接点は、例えばネジ締めすることができる。

この例示的実施形態において、電流検出抵抗器１は幅ｂ＝２００ｍｍを有する。但し、電流検出抵抗器１の幅ｂは他の値も取り得る。

ここで、問題は、抵抗素子４における電流密度は、正確に均一でなく、正確に同じ方向に向くものでもないが、電流検出抵抗器１の幅ｂを横切って（にわたって）変化し、その結果として、通常の測定用抵抗器では抵抗素子４の両端間の電圧降下が２つの電圧測定接点のみによって測定されるので、これらの通常の測定用抵抗器では対応する測定誤差が生じる、という事実である。

従って、本発明による電流検出抵抗器１は複数対の電圧測定接点７を含み、複数対の電圧測定接点７は電流検出抵抗器１の幅ｂにわたって分散配置される。複数対の電圧測定接点７の各対について、電圧測定接点７のうちの一方は接続部分２に取り付けられ、各対のうちの他方の電圧測定接点７は他の接続部分３に接続される。従って、個々の対の電圧測定接点７は、電流検出抵抗器１の幅ｂに沿った異なる位置における抵抗素子４の両端間の電圧降下を測定する。

１回の測定で、複数の電圧値が複数の電圧測定接点７で同時に測定され、それらの測定値から、電圧値が、例えば加重平均によって導出され、その電圧値は、抵抗素子４における電流密度に上述の、誤差を生じさせる不均一性がなく、従ってより正確である。

図２は、図１に示された電流検出抵抗器１における異なる各対の電圧測定接点７において測定された複数の電圧値の平均値をアナログ手段によって得ることを示すための回路の非常に簡単化された概略図である。

この目的のために、電流検出抵抗器１において、電圧値Ｕ０、Ｕ１、...、Ｕｎが、異なる各１対の電圧測定接点７において測定される。ここで、測定電圧値Ｕ０、Ｕ１、...、Ｕｎはそれぞれ対応する有効抵抗Ｒ０、Ｒ１、．．．、Ｒｎの両端間の電圧抵降下である。

次いで、測定電圧値Ｕ０、Ｕ１、...、Ｕｎは、異なる重み付けの抵抗器Ｆ０・Ｒａ、Ｆ０・Ｒｂ、Ｆ１・Ｒａ、Ｆ１・Ｒｂ、・・・、Ｆｎ・Ｒａ、Ｆｎ・Ｒｂを介して、アナログ測定システムまたはアナログ−ディジタル変換器８に入力され、次いで、アナログ測定システムまたはアナログ−ディジタル変換器８は対応する出力信号を出力する。その出力信号は、抵抗素子４の両端間の電圧降下を表し、上述の誤差を生じさせる不均一性をほぼ完全に含まない。

図３は、抵抗値Ｒ＝１μΩおよび幅ｂ＝２００ｍｍおよび８対の電圧測定接点７を有する、本発明による電流検出抵抗器１での測定結果を示している。供給された電流Ｉは、この場合、４ｋＡに等しい。

異なる複数対の電圧測定接点７における個々の測定電圧値が、振幅と位相の双方に関して僅かに異なることは、明らかである。

図４は、電流検出抵抗器１の内部の各電圧測定接点７の各測定位置の関数としての振幅および位相の依存性を示す別のグラフである。

このグラフでは、電流検出抵抗器１の側部端縁から特定の電圧測定接点７までの距離が、Ｘ軸に沿って示されている。

しかし、Ｙ軸は、一方の側の測定電圧値の正規化された振幅と、反対側の位相シフトの角度とを示している。

グラフから明らかなように、電流検出抵抗器１の中央または中心における電流および電圧は誘導性の挙動を呈し、一方、電流検出抵抗器１の横方向の各端縁領域における電流および電圧は容量性の挙動を呈する。電流検出抵抗器１の誘導性の中央領域と、電流検出抵抗器１の容量性の各側部領域との間には、中性点９として知られているものがあり、これは実際には電流検出抵抗器１における電流の主たる方向に沿ったライン（線）である。中性点９における１対の電圧測定接点７の配置について、測定された各電圧値および電流は、容量性でも誘導性でもない挙動を呈し、実質的に同相である。

図５は、スイッチオフ（消勢）動作の期間における電流検出抵抗器１の横方向の各外側領域での電流および電圧の容量性の挙動を示している。そのグラフから明らかなように、正の位相シフトと共にオーバーシュートが生じることである。

図６は、スイッチオフ動作の期間における電流検出抵抗器１の中央領域における電流および電圧の誘導性の挙動を示している。そのグラフは、測定信号の漸近的な減衰を示している。

さらに、図７は、異なる各対の電圧測定接点７における各測定電圧値、または、むしろ電流検出抵抗器１の直ぐ側部を流れるおよそＩ＝５０００Ａを搬送する交流ケーブルを用いたおよそＩ＝８Ａの直流電流用の結果的な対応する電流値、を示している。交流ケーブルに生じる磁界は、電流検出抵抗器１への各接続リード線に、および電流検出抵抗器１そのものに、渦電流を生じさせる。その渦電流は、個々のチャネルにおける、即ち個々の対の電圧測定接点７における変化する位相および振幅で測定されるが、加重平均では示されない。従って、異なる測定電圧値を平均化することによって、利点として、外部磁界の干渉（stoerenden：外乱）の影響を補正または補償することが可能である。

図８は、例えば国際公開第２００７／０６８４０９号Ａ１に充分に記載された抵抗器のような、同軸抵抗器１０の部分図である。即ち、同軸抵抗器１０の設計および動作を全て記載する必要はない。従って、ここで、上述の特許出願である国際公開第２００７／０６８４０９号Ａ１に記載された同軸抵抗器１０の設計および動作に関する記載の全てを参照により本明細書に組み込む。

この時点では、同軸抵抗器１０が、同様の環状抵抗素子１３が間に挿入された２つの接続部分１１、１２を有することだけを言及しておく。

さらに、同軸抵抗器１０は複数対の電圧測定接点１４を含んでおり、これらの電圧測定接点１４は、周囲（外周）に分散配置され、従って、上述の記載から自明なように、周囲の周りの電流分布における不均一性を補正または補償することができる。

図９は、図１に示された電流検出抵抗器１と実質的に同一である、本発明による電流検出抵抗器１の別の変形例を示しており、従って、繰り返しを避けるために、前述の記載を引用し、同じ参照符号を対応する特徴部分に使用する。

この例示的な実施形態の特別な特徴は、電流検出抵抗器１が１対の電圧測定接点７だけを有するが、抵抗素子４における電流分布の不均一性の誤差を生じさせる効果を回避するために、それらの電圧測定接点７は中性点９の領域に配置され、即ち電流検出抵抗器１の容量性領域と誘導性領域の間の境界に正確に配置される。電圧測定接点７における電圧値を測定するために評価部１５が使用されるとき、電流および電圧は、誘導性の挙動も容量性の挙動も呈することなく、実質的に同相である。

図１０は、異なる測定条件用の最適な重み係数を決定するための較正プロセスを示すフロー図である。

第１のステップＳ１において、異なる較正パラメータ（例えば、温度、周波数、磁界）で、異なる既知の較正電流が電流検出抵抗器を通って流れる。従って、その較正パラメータのうちの現在有効な値はそれぞれ特定の多次元動作点を規定し、その動作点は、抵抗素子における誤差を生じさせる不均一性に対して影響を与える。次いで、電流検出抵抗器を通って流れる異なる較正電流の各々について、電圧測定接点の（両端）間の各電圧降下が測定される。

ステップＳ３において、各特定の動作点に対する最適な１組の重み係数が、即ち各１組の較正パラメータについて、計算される。

次いで、このようにして算出された最適な複数組の重み係数が、ステップＳ４において多次元特性領域（特性記憶領域）に格納される。

図１１は、上述の較正に基づく実際の測定方法を示すフロー図である。

ステップＳ１において、測定される電流は、測定用抵抗器を通って流れる。

ステップＳ２において、測定される電流が測定用抵抗器を通って流れる間に、電圧測定接点の（両端）間の電圧降下が測定される。

また、電流が流れている期間に、現在優勢な測定パラメータ（例えば、温度、周波数、磁界）が測定される。その理由は、これらの測定パラメータが、電流検出抵抗器の抵抗素子における誤差を生じさせる不均一性に影響を与え得るからである。

ステップＳ４において、現在優勢な測定パラメータに適合する１組の重み係数が、特性領域から読み出される。それらの重み係数は、図１０に示された較正処理において前に決定されたものである。

ステップＳ５において、１つの測定電圧値を求めるために、複数の測定電圧値が、読み出された重み係数によって重み付けされる。

最後に、ステップＳ６において、電流は、オームの法則に従って、重み付けされた測定電圧値から算出される。

本発明は、上述の好ましい例示的な実施形態に限定されるものではない。実際、同様に本発明の思想を利用する多数の変形および変更が、可能であり、従って保護の範囲に含まれる。特に、本発明は、各従属請求項が引用する請求項に関係なく、それぞれの従属請求項の構成および特徴の保護をも求めるものである。

１ 電流検出抵抗器
２ 接続部分
３ 接続部分
４ 抵抗素子
５ 開口（穴）
６ 開口（穴）
７ 電圧測定接点
８ アナログ−ディジタル変換器
９ 中性点
１０ 同軸抵抗器
１１ 接続部分
１２ 接続部分
１３ 抵抗素子
１４ 電圧測定接点
１５ 評価部
ｂ 電流検出抵抗器の幅

Claims (16)

1. 測定用抵抗器（１；１０）、特に低抵抗の電流検出抵抗器であって、
   ａ）前記測定用抵抗器（１；１０）に電流を伝導させるための導電材料で形成された第１の接続部分（２）と、
   ｂ）前記測定用抵抗器（１；１０）から電流を伝導させるための導電材料で形成された第２の接続部分（３）と、
   ｃ）抵抗材料で形成された抵抗素子（４；１３）であって、前記第１と第２の接続部分の間に電流方向に配置されていて、前記抵抗材料を通って電流が流れる抵抗素子と、
   ｄ）前記抵抗素子（４；１３）の両端間の電圧降下を測定するための第１対の電圧測定接点（７；１４）であって、その一方の電圧測定接点（７）が前記第１の接続部分（２）に電気的に接続され、その他方の電圧測定接点（７）が前記第２の接続部分（３）に電気的に接続された、第１対の電圧測定接点と、
   を含み、
   特徴として、
   ｅ）前記測定用抵抗器（１；１０）は、前記抵抗素子（４；１３）の両端間の電圧降下を測定するための少なくとも１つの第２対の電圧測定接点（７；１４）を含み、その一方の電圧測定接点（７）が前記第１の接続部分（２）に電気的に接続され、その他方の電圧測定接点（７）が前記第２の接続部分（３）に電気的に接続され、または
   ｆ）前記第１対の電圧測定接点（７；１４）は、前記測定用抵抗器（１；１０）が容量性でも誘導性でもない挙動を呈する位置（９）に配置され、従って、前記測定用抵抗器（１；１０）を通って流れる電流と、前記第１対の電圧測定接点（７；１４）の間の電圧とが実質的に同相である、
   抵抗器。
2. それぞれの前記対の電圧測定接点（７；１４）は、前記測定用抵抗器（１；１０）に前記電流方向に対して並置されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の抵抗器。
3. それぞれの前記対の電圧測定接点（７；１４）は、実質的に等距離に分散して配置されたものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の抵抗器。
4. 前記抵抗素子（４；１３）は、少なくとも、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍまたは２００ｍｍの前記電流方向を横切る幅（ｂ）を有するものであることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の抵抗器。
5. 前記電圧測定接点（７；１４）の対の数は、２、４、６または８の各々より多いものであることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の抵抗器。
6. ａ）前記測定用抵抗器（１）は平面状である、または
   ｂ）前記測定用抵抗器（１）は同軸抵抗器であり、それぞれの前記対の電圧測定接点（１４）は周囲に分散配置されているものであることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の抵抗器。
7. ａ）前記測定用抵抗器（１）は、前記対の電圧測定接点（７；１４）の中の少なくとも１対の電圧測定接点において容量性の挙動を呈し、
   ｂ）前記測定用抵抗器（１）は、前記対の電圧測定接点（７；１４）の中の少なくとも１対の電圧測定接点において誘導性の挙動を呈する
   ものであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の抵抗器。
8. さらに、前記少なくとも１対の電圧測定接点（７；１４）に接続された評価部（１５）であって、前記測定電圧値を取得し、前記測定電圧値から前記抵抗素子（４；１３）の両端間の電圧降下を求める評価部を含む、請求項１に記載の抵抗器。
9. 特に請求項１乃至８のいずれかに記載された測定用抵抗器（１；１０）を用いて、特に４端子技術によって電流を測定するための、測定方法であって、
   ａ）測定用抵抗器（１；１０）に、測定される電流を伝導させて、電流が前記測定用抵抗器（１；１０）における抵抗素子（４；１３）を通って流れるようにする工程と、
   ｂ）前記測定用抵抗器（１；１０）から外部へ電流を伝導させる工程と、
   ｃ）電流が前記抵抗素子（４；１３）を通って流れるとき、第１対の電圧測定接点（７；１４）で測定される、前記測定用抵抗器（１；１０）の前記抵抗素子（４；１３）の両端間の電圧降下を求める工程と、
   を含み、
   特徴として、
   ｄ）前記抵抗素子（４；１３）の両端間の電圧降下の測定電圧値が、複数対の電圧測定接点（７；１４）の各対の電圧測定接点で測定され、前記抵抗素子（４；１３）の両端間の電圧降下が、前記複数対の電圧測定接点（７；１４）における個々の測定電圧値から求められ、または
   ｅ）前記第１対の電圧測定接点（７；１４）は、前記測定用抵抗器（１；１０）が容量性でも誘導性でもない挙動を呈する位置（９）に配置され、従って、前記測定用抵抗器（１；１０）を通って流れる電流と、前記第１対の電圧測定接点（７；１４）の間の電圧とが実質的に同相である、
   測定方法。
10. ａ）前記個々の測定電圧値の各々を重み係数で重み付けする工程と、
    ｂ）前記重み付けされた測定電圧値から前記抵抗素子（４；１３）の両端間の電圧降下を求める工程と、
    ｃ）較正プロセスにおいて前記重み係数を較正する工程と、
    を含むことを特徴とする、請求項９に記載の測定方法。
11. ａ）前記抵抗素子（４；１３）における電流の不均一性に対して影響を与える少なくとも１つの測定パラメータを決定する工程と、
    ｂ）前記少なくとも１つの測定パラメータに従って前記重み係数を決定する工程と、
    を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の測定方法。
12. 前記測定パラメータは、
    ａ）電流の周波数、
    ｂ）前記測定用抵抗器の温度または周囲温度、
    ｃ）測定が行われる外部磁界の大きさおよび方向、
    ｄ）前記測定用抵抗器を通る電流、
    ｅ）前記電圧測定接点の相互間の電圧
    の変数の中の少なくとも１つの変数を含むものであることを特徴とする、請求項１１に記載の測定方法。
13. それぞれの前記測定電圧値は個々の前記対の電圧測定接点（７；１４）において同期的に測定されるものであることを特徴とする、請求項９乃至１２のいずれかに記載の測定方法。
14. 測定された電圧値は、少なくとも、１００Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚまたは４ｋＨｚのサンプリング・レートで、個々の前記対の電圧測定接点（７；１４）において測定されるものであることを特徴とする、請求項９乃至１３のいずれかに記載の測定方法。
15. ａ）前記測定電圧値の単純平均または加重平均を計算する工程と、
    ｂ）前記測定電圧値の前記平均から前記抵抗素子（４；１３）の両端間の電圧降下を計算する工程と、
    を含むものであることを特徴とする、請求項９乃至１４のいずれかに記載の測定方法。
16. ａ）前記アナログ測定電圧値が、ディジタル化された測定電圧値に変換され、および／または
    ｂ）前記単純平均または加重平均が、前記アナログ測定電圧値に基づいてまたは前記ディジタル化された測定電圧値に基づいて行われる
    ことを特徴とする、請求項９乃至１４のいずれかに記載の測定方法。

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