JP2020517961A - 目標物の電力値を測定するための装置および方法 - Google Patents

目標物の電力値を測定するための装置および方法 Download PDF

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Abstract

交流電源（１３２，２３２，３３２）を有する交流回路の形の目標物の電力値を測定するための装置および方法。本方法は，直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）に直流電力を供給するため，制御可能な直流電源（１２）を操作（７２）し，直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）と目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）の電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定（７３）し，直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）と目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）との間に，ヒートシンク（１６０ａ，１６０ｂ，２６０，３６０）が少なくともひとつ熱的に接続される。本方法は，更に，直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）と目標交流回路との間の電力損失の差が小さくなるように，少なくともひとつの熱パラメータの測定値に基づいて，直流電源（１２）を制御する（７４）ことを含む。そして，本方法は，熱平衡に達したとき（７５），直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値を読み取り（７６），読み取った，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値に基づいて，直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）の直流電力値を計算（７７）し，計算した直流電力値を用いて，目標物（３０，１３０，２３０，３３０）の電力値（４９）を計算（７８）することによって，目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）の電力値（４９）を測定することを含む。【選択図】図３

Description

本発明は一般的には電子測定装置の分野に関し，特に，目標の電力値を測定する装置に関する。また本発明は，目標物の電力値を測定する，関連した方法に関する。
目標物の電力値を測定するための様々なアプローチが従来の技術の中で提案されてきた。直流電源を含む直流回路の形を取る目標物のような特定のタイプの目標物を対象とするものとしては非常に精確な測定方法が存在する。こうした測定方法の中には，ひとつまたは複数の精密な抵抗器を用いてリアルタイムの電圧値および／またはリアルタイムの電流値を測定し，オームの法則を用いて電力値を計算することにより動作するものがある。
交流電源を含む交流回路のような他のタイプの目標物については，同等の測定精度を達成するのはもっと困難になる。ある従来技術の試みの中では，直流と交流の測定結果が連続して互いに比較される。最初に，直流入力を用いて，パワーシンクの温度上昇が測定される（較正フェーズ）。次に，交流入力が印加されて，結果として生じる温度上昇が直流入力と比較される。理論上，完全に較正された負荷は，温度上昇の観点から特徴づけることが可能であり，一見したところ，一定の温度上昇を一定の電力レベルに関連付けるルックアップテーブルを生成することができる。しかし，そうしたソリューションは，熱的／電気的モデルが時間的に変化しない（リアルタイムに比較を実行しない）ことを要求する。実世界での応用では，電力損失は主にコンポーネントの自己発熱によって時間と共に変化する。これは予測のためには非常に困難なファクターであり，この種のソリューションであればどのようなものであっても精度を数パーセントに制限する。
他の従来技術の試みでは，交流の電圧と電流とを測定し，測定値を掛け算して瞬間的な電力を求める。その値の平均が実際の電力となる。これらの測定は，高速かつ高精度なＡＤＣ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）サンプラーに依存する必要がある。また，電圧と電流の測定値の位相差が考慮される必要がある。何故なら位相差は平均電力を変えるからである（電圧または電流のいずれか一方がまだ正である間に他方が負になると，位相シフトは小さな負の電力となるが，これは抵抗負荷では起こらない）。更に，交流信号の周波数が上昇した時点でサンプリング精度は劣化する。サンプリング周波数が十分に低いとき，２４ビットＡＤＣは高い解像度を達成することができるが，サンプリング周波数が高くなると，有効ビット数（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｎｕｍｂｅｒ Ｏｆ Ｂｉｔｓ，ＥＮＯＢ）は顕著に劣化する。これに加えて，実際の応用では，交流部が純粋な正弦関数になるような信号を含むことがない。高調波成分は電力損失（ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）の総量に寄与するため，電力を測定する際には高調波成分を考慮すべき（即ち精確に測定すべき）であるが，交流部は高調波成分を含んでいる。これは，この種の従来技術の測定システムの精度に他の制限を課している。
フィルタリングやエラーの補償，訂正を容易にするために回路を追加してもよいが，そうした回路の追加を行うと，測定量に対する不確定要素と影響が大きくなる。このため，例えば平均化を改善することによって，フィルタコンポーネントは回路全体の不確実性を高め，それによって高精度な測定結果を得るのが難しくなる。
このような理由により，本願発明者らはこれらの分野の中に改善の余地があるとの認識に至った。
従って，本発明の目的は，交流電源を含む交流回路の形を取る目標物の電力値を測定するための，改良された装置および方法を提供することによって，上述の問題の少なくともいくつかを除去，軽減，緩和あるいは縮小することである。
この問題の本質について洞察した結果，本願発明者らは，目標交流回路内の交流電源からのエネルギーを熱に変換して電力損失を測定する一方，直流回路に直流電力を供給し，直流回路での電力損失を測定することにより，目標交流回路の電力値を測定することができるとの知見を得た。少なくともひとつのヒートシンクが直流回路と目標交流回路との間に熱的に接続されて，電力損失測定値の精度を改善し，特に，直流回路の電力損失の測定を交流回路の電力損失の測定から分離する。電力損失による温度間の（リアルタイムの）平衡を求めることにより，直流回路の直流電力値のリアルタイム測定が実行されて，目標物の電力値の直流電力相当として用いられる。平衡が維持されている限り，直流の電力測定値は交流の電力消費と釣り合う。更に，目標交流回路が正確な平衡状態にない場合であっても，熱交換部間の温度差は，電力差と電力損失の精確な測定を実現する。これにより，熱的に遅いシステムにおいて早く結果が得られるだけではなく，時間的に変化するあるいは周期的な電力損失について精確な測定が可能となる。直流電力は精確に測定可能なので，本発明のアプローチによれば，目標物が直流回路ではないにも関わらず，また，電源が直流電源ではないにも関わらず，目標交流回路の精確な電力値が得られる。
その結果，本発明の第１の態様は，交流電源を有する交流回路の形を取る目標物の電力値を測定するための装置である。本装置は，制御可能な直流電源を有する直流回路と，直流回路の少なくともひとつの電気パラメータを測定するための電気的測定手段と，直流回路と目標交流回路との間に熱的に接続された，少なくともひとつのヒートシンクと，直流回路と目標交流回路の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）に関連する熱パラメータを少なくともひとつ測定するための熱感知手段と，平衡化部とを備える。平衡化部は，電気的測定手段と動作可能に接続された入力と，熱感知手段と動作可能に接続された少なくともひとつの入力と，制御可能な直流電源に接続された出力とを有する。
平衡化部は，熱感知手段によって測定された少なくともひとつの熱パラメータに基づいて，直流回路と目標交流回路の間の電力損失（熱放散，熱流量，温度等）が小さくなるように，制御可能な直流電源を制御するように構成される。熱平衡に達したとき，直流回路の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値を，電気的測定手段から読み出し，読み出した，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値に基づいて，直流回路の直流電力値を計算し，計算した直流電力値を用いて，目標交流回路の電力値を計算することによって，目標交流回路の電力値を測定するように平衡部は構成される。
いくつかの実施の形態では，直流回路と交流回路との間における電力損失の差が閾値よりも小さいと熱感知手段が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部は構成される。他の実施の形態では，直流回路と目標交流回路との間の電力損失の差が閾値レートよりも小さく変化したと熱感知手段が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部は構成される。
一般に，熱平衡は，熱的モデルが存在しうる抽象的な状態として定義されてもよい。熱平衡の単純な一例としては，オブジェクトへの熱流束（熱流量）がそのオブジェクトからの熱流束と等しい（結果として，熱流束にも関わらず温度変化がない）ときである。しかし，本願発明者らは，本発明の熱時定数よりも早く変化する，時間的に変化する，あるいは，周期的な信号が測定されるシナリオをも想定している。そうした状況においては，熱平衡は，最小限の期間における最小限の温度変化として定義することができるだろう。熱平衡の他の定義は本発明から除外されない。このため，熱平衡は，温度が安定していること，および／または，温度差が非常に小さいことを必ずしも意味しない。
本発明の第２の態様は，交流電源を有する交流回路の形を取る目標物の電力値を測定する方法である。本方法は，直流回路に直流電力を供給する制御可能な直流電源を操作することと，直流回路と目標交流回路の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定することとを含み，少なくともひとつのヒートシンクが，直流回路と目標交流回路との間を熱的に接続する。また，本方法は，直流回路と目標交流回路との間の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）の差が小さくなるように，測定した少なくともひとつの熱パラメータに基づいて，直流電源を制御することを含む。
更に，本方法は，少なくともひとつの直流回路の電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定結果を読み出すことと，読み出した少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定結果に基づいて，直流回路の直流電力値を計算することと，計算した直流電力値を用いて，目標交流回路の電力値を計算することによって，熱平衡に達したときに目標交流回路の電力値を測定することを含む。
本文書を通して説明されているように，第２の態様による方法は，第１の態様およびその実施形態に従った装置によって実行される，一部または全部の機能を更に含むこととしてもよい。
本発明の他の態様とその実施形態は，添付の特許請求項によって定義され，詳細な説明の中だけではなく，図面においても更に説明される。
本明細書の中で用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が用いられるとき，記述された特徴，整数，段階またはコンポーネントを特定するために用いられているが，一又は複数の他の特徴，整数，段階またはコンポーネント，またはそれらのグループの存在または追加を除外するものではない。本文書内で明示的に別段に定義されていない限り，請求項で用いられた用語はすべて本技術分野における通常の意味に従って解釈されるべきである。明示的に別段に定義されていない限り，「要素，装置，コンポーネント，手段，段階等」（ａ／ａｎ／ｔｈｅ ［ｅｌｅｍｅｎｔ，ｄｅｖｉｃｅ，ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｍｅａｎｓ，ｓｔｅｐ，ｅｔｃ］）への言及は，どれも，要素，装置，コンポーネント，手段，段階等が少なくともひとつ存在すると言及しているものとして，率直に（ｏｐｅｎｌｙ）解釈されるべきである。明示的に説明されていない限り，ここで開示されているどの方法の段階であっても，開示されたものと完全に同じ順序で実行される必要はない。
本発明の実施形態のオブジェクト，特徴および長所は以下の詳細な説明に登場し，添付の図面が参照される。
図１は本発明に従って目標物の電力値を測定するための装置を図示した略ブロック図である。 図２は本発明に従って目標物の電力値を測定する方法を図示した略フローチャート図である。 図３は本発明の第１の実施の形態に従って目標物の電力値を測定するための装置を図示した略ブロック図である。 図４は本発明の第２の実施の形態に従って目標物の電力値を測定するための装置を図示した略ブロック図である。 図５は本発明の第３の実施の形態に従って目標物の電力値を測定するための装置を図示した略ブロック図である。 図６は電気的観点から本発明の理解を促す略電気回路図である。
添付の図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかし，本発明は多くの異なる形態で実施可能であり，ここで説明される実施形態に限定して解釈されるべきではない。これらの実施形態は，この開示が詳細かつ完全であり，当業者に対して本発明の範囲を十分に伝達するように提供されている。添付の図面に図示した特定の実施形態の詳細な説明の中で用いた専門用語は，本発明を限定することを意図したものではない。図面において類似した番号は類似した要素を参照している。
最初に図１を参照する。同図は本発明による装置１を図示した略ブロック図であり，装置１は目標物３０の電力値４９を測定するためのものである。図３，４，５に図示した第１，第２，第３の実施形態を参照して後に説明するように，目標物３０は交流電源を有する交流回路である。本願の特許請求の範囲に記載した発明の一部ではない，代替的な発明の態様では，例えば，目標物３０は，磁場を電流に変換するための電磁装置，光学的なエネルギーを直接熱に変換するための感光装置，ソーラーエネルギーのコレクタ／アキュムレータ，印加された力学的な力に基づいて熱を生成するためのメカニカルダンパー，熱を生成する化学反応，または，圧力を熱に変換するための圧力コンバータであってもよい。
装置１は，制御可能な直流電源１２を有する直流回路１０を備える。また，装置１は，直流回路の電気パラメータを少なくともひとつ測定するための電気的測定手段５０と，直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定するための熱感知手段２０とを備える。図３−５から明らかなように，電力損失の測定精度を改善するため，直流回路１０と交流回路３０との間に少なくともひとつのヒートシンクが接続されている。
装置１の平衡化部４０は，電気的測定手段５０と動作可能に接続された入力４２と，熱感知手段２０と動作可能に接続された少なくともひとつの入力４４とを有する。平衡化部４０の出力４６は制御可能な直流電源１２に接続されている。
直流回路１０と目標交流回路３０との間の電力損失の差を小さくするため，好ましくはゼロまたは非常に低い初期直流電力から開始して熱平衡に達するまで直流電力を増加させることにより，熱感知手段２０によって測定した熱パラメータの少なくともひとつに基づいて，制御可能な直流電源１２を制御するように，平衡化部４０は構成されている。直流回路１０と目標交流回路３０との間に熱的に接続された，前述のヒートシンクを少なくともひとつ設けて，電力損失の測定精度を改善する。この改善は，特に，直流回路１０の電力損失の測定を，目標交流回路３０の電力損失の測定から分離することによってなされる。
熱平衡に達すると，平衡化部４０は，直流回路１０の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定を電気的測定手段５０から読み出し，次に，読み出した電気パラメータのリアルタイム測定結果に基づいて直流回路１０の直流電力値を計算し，最後に，計算した直流電力値を用いて目標交流回路３０の電力値４９を計算することにより，目標交流回路３０の電力値４９を決定するように構成されている。
いくつかの実施形態では，目標物３０の電力値４９は，単純に，計算した直流電力値に設定されてもよい。他の実施形態において，例えば，時間的に変化する信号において起きる恐れがある，温度が互いに等しくない場合や，平衡が２つの最小値の間をジャンプする場合，目標交流回路３０の電力値４９は，例えば２つの最小値の平均値のように，平均値として計算されてもよい。
図１に示すように，そうして求められた電力値４９は，平衡化部４０の出力４８を介して，ユーザ，オペレータ，コンピュータ等に対して，表示され，報告され，または，利用可能とされてもよい。
図２の７０に，目標交流回路３０の電力値４９を求める対応する方法を示す。方法７０は以下の機能を含む。
７２に示すように，制御可能な直流電源１２は直流回路１０に直流電力を供給するように操作される。７３に示すように，直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）に関連した熱パラメータの少なくともひとつが測定される。７４に示すように，測定した少なくともひとつの熱パラメータに基づいて，直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）の差が小さくなるように，直流電源１２は制御される。
７５に示すように，熱平衡に達したか否かがチェックされる。もし達していないならばブロック７２−７４の機能が続けられる。
熱平衡に達すると，７６に示すように，電気的測定手段５０から，直流回路１０の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定を読み出し，７７に示すように，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつの読み出したリアルタイム測定に基づいて，直流回路１０の直流電力値を計算することによって，目標交流回路３０の電力値４９は求められる。７８に示すように，計算した直流電力値を用いて，目標交流回路３０の電力値４９が計算される。
直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失の差が閾値よりも小さいことを熱感知手段２０（即ち，それまたはそれらによって提供される測定結果）が示すとき，熱平衡に達したと判定（図２，７５を参照）するように平衡化部４０は構成されてもよい。
代替的に，直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失の差が，時間に対する閾値レートよりも低い割合で変化することを，熱感知手段２０（即ち，それまたはそれらによって提供される測定結果）が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部４０は構成されてもよい。閾値レートはゼロレート（即ち，変化しない，一定の状態）であってもよいし，または，適切に選択された低い変化率であってもよく，実装次第である。
直流回路１０は，直流電源１２に接続された第１の抵抗器を備えることとしてもよい。図３，４，５にそうした第１の抵抗器をＲDCとして示す。熱感知手段２０は，第１の抵抗器ＲDCでの電力損失に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定するように適合される。
有利には，熱感知手段２０は，第１の抵抗器ＲDC付近のそれぞれの位置に配置されて，それらそれぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第１のセットを備えることとしてもよい。そうした温度センサの第１のセットを図４の２２１及び図５の３２１に示す。有利には，熱感知手段２０は，目標交流回路３０付近のそれぞれの位置に配置されて，それらそれぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第２のセットを更に備えることとしてもよい。そうした温度センサの第２のセットを図４の２２２，図５の３２２に示す。
有利には，直流回路１０と目標交流回路３０の間に配置される熱流量センサを少なくともひとつ熱感知手段２０は備えることとしてもよい。そうした少なくともひとつの熱流量センサを図３の１２０と図５の３２０ａ，３２０ｂに示す。以下の説明で明らかなように，熱流量センサは，別の限定しない実施形態において，温度センサの代わりに，あるいは，温度センサと組み合わせて用いられてもよい。
既に述べたように，装置１は，直流回路１０と目標交流回路３０との間に熱的に接続されたヒートシンクを少なくともひとつ備える。図３，要素１６０ａ，１６０ｂ，図４，要素２６０，図５，要素３６０を参照されたし。
有利には，目標交流回路３０は，交流電源に接続された第２の抵抗器を備えることとしてもよい。そうした第２の抵抗器を図３，４，５にＲACとして示す。熱感知手段２０は，第２の抵抗器ＲACでの電力損失に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定するように適合される。
図３の第１の実施の形態について更に詳しく説明する。図１の一般的な装置１と同様に，図３の装置１０１は目標物１３０の電力値１４９を測定するための装置である。具体的に説明すると，目標物１３０は交流電源１３２を有する交流回路１３０であり，測定される電力値１４９は交流電力値１４０である。一般に，同様の参照番号ｎｎ（図１）と１ｎｎ（図３）は同一，類似または少なくとも対応した要素であり，ｎｎは１０，２０，３０等の整数である。
装置１０１は，制御可能な直流電源１１２を有する直流回路１１０を備える。また，装置１０１は，直流回路の電気パラメータを測定するための電気的測定手段１５０を備える。図３の実施形態では，電気的測定手段１５０は，精密抵抗器Ｒprecの両端電圧として直流回路１１０の電気パラメータを測定するために接続された，ＲＭＳ電圧計のような電圧計１５０を備える。電圧計１５０の出力は平衡化部１４０の入力１４２に接続される。
更に，装置１０１は，直流回路１１０と目標交流回路１３０の電力損失に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定するための熱感知手段１２０を備える。図３の実施形態の熱感知手段１２０は，第１のヒートシンク１６０ａと第２のヒートシンク１６０ｂとの間に配置された熱流量センサ１２０を備える。第１のヒートシンク１６０ａは直流回路１１０の第１の抵抗器ＲDCに熱的に接続され，第２のヒートシンク１６０ｂは目標交流回路１３０の第２の抵抗器ＲACに熱的に接続される。熱流量センサ１２０は，第１および第２のヒートシンク１６０ａ，１６０ｂの間の熱流量を測定し，測定された熱流量の形で熱パラメータを平衡化部１４０の入力１４４に供給するように構成される。第１および第２の抵抗器ＲDC，ＲACは，同一の種類であって，等しい抵抗値を有する抵抗器であることが好ましい。
図１の一般的な装置１と同様に，図３の装置１０１の平衡化部１４０は，熱流量センサ１２０の形の熱感知手段によって測定された，少なくともひとつの熱パラメータに基づいて，直流回路１１０と目標交流回路１３０の間の電力損失の差が小さくなるように制御可能な直流電源１１２を制御するように構成される。
熱平衡に達したとき，平衡化部１４０は，直流回路１１０の電気パラメータのリアルタイム測定を，精密抵抗器Ｒprecの両端電圧の測定値の形で電気的測定手段１５０から読み出すことにより，目標交流回路１３０の電力値１４９を測定するように構成される。
そして，平衡化部１４０は，オームの法則：直流電力値＝（精密抵抗器Ｒprecの両端電圧の測定値）2／（精密抵抗器Ｒprecの抵抗値）を用いて，読み出した精密抵抗器Ｒprecの両端電圧のリアルタイム測定値に基づいて，直流回路１１０の直流電力値を計算する。
そして，平衡化部１４０は，例えば，目標交流回路の電力値１４９を，計算した直流電力値にそのまま設定することにより，計算した直流電力値を用いて，目標交流回路１３０の電力値１４９を計算する。
熱流量センサ１２０上の入力１４４から受け取った，熱流量の測定値が，第１の抵抗器と第２の抵抗器の間の熱流量が存在しないかまたは最小限であることを示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部１４０は構成される。
図１に関して既に述べたように，電力量１４９の測定値は，平衡化部１４０の出力１４８を介して，ユーザ，オペレータ，コンピュータ等に対して，表示され，報告され，または利用可能にされる。
図４の第２の実施形態について更に詳しく説明する。図１の一般的な装置１や図３の第１の実施形態による装置１０１と同様に，図４の装置２０１は目標物２３０の電力値２４９を測定するための装置であり，より具体的には，交流電源２３２を有する交流回路２３０の交流電力値２４９を測定するための装置である。ｐｐは整数であり，後述する相違を除いて，類似の参照番号１ｐｐ（図３）と２ｐｐ（図４）は同一，類似または少なくとも対応する要素を表す。
図３の熱流量センサ１２０に代わって，図４の装置２０１は，それぞれ第１の抵抗器ＲDCの付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット２２１と，第２の抵抗器ＲAC付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット２２２との形で熱感知手段を備える。共通のヒートシンク２６０が，直流回路の第１の抵抗器ＲDCと，交流回路の第２の抵抗器ＲACとに熱的に接続される。温度センサの第１および第２のセット２２１，２２２の温度センサは，それぞれ，各々の位置の温度を測定して，個々の熱パラメータを温度の測定値の形で平衡化部２４０の入力２４４に供給するように適合される。
温度センサの第１および第２のセット２２１，２２２によって測定された温度に基づいて，直流回路２１０と目標交流回路２３０との間の電力損失の差が小さくなるように，制御可能な直流電源２１２を制御するものとして，図４の装置２０１の平衡化部２４０は構成される。
単純化した電気回路図を図６に示す。単純化のため，電気回路図は，フィルタリング，ヒステリシス，サチュレーション，制約等の実務的なデザインの様相を含んでいない。そうした追加は，決して本発明を制限するものでも回避するものでもないと理解すべきである。温度センサの第１のセット２２１は，単一の温度センサ２２１（温度センサの第１のセット２２１の平均値を表すだろう）として図示され，温度センサの第２のセット２２２についても同様である。温度センサの第１および第２のセット２２１，２２２からの測定値信号は，平衡化部２４０によって実装され，直流電源２１２を制御し，従って第１の抵抗器ＲDCの電力損失を制御する増幅器Ａに対して，直接にフィードバックを提供する。
図６の単純化された構成では，第１の抵抗器ＲDCでの電力損失を変えることによって，温度２２１および２２２を等しく維持することを回路は意図している。
第１の抵抗器ＲDCの既知の抵抗値と共に，第１の抵抗器ＲDCの両端電圧を用いて直流側の電力損失を計算することができる。温度２２１，２２２が互いに等しいことは，第１の抵抗器ＲDCと第２の抵抗器ＲACの電力損失が互いに等しいことを意味するという知見と共に，交流回路２３０の交流電力値２４９は，直流回路２１０の直流測定の精度によって決定されるだろう。
本実施形態では，温度センサの第１および第２のセット２２１，２２２から受け取った温度の測定値が，第１の抵抗器ＲDCと第２の抵抗器ＲACの間に温度差がないあるいは最小限であることを示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部２４０は構成される。
図１，３に関して既に述べたように，測定した電力値２４９は，平衡化部２４０の出力２４８を介して，ユーザ，オペレータ，コンピュータ等に対し，表示され，報告され，利用可能にされてもよい。
図５の第３の実施形態について詳しく説明する。図１の一般的な装置１，図３の第１の実施形態に従った装置１０１，図４の第２の実施形態に従った装置２０１と同様に，図５の装置３０１は，目標物３３０の電力値３４９を測定するための装置であり，より具体的には，交流電源３３２を有する交流回路３３０の交流電力値３４９を測定するための装置である。後述する相違を除いて，類似の参照番号１ｑｑ／２ｑｑ（図３／図４）および３ｑｑ（図５）は，同一，類似または少なくとも対応する要素を表し，ｑｑは整数である。
図５の装置３０１は，第１の抵抗器ＲDCと共通ヒートシンク３６０の間に配置された第１の熱流量センサ３２０ａ，第２の抵抗器ＲACと共通ヒートシンク３６０の間に配置された第１の熱流量センサ３２０ｂ，第１の抵抗器ＲDC付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット３２１，および，第２の抵抗器ＲAC付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット３２２の形で，熱感知手段を備える。共通ヒートシンク３６０は，直流回路３１０内の第１の抵抗器ＲDCと，目標交流回路３３０内の第２の抵抗器ＲACとの間に配置され，第１および第２の熱流量センサ３２０ａ，３２０ｂに熱的に接続される。
第１の熱流量センサ３２０ａは，第１の抵抗器ＲDCと共通ヒートシンク３６０との間の熱流量を測定するように適合され，平衡化部３４０の入力３４４に熱流量の測定値の形で第１の熱パラメータを提供する。それに対して，第２の熱流量センサ３２０ａは，共通ヒートシンク３６０と第２の抵抗器ＲACとの間の熱流量を測定するように適合され，平衡化部３４０の入力３４４（または他の入力）に熱流量の測定値の形で第２の熱パラメータを提供する。更に，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２の各温度センサは，それぞれの位置の温度を測定し，平衡化部３４０の入力３４４（または他の入力）に，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを提供するように適合される。
図５の装置３０１の平衡化部３４０は，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２によって測定された温度と，第１および第２の熱流量センサ３２０ａ，３２０ｂから受け取った熱流量の測定値とに基づいて，直流回路３１０と目標交流回路３３０との間の熱流量が差小さくなるように，制御可能な直流電源３１２を制御するように構成される。
本実施形態では，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２から受け取った温度の測定値が，第１の抵抗器ＲDCと第２の抵抗器ＲACとの間に温度差がないか最小限であることを示すとき，および／または，第１および第２の熱流量センサ３２０ａ，３２０ｂから受け取った熱流量の測定値が，第１の抵抗器ＲDCと第２の抵抗器ＲACとの間の熱流量がないか最小限であることを示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部３４０は構成される。
熱平衡に達したとき，平衡化部３４０は，直流回路３１０の電気パラメータのリアルタイム測定値を精密抵抗器Ｒprecの両端電圧の測定値の形で電気的測定手段３５０から読み出すことにより，目標交流回路３３０の電力値３４９を求めるように構成される。
そして，平衡化部３４０は，前述のようにオームの法則を用いて，精密抵抗器Ｒprecの両端電圧のリアルタイム測定値を読み出したものに基づいて直流回路３１０の直流電力値を計算する。そして，平衡化部３４０は，目標交流回路３３０の電力値３４９を，計算した直流電力値に設定するか，または，計算した直流電力値を用いて，前述のように目標交流回路３３０の電力値３４９を計算する。
図１，３および４について既に述べたように，そうして求められた電力値３４９は，平衡化部３４０の出力３４８を介して，ユーザ，オペレータ，コンピュータ等に対して，表示され，報告され，または，利用可能とされてもよい。
任意ではあるが，有利には，図５の第３の実施形態は，共通ヒートシンク３６０付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第３のセット３２３を更に備えることとしてもよい。温度センサの第３のセット３２３の各センサは，各位置の温度を測定して，温度の測定値の形で平衡化部３４０に各熱パラメータを提供するように適合される。
第１および第２の熱流量センサ３２０ａ，３２０ｂによって測定した熱流量を検証する（ｖａｌｉｄａｔｅ）ため，または，ベリファイする（ｖｅｒｉｆｙ）ため，温度センサの第３のセット３２３によって測定した温度を用いるように，平衡化部３４０は構成されてもよい。加えてまたは代替的に，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２によって測定した温度を検証する（ｖａｌｉｄａｔｅ）ため，または，ベリファイする（ｖｅｒｉｆｙ）ため，温度センサの第３のセット３２３によって測定した温度を用いるように，平衡化部３４０は構成されてもよい。更に加えてまたは代替的に，冷却部（図５に図示していない）を制御して共通ヒートシンク３６０を冷却するため，温度センサの第３のセット３２３によって測定した温度を用いるように，平衡化部３４０は構成されてもよい。これにより，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２が，意図した動作範囲を維持しやすくなり，それによって，精確な温度読み取りを得る機会が増える。
本発明のどの実施形態であっても，温度センサは例えばＫタイプまたはＥタイプの熱電対であってもよい。出力ゲインを上昇させるため熱電対を直列にしてもよいが，この場合，出力電圧は実際の温度に一定の倍率をかけたもの（ｓｃａｌｅｄ ｖｅｒｓｉｏｎ）となる。
本発明のどの実施形態であっても，熱流束センサは，例えば，スイス，チューリッヒ，テクノパーク，ｇｒｅｅｎＴＥＧ社のｇＳＫＩＮ（登録商標）タイプの熱流束センサであってもよい。
本発明のどの実施形態であっても，平衡化部は，中央処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ，ＣＰＵ），デジタルシグナルプロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＤＳＰ），特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ，ＡＳＩＣ），ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）を備えるコンピュータシステムとして，または，ここで説明したような機能を実行可能なあらゆる電子回路によって，（ＡＤＣコンバータのような）インタフェース，供給回路，保護回路，フィルタ，メモリ等，必要に応じた回路と共に実装されてよい。
代替的な発明の態様が以下の参照符号付きの条項に定義される。
Ｉ． 制御可能な直流電源（１２）を備える直流回路（１０）と，
直流回路の少なくともひとつの電気パラメータを測定するための電気的測定手段（５０）と，
直流回路（１０）と目標物（３０）の電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定するための熱感知手段（２０）と，
電気的測定手段（５０）と動作可能に接続された入力（４２），熱感知手段（２０）と動作可能に接続された少なくともひとつの入力（４４），および，制御可能な直流電源（１２）と接続された出力（４６）を有する平衡化部（４０）とを備え，
平衡化部（４０）は，
熱感知手段（２０）によって測定された熱パラメータの少なくともひとつに基づいて，直流回路（１０）と目標物（３０）との間の電力損失の差が小さくなるように，制御可能な直流電源（１２）を制御し，
熱平衡に達したとき，直流回路（１０）の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値を電気的測定手段（５０）から読み出し，読み出した，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値に基づいて，直流回路（１０）の直流電力値を計算し，計算した直流電力値を用いて目標物（３０）の電力値を計算するように構成される，
目標物（３０）の電力値（４９）を測定するための装置（１）
II．目標物（３０）は以下のいずれかである，条項Ｉに定義した装置。
・交流電源（１３２，２３２，３３２）を有する交流回路（３０，２３０，３３０）
・交番磁界を電流に変換するための電磁装置
・光エネルギーを熱に直接変換するための感光装置
・ソーラーエネルギーのコレクタ／アキュムレータ
・印加された力学的な力に基づいて熱を生成するためのメカニカルダンパー
・熱を生成する化学反応
・圧力を熱に変換するための圧力コンバータ
III ． 直流回路（１０）と目標物（３０）の間の電力損失の差が閾値よりも小さいことを熱感知センサ（２０）が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（４０）が構成された，条項ＩまたはIIに定義した装置。
IV． 直流回路（１０）と目標物（３０）との間の電流散逸の差が閾値レートよりも低いことを熱感知センサ（２０）が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（４０）が構成された，条項ＩまたはIIに定義した装置。
Ｖ． 直流電源（１２，１１２，２１２，３１２）に接続された第１の抵抗器（ＲDC）を備え，熱感知手段（２０，１２０，２２１，３２１，３２０ａ）は，前記第１の抵抗器（ＲDC）での電力損失に関連した熱パラメータの少なくともひとつを測定するように適合されてなる，前記条項のいずれかに定義された装置。
VI． 熱感知手段は，第１の抵抗器（ＲDC）付近のそれぞれの位置に配置されて，前記それぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第１のセット（２２１，３２１）を備え，熱感知手段は，更に，目標物（３０）付近のそれぞれの位置に配置されて，前記それぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第２のセット（２２２，３２２）を備える，条項Ｖに定義された装置。
VII ． 直流回路（１０，１１０，３１０）と目標物（３０，１３０，３３０）との間に配置された熱流量センサ（１２０，３２０ａ，３２０ｂ）を少なくともひとつ熱感知手段は備える，前記条項のいずれかに定義された装置。
VIII． 直流回路（１０，１１０，３１０）と目標物（３０，１３０，３３０）との間に熱的に接続されたヒートシンク（１６０ａ，１６０ｂ，２６０）を少なくともひとつ更に備える，前記条項のいずれかに定義された装置。
IX． 目標物（３０）は，交流電源（１３２，２３２，３３２）を有する交流回路（１３０，２３０，３３０）であり，
交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）は，交流電源（１３２，２３２，３３２）に接続された第２の抵抗器（ＲAC）を備え，熱感知手段（２０，１２０，２２２，３２２，３２０ｂ）は，前記第２の抵抗器（ＲAC）での電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定するように適合されてなる，
前記条項のいずれかに定義された装置。
Ｘ． 直流回路の第１の抵抗器（ＲDC）に熱的に接続された第１のヒートシンク（１６０ａ）と，
交流回路の第２の抵抗器（ＲAC）に熱的に接続された第２のヒートシンク（１６０ｂ）とを更に備え，
熱感知手段は，第１のヒートシンク（１６０ａ）と第２のヒートシンク（１６０ｂ）との間に配置された熱流量センサ（１２０）を備え，前記熱流量センサ（１２０）は，第１および第２のヒートシンクの間の熱流量を測定し，平衡化部（１４０）に対し，熱流量の測定値の形で熱パラメータを提供するように適合されてなる，
前記条項のいずれかに定義された装置。
ＸＩ． 第１の抵抗器（ＲDC）と第２の抵抗器（ＲAC）との間の熱流量が存在しない，または，最小限存在することを，熱流量センサ（１２０）から受け取った熱流量の測定値が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（１４０）が構成された，条項Ｘに定義された装置。
ＸＩＩ． 直流回路の第１の抵抗器（ＲDC）と交流回路の第２の抵抗器（ＲAC）とに熱的に接続された共通ヒートシンク（２６０）を更に備え，
熱感知手段は，
第１の抵抗器（ＲDC）の付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット（２２１）と，
第２の抵抗器（ＲAC）の付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット（２２２）とを備え，
温度センサの前記第１および第２の温度センサの各温度センサは，前記配置のそれぞれでの温度を測定し，平衡化部（２４０）に対して，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを提供するように適合されてなる，
条項IXに定義された装置。
ＸＩＩＩ． 第１の抵抗器（ＲDC）および第２の抵抗器（ＲAC）の間の温度差が存在しないか最小限存在することを，温度センサの第１および第２のセット（２２１，２２２）から受け取った温度の測定値が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（２４０）が構成された，条項ＸＩＩに定義された装置。
ＸＩＶ． 直流回路の中の第１の抵抗器（ＲDC）と交流回路の中の第２の抵抗器（ＲAC）との間に配置された共通ヒートシンク（３６０）を更に備え，
熱感知手段は，
第１の抵抗器（ＲDC）と共通ヒートシンク（３６０）との間に配置された第１の熱流量センサ（３２０ａ）と，
共通ヒートシンク（３６０）と第２の抵抗器（ＲAC）の間に配置された第２の熱流量センサ（３２０ｂ）と，
第１の抵抗器（ＲDC）付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット（３２１）と，
第２の抵抗器（ＲAC）付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット（３２２）とを備え，
前記第１の熱流量センサ（３２０ａ）は，第１の抵抗器（ＲDC）と共通ヒートシンク（３６０）との間の熱流量を測定し，熱流量の測定値の形で第１の熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合され，
前記第２の熱流量センサ（３２０ｂ）は，共通ヒートシンク（３６０）と第２の抵抗器（ＲAC）との間の熱流量を測定し，熱流量の測定値の形で第２の熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合され，
温度センサの前記第１および第２のセット（３２１，３２２）の各温度センサは，前記位置のそれぞれの温度を測定し，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合される，条項ＩＸに定義された装置。
ＸＶ． 第１の抵抗器（ＲDC）と第２の抵抗器（ＲAC）との間の温度差が存在しないか最小限存在することを，温度センサの第１および第２のセット（３２１，３２２）から受け取った測定値が示すとき，および／または，第１の抵抗器（ＲDC）と第２の抵抗器（ＲAC）の間の熱流量が存在しないか最小限存在することを，第１および第２の熱流量センサ（３２０ａ，３２０ｂ）から受け取った熱流量の測定値が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（３４０）が構成された，条項ＸＩＶに定義された装置。
ＸＶＩ． 共通ヒートシンク付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第３のセット（３２３）を更に備え，温度センサの前記第３のセットは，前記位置のそれぞれの温度を測定して，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合されてなる，条項ＸＶに定義された装置。
ＸＶＩＩ． 温度センサの第３のセット（３２３）によって測定した温度を，少なくとも以下のひとつのために用いるように平衡化部（３４０）が構成された，条項ＸＶＩに定義された装置。
ａ） 第１および第２の熱流量センサ（３２０ａ，３２０ｂ）によって測定された熱流量を検証するため。
ｂ） 温度センサの第１および第２のセット（３２１，３２２）によって測定された温度を検証するため。
ｃ）共通ヒートシンク（３６０）の冷却のために冷却部を制御するため。
ＸＶＩＩＩ． 直流回路（１０）は既知の抵抗値を有する精密抵抗器（Ｒprec）を備え，
電気的測定手段（５０）は，精密抵抗器（Ｒprec）の両端電圧の形で電気パラメータを少なくともひとつ測定するための電圧計（１５０，２５０，３５０）を備える，
前記条項のいずれかに定義された装置。
ＸＩＸ． 直流回路（１０）に直流電力を供給するため，制御可能な直流電源（１２）を操作（７２）し，
直流回路（１０）と目標物（３０）の電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定（７３）し，
直流回路（１０）と目標物（３０）の間の電力損失の差が小さくなるように，少なくともひとつの熱パラメータの測定値に基づいて，直流電源（１２）を制御（７４）し，
熱平衡に達したとき（７５），
直流回路（１０）の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値を読み取り（７６），
読み取った，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値に基づいて，直流回路（１０）の直流電力値を計算（７７）し，
計算した直流電力値を用いて，目標物（３０）の電力値（４９）を計算（７８）することにより，目標物（３０）の電力値（４９）を測定する
ことを含む，目標物（３０）の電力値（４９）を測定する方法。
本発明の実施形態を参照して本発明について詳細に説明した。しかし，当業者には容易に理解されるように，添付した請求項に定義された発明として，他の実施形態も本発明の範囲に同様に含まれうる。
本発明は一般的には電子測定装置の分野に関し，特に，目標の電力値を測定する装置に関する。また本発明は，目標物の電力値を測定する，関連した方法に関する。
目標物の電力値を測定するための様々なアプローチが従来の技術の中で提案されてきた。直流電源を含む直流回路の形を取る目標物のような特定のタイプの目標物を対象とするものとしては非常に精確な測定方法が存在する。こうした測定方法の中には，ひとつまたは複数の精密な抵抗器を用いてリアルタイムの電圧値および／またはリアルタイムの電流値を測定し，オームの法則を用いて電力値を計算することにより動作するものがある。
交流電源を含む交流回路のような他のタイプの目標物については，同等の測定精度を達成するのはもっと困難になる。ある従来技術の試みの中では，直流と交流の測定結果が連続して互いに比較される。最初に，直流入力を用いて，パワーシンクの温度上昇が測定される（較正フェーズ）。次に，交流入力が印加されて，結果として生じる温度上昇が直流入力と比較される。理論上，完全に較正された負荷は，温度上昇の観点から特徴づけることが可能であり，一見したところ，一定の温度上昇を一定の電力レベルに関連付けるルックアップテーブルを生成することができる。しかし，そうしたソリューションは，熱的／電気的モデルが時間的に変化しない（リアルタイムに比較を実行しない）ことを要求する。実世界での応用では，電力損失は主にコンポーネントの自己発熱によって時間と共に変化する。これは予測のためには非常に困難なファクターであり，この種のソリューションであればどのようなものであっても精度を数パーセントに制限する。
他の従来技術の試みでは，交流の電圧と電流とを測定し，測定値を掛け算して瞬間的な電力を求める。その値の平均が実際の電力となる。これらの測定は，高速かつ高精度なＡＤＣ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）サンプラーに依存する必要がある。また，電圧と電流の測定値の位相差が考慮される必要がある。何故なら位相差は平均電力を変えるからである（電圧または電流のいずれか一方がまだ正である間に他方が負になると，位相シフトは小さな負の電力となるが，これは抵抗負荷では起こらない）。更に，交流信号の周波数が上昇した時点でサンプリング精度は劣化する。サンプリング周波数が十分に低いとき，２４ビットＡＤＣは高い解像度を達成することができるが，サンプリング周波数が高くなると，有効ビット数（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｎｕｍｂｅｒ Ｏｆ Ｂｉｔｓ，ＥＮＯＢ）は顕著に劣化する。これに加えて，実際の応用では，交流部が純粋な正弦関数になるような信号を含むことがない。高調波成分は電力損失（ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）の総量に寄与するため，電力を測定する際には高調波成分を考慮すべき（即ち精確に測定すべき）であるが，交流部は高調波成分を含んでいる。これは，この種の従来技術の測定システムの精度に他の制限を課している。
フィルタリングやエラーの補償，訂正を容易にするために回路を追加してもよいが，そうした回路の追加を行うと，測定量に対する不確定要素と影響が大きくなる。このため，例えば平均化を改善することによって，フィルタコンポーネントは回路全体の不確実性を高め，それによって高精度な測定結果を得るのが難しくなる。
このような理由により，本願発明者らはこれらの分野の中に改善の余地があるとの認識に至った。
従って，本発明の目的は，交流電源を含む交流回路の形を取る目標物の電力値を測定するための，改良された装置および方法を提供することによって，上述の問題の少なくともいくつかを除去，軽減，緩和あるいは縮小することである。
この問題の本質について洞察した結果，本願発明者らは，目標交流回路内の交流電源からのエネルギーを熱に変換して電力損失を測定する一方，直流回路に直流電力を供給し，直流回路での電力損失を測定することにより，目標交流回路の電力値を測定することができるとの知見を得た。少なくともひとつのヒートシンクが直流回路と目標交流回路との間に熱的に接続されて，電力損失測定値の精度を改善し，特に，直流回路の電力損失の測定を交流回路の電力損失の測定から分離する。電力損失による温度間の（リアルタイムの）平衡を求めることにより，直流回路の直流電力値のリアルタイム測定が実行されて，目標物の電力値の直流電力相当として用いられる。平衡が維持されている限り，直流の電力測定値は交流の電力消費と釣り合う。更に，目標交流回路が正確な平衡状態にない場合であっても，熱交換部間の温度差は，電力差と電力損失の精確な測定を実現する。これにより，熱的に遅いシステムにおいて早く結果が得られるだけではなく，時間的に変化するあるいは周期的な電力損失について精確な測定が可能となる。直流電力は精確に測定可能なので，本発明のアプローチによれば，目標物が直流回路ではないにも関わらず，また，電源が直流電源ではないにも関わらず，目標交流回路の精確な電力値が得られる。
その結果，本発明の第１の態様は，交流電源を有する交流回路の形を取る目標物の電力値を測定するための装置である。本装置は，制御可能な直流電源を有する直流回路と，直流回路の少なくともひとつの電気パラメータを測定するための電気的測定手段と，直流回路と目標交流回路との間に熱的に接続された，少なくともひとつのヒートシンクと，直流回路と目標交流回路の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）に関連する熱パラメータを少なくともひとつ測定するための熱感知手段と，平衡化部とを備える。平衡化部は，電気的測定手段と動作可能に接続された入力と，熱感知手段と動作可能に接続された少なくともひとつの入力と，制御可能な直流電源に接続された出力とを有する。
平衡化部は，熱感知手段によって測定された少なくともひとつの熱パラメータに基づいて，直流回路と目標交流回路の間の電力損失（熱放散，熱流量，温度等）が小さくなるように，制御可能な直流電源を制御するように構成される。熱平衡に達したとき，直流回路の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値を，電気的測定手段から読み出し，読み出した，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値に基づいて，直流回路の直流電力値を計算し，計算した直流電力値を用いて，目標交流回路の電力値を計算することによって，目標交流回路の電力値を測定するように平衡部は構成される。
いくつかの実施の形態では，直流回路と交流回路との間における電力損失の差が閾値よりも小さいと熱感知手段が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部は構成される。他の実施の形態では，直流回路と目標交流回路との間の電力損失の差が閾値レートよりも小さく変化したと熱感知手段が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部は構成される。
一般に，熱平衡は，熱的モデルが存在しうる抽象的な状態として定義されてもよい。熱平衡の単純な一例としては，オブジェクトへの熱流束（熱流量）がそのオブジェクトからの熱流束と等しい（結果として，熱流束にも関わらず温度変化がない）ときである。しかし，本願発明者らは，本発明の熱時定数よりも早く変化する，時間的に変化する，あるいは，周期的な信号が測定されるシナリオをも想定している。そうした状況においては，熱平衡は，最小限の期間における最小限の温度変化として定義することができるだろう。熱平衡の他の定義は本発明から除外されない。このため，熱平衡は，温度が安定していること，および／または，温度差が非常に小さいことを必ずしも意味しない。
本発明の第２の態様は，交流電源を有する交流回路の形を取る目標物の電力値を測定する方法である。本方法は，直流回路に直流電力を供給する制御可能な直流電源を操作することと，直流回路と目標交流回路の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定することとを含み，少なくともひとつのヒートシンクが，直流回路と目標交流回路との間を熱的に接続する。また，本方法は，直流回路と目標交流回路との間の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）の差が小さくなるように，測定した少なくともひとつの熱パラメータに基づいて，直流電源を制御することを含む。
更に，本方法は，直流回路の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定結果を読み出すことと，読み出した少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定結果に基づいて，直流回路の直流電力値を計算することと，計算した直流電力値を用いて，目標交流回路の電力値を計算することによって，熱平衡に達したときに目標交流回路の電力値を測定することを含む。
本文書を通して説明されているように，第２の態様による方法は，第１の態様およびその実施形態に従った装置によって実行される，一部または全部の機能を更に含むこととしてもよい。
本発明の他の態様とその実施形態は，添付の特許請求項によって定義され，詳細な説明の中だけではなく，図面においても更に説明される。
本明細書の中で用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が用いられるとき，記述された特徴，整数，段階またはコンポーネントを特定するために用いられているが，一又は複数の他の特徴，整数，段階またはコンポーネント，またはそれらのグループの存在または追加を除外するものではない。本文書内で明示的に別段に定義されていない限り，請求項で用いられた用語はすべて本技術分野における通常の意味に従って解釈されるべきである。明示的に別段に定義されていない限り，「要素，装置，コンポーネント，手段，段階等」（ａ／ａｎ／ｔｈｅ ［ｅｌｅｍｅｎｔ，ｄｅｖｉｃｅ，ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｍｅａｎｓ，ｓｔｅｐ，ｅｔｃ］）への言及は，どれも，要素，装置，コンポーネント，手段，段階等が少なくともひとつ存在すると言及しているものとして，率直に（ｏｐｅｎｌｙ）解釈されるべきである。明示的に説明されていない限り，ここで開示されているどの方法の段階であっても，開示されたものと完全に同じ順序で実行される必要はない。
本発明の実施形態のオブジェクト，特徴および長所は以下の詳細な説明に登場し，添付の図面が参照される。
図１は本発明に従って目標物の電力値を測定するための装置を図示した略ブロック図である。 図２は本発明に従って目標物の電力値を測定する方法を図示した略フローチャート図である。 図３は本発明の第１の実施の形態に従って目標物の電力値を測定するための装置を図示した略ブロック図である。 図４は本発明の第２の実施の形態に従って目標物の電力値を測定するための装置を図示した略ブロック図である。 図５は本発明の第３の実施の形態に従って目標物の電力値を測定するための装置を図示した略ブロック図である。 図６は電気的観点から本発明の理解を促す略電気回路図である。
添付の図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかし，本発明は多くの異なる形態で実施可能であり，ここで説明される実施形態に限定して解釈されるべきではない。これらの実施形態は，この開示が詳細かつ完全であり，当業者に対して本発明の範囲を十分に伝達するように提供されている。添付の図面に図示した特定の実施形態の詳細な説明の中で用いた専門用語は，本発明を限定することを意図したものではない。図面において類似した番号は類似した要素を参照している。
最初に図１を参照する。同図は本発明による装置１を図示した略ブロック図であり，装置１は目標物３０の電力値４９を測定するためのものである。図３，４，５に図示した第１，第２，第３の実施形態を参照して後に説明するように，目標物３０は交流電源を有する交流回路である。現在の特許請求の範囲に記載した発明の一部ではない，代替的な発明の態様では，例えば，目標物３０は，磁場を電流に変換するための電磁装置，光学的なエネルギーを直接熱に変換するための感光装置，ソーラーエネルギーのコレクタ／アキュムレータ，印加された力学的な力に基づいて熱を生成するためのメカニカルダンパー，熱を生成する化学反応，または，圧力を熱に変換するための圧力コンバータであってもよい。
装置１は，制御可能な直流電源１２を有する直流回路１０を備える。また，装置１は，直流回路の電気パラメータを少なくともひとつ測定するための電気的測定手段５０と，直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定するための熱感知手段２０とを備える。図３−５から明らかなように，電力損失の測定精度を改善するため，直流回路１０と交流回路３０との間に少なくともひとつのヒートシンクが接続されている。
装置１の平衡化部４０は，電気的測定手段５０と動作可能に接続された入力４２と，熱感知手段２０と動作可能に接続された少なくともひとつの入力４４とを有する。平衡化部４０の出力４６は制御可能な直流電源１２に接続されている。
直流回路１０と目標交流回路３０との間の電力損失の差を小さくするため，好ましくはゼロまたは非常に低い初期直流電力から開始して熱平衡に達するまで直流電力を増加させることにより，熱感知手段２０によって測定した熱パラメータの少なくともひとつに基づいて，制御可能な直流電源１２を制御するように，平衡化部４０は構成されている。直流回路１０と目標交流回路３０との間に熱的に接続された，前述のヒートシンクを少なくともひとつ設けて，電力損失の測定精度を改善する。この改善は，特に，直流回路１０の電力損失の測定を，目標交流回路３０の電力損失の測定から分離することによってなされる。
熱平衡に達すると，平衡化部４０は，直流回路１０の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定を電気的測定手段５０から読み出し，次に，読み出した電気パラメータのリアルタイム測定結果に基づいて直流回路１０の直流電力値を計算し，最後に，計算した直流電力値を用いて目標交流回路３０の電力値４９を計算することにより，目標交流回路３０の電力値４９を決定するように構成されている。
いくつかの実施形態では，目標物３０の電力値４９は，単純に，計算した直流電力値に設定されてもよい。他の実施形態において，例えば，時間的に変化する信号において起きる恐れがある，温度が互いに等しくない場合や，平衡が２つの最小値の間をジャンプする場合，目標交流回路３０の電力値４９は，例えば２つの最小値の平均値のように，平均値として計算されてもよい。当業者によって容易に実施されるように，計算された直流電力値を用いて目標交流回路３０の電力値を計算する他の方法も存在してよい。
図１に示すように，そうして求められた電力値４９は，平衡化部４０の出力４８を介して，ユーザ，オペレータ，コンピュータ等に対して，表示され，報告され，または，利用可能とされてもよい。
図２の７０に，目標交流回路３０の電力値４９を求める対応する方法を示す。方法７０は以下の機能を含む。
７２に示すように，制御可能な直流電源１２は直流回路１０に直流電力を供給するように操作される。７３に示すように，直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）に関連した熱パラメータの少なくともひとつが測定される。７４に示すように，測定した少なくともひとつの熱パラメータに基づいて，直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失（例えば熱放散，熱流量，温度）の差が小さくなるように，直流電源１２は制御される。
７５に示すように，熱平衡に達したか否かがチェックされる。もし達していないならばブロック７２−７４の機能が続けられる。
熱平衡に達すると，７６に示すように，電気的測定手段５０から，直流回路１０の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定を読み出し，７７に示すように，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつの読み出したリアルタイム測定に基づいて，直流回路１０の直流電力値を計算することによって，目標交流回路３０の電力値４９は求められる。７８に示すように，計算した直流電力値を用いて，目標交流回路３０の電力値４９が計算される。
直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失の差が閾値よりも小さいことを熱感知手段２０（即ち，それまたはそれらによって提供される測定結果）が示すとき，熱平衡に達したと判定（図２，７５を参照）するように平衡化部４０は構成されてもよい。閾値は，ゼロ値でもよいし，適切に選択された低い値でもよく，実装次第である。
代替的に，直流回路１０と目標交流回路３０の電力損失の差が，時間に対する閾値レートよりも低い割合で変化することを，熱感知手段２０（即ち，それまたはそれらによって提供される測定結果）が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部４０は構成されてもよい。閾値レートはゼロレート（即ち，変化しない，一定の状態）であってもよいし，または，適切に選択された低い変化率であってもよく，実装次第である。
直流回路１０は，直流電源１２に接続された第１の抵抗器を備えることとしてもよい。図３，４，５にそうした第１の抵抗器をＲDCとして示す。熱感知手段２０は，第１の抵抗器ＲDCでの電力損失に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定するように適合される。
有利には，熱感知手段２０は，第１の抵抗器ＲDC付近のそれぞれの位置に配置されて，それらそれぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第１のセットを備えることとしてもよい。そうした温度センサの第１のセットを図４の２２１及び図５の３２１に示す。有利には，熱感知手段２０は，目標交流回路３０付近のそれぞれの位置に配置されて，それらそれぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第２のセットを更に備えることとしてもよい。そうした温度センサの第２のセットを図４の２２２，図５の３２２に示す。
有利には，直流回路１０と目標交流回路３０の間に配置される熱流量センサを少なくともひとつ熱感知手段２０は備えることとしてもよい。そうした少なくともひとつの熱流量センサを図３の１２０と図５の３２０ａ，３２０ｂに示す。以下の説明で明らかなように，熱流量センサは，別の限定しない実施形態において，温度センサの代わりに，あるいは，温度センサと組み合わせて用いられてもよい。
既に述べたように，装置１は，直流回路１０と目標交流回路３０との間に熱的に接続されたヒートシンクを少なくともひとつ備える。図３，要素１６０ａ，１６０ｂ，図４，要素２６０，図５，要素３６０を参照されたし。
有利には，目標交流回路３０は，交流電源に接続された第２の抵抗器を備えることとしてもよい。そうした第２の抵抗器を図３，４，５にＲACとして示す。熱感知手段２０は，第２の抵抗器ＲACでの電力損失に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定するように適合される。
図３の第１の実施の形態について更に詳しく説明する。図１の一般的な装置１と同様に，図３の装置１０１は目標物１３０の電力値１４９を測定するための装置である。具体的に説明すると，目標物１３０は交流電源１３２を有する交流回路１３０であり，測定される電力値１４９は交流電力値１４０である。一般に，同様の参照番号ｎｎ（図１）と１ｎｎ（図３）は同一，類似または少なくとも対応した要素であり，ｎｎは１０，２０，３０等の整数である。
装置１０１は，制御可能な直流電源１１２を有する直流回路１１０を備える。また，装置１０１は，直流回路の電気パラメータを測定するための電気的測定手段１５０を備える。図３の実施形態では，電気的測定手段１５０は，精密抵抗器Ｒprecの両端電圧として直流回路１１０の電気パラメータを測定するために接続された，ＲＭＳ電圧計のような電圧計１５０を備える。電圧計１５０の出力は平衡化部１４０の入力１４２に接続される。
更に，装置１０１は，直流回路１１０と目標交流回路１３０の電力損失に関する熱パラメータを少なくともひとつ測定するための熱感知手段１２０を備える。図３の実施形態の熱感知手段１２０は，第１のヒートシンク１６０ａと第２のヒートシンク１６０ｂとの間に配置された熱流量センサ１２０を備える。第１のヒートシンク１６０ａは直流回路１１０の第１の抵抗器ＲDCに熱的に接続され，第２のヒートシンク１６０ｂは目標交流回路１３０の第２の抵抗器ＲACに熱的に接続される。熱流量センサ１２０は，第１および第２のヒートシンク１６０ａ，１６０ｂの間の熱流量を測定し，測定された熱流量の形で熱パラメータを平衡化部１４０の入力１４４に供給するように構成される。第１および第２の抵抗器ＲDC，ＲACは，同一の種類であって，等しい抵抗値を有する抵抗器であることが好ましい。
図１の一般的な装置１と同様に，図３の装置１０１の平衡化部１４０は，熱流量センサ１２０の形の熱感知手段によって測定された，少なくともひとつの熱パラメータに基づいて，直流回路１１０と目標交流回路１３０の間の電力損失の差が小さくなるように制御可能な直流電源１１２を制御するように構成される。
熱平衡に達したとき，平衡化部１４０は，直流回路１１０の電気パラメータのリアルタイム測定を，精密抵抗器Ｒprecの両端電圧の測定値の形で電気的測定手段１５０から読み出すことにより，目標交流回路１３０の電力値１４９を測定するように構成される。
そして，平衡化部１４０は，オームの法則：直流電力値＝（精密抵抗器Ｒprecの両端電圧の測定値）2／（精密抵抗器Ｒprecの抵抗値）を用いて，読み出した精密抵抗器Ｒprecの両端電圧のリアルタイム測定値に基づいて，直流回路１１０の直流電力値を計算する。
そして，平衡化部１４０は，例えば，目標交流回路の電力値１４９を，計算した直流電力値にそのまま設定することにより，計算した直流電力値を用いて，目標交流回路１３０の電力値１４９を計算する。
熱流量センサ１２０上の入力１４４から受け取った，熱流量の測定値が，第１の抵抗器と第２の抵抗器の間の熱流量が存在しないかまたは最小限であることを示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部１４０は構成される。
図１に関して既に述べたように，電力量１４９の測定値は，平衡化部１４０の出力１４８を介して，ユーザ，オペレータ，コンピュータ等に対して，表示され，報告され，または利用可能にされる。
図４の第２の実施形態について更に詳しく説明する。図１の一般的な装置１や図３の第１の実施形態による装置１０１と同様に，図４の装置２０１は目標物２３０の電力値２４９を測定するための装置であり，より具体的には，交流電源２３２を有する交流回路２３０の交流電力値２４９を測定するための装置である。ｐｐは整数であり，後述する相違を除いて，類似の参照番号１ｐｐ（図３）と２ｐｐ（図４）は同一，類似または少なくとも対応する要素を表す。
図３の熱流量センサ１２０に代わって，図４の装置２０１は，それぞれ第１の抵抗器ＲDCの付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット２２１と，第２の抵抗器ＲAC付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット２２２との形で熱感知手段を備える。共通のヒートシンク２６０が，直流回路の第１の抵抗器ＲDCと，交流回路の第２の抵抗器ＲACとに熱的に接続される。温度センサの第１および第２のセット２２１，２２２の温度センサは，それぞれ，各々の位置の温度を測定して，個々の熱パラメータを温度の測定値の形で平衡化部２４０の入力２４４に供給するように適合される。
温度センサの第１および第２のセット２２１，２２２によって測定された温度に基づいて，直流回路２１０と目標交流回路２３０との間の電力損失の差が小さくなるように，制御可能な直流電源２１２を制御するものとして，図４の装置２０１の平衡化部２４０は構成される。
単純化した電気回路図を図６に示す。単純化のため，電気回路図は，フィルタリング，ヒステリシス，サチュレーション，制約等の実務的なデザインの様相を含んでいない。そうした追加は，決して本発明を制限するものでも回避するものでもないと理解すべきである。温度センサの第１のセット２２１は，単一の温度センサ２２１（温度センサの第１のセット２２１の平均値を表すだろう）として図示され，温度センサの第２のセット２２２についても同様である。温度センサの第１および第２のセット２２１，２２２からの測定値信号は，増幅器Ａに対して，直接にフィードバックを提供する。増幅器Ａは，平衡化部２４０によって実装され，直流電源２１２を制御し，従って第１の抵抗器Ｒ DC の電力損失を制御する。
図６の（単純化された）構成では，第１の抵抗器ＲDCでの電力損失を変えることによって，温度２２１および２２２を等しく維持することを回路は意図している。
第１の抵抗器ＲDCの既知の抵抗値と共に，第１の抵抗器ＲDCの両端電圧を用いて直流側の電力損失を計算することができる。温度２２１，２２２が互いに等しいことは，第１の抵抗器ＲDCと第２の抵抗器ＲACの電力損失が互いに等しいことを意味するという知見と共に，交流回路２３０の交流電力値２４９は，直流回路２１０の直流測定の精度によって決定されるだろう。
本実施形態では，温度センサの第１および第２のセット２２１，２２２から受け取った温度の測定値が，第１の抵抗器ＲDCと第２の抵抗器ＲACの間に温度差がないあるいは最小限であることを示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部２４０は構成される。
図１，３に関して既に述べたように，測定した電力値２４９は，平衡化部２４０の出力２４８を介して，ユーザ，オペレータ，コンピュータ等に対し，表示され，報告され，利用可能にされてもよい。
図５の第３の実施形態について詳しく説明する。図１の一般的な装置１，図３の第１の実施形態に従った装置１０１，図４の第２の実施形態に従った装置２０１と同様に，図５の装置３０１は，目標物３３０の電力値３４９を測定するための装置であり，より具体的には，交流電源３３２を有する交流回路３３０の交流電力値３４９を測定するための装置である。後述する相違を除いて，類似の参照番号１ｑｑ／２ｑｑ（図３／図４）および３ｑｑ（図５）は，同一，類似または少なくとも対応する要素を表し，ｑｑは整数である。
図５の装置３０１は，第１の抵抗器ＲDCと共通ヒートシンク３６０の間に配置された第１の熱流量センサ３２０ａ，共通ヒートシンク３６０と第２の抵抗器Ｒ AC の間に配置された第２の熱流量センサ３２０ｂ，第１の抵抗器ＲDC付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット３２１，および，第２の抵抗器ＲAC付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット３２２の形で，熱感知手段を備える。共通ヒートシンク３６０は，直流回路３１０内の第１の抵抗器ＲDCと，目標交流回路３３０内の第２の抵抗器ＲACとの間に配置され，第１および第２の熱流量センサ３２０ａ，３２０ｂに熱的に接続される。
第１の熱流量センサ３２０ａは，第１の抵抗器ＲDCと共通ヒートシンク３６０との間の熱流量を測定するように適合され，平衡化部３４０の入力３４４に熱流量の測定値の形で第１の熱パラメータを提供する。それに対して，第２の熱流量センサ３２０ｂは，共通ヒートシンク３６０と第２の抵抗器ＲACとの間の熱流量を測定するように適合され，平衡化部３４０の入力３４４（または他の入力）に熱流量の測定値の形で第２の熱パラメータを提供する。更に，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２の各温度センサは，それぞれの位置の温度を測定し，平衡化部３４０の入力３４４（または他の入力）に，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを提供するように適合される。
図５の装置３０１の平衡化部３４０は，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２によって測定された温度と，第１および第２の熱流量センサ３２０ａ，３２０ｂから受け取った熱流量の測定値とに基づいて，直流回路３１０と目標交流回路３３０との間の熱流量の差が小さくなるように，制御可能な直流電源３１２を制御するように構成される。
本実施形態では，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２から受け取った温度の測定値が，第１の抵抗器ＲDCと第２の抵抗器ＲACとの間に温度差がないか最小限であることを示すとき，および／または，第１および第２の熱流量センサ３２０ａ，３２０ｂから受け取った熱流量の測定値が，第１の抵抗器ＲDCと第２の抵抗器ＲACとの間の熱流量がないか最小限であることを示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部３４０は構成される。
熱平衡に達したとき，平衡化部３４０は，直流回路３１０の電気パラメータのリアルタイム測定値を精密抵抗器Ｒprecの両端電圧の測定値の形で電気的測定手段３５０から読み出すことにより，目標交流回路３３０の電力値３４９を求めるように構成される。
そして，平衡化部３４０は，前述のようにオームの法則を用いて，精密抵抗器Ｒprecの両端電圧のリアルタイム測定値を読み出したものに基づいて直流回路３１０の直流電力値を計算する。そして，平衡化部３４０は，目標交流回路３３０の電力値３４９を，計算した直流電力値に設定するか，または，計算した直流電力値を用いて，前述のように目標交流回路３３０の電力値３４９を計算する。
図１，３および４について既に述べたように，そうして求められた電力値３４９は，平衡化部３４０の出力３４８を介して，ユーザ，オペレータ，コンピュータ等に対して，表示され，報告され，または，利用可能とされてもよい。
任意ではあるが，有利には，図５の第３の実施形態は，共通ヒートシンク３６０付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第３のセット３２３を更に備えることとしてもよい。温度センサの第３のセット３２３の各センサは，各位置の温度を測定して，温度の測定値の形で平衡化部３４０に各熱パラメータを提供するように適合される。
第１および第２の熱流量センサ３２０ａ，３２０ｂによって測定した熱流量の有効性を確認するため，または，その測定した熱流量を検証するため，温度センサの第３のセット３２３によって測定した温度を用いるように，平衡化部３４０は構成されてもよい。加えてまたは代替的に，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２によって測定した温度の有効性を確認するため，または，その測定した温度を検証するため，温度センサの第３のセット３２３によって測定した温度を用いるように，平衡化部３４０は構成されてもよい。更に加えてまたは代替的に，冷却部（図５に図示していない）を制御して共通ヒートシンク３６０を冷却するため，温度センサの第３のセット３２３によって測定した温度を用いるように，平衡化部３４０は構成されてもよい。これにより，温度センサの第１および第２のセット３２１，３２２が，意図した動作範囲を維持しやすくなり，それによって，精確な温度読み取りを得る機会が増える。
本発明のどの実施形態であっても，温度センサは例えばＫタイプまたはＥタイプの熱電対であってもよい。出力ゲインを上昇させるため熱電対を直列にしてもよいが，この場合，出力電圧は実際の温度に一定の倍率をかけたもの（ｓｃａｌｅｄ ｖｅｒｓｉｏｎ）となる。
本発明のどの実施形態であっても，熱流束センサは，例えば，スイス，チューリッヒ，ＣＨ−８００５，テクノパーク１，ｇｒｅｅｎＴＥＧ社のｇＳＫＩＮ（商標）タイプの熱流束センサであってもよい。
本発明のどの実施形態であっても，平衡化部は，中央処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ，ＣＰＵ），デジタルシグナルプロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＤＳＰ），特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ，ＡＳＩＣ），ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）を備えるコンピュータシステムとして，または，ここで説明したような機能を実行可能なあらゆる電子回路によって，（ＡＤＣコンバータのような）インタフェース，供給回路，保護回路，フィルタ，メモリ等，必要に応じた回路と共に実装されてよい。
代替的な発明の態様が以下の参照符号付きの条項に定義される。
Ｉ． 制御可能な直流電源（１２）を備える直流回路（１０）と，
直流回路の少なくともひとつの電気パラメータを測定するための電気的測定手段（５０）と，
直流回路（１０）と目標物（３０）の電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定するための熱感知手段（２０）と，
電気的測定手段（５０）と動作可能に接続された入力（４２），熱感知手段（２０）と動作可能に接続された少なくともひとつの入力（４４），および，制御可能な直流電源（１２）と接続された出力（４６）を有する平衡化部（４０）とを備え，
平衡化部（４０）は，
熱感知手段（２０）によって測定された熱パラメータの少なくともひとつに基づいて，直流回路（１０）と目標物（３０）との間の電力損失の差が小さくなるように，制御可能な直流電源（１２）を制御し，
熱平衡に達したとき，直流回路（１０）の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値を電気的測定手段（５０）から読み出し，読み出した，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値に基づいて，直流回路（１０）の直流電力値を計算し，計算した直流電力値を用いて目標物（３０）の電力値を計算するように構成される，
目標物（３０）の電力値（４９）を測定するための装置（１）。
II．目標物（３０）は以下のいずれかである，条項Ｉに定義した装置。
・交流電源（１３２，２３２，３３２）を有する交流回路（３０，２３０，３３０）
・交番磁界を電流に変換するための電磁装置
・光エネルギーを熱に直接変換するための感光装置
・ソーラーエネルギーのコレクタ／アキュムレータ
・印加された力学的な力に基づいて熱を生成するためのメカニカルダンパー
・熱を生成する化学反応
・圧力を熱に変換するための圧力コンバータ
III ． 直流回路（１０）と目標物（３０）の間の電力損失の差が閾値よりも小さいことを熱感知センサ（２０）が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（４０）が構成された，条項ＩまたはIIに定義した装置。
IV． 直流回路（１０）と目標物（３０）との間の電流散逸の差が閾値レートよりも低いことを熱感知センサ（２０）が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（４０）が構成された，条項ＩまたはIIに定義した装置。
Ｖ． 直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）は，直流電源（１２，１１２，２１２，３１２）に接続された第１の抵抗器（ＲDC）を備え，熱感知手段（２０，１２０，２２１，３２１，３２０ａ）は，前記第１の抵抗器（ＲDC）での電力損失に関連した熱パラメータの少なくともひとつを測定するように適合されてなる，前記条項のいずれかに定義された装置。
VI． 熱感知手段は，第１の抵抗器（ＲDC）付近のそれぞれの位置に配置されて，前記それぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第１のセット（２２１，３２１）を備え，熱感知手段は，更に，目標物（３０）付近のそれぞれの位置に配置されて，前記それぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第２のセット（２２２，３２２）を備える，条項Ｖに定義された装置。
VII ． 直流回路（１０，１１０，３１０）と目標物（３０，１３０，３３０）との間に配置された熱流量センサ（１２０，３２０ａ，３２０ｂ）を少なくともひとつ熱感知手段は備える，前記条項のいずれかに定義された装置。
VIII． 直流回路（１０，１１０，３１０）と目標物（３０，１３０，３３０）との間に熱的に接続されたヒートシンク（１６０ａ，１６０ｂ，２６０）を少なくともひとつ更に備える，前記条項のいずれかに定義された装置。
IX． 目標物（３０）は，交流電源（１３２，２３２，３３２）を有する交流回路（１３０，２３０，３３０）であり，
交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）は，交流電源（１３２，２３２，３３２）に接続された第２の抵抗器（ＲAC）を備え，熱感知手段（２０，１２０，２２２，３２２，３２０ｂ）は，前記第２の抵抗器（ＲAC）での電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定するように適合されてなる，
前記条項のいずれかに定義された装置。
Ｘ． 直流回路の第１の抵抗器（ＲDC）に熱的に接続された第１のヒートシンク（１６０ａ）と，
交流回路の第２の抵抗器（ＲAC）に熱的に接続された第２のヒートシンク（１６０ｂ）とを更に備え，
熱感知手段は，第１のヒートシンク（１６０ａ）と第２のヒートシンク（１６０ｂ）との間に配置された熱流量センサ（１２０）を備え，前記熱流量センサ（１２０）は，第１および第２のヒートシンクの間の熱流量を測定し，平衡化部（１４０）に対し，熱流量の測定値の形で熱パラメータを提供するように適合されてなる，
前記条項のいずれかに定義された装置。
ＸI． 第１の抵抗器（ＲDC）と第２の抵抗器（ＲAC）との間の熱流量が存在しない，または，最小限存在することを，熱流量センサ（１２０）から受け取った熱流量の測定値が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（１４０）が構成された，条項Ｘに定義された装置。
ＸＩＩ． 直流回路の第１の抵抗器（ＲDC）と交流回路の第２の抵抗器（ＲAC）とに熱的に接続された共通ヒートシンク（２６０）を更に備え，
熱感知手段は，
第１の抵抗器（ＲDC）の付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット（２２１）と，
第２の抵抗器（ＲAC）の付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット（２２２）とを備え，
温度センサの前記第１および第２のセットの各温度センサは，前記配置のそれぞれでの温度を測定し，平衡化部（２４０）に対して，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを提供するように適合されてなる，
条項IXに定義された装置。
ＸＩＩＩ． 第１の抵抗器（ＲDC）および第２の抵抗器（ＲAC）の間の温度差が存在しないか最小限存在することを，温度センサの第１および第２のセット（２２１，２２２）から受け取った温度の測定値が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（２４０）が構成された，条項ＸＩＩに定義された装置。
ＸＩＶ． 直流回路の中の第１の抵抗器（ＲDC）と交流回路の中の第２の抵抗器（ＲAC）との間に配置された共通ヒートシンク（３６０）を更に備え，
熱感知手段は，
第１の抵抗器（ＲDC）と共通ヒートシンク（３６０）との間に配置された第１の熱流量センサ（３２０ａ）と，
共通ヒートシンク（３６０）と第２の抵抗器（ＲAC）の間に配置された第２の熱流量センサ（３２０ｂ）と，
第１の抵抗器（ＲDC）付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット（３２１）と，
第２の抵抗器（ＲAC）付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット（３２２）とを備え，
前記第１の熱流量センサ（３２０ａ）は，第１の抵抗器（ＲDC）と共通ヒートシンク（３６０）との間の熱流量を測定し，熱流量の測定値の形で第１の熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合され，
前記第２の熱流量センサ（３２０ｂ）は，共通ヒートシンク（３６０）と第２の抵抗器（ＲAC）との間の熱流量を測定し，熱流量の測定値の形で第２の熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合され，
温度センサの前記第１および第２のセット（３２１，３２２）の各温度センサは，前記位置のそれぞれの温度を測定し，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合される，条項ＩＸに定義された装置。
ＸＶ． 第１の抵抗器（ＲDC）と第２の抵抗器（ＲAC）との間の温度差が存在しないか最小限存在することを，温度センサの第１および第２のセット（３２１，３２２）から受け取った測定値が示すとき，および／または，第１の抵抗器（ＲDC）と第２の抵抗器（ＲAC）の間の熱流量が存在しないか最小限存在することを，第１および第２の熱流量センサ（３２０ａ，３２０ｂ）から受け取った熱流量の測定値が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（３４０）が構成された，条項ＸＩＶに定義された装置。
ＸＶＩ． 共通ヒートシンク付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第３のセット（３２３）を更に備え，温度センサの前記第３のセットの各温度センサは，前記位置のそれぞれの温度を測定して，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合されてなる，条項ＸＶに定義された装置。
ＸＶＩＩ． 温度センサの第３のセット（３２３）によって測定した温度を，
ａ） 第１および第２の熱流量センサ（３２０ａ，３２０ｂ）によって測定された熱流量を検証するため，
ｂ） 温度センサの第１および第２のセット（３２１，３２２）によって測定された温度を検証するため，および，
ｃ）共通ヒートシンク（３６０）の冷却のために冷却部を制御するため，
の少なくともひとつのために用いるように平衡化部（３４０）が構成された，条項ＸＶＩに定義された装置。
ＸＶＩＩＩ． 直流回路（１０）は既知の抵抗値を有する精密抵抗器（Ｒprec）を備え，
電気的測定手段（５０）は，精密抵抗器（Ｒprec）の両端電圧の形で電気パラメータを少なくともひとつ測定するための電圧計（１５０，２５０，３５０）を備える，
前記条項のいずれかに定義された装置。
ＸＩＸ． 直流回路（１０）に直流電力を供給するため，制御可能な直流電源（１２）を操作（７２）し，
直流回路（１０）と目標物（３０）の電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定（７３）し，
直流回路（１０）と目標物（３０）の間の電力損失の差が小さくなるように，少なくともひとつの熱パラメータの測定値に基づいて，直流電源（１２）を制御（７４）し，
熱平衡に達したとき（７５），
直流回路（１０）の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値を読み取り（７６），
読み取った，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値に基づいて，直流回路（１０）の直流電力値を計算（７７）し，
計算した直流電力値を用いて，目標物（３０）の電力値（４９）を計算（７８）することにより，目標物（３０）の電力値（４９）を測定する
ことを含む，目標物（３０）の電力値（４９）を測定する方法。
本発明の実施形態を参照して本発明について詳細に説明した。しかし，当業者には容易に理解されるように，添付した請求項に定義された発明として，他の実施形態も本発明の範囲に同様に含まれうる。

Claims (17)

  1. 制御可能な直流電源（１２）を備える直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）と，
    直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）の少なくともひとつの電気パラメータを測定するための電気的測定手段（５０）と，
    直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）と目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）との間に熱的に接続された少なくともひとつのヒートシンク（１６０ａ，１６０ｂ，２６０，３６０）と，
    直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）と目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）の電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定するための熱感知手段（２０）と，
    電気的測定手段（５０）と動作可能なように接続された入力（４２），熱感知手段（２０）と動作可能なように接続された少なくともひとつの入力（４４），および，制御可能な直流電源（１２）と接続された出力（４６）を有する平衡化部（４０）とを備え，
    平衡化部（４０）は，
    熱感知手段（２０）によって測定された熱パラメータの少なくともひとつに基づいて，直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）と目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）との間の電力損失の差が小さくなるように，制御可能な直流電源（１２）を制御し，
    熱平衡に達したとき，直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値を電気的測定手段（５０）から読み出し，読み出した，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値に基づいて，直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）の直流電力値を計算し，計算した直流電力値を用いて目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）の電力値（４９）を計算することによって，目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）の電力値（４９）を測定するように構成される，
    交流電源（１３２，２３２，３３２）を有する交流回路（１３０，２３０，３３０）の形をとった目標物（３０）の電力値（４９）を測定するための装置（１）。
  2. 直流回路（１０，１１０，２１０，３１０と目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）の間の電力損失の差が閾値よりも小さいことを熱感知センサ（２０）が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（４０）が構成された，請求項１に定義された装置。
  3. 直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）と目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）との間の電流散逸の差が閾値レートよりも低いことを熱感知センサ（２０）が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（４０）が構成された，請求項１に定義された装置。
  4. 直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）は直流電源（１２，１１２，２１２，３１２）に接続された第１の抵抗器（ＲDC）を備え，熱感知手段（２０，１２０，２２１，３２１，３２０ａ）は，前記第１の抵抗器（ＲDC）での電力損失に関連した熱パラメータの少なくともひとつを測定するように適合されてなる，前記いずれかの請求項に定義された装置。
  5. 熱感知手段は，第１の抵抗器（ＲDC）付近のそれぞれの位置に配置されて，前記それぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第１のセット（２２１，３２１）を備え，熱感知手段は，更に，目標交流回路（３０，２３０，３３０）付近のそれぞれの位置に配置されて，前記それぞれの位置の温度を測定するように適合された，温度センサの第２のセット（２２２，３２２）を備える，請求項４に定義された装置。
  6. 直流回路（１０，１１０，３１０）と目標交流回路（３０，１３０，３３０）との間に配置された熱流量センサ（１２０，３２０ａ，３２０ｂ）を少なくともひとつ熱感知手段は備える，前記いずれかの請求項に定義された装置。
  7. 目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）は，交流電源（３２，１３２，２３２，３３２）に接続された第２の抵抗器（ＲAC）を備え，熱感知手段（２０，１２０，２２２，３２２，３２０ｂ）は，前記第２の抵抗器（ＲAC）での電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定するように適合されてなる，前記いずれかの請求項に定義された装置。
  8. 前記少なくともひとつのヒートシンクは，
    直流回路の第１の抵抗器（ＲDC）に熱的に接続された第１のヒートシンク（１６０ａ）と，
    交流回路の第２の抵抗器（ＲAC）に熱的に接続された第２のヒートシンク（１６０ｂ）とを更に備え，
    熱感知手段は，
    第１のヒートシンク（１６０ａ）と第２のヒートシンク（１６０ｂ）との間に配置された熱流量センサ（１２０）を備え，前記熱流量センサ（１２０）は，第１および第２のヒートシンクの間の熱流量を測定し，平衡化部（１４０）に対し，熱流量の測定値の形で熱パラメータを提供するように適合されてなる，
    前記いずれかの請求項に定義された装置。
  9. 第１の抵抗器（ＲDC）と第２の抵抗器（ＲAC）との間の熱流量が存在しない，または，最小限存在することを，熱流量センサ（１２０）から受け取った熱流量の測定値が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（１４０）が構成された，請求項８に定義された装置。
  10. 前記少なくともひとつのヒートシンクは，直流回路の第１の抵抗器（ＲDC）と交流回路の第２の抵抗器（ＲAC）とに熱的に接続された共通ヒートシンク（２６０）を備え，
    熱感知手段は，
    第１の抵抗器（ＲDC）の付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット（２２１）と，
    第２の抵抗器（ＲAC）の付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット（２２２）とを備え，
    温度センサの前記第１および第２のセットの各温度センサは，前記配置のそれぞれでの温度を測定し，平衡化部（２４０）に対して，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを提供するように適合されてなる，
    請求項７に定義された装置。
  11. 第１の抵抗器（ＲDC）および第２の抵抗器（ＲAC）の間の温度差が存在しないか最小限存在することを，温度センサの第１および第２のセット（２２１，２２２）から受け取った温度の測定値が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（２４０）が構成された，請求項１０に定義された装置。
  12. 前記少なくともひとつのヒートシンクは，
    直流回路の中の第１の抵抗器（ＲDC）と交流回路の中の第２の抵抗器（ＲAC）との間に配置された共通ヒートシンク（３６０）を更に備え，
    熱感知手段は，
    第１の抵抗器（ＲDC）と共通ヒートシンク（３６０）との間に配置された第１の熱流量センサ（３２０ａ）と，
    共通ヒートシンク（３６０）と第２の抵抗器（ＲAC）の間に配置された第２の熱流量センサ（３２０ｂ）と，
    第１の抵抗器（ＲDC）付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第１のセット（３２１）と，
    第２の抵抗器（ＲAC）付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第２のセット（３２２）とを備え，
    前記第１の熱流量センサ（３２０ａ）は，第１の抵抗器（ＲDC）と共通ヒートシンク（３６０）との間の熱流量を測定し，熱流量の測定値の形で第１の熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合され，
    前記第２の熱流量センサ（３２０ｂ）は，共通ヒートシンク（３６０）と第２の抵抗器（ＲAC）との間の熱流量を測定し，熱流量の測定値の形で第２の熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合され，
    温度センサの前記第１および第２のセット（３２１，３２２）の各温度センサは，前記位置のそれぞれの温度を測定し，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合される，請求項７に定義された装置。
  13. 第１の抵抗器（ＲDC）と第２の抵抗器（ＲAC）との間の温度差が存在しないか最小限存在することを，温度センサの第１および第２のセット（３２１，３２２）から受け取った測定値が示すとき，および／または，第１の抵抗器（ＲDC）と第２の抵抗器（ＲAC）の間の熱流量が存在しないか最小限存在することを，第１および第２の熱流量センサ（３２０ａ，３２０ｂ）から受け取った熱流量の測定値が示すとき，熱平衡に達したと判定するように平衡化部（３４０）が構成された，請求項１２に定義された装置。
  14. 共通ヒートシンク（３６０）付近のそれぞれの位置に配置された温度センサの第３のセット（３２３）を更に備え，温度センサの前記第３のセットの各温度センサは，前記位置のそれぞれの温度を測定して，温度の測定値の形でそれぞれの熱パラメータを平衡化部（３４０）に提供するように適合されてなる，請求項１３に定義された装置。
  15. 温度センサの第３のセット（３２３）によって測定した温度を，少なくとも以下のひとつのために用いるように平衡化部（３４０）が構成された，請求項１４に定義された装置。
    ａ）第１および第２の熱流量センサ（３２０ａ，３２０ｂ）によって測定された熱流量を検証するため。
    ｂ）温度センサの第１および第２のセット（３２１，３２２）によって測定された温度を検証するため。
    ｃ）共通ヒートシンク（３６０）の冷却のために冷却部を制御するため。
  16. 直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）は既知の抵抗値を有する精密抵抗器（Ｒprec）を備え，
    電気的測定手段（５０）は，精密抵抗器（Ｒprec）の両端電圧の形で電気パラメータを少なくともひとつ測定するための電圧計（１５０，２５０，３５０）を備える，
    前記いずれかかの請求項に定義された装置。
  17. 直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）に直流電力を供給するため，制御可能な直流電源（１２）を操作（７２）し，
    直流回路（１０）と目標物（３０）の電力損失に関連した熱パラメータを少なくともひとつ測定（７３）し，
    直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）と目標交流回路との間の電力損失の差が小さくなるように，少なくともひとつの熱パラメータの測定値に基づいて，直流電源（１２）を制御（７４）し，
    熱平衡に達したとき（７５），
    直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）の少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値を読み取り（７６），
    読み取った，少なくともひとつの電気パラメータの少なくともひとつのリアルタイム測定値に基づいて，直流回路（１０，１１０，２１０，３１０）の直流電力値を計算（７７）し，
    計算した直流電力値を用いて，目標物（３０，１３０，２３０，３３０）の電力値（４９）を計算（７８）する
    ことによって，目標交流回路（３０，１３０，２３０，３３０）の電力値（４９）を測定する
    ことを含む，交流電源（１３２，２３２，３３２）を有する交流回路（１３０，２３０，３３０）の形の目標物（３０）の電力値を測定する方法（７０）。
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