(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対をなす電圧降下回路の電圧降下を整合させる方法であって、
直列に結合された固定値構成要素と調整可能値構成要素をそれぞれ含む回路を使用して第１の電圧降下および第２の電圧降下を監視するステップを含み、前記固定値構成要素および調整可能値構成要素が第１の周波数で動作するように構成され、さらに、
前記第１の周波数よりも周波数が高い高周波信号を印加することによって生成される電圧降下の測定された変化に起因する、前記第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路で生成される電圧降下値のどんな差にも基づいて前記調整可能値構成要素の値を調整するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記固定値構成要素は、抵抗であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記調整可能値構成要素は、調整可能電流源であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記調整可能値構成要素は、前記固定値構成要素のそれぞれに選択的に接続可能な単一の調整可能値構成要素に相当することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記高周波信号は、擬似ランダム信号であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記高周波信号は、方形波信号であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
電圧降下の差を測定する方法であって、
第１の端子および第２の端子を有する電流測定構成要素を電圧源および負荷デバイスと直列に結合するステップであって、前記電圧源は第１の周波数で動作する、ステップと、
直列に結合された固定値構成要素および調整可能値構成要素をそれぞれ含む第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路を用意するステップと、
前記第１の電圧降下回路を前記電流測定構成要素の前記第１の端子に結合するステップと、
前記第２の電圧降下回路を前記電流測定構成要素の前記第２の端子に結合するステップと、
比較的高周波の信号を前記調整可能値構成要素の制御入力に重畳するステップと、
前記高周波信号によって生成される電圧降下の測定された変化に起因する、前記第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路で生成される電圧降下値のどんな差にも基づいて前記調整可能値構成要素の値を調整するステップと、
前記第１の周波数において前記第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路で生成される電圧降下値の差によって生成される電圧降下の差を測定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記電流測定構成要素は、抵抗を備えることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記固定値構成要素は、抵抗であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記調整可能値構成要素は、調整可能電流源であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記調整可能値構成要素は、前記固定値構成要素のそれぞれに選択的に接続可能な単一の調整可能値構成要素に相当することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記高周波信号は、擬似ランダム信号であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記高周波信号は、方形波信号であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
結び付けられた負荷内の付随する電流の流れを計算するために前記測定された電圧降下を使用するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
計測されるべき多相電源の多相において測定された電圧降下を使用するステップと、結び付けられた多相負荷内のこのような対応する複数の相において付随する電流の流れを計算するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１６】
負荷デバイスを通る第１の周波数の電圧降下を測定する装置であって、
第１の端子および第２の端子を有する電流測定構成要素と、
前記電流測定構成要素の前記第１の端子および第２の端子にそれぞれ結合された第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路であって、それぞれが、調整可能値構成要素に直列に結合された第１の固定値構成要素を含む第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路と、
高周波信号を前記調整可能値構成要素の制御入力に結合し、前記高周波信号から前記第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路で生成される電圧降下を監視して、前記電圧降下のどんな差にも基づいて前記調整可能値構成要素に信号を供給するように構成されたチューニング回路と、
前記第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路に結合された、前記第１の周波数で電圧降下差を測定する測定デバイスと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記固定値構成要素は、抵抗を含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記調整可能値構成要素は、調整可能電流源を含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記高周波信号は、正弦波信号、擬似ランダム信号、および方形波信号のうちの１つを含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
負荷デバイスを通る第１の周波数の電圧降下を測定する装置であって、
第１の端子および第２の端子を有する電流測定構成要素と、
前記電流測定構成要素の前記第１の端子および第２の端子にそれぞれ結合された第１の固定値構成要素および第２の固定値構成要素と、
調整可能値構成要素と、
切替えデバイスであって、それぞれの固定値デバイスを前記調整可能値構成要素に接続するように構成され、その結果、前記第１の固定値構成要素および第２の固定値構成要素が前記調整可能値構成要素と直列に交互に結合されることになる切替えデバイスと、
高周波信号を前記調整可能値構成要素の制御入力に結合し、前記調整可能値構成要素と直列に結合されたとき前記高周波信号から前記第１の固定値構成要素および第２の固定値構成要素で生成される電圧降下を監視して、前記電圧降下のどんな差にも基づいて前記調整可能値構成要素に信号を供給するように構成されたチューニング回路と、
前記第１の固定値構成要素および第２の固定値構成要素に結合された、前記第１の周波数で電圧降下差を測定する測定デバイスと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２１】
前記切替えデバイスが連動スイッチを含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、単相と多相の両方の環境における計量に関する。より具体的には、本発明の主題は、大きな共通モード電圧値の周辺の小さな値の差動電圧の測定を分路による電流測定回路において可能にする方法および装置の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気供給業者は、様々なサービス地点で発電または配電される電気エネルギーの量を監視するために、様々な計器および対応する測定回路を使用する。このような地点はそれぞれ、１２０ボルト、２４０ボルト、２７７ボルト、および４８０ボルト（ＲＭＳ）などの一般的な動作電圧に対応する多くの異なる単相または多相の供給タイプのうちの１つによって特徴付けることができる。いくつかの既知の電気計器は、このような一般的な測定電圧のすべて、またはいくつかで機能するように設計されており、したがって広い入力電圧範囲にわたって動作可能である。最小測定電圧値の約２０パーセント下から最大測定電圧値の約２０パーセント上までの範囲で計器精度を要求することが多い業界標準により、最大幅の入力電圧範囲で動作可能な計器は、約９６ボルトから５７６ボルト（ＲＭＳ）までの全範囲で完全に機能できるものに相当する。
【０００３】
電気計器は通常、電気点検時に電圧信号および電流信号を受け取る何らかの入力回路を含む。電気点検電流信号を受け取る入力回路は、本明細書では電流取得回路と呼ばれ、電気点検電圧信号を受け取る入力回路は、電圧取得回路と呼ばれる。
【０００４】
多くの異なる構成要素が計器電圧電流取得回路に、それぞれの計器用変圧器、能動変流器、および抵抗分圧器構成を含め、従来から使用されてきた。抵抗分圧器は非常に便利であるが、精密な構成要素が使用されない限り、較正の問題を呈示しうる。以前の抵抗分圧器構成では、手作業で調整可能なポテンショメータ型デバイス、ならびにデジタル式で制御される選択可能な抵抗値の両方を含む、調整可能な分割器構成を使用した。
【０００５】
このような抵抗分圧器は、特定の場合には満足に機能できるが、整合された電圧分割を必要とする環境などの他の環境では、正確に整合された１対の分圧器を用意することが困難であると判明することがある。さらに、整合された分割比を長期にわたり維持することもまた、環境変化、構成要素の経年劣化、および他の考慮すべき事項により問題になりうる。
【０００６】
そのため、実施可能なサイズおよびコスト制約の範囲内である一方で、高精度の測定能力も提供する分路電圧測定回路を実現することが望まれる。様々な態様および代替実施形態が電気計測の分野で知られているであろうが、上で言及した特性、ならびに電気点検の際の入力回路取得と関連する、また計測技術と関連する他の望ましい特徴を広く包含する設計は出現していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，２４２，１７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術において遭遇する、また本発明の主題によって対処する、認識されている１つまたは複数の特徴を考慮して、計量の改善のための改善された手法および装置を提供する。より具体的には、分路測定構成において高精度に整合された電圧降下を得るための改善された主題の選択された実施形態を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の主題の一実施形態では、電圧の「整合降下」が分路の両側に作り出され、共通モードの分路電圧がより容易に扱える値まで引き下げられる結果を伴う。さらにまた、本発明の主題の選択された実施形態は、必要とされる整合精度の、他の方法では重大な必要性に、線間電圧と共に周波数が変わる電圧に重畳される高周波の追加信号を発生することによって対処しうる。このようなやり方で、本発明の主題の少なくともいくつかの実施形態により、結果として生じた不整合をそのような高周波で測定することができ、フィードバックループを使用して、許容レベルまで整合を改善するように電圧降下をチューニングする電流源を制御することができる。
【００１０】
本発明の主題の別の実施形態では、整合が高周波と低周波で同じであるという本概念を利用する改善された装置および手法が提供され、それによって、本開示の整合降下回路概念が対象の周波数で整合される結果を伴う。
【００１１】
いくつかの本例示的実施形態では、分離回路の必要性を何もさらには伴わずに、三相計器で３つすべての分路電圧を測定するなど、多相計器ですべての分路電圧を測定するための、独自の電力源を持つ単一のチップを使用することにより実現できる相当する回路を開示する。本発明の主題を実施することに関しての相当するコスト低減は、標準的な分路による多相実施と比較してかなりのものになる。
【００１２】
本発明の主題の特定の実施形態では、利用される追加高周波信号は、他の任意の種類のより複雑な信号（電流情報に対して信号が帯域外にある限り、例えば、擬似ランダムまたは方形波）とし、それによって、類似信号の外部注入による、ありうる不正変更を防止することができる。
【００１３】
さらなる本例示的実施形態では、ＨＦ信号（例えば、本図２に「ｖ」で表示されたものなど）に基づくフィードバックループで、ＨＦにおいて獲得された不整合情報を使用して線周波数で電流源をチューニングし、それによって不整合を補償することができる。
【００１４】
さらなるいくつかの本例示的実施形態では、主題は特に、多相計測の改善に関係しうる。より具体的には、本発明の主題の特定の多相実施形態は、既存の技術のすべての技術的態様を維持しながら多相計測のコストを大幅に低減する可能性を有する。
【００１５】
本発明の主題は、例示的一実施形態の関連する部分で、対をなす電圧降下回路の電圧降下を整合させる方法に関する。このような本例示的方法では、第１の分圧器および第２の分圧器を用意することができ、それぞれが、直列に結合された固定された値の構成要素（以下、固定値構成要素）と調整可能な値の構成要素（以下、調整可能値構成要素）とを含む。好ましくは、このような例示的実施形態で、固定値構成要素および調整可能値構成要素は、第１の周波数で動作するように構成される。このような方法によれば、第１の周波数よりも周波数が高い高周波信号を印加することによって生成される電圧降下の測定された変化に起因する、第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路で生成される電圧降下値のどんな差にも基づいて、調整可能値構成要素の値が調整される。
【００１６】
選択された諸実施形態では、固定値構成要素は抵抗を含みうる。追加の諸実施形態では、調整可能値構成要素は調整可能電流源を含みうる。特定の本実施形態では、高周波信号は擬似ランダム信号でよく、選択された諸実施形態では、高周波信号は方形波信号をさらに含みうる。  
本発明の一態様では、対をなす電圧降下回路の電圧降下を整合させる方法であって、直列に結合された固定値構成要素と調整可能値構成要素をそれぞれ含む回路を使用して第１の電圧降下および第２の電圧降下を監視するステップを含み、前記固定値構成要素および調整可能値構成要素が第１の周波数で動作するように構成され、さらに、前記第１の周波数よりも周波数が高い高周波信号を印加することによって生成される電圧降下の測定された変化に起因する、前記第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路で生成される電圧降下値のどんな差にも基づいて前記調整可能値構成要素の値を調整するステップを含むことを特徴とする方法が提供される。
【００１７】
本発明の主題はまた、電流の流れを測定する本例示的手法に関する。このような諸実施形態では、本例示的方法は、電圧源および負荷デバイスと直列の第１の端子および第２の端子を有する電流測定構成要素を、第１の周波数で動作する電圧源と接続するステップを提供しうる。このような例示的方法は、直列に結合された固定値構成要素と調整可能値構成要素をそれぞれが含む第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路を用意するステップと、第１の分圧器を電流サンプリング構成要素の第１の端子に結合するステップと、第２の分圧器を電流サンプリング構成要素の第２の端子に結合するステップとを提供することをさらに必要とする。
【００１８】
本手法のこのような上記の例示的実施形態は、比較的高い周波数の信号を電圧降下回路野電流源に重畳するステップと、高周波信号によって生成される電圧降下の測定された変化に起因する、第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路で生成される電圧降下値のどんな差にも基づいて調整可能値構成要素の値を調整するステップと、次に、第１の周波数において第１の分圧器および第２の分圧器で生成される電圧降下値の差によって生成される電圧降下の差を測定するステップとをさらに提供しうる。  
本発明の別の態様では、負荷デバイスを通る第１の周波数の電圧降下を測定する装置であって、第１の端子および第２の端子を有する電流測定構成要素と、前記電流測定構成要素の前記第１の端子および第２の端子にそれぞれ結合された第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路であって、それぞれが、調整可能値構成要素に直列に結合された第１の固定値構成要素を含む第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路と、高周波信号を前記調整可能値構成要素の制御入力に結合し、前記高周波信号から前記第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路で生成される電圧降下を監視して、前記電圧降下のどんな差にも基づいて前記調整可能値構成要素に信号を供給するように構成されたチューニング回路と、前記第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路に結合された、前記第１の周波数で電圧降下差を測定する測定デバイスとを備えることを特徴とする装置が提供される。  
本発明の更なる態様では、負荷デバイスを通る第１の周波数の電圧降下を測定する装置であって、第１の端子および第２の端子を有する電流測定構成要素と、前記電流測定構成要素の前記第１の端子および第２の端子にそれぞれ結合された第１の固定値構成要素および第２の固定値構成要素と、調整可能値構成要素と、切替えデバイスであって、それぞれの固定値デバイスを前記調整可能値構成要素に接続するように構成され、その結果、前記第１の固定値構成要素および第２の固定値構成要素が前記調整可能値構成要素と直列に交互に結合されることになる切替えデバイスと、高周波信号を前記調整可能値構成要素の制御入力に結合し、前記調整可能値構成要素と直列に結合されたとき前記高周波信号から前記第１の固定値構成要素および第２の固定値構成要素で生成される電圧降下を監視して、前記電圧降下のどんな差にも基づいて前記調整可能値構成要素に信号を供給するように構成されたチューニング回路と、前記第１の固定値構成要素および第２の固定値構成要素に結合された、前記第１の周波数で電圧降下差を測定する測定デバイスとを備えることを特徴とする装置が提供される。
【００１９】
当業者には、本発明の主題は、装置、ならびに関連および／または付随する手法を等しく包含することが理解されるはずである。例えば、１つの本例示的装置は、第１の周波数で、または特定の帯域にわたって、負荷を通る電流の流れを測定する装置を包含する。このような実施形態による例示的本装置は、第１の端子および第２の端子を有する電流サンプリング構成要素を備えることがあり、また電流サンプリング構成要素の第１の端子および第２の端子にそれぞれ結合された第１の電圧降下回路および第２の電圧降下回路を含むことがあり、それぞれの分圧器が、調整可能値構成要素に直列に結合された第１の固定値構成要素を含む。このような装置はまた、前記電流サンプリング構成要素の第１の端子に結合された高周波信号源と、高周波信号源から第１の分圧器および第２の分圧器で生成される電圧降下を監視して、電圧降下のどんな差にも基づいて調整可能値構成要素に信号を供給するように構成されたチューニング回路とを含むこともある。このような例示的装置はまた、第１の分圧器および第２の分圧器に結合された、第１の周波数で電圧降下差を測定する測定デバイスを含むこともある。
【００２０】
本発明の主題の追加の諸実施形態は、本明細書の詳細な説明により記述され、あるいは当業者に明らかになるであろう。また、これについて明確に表され、参照され、論じられた特徴、要素、およびステップに対する修正および変形は、主題の様々な実施形態および使用法で、主題の趣旨および範囲から逸脱することなく実践できることもさらに理解されたい。変形には、それだけには限らないが、表され、参照され、論じられたものを等価な手段、特徴、またはステップで置き換えること、および様々な部分、特徴、ステップなどを機能的、動作的、または位置的に反対にすることが含まれうる。
【００２１】
さらにまた、本発明の主題の異なる諸実施形態ならびに異なる現在好ましい諸実施形態は、現在開示されている特徴、ステップ、もしくは要素、またはこれらの等価物（図にはっきりと示されていない、またはこのような図の詳細な説明で述べられていない特徴、部分、もしくはステップの組合せ、または、これらの構成物を含む）の様々な組合せ、または構成物を含みうることを理解されたい。この概要の項で必ずしも表明されていない本発明の主題の追加の諸実施形態は、上で参照した特徴、構成要素、またはステップの諸態様の様々な組合せ、および／または本願で別に論じられる他の特徴、構成要素、またはステップを含むこと、および組み込むことがある。当業者には、本明細書の残りの部分を精査することによって、このような諸実施形態の特徴および態様、ならびに他のものをより良く理解されよう。
【００２２】
本発明の主題の完全で権能付与的な開示が、当業者を対象とする本発明の主題のベストモードを含めて、添付の図を参照する本明細書で記述される。
【００２３】
本明細書および添付図面全体を通して参照文字を再使用しているのは、本発明の主題の同じまたは類似の機能、要素またはステップを表現するためである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】分路による計量測定用の整合降下回路の原理を描写するための、分路による計量測定用の既知の整合降下回路を概略的に表す図である。
【図２】本技術による電流源チューニングを組み込む、分路による計量測定用の整合降下回路を概略的に表す図である。
【図３】単一の電流源を使用する本発明の主題の別の例示的実施形態を概略的に表す図である。
【図４】本技術による整合電圧降下測定手法を表す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
課題を解決するための手段で論じたように、本発明の主題は特に、分路電圧測定の精度を高くすることに関する。
【００２６】
最初に図１を参照すると、分路による計量測定用の既知の整合降下回路１００が表されている。回路１００に表されているように、高電位側分流検知抵抗（Ｒｓ）１０８を用いて負荷デバイス１０２を相線１０４と中性線１０６の間に結合することができる。電圧測定回路が、１対の電流源（Ｉ）１２０、１２２にそれぞれ接続された１対の抵抗（Ｒ）１１０、１１２に対応して形成される。図１に表されるように、抵抗１１０、１１２それぞれの第１の端部が電流検知抵抗１０８の一端部に接続され、抵抗１１０、１１２それぞれの別の端部がそれぞれの電流源１２０、１２２に接続され、これら電流源は、それぞれの他方の端子が中性線１０６に接続されている。
【００２７】
上記の代表的な構成によって、また抵抗１１０および１１２の各抵抗値Ｒが全く同じであり、電流源１２０、１２２によって生成される各電流が全く同じであるという基本想定により、抵抗／電流源の各対の接合点１３２、１３４間の計器１３０によって測定される差動電圧は、電流検知抵抗１０８両端間の電圧降下Ｖｒｓと厳密に一致することになる。この電圧（Ｖｒｓ）は値が非常に小さく、線１０４上の相電圧に追従する共通モード電圧となっている。例示的な構成では、線１０４上の相電圧は３４０Ｖ以上であることがあり、そのため通常の電子部品に供給することができない。当業者には、上で言及された基本想定に反して、抵抗１１０、１１２の抵抗値、および電流源２２０、２２２の電流値に関するこのような（全く同じ値という）精度は困難であり、実際には容易に到達できないことが理解されよう。
【００２８】
主題の図２をさしあたり参照すると、上記の整合問題に対する本解決策が、整合降下回路２００を参照してより完全に描かれている。本技術によれば、整合問題の解決策が、電流源２２０、２２２に能動フィードバックループ制御システム２４０を設けることによって見出されうる。この制御システムは、各降下デバイスの差に合わせて自動的に調整する一方で、共通モード電圧を相殺し、Ｖｒｓを中性線２０６の電圧付近まで低下させるように動作する。このようにして、結果として得られた信号（Ｖｏｕｔ）を共通電子回路に供給することができる。
【００２９】
図２をさらに参照すると、当業者には、図２のいくつかの回路態様が図１のものと部分的に類似していることが理解されよう。特に、負荷２０２が相線２０４と中性線２０６の間に電流検知抵抗（Ｒｓ）２０８を用いて結合されている点で類似した構成が使用されている。部分的に類似している１対の電圧降下回路が設けられている。本発明の主題の特定の例示的実施形態では、図２の例の場合で、値Ｒ１を有する代表的な抵抗２１０が第１の電圧制御式電流源（ｇ１）２２０に直列に結合され、値Ｒ２を有する第２の代表的な抵抗２１２が電圧制御式電流源（ｇ２）２２２に直列に結合されている。
【００３０】
本技術によれば、チューニング回路２４０が、線２４２、２４４を介して制御信号を電圧制御式電流源（ｇ１、ｇ２）２２０、２２２それぞれに供給するように構成される。このような制御信号は、高周波信号ｖを、ネットワーク（相線２０４）周波数と同じ周波数で変化すると共に共通モード電圧を相殺するようにチューニングされる制御電圧Ｖの上に重畳する。例えば、ネットワークが５０Ｈｚで運用されている場合、制御電圧Ｖはそれと同じ周波数で変化する。制御電圧Ｖと共に、付加的な制御電圧ｖが電圧制御式電流源（ｇ１、ｇ２）２２０、２２２に制御線２４２、２４４を用いて印加される。チューニング回路２４０は、抵抗／電流源の対Ｒ１／ｇ１およびＲ２／ｇ２のそれぞれの接合点２３２、２３４の間の計器２３０によって表示される電圧を、それぞれ監視接続部２４６、２４８を用いて監視するように構成される。接合点２３２の電圧はＲ１ｇ１（Ｖ＋ｖ）の値に一致し、接合点２３４の電圧はＲ２ｇ２ｋ（Ｖ＋ｖ）の値に一致する。接合点２３２、２３４の電圧を監視することによってチューニング回路２４０で集められた情報は、不整合が確実に常にゼロになるようにチューニング係数ｋを適合させるために使用される。
【００３１】
本発明の主題による電流源（ｇ１、ｇ２）２２０、２２２の調整によってもたらされる整合は、有利なことに高周波数と低周波数の両方で同じである。したがって、本技術により整合降下回路は、対象の周波数で、すなわち一般に５０〜６０Ｈｚでありうる相線２０４の線周波数で、そのように整合される。当業者には、本技術が三相計測環境で使用するために容易に拡張できることが理解されよう。このような場合には、独自の電力源を持つ単一チップを、三相計器で３つすべての分路電圧を測定するように構成することができる。付加的な利益が、標準的な分路による同等の多相計測構成と比較すると大幅なコスト低減を含め、本技術を実施することにより生まれる。さらに本技術を実施することにより、測定回路を高電圧レベルから分離するために従来必要であったアイソレータが不要になり、また測定回路の継続的な調整を行うための機構が実現する。
【００３２】
図３をさしあたり参照すると、単一の電流源を使用する本整合降下回路３００の別の例示的な実施形態が表されている。まず、図示された参照番号で識別される構成要素のそれぞれは、図２に表されたそれぞれの対応する構成要素と機能的に対応するが、ここでは、図２の同等の、同様に２００番台の番号が付けられた構成要素に全く同じように対応する３００番台の番号を使用して図示され表示されていることを理解されたい。したがって、当業者にはよく理解されようが、このような構成要素の追加説明は、重複するものとして不要である。
【００３３】
しかし、図２と図３の実施形態を比較すると、図３の実施形態では全体として、図２に表された源ｇ１、ｇ２（２２０、２２２）の対を単一の電流源（ｇ）３２０で置き換えていることに注意されたい。図３のこのような実施形態では、２つの物理的に異なる電流源を使用することにより生じるいかなる不整合も、単一の電流源（ｇ）３２０を与えると共にこのような源を一方の分岐から他方のものへと切り替えることによって、回避することができる。このような切替えは、二相で達成することができ、第１の相で連動スイッチＰ１を閉じる一方で連動スイッチＰ２を開いたままにして、電流源（ｇ）３２０を接合点３３２に接続すること、またこの電流源に制御信号を供給するために、チューニング回路３４０から電流源（ｇ）３２０への線３４２上の電圧を制御することができる。
【００３４】
第２の相では、連動スイッチＰ１が開かれ、連動スイッチＰ２が閉じられ、その結果、電流源（ｇ）３２０が接合点３３４に結合される一方で、制御電圧が電流源（ｇ）３２０に線３４４を介してチューニング回路３４０から供給されることになる。抵抗３１、３１２が電流を受け取らない相の間中、測定ノード３３２、３３４および計器３３０が線３０４上の相電圧まで引き上げられることを防止するために、ツェナーダイオード３５２、３５４が、それぞれ接合点３２０、３２２と中性線３０６の間に接続される。
【００３５】
本技術の付加的な特徴が、様々な高周波波形を高周波信号ｖとして使用する可能性にある。本発明のさらなる諸実施形態によれば、高周波信号は、それだけには限らないが、正弦波信号、または擬似ランダム信号、方形波信号、または他の種類の、必ずしも周期性ではない、このような信号が電流計測帯域幅外であることが唯一の制限である波形を含む、より複雑な信号を含む任意の種類の信号に相当しうる。一般に、このような計測帯域幅は０〜４ｋＨｚに相当することがあり、これに対する高周波信号ｖの適切な周波数範囲は２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚに相当しうる。このような波形を使用する一態様は、このような使用により、類似信号の外部注入による不正変更の可能性を低減することである。
【００３６】
図４をさしあたり参照すると、本発明の主題による電圧降下測定手法を実施する例示的なステップを示す流れ図４００が表されている。ステップ４０２で、取得されるべき測定値の数に応じて電圧降下回路が用意される。一般に単相回路では、１対の電圧降下回路が用意されるが、もちろんこの数は多相回路では増加されうる。単相測定回路から多相測定回路への例示的なこのような拡張は、Ｍａｉｅｒらの特許文献１に見ることができる。用意される分圧器回路は一般に、固定値構成要素と調整可能値構成要素の直列の対に相当しうる。選択された諸実施形態では、固定値構成要素は固定値抵抗に相当しうる。調整可能値構成要素は、１つまたは複数の調整可能電流源に相当しうる。
【００３７】
本方法が電流の流れを測定するために使用されるべき場合、任意選択のステップ４０４で、１対の分圧器回路を電流測定構成要素の両端に結合することができる。特定の例示的な実施形態では、このステップは、１対の分圧器回路の一端部それぞれを小さな値の固定抵抗の一端部それぞれに結合することによって実施することができ、この固定抵抗は次に、通過電流が決定されることが望まれうる負荷デバイスに直列に結合することができる。本方法が適用されて対の電圧降下回路に整合電圧降下が得られる諸実施形態では、１対の電圧降下回路それぞれの一端部を、整合降下が得られるべきそれぞれの点に結合することができる。
【００３８】
ステップ４０６で、電圧降下回路の調整可能構成要素が、各電圧降下の間の測定された差に基づいて調整される。いくつかの実施形態では、個別の調整可能構成要素が、例えば図２に表されるように電圧降下回路のそれぞれで使用される。代替実施形態では、単一の調整可能構成要素を図３に表したものに従って使用して、両方の（１対の回路の場合）分圧器回路の調整可能構成要素として交互に結合されるように構成することができる。どちらの場合でも、本手法によれば、ステップ４０６に従って調整構成要素に適応することが、調整可能構成要素（１つまたは複数）（の両方）に調整信号を、電圧降下回路によって生成される各測定電圧降下間の差を低減するように供給することによって行われうる。つまり、分圧器回路それぞれの固定値構成要素および調整可能値構成要素のそれぞれの接合点で測定された各電圧の差を低減するように供給することによって行われうる。このような調整ステップ４０６に対する重要な態様は、調整信号が、電圧降下回路それぞれの入力に印加されるどの電圧の周波数よりも周波数が高い高周波信号を含むことである。さらに、この高周波信号は、それだけには限らないが、擬似ランダム信号、方形波、および正弦波形を含むいくつかの異なる波形を用いて生成することができる。有利なことに、本明細書で前述のように、高周波構成要素と低周波構成要素の両方によってもたらされる各整合調整は同じである。
【００３９】
最後に、ステップ４０８で、電圧降下回路それぞれによって生成される電圧降下の差の測定が、電圧降下回路それぞれの入力に印加される電圧の周波数に基づき電圧降下を測定して行われる。
【００４０】
本発明の主題をその特定の諸実施形態に関して詳細に説明してきたが、当業者であれば、上記を理解することによって、このような実施形態の代替形態、変形形態、および等価物を容易に作成できることを理解されたい。したがって、本開示の範囲は、限定的なものではなく例示的なものであり、主題の開示は、当業者には容易に明らかになるように、本発明の主題に対するこのような修正、変形および／または追加を含むことを除外しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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