特開 2023-144451 シャント抵抗器および電流検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023144451

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】シャント抵抗器および電流検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/00 20060101AFI20231003BHJP

   H01C 13/00 20060101ALI20231003BHJP

   H01C 1/14 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

G01R15/00 500

H01C13/00 J

H01C1/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022051426

(22)【出願日】2022-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000105350

【氏名又は名称】ＫＯＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100174089

【弁理士】

【氏名又は名称】郷戸 学

(74)【代理人】

【識別番号】100186749

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 保

【テーマコード（参考）】

2G025

5E028

【Ｆターム（参考）】

2G025AA08

2G025AB05

2G025AC01

5E028BA21

5E028BB01

5E028JA11

5E028JA16

5E028JB01

(57)【要約】

【課題】シャント抵抗器の温度が変化しても、シャント抵抗器を流れる電流を正確に検出することができるシャント抵抗器および電流検出装置を提供する。
【解決手段】電流検出部２は、シャント抵抗器１の抵抗温度係数が第１係数となる電極６，７の第１特性位置に設けられた電圧検出端子８Ａ，８Ｂと、シャント抵抗器１の抵抗温度係数が第２係数となる電極６，７の第２特性位置に設けられた電圧検出端子８Ｃ，８Ｄを備えている。第１係数と第２係数は異なる数値である。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

抵抗体および該抵抗体の両側に接続された第１電極および第２電極を有するシャント抵抗器であって、
前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が第１係数となる前記第１電極および前記第２電極の第１特性位置に設けられた第１電圧検出端子および第２電圧検出端子と、
前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が第２係数となる前記第１電極および前記第２電極の第２特性位置に設けられた第３電圧検出端子および第４電圧検出端子を備え、
前記第１係数と前記第２係数は異なる数値である、シャント抵抗器。

【請求項2】

前記第１係数は負の数値であり、
前記第２係数は正の数値である、請求項１に記載のシャント抵抗器。

【請求項3】

前記第１電極に設けられた前記第１電圧検出端子と前記第３電圧検出端子、または、前記第２電極に設けられた前記第２電圧検出端子と前記第４電圧検出端子のどちらか一方が共通の電圧検出端子である、請求項１または２に記載のシャント抵抗器。

【請求項4】

抵抗体および該抵抗体の両側に接続された第１電極および第２電極を有するシャント抵抗器と、
前記シャント抵抗器に電気的に接続された電流検出部を備え、
前記電流検出部は、
前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が負の数値となる前記第１電極および前記第２電極の負特性位置に電気的に接続された第１電圧検出接点および第２電圧検出接点と、
前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が正の数値となる前記第１電極および前記第２電極の正特性位置に電気的に接続された第３電圧検出接点および第４電圧検出接点と、
前記第１電圧検出接点、前記第２電圧検出接点、前記第３電圧検出接点、および前記第４電圧検出接点にそれぞれ接続された第１電圧信号配線、第２電圧信号配線、第３電圧信号配線、および第４電圧信号配線と、
前記第１電圧信号配線、前記第２電圧信号配線、前記第３電圧信号配線、および前記第４電圧信号配線の少なくとも１つに接続された抵抗器と、
前記第１電圧信号配線および前記第３電圧信号配線からの電圧信号を合流させる第１電圧信号合流配線と、
前記第２電圧信号配線および前記第４電圧信号配線からの電圧信号を合流させる第２電圧信号合流配線を備え、
前記抵抗器は、前記第１電圧信号合流配線および前記第２電圧信号合流配線からの電圧信号から算出される前記シャント抵抗器の抵抗温度係数を０に近づける抵抗値を有する、電流検出装置。

【請求項5】

抵抗体および該抵抗体の両側に接続された第１電極および第２電極を有するシャント抵抗器と、
前記シャント抵抗器に電気的に接続された電流検出部を備え、
前記電流検出部は、
前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が負の数値となる前記第１電極および前記第２電極の負特性位置に電気的に接続された第１電圧検出接点および第２電圧検出接点と、
前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が正の数値となる前記第１電極および前記第２電極の正特性位置に電気的に接続された第３電圧検出接点および第４電圧検出接点と、
前記第１電圧検出接点、前記第２電圧検出接点、前記第３電圧検出接点、および前記第４電圧検出接点からの電圧信号が入力される電流算定器を備え、
前記電流算定器は、
前記電圧信号から算出される前記第１電圧検出接点と前記第２電圧検出接点との間の負特性側検出電圧および前記第３電圧検出接点と前記第４電圧検出接点との間の正特性側検出電圧のうちの少なくとも一方に補正係数を乗算することで、前記負特性側検出電圧および前記正特性側検出電圧の少なくとも一方を補正し、
少なくとも一方が補正された前記負特性側検出電圧および前記正特性側検出電圧から算出される合成検出電圧と、前記シャント抵抗器の既知の抵抗値に基づいて、前記シャント抵抗器を流れる電流を決定するように構成されており、
前記補正係数は、前記合成検出電圧から算出される前記シャント抵抗器の抵抗温度係数を０に近づける数値である、電流検出装置。

【請求項6】

抵抗体および該抵抗体の両側に接続された第１電極および第２電極を有するシャント抵抗器と、
前記シャント抵抗器に電気的に接続された電流検出部を備え、
前記電流検出部は、
前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が第１係数となる前記第１電極および前記第２電極の第１特性位置に電気的に接続された第１電圧検出接点および第２電圧検出接点と、
前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が第２係数となる前記第１電極および前記第２電極の第２特性位置に電気的に接続された第３電圧検出接点および第４電圧検出接点と、
前記第１電圧検出接点、前記第２電圧検出接点、前記第３電圧検出接点、および前記第４電圧検出接点からの電圧信号が入力される電流算定器を備え、
前記電流算定器は、前記電圧信号から算出される前記第１電圧検出接点と前記第２電圧検出接点との間の第１特性側検出電圧および前記第３電圧検出接点と前記第４電圧検出接点との間の第２特性側検出電圧から、前記シャント抵抗器を流れる電流値を導き出す、電流検出装置。

【請求項7】

前記電流算定器は、前記第１特性側検出電圧および前記第２特性側検出電圧から、前記シャント抵抗器を流れる電流値を算出する電流算定式を備えている、請求項６に記載の電流検出装置。

【請求項8】

前記電流算定器は、前記第１特性側検出電圧および前記第２特性側検出電圧と、前記シャント抵抗器を流れる電流値との関係のデータテーブルを備えている、請求項６または７に記載の電流検出装置。

【請求項9】

前記電流算定器は、前記第１特性側検出電圧および前記第２特性側検出電圧から、前記シャント抵抗器の温度を導く機能を有する、請求項６から８のいずれか一項に記載の電流検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シャント抵抗器および電流検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

シャント抵抗器は、電流検出用途に広く用いられている。温度変動の影響が小さい電流検出を可能とするために、シャント抵抗器には、その抵抗温度係数（ＴＣＲ）はできるだけ０に近いことが要請されている。抵抗温度係数（ＴＣＲ）とは、温度変化による抵抗値の変化の割合を示す指標であり、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が０に近づくほど抵抗値の変化が小さくなる。シャント抵抗器のＴＣＲを改善するために、例えば、マンガニン（登録商標）などのＴＣＲが小さい合金が抵抗体の材料として使用されることがある。

【0003】

シャント抵抗器を備えた電流検出装置は、インバータ装置、コンバータ装置、電気自動車のバッテリ監視ＢＭＳ（Battery Management System）、電力網のエネルギ貯蔵装置ＢＳＳ（Battery Storage System）などのさまざまな用途に用いられる。特に、バッテリエネルギ蓄積量を監視する用途では、初期測定精度（出荷調整精度）、温度変動に対する測定精度、経年変化に対する測定精度が、他の用途よりもさらに重要とされている。電流検出装置は、システムの全体に必要なバッテリ容量設計に影響し、システムコストを左右する。このため、電流検出装置には、電流の広範囲において高い測定精度が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００３－５１８７６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電流検出基板は、シャント抵抗器の電圧測定位置での電圧降下を測定することにより、電流を検出する。しかしながら、シャント抵抗器は、温度に依存して抵抗値が変化する。すなわち、シャント抵抗器に流れる電流が一定でも、温度に依存して検出電圧が変化する。結果として、電流測定精度を低下させてしまう。

【0006】

そこで、本発明は、シャント抵抗器の温度が変化しても、シャント抵抗器を流れる電流を正確に検出することができるシャント抵抗器および電流検出装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一態様では、抵抗体および該抵抗体の両側に接続された第１電極および第２電極を有するシャント抵抗器であって、前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が第１係数となる前記第１電極および前記第２電極の第１特性位置に設けられた第１電圧検出端子および第２電圧検出端子と、前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が第２係数となる前記第１電極および前記第２電極の第２特性位置に設けられた第３電圧検出端子および第４電圧検出端子を備え、前記第１係数と前記第２係数は異なる数値である、シャント抵抗器が提供される。
一態様では、前記第１係数は負の数値であり、前記第２係数は正の数値である。
一態様では、前記第１電極に設けられた前記第１電圧検出端子と前記第３電圧検出端子、または、前記第２電極に設けられた前記第２電圧検出端子と前記第４電圧検出端子のどちらか一方が共通の電圧検出端子である。

【0008】

一態様では、抵抗体および該抵抗体の両側に接続された第１電極および第２電極を有するシャント抵抗器と、前記シャント抵抗器に電気的に接続された電流検出部を備え、前記電流検出部は、前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が負の数値となる前記第１電極および前記第２電極の負特性位置に電気的に接続された第１電圧検出接点および第２電圧検出接点と、前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が正の数値となる前記第１電極および前記第２電極の正特性位置に電気的に接続された第３電圧検出接点および第４電圧検出接点と、前記第１電圧検出接点、前記第２電圧検出接点、前記第３電圧検出接点、および前記第４電圧検出接点にそれぞれ接続された第１電圧信号配線、第２電圧信号配線、第３電圧信号配線、および第４電圧信号配線と、前記第１電圧信号配線、前記第２電圧信号配線、前記第３電圧信号配線、および前記第４電圧信号配線の少なくとも１つに接続された抵抗器と、前記第１電圧信号配線および前記第３電圧信号配線からの電圧信号を合流させる第１電圧信号合流配線と、前記第２電圧信号配線および前記第４電圧信号配線からの電圧信号を合流させる第２電圧信号合流配線を備え、前記抵抗器は、前記第１電圧信号合流配線および前記第２電圧信号合流配線からの電圧信号から算出される前記シャント抵抗器の抵抗温度係数を０に近づける抵抗値を有する、電流検出装置が提供される。

【0009】

一態様では、抵抗体および該抵抗体の両側に接続された第１電極および第２電極を有するシャント抵抗器と、前記シャント抵抗器に電気的に接続された電流検出部を備え、前記電流検出部は、前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が負の数値となる前記第１電極および前記第２電極の負特性位置に電気的に接続された第１電圧検出接点および第２電圧検出接点と、前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が正の数値となる前記第１電極および前記第２電極の正特性位置に電気的に接続された第３電圧検出接点および第４電圧検出接点と、前記第１電圧検出接点、前記第２電圧検出接点、前記第３電圧検出接点、および前記第４電圧検出接点からの電圧信号が入力される電流算定器を備え、前記電流算定器は、前記電圧信号から算出される前記第１電圧検出接点と前記第２電圧検出接点との間の負特性側検出電圧および前記第３電圧検出接点と前記第４電圧検出接点との間の正特性側検出電圧のうちの少なくとも一方に補正係数を乗算することで、前記負特性側検出電圧および前記正特性側検出電圧の少なくとも一方を補正し、少なくとも一方が補正された前記負特性側検出電圧および前記正特性側検出電圧から算出される合成検出電圧と、前記シャント抵抗器の既知の抵抗値に基づいて、前記シャント抵抗器を流れる電流を決定するように構成されており、前記補正係数は、前記合成検出電圧から算出される前記シャント抵抗器の抵抗温度係数を０に近づける数値である、電流検出装置が提供される。

【0010】

一態様では、抵抗体および該抵抗体の両側に接続された第１電極および第２電極を有するシャント抵抗器と、前記シャント抵抗器に電気的に接続された電流検出部を備え、前記電流検出部は、前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が第１係数となる前記第１電極および前記第２電極の第１特性位置に電気的に接続された第１電圧検出接点および第２電圧検出接点と、前記シャント抵抗器の抵抗温度係数が第２係数となる前記第１電極および前記第２電極の第２特性位置に電気的に接続された第３電圧検出接点および第４電圧検出接点と、前記第１電圧検出接点、前記第２電圧検出接点、前記第３電圧検出接点、および前記第４電圧検出接点からの電圧信号が入力される電流算定器を備え、前記電流算定器は、前記電圧信号から算出される前記第１電圧検出接点と前記第２電圧検出接点との間の第１特性側検出電圧および前記第３電圧検出接点と前記第４電圧検出接点との間の第２特性側検出電圧から、前記シャント抵抗器を流れる電流値を導き出す、電流検出装置が提供される。

【0011】

一態様では、前記電流算定器は、前記第１特性側検出電圧および前記第２特性側検出電圧から、前記シャント抵抗器を流れる電流値を算出する電流算定式を備えている。
一態様では、前記電流算定器は、前記第１特性側検出電圧および前記第２特性側検出電圧と、前記シャント抵抗器を流れる電流値との関係のデータテーブルを備えている。
一態様では、前記電流算定器は、前記第１特性側検出電圧および前記第２特性側検出電圧から、前記シャント抵抗器の温度を導く機能を有する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、抵抗器の抵抗値の選定により、シャント抵抗器の抵抗温度係数（ＴＣＲ）が０に近づけられるので、シャント抵抗器の温度の影響が低減され、シャント抵抗器を流れる電流を正確に求めることができる。
また、本発明によれば、補正係数を検出電圧に乗算することにより、シャント抵抗器の抵抗温度係数（ＴＣＲ）が０に近づけられるので、シャント抵抗器の温度の影響が低減され、シャント抵抗器を流れる電流を正確に求めることができる。
さらに、本発明によれば、第１特性側検出電圧および第２特性側検出電圧からシャント抵抗器を流れる電流を正確に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】シャント抵抗器の一実施形態を模式的に示す平面図である。

【図2】図１に示すシャント抵抗器の斜視図である。

【図3】シャント抵抗器の温度が２０℃のときの、電圧検出位置と電圧との関係を示すグラフである。

【図4】シャント抵抗器の温度が１５０℃のときの、電圧検出位置と電圧との関係を示すグラフである。

【図5】シャント抵抗器の温度依存性電圧変化と、電圧検出位置との関係を示すグラフである。

【図6】図５に示す電圧検出位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３でのシャント抵抗器の抵抗値の変化率を示すグラフである。

【図7】図１に示すシャント抵抗器と、このシャント抵抗器上に配置された電流検出部を備えた電流検出装置の一実施形態を示す斜視図である。

【図8】図７に示す電流検出装置の平面図である。

【図9】シャント抵抗器に電気的に接続される電流検出部の一実施形態を示す平面図である。

【図10】シャント抵抗器の他の実施形態を模式的に示す平面図である。

【図11】シャント抵抗器のさらに他の実施形態を模式的に示す平面図である。

【図12】シャント抵抗器の抵抗温度係数の例を示すグラフである。

【図13】正側抵抗器である第１抵抗器および第２抵抗器によりシャント抵抗器の抵抗温度係数が調整される様子を説明するためのグラフである。

【図14】シャント抵抗器の抵抗温度係数の他の例を示すグラフである。

【図15】負側抵抗器である第３抵抗器および第４抵抗器によりシャント抵抗器の抵抗温度係数が調整される様子を説明するためのグラフである。

【図16】電流測定装置の他の実施形態を示す平面図である。

【図17】シャント抵抗器の抵抗温度係数が補正される様子を説明するグラフである。

【図18】第１電圧検出接点と第２電圧検出接点との間の電圧と、シャント抵抗器の温度との関係を示すグラフである。

【図19】第３電圧検出接点と第４電圧検出接点との間の電圧と、シャント抵抗器の温度との関係を示すグラフである。

【図20】シャント抵抗器の他の実施形態を模式的に示す平面図である。

【図21】シャント抵抗器のさらに他の実施形態を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、シャント抵抗器の一実施形態を模式的に示す平面図であり、図２は、図１に示すシャント抵抗器の斜視図である。図１および図２に示すように、シャント抵抗器１は、所定の厚みと幅を有する抵抗体５と、抵抗体５の両側５ａ，５ｂに接続された高導電性金属からなる一対の第１電極６，第２電極７とを備えている。具体的には、第１電極６は、抵抗体５の一方側５ａに接続されており、第２電極７は、抵抗体５の他方側５ｂに接続されている。第２電極７の構成は、第１電極６の構成と同じであり、第１電極６と第２電極７は抵抗体５に関して対称に配置されている。以下、第１電極６と第２電極７を、単に電極６，電極７ということがある。

【0015】

抵抗体５の材料の例として、銅－ニッケル系合金、銅－マンガン系合金、鉄－クロム系合金、ニッケル－クロム系合金等の合金が挙げられる。電極６，７を構成する高導電性金属の例としては、銅（Ｃｕ）が挙げられる。抵抗体５の両端５ａ，５ｂは、電極６，７に溶接（例えば、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接、または、ろう接）などの手段によって接続（接合）されている。

【0016】

本実施形態では、抵抗体５の厚さは、電極６，７の厚さよりも小さく、抵抗体５の表側面は、電極６，７の表側面よりも低い。ただし、一実施形態では、抵抗体５の厚さは、電極６，７の厚さと同じであってもよい。

【0017】

電極６，７は、スリット１１，１２をそれぞれ有している。スリット１１，１２は、抵抗体５の両端５ａ，５ｂとそれぞれ平行に延びている。本実施形態のスリット１１，１２は、直線上に延びる切り欠きである。スリット１１は、電極６の側面６ａから、電極６の中心部に向けて直線状に延びており、スリット１２は、電極７の側面７ａから、電極７の中心部に向けて直線状に延びている。スリット１１とスリット１２は、抵抗体５に関して対称に配置されている。本実施形態では、スリット１１，１２は、同じ幅を有し、同じ長さを有している。スリット１１，１２の長さとは、抵抗体５の両端５ａ，５ｂに沿ったスリット１１，１２の寸法である。

【0018】

電極６，７にスリット１１，１２を形成することによって、シャント抵抗器１を流れる電流は、スリット１１，１２を避けて流れる。スリット１１，１２の間の電流は反スリット側から回り込んで流れ、電流密度は側面６ａ，７ａ側に近いほど低くなる。シャント抵抗器１を流れる電流の状態は、スリットを有さないシャント抵抗器１を流れる電流の状態とは異なる。また、シャント抵抗器１の電位分布は、スリットを有さないシャント抵抗器１の電位分布とは異なる。その結果、シャント抵抗器１の抵抗温度係数（ＴＣＲ）は、スリット１１，１２の間の電圧を検出する位置によって大きく変化し、電極にスリットを形成しない場合のシャント抵抗器１の抵抗温度係数（ＴＣＲ）とは異なる。

【0019】

シャント抵抗器１は、一対の電極６，７に固定された複数対の電圧検出端子１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを備えている。これら電圧検出端子１６Ａ～１６Ｄは電極６，７から突出するピン端子である。電圧検出端子１６Ａ，１６Ｃは電極６に固定され、電圧検出端子１６Ｂ，１６Ｄは電極７に固定されている。電圧検出端子１６Ａ～１６Ｄは、抵抗体５の両側５ａ，５ｂに沿って配列されている。本実施形態では、２対の電圧検出端子が設けられている。一対の電圧検出端子１６Ａ，１６Ｂはスリット側に配置され、他の一対の電圧検出端子１６Ｃ，１６Ｄは反スリット側に配置されている。

【0020】

図１および図２に示すシャント抵抗器１の抵抗温度係数（ＴＣＲ）は、電極６，７上の電圧検出位置によって変わる。図３は、シャント抵抗器１の温度が２０℃のときの、電圧検出位置と、電圧検出位置での電圧との関係を示すグラフであり、図４は、シャント抵抗器１の温度が１５０℃のときの、電圧検出位置と電圧との関係を示すグラフである。電圧検出位置とは、抵抗体５の両端５ａ，５ｂに沿った、シャント抵抗器１の幅方向の位置である。例えば、電圧検出位置は図１の破線Ｌ１およびＬ２上にあり、図３および図４は、破線Ｌ１およびＬ２上の電圧検出位置と電圧の関係を示すグラフである。また、図３および図４において、シャント抵抗器１に流れる電流は電極７から電極６の方向に一定とする。

【0021】

「シャント抵抗器１の抵抗値」、「シャント抵抗器１の抵抗値の変化率」、「シャント抵抗器１の抵抗温度係数」とは、シャント抵抗器１に流れる電流と検出電圧からオームの法則に基づいて算出した値である。

【0022】

図３および図４から分かるように、検出電圧は、電圧検出位置（幅方向位置）に依存して変化する。すなわち、シャント抵抗器１の抵抗値は、電圧検出位置（幅方向位置）に依存して変化する。また、温度変化による検出電圧の変化の仕方は、スリット側の位置と、反スリット側の位置とで異なっている。具体的には、図３および図４の対比から分かるように、電圧検出位置がスリット側にある場合、シャント抵抗器１の温度が２０℃から１５０℃に上昇するに従って、検出電圧は低下する。その一方で、電圧検出位置が反スリット側にある場合、シャント抵抗器１の温度が２０℃から１５０℃に上昇するに従って、検出電圧は上昇する。

【0023】

図５は、シャント抵抗器１の温度依存性電圧変化と、電圧検出位置との関係を示すグラフである。温度依存性電圧変化は、シャント抵抗器１の温度が１５０℃のときの各電圧検出位置での電圧と、シャント抵抗器１の温度が２０℃のときの同じ電圧検出位置での電圧との差である。図５のグラフから分かるように、反スリット側の電圧検出位置Ｐ１における検出電圧は、シャント抵抗器１の温度上昇に伴って上昇する（すなわちシャント抵抗器１の抵抗値は上昇する）。その一方で、スリット側の電圧検出位置Ｐ２における検出電圧は、シャント抵抗器１の温度上昇に伴って低下する（すなわちシャント抵抗器１の抵抗値は低下する）。さらに、シャント抵抗器１の温度変化によらず、検出電圧が変化しない電圧検出位置Ｐ３が存在する（すなわちシャント抵抗器１の抵抗値は変化しない）。

【0024】

図６は、図５に示す電圧検出位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３における検出電圧から算出したシャント抵抗器１の抵抗値の変化率を示すグラフである。図６において、縦軸はシャント抵抗器１の抵抗値の変化率を表し、横軸はシャント抵抗器１の温度を表している。また、抵抗値の変化率のグラフの傾きは、シャント抵抗器１の抵抗温度係数（ＴＣＲ）を表している。電圧検出位置Ｐ１における検出電圧から算出したシャント抵抗器１の抵抗温度係数は、温度上昇に伴ってシャント抵抗器１の抵抗値が上昇することを示し、電圧検出位置Ｐ２における検出電圧から算出したシャント抵抗器１の抵抗温度係数は、温度上昇に伴ってシャント抵抗器１の抵抗値が低下することを示している。さらに、電圧検出位置Ｐ３における検出電圧から算出したシャント抵抗器１の抵抗温度係数は、温度上昇に伴ってシャント抵抗器１の抵抗値が変化しないことを示している。

【0025】

以下の説明では、温度上昇に伴って抵抗値が上昇することを示す抵抗温度係数を正の抵抗温度係数と称し、温度上昇に伴って抵抗値が低下することを示す抵抗温度係数を負の抵抗温度係数と称し、温度上昇に伴って抵抗値が変化しないことを示す抵抗温度係数をゼロ抵抗温度係数と称する。

【0026】

以下に説明する実施形態では、二対の電圧検出端子１６Ａ～１６Ｄを、シャント抵抗器１の抵抗温度係数が正の数値となる電圧が検出される位置（以下、この位置を正特性位置という）と、シャント抵抗器１の抵抗温度係数が負の数値となる電圧が検出される位置（以下、この位置を負特性位置という）に配置し、意図的に正特性位置の検出電圧と負特性位置の検出電圧を取得する。そして、取得した正特性位置の検出電圧と負特性位置の検出電圧を補正し、さらに補正された正特性位置の検出電圧と負特性位置の検出電圧を合成することで、ゼロ抵抗温度係数に近づける。

【0027】

図７は、図１に示すシャント抵抗器１と、このシャント抵抗器１上に配置された電流検出部２を備えた電流検出装置の一実施形態を示す斜視図であり、図８は、図７に示す電流検出装置の平面図である。一対の電極６，７上の電流検出端子１６Ａ～１６Ｄは、電流検出部２に電気的に接続される。電流検出部２は、電流算定器２０などが配置された基台プレート３を有している。この基台プレート３は、シャント抵抗器１の電流検出端子１６Ａ～１６Ｄに固定されている。基台プレート３の例としては、ガラスエポキシなどの材質からなるプリント基板が挙げられる。

【0028】

電流検出部２は、第１電極６上の第１電流検出端子１６Ａおよび第２電極７上の第２電流検出端子１６Ｂにそれぞれ電気的に接続された第１電圧検出接点８Ａおよび第２電圧検出接点８Ｂと、第１電極６上の第３電流検出端子１６Ｃおよび第２電極７上の第４電流検出端子１６Ｄにそれぞれ電気的に接続された第３電圧検出接点８Ｃおよび第４電圧検出接点８Ｄを備えている。一実施形態では、基台プレート３に形成された孔に電流検出端子１６Ａ～１６Ｄを挿通し、はんだ付けなどの方法により電圧検出接点と接続される。

【0029】

図９は、シャント抵抗器１に電気的に接続される電流検出部２の一実施形態を示す平面図である。第１電圧検出接点８Ａおよび第２電圧検出接点８Ｂは、シャント抵抗器１の抵抗温度係数が負の数値となる電圧が検出される、第１電極６および第２電極７の負特性位置に電流検出端子１６Ａ，１６Ｂを介して接続されている。負特性位置では、温度上昇に伴って検出電圧が低下し、検出電圧から算出されるシャント抵抗器１の抵抗値が低下する。

【0030】

第１電圧検出接点８Ａおよび第１電流検出端子１６Ａは、第１電極６のスリット１１に隣接しており、第２電圧検出接点８Ｂおよび第２電流検出端子１６Ｂは、第２電極７のスリット１２に隣接している。より具体的には、第１電圧検出接点８Ａおよび第１電流検出端子１６Ａは、第１電極６のスリット１１と抵抗体５との間に位置しており、第２電圧検出接点８Ｂおよび第２電流検出端子１６Ｂは、第２電極７のスリット１２と抵抗体５との間に位置している。

【0031】

第３電圧検出接点８Ｃおよび第４電圧検出接点８Ｄは、シャント抵抗器１の抵抗温度係数が正の数値となる電圧が検出される、第１電極６および第２電極７の正特性位置に電流検出端子１６Ｃ，１６Ｄを介して接続されている。正特性位置では、温度上昇に伴って検出電圧が上昇し、検出電圧から算出されるシャント抵抗器１の抵抗値が上昇する。第３電圧検出接点８Ｃ、第４電圧検出接点８Ｄ、第３電流検出端子１６Ｃ、および第４電流検出端子１６Ｄは、スリット１１，１２から離れた位置にある。より具体的には、第３電圧検出接点８Ｃ、第４電圧検出接点８Ｄ、第３電流検出端子１６Ｃ、および第４電流検出端子１６Ｄは、スリット１１，１２と抵抗体５との間の領域の外側に位置している。

【0032】

電流検出端子１６Ａ，１６Ｂを介して第１電圧検出接点８Ａおよび第２電圧検出接点８Ｂが接続される負特性位置、および電流検出端子１６Ｃ，１６Ｄを介して第３電圧検出接点８Ｃおよび第４電圧検出接点８Ｄが接続される正特性位置は、図３、図４および図５に示すような、シャント抵抗器１の電圧検出位置と抵抗温度係数との関係を調べるためのシミュレーションまたは実験の結果に基づいて決定することができる。

【0033】

本実施形態では、第１電圧検出接点８Ａ（第１電圧検出端子１６Ａ）および第２電圧検出接点８Ｂ（第２電圧検出端子１６Ｂ）は、抵抗体５に関して対称に配置された対をなし、第３電圧検出接点８Ｃ（第３電圧検出端子１６Ｃ）および第４電圧検出接点８Ｄ（第４電圧検出端子１６Ｄ）も、抵抗体５に関して対称に配置された対をなしている。第１電圧検出接点８Ａ（第１電圧検出端子１６Ａ）、第２電圧検出接点８Ｂ（第２電圧検出端子１６Ｂ）、第３電圧検出接点８Ｃ（第３電圧検出端子１６Ｃ）、および第４電圧検出接点８Ｄ（第４電圧検出端子１６Ｄ）は、抵抗体５の両側５ａ，５ｂに沿って配置されており、抵抗体５の両側５ａ，５ｂに隣接している。

【0034】

正の抵抗温度係数または負の抵抗温度係数を示す位置であれば、電圧検出接点８Ａ～８Ｄ（電圧検出端子１６Ａ～１６Ｄ）は抵抗体５に関して対称に配置されていなくてもよい。また、一実施形態では、図１０に示すように、電圧検出接点８Ａと８Ｃ（電圧検出端子１６Ａと１６Ｃ）を共通化してもよく、または、図１１に示すように、電圧検出接点８Ｂと８Ｄ（電圧検出端子１６Ｂと１６Ｄ）を共通化してもよい。例えば、共通化する電圧検出接点（電圧検出端子）は、温度によって電位が変動しない位置に配置される。本実施形態では、第１電圧検出接点８Ａ、第２電圧検出接点８Ｂ、第３電圧検出接点８Ｃ、および第４電圧検出接点８Ｄは、基台プレート３の裏側から表側まで貫通するスルーホールから構成され、電流検出端子１６Ａ～１６Ｄが挿通し、はんだ付けなどの方法により電流検出端子１６Ａ～１６Ｄと電気的に接続される。ただし、シャント抵抗器１の電流検出位置と電圧検出接点との電気的な接続の形態はスルーホールに電流検出端子を挿通して接続する方法に限らず、別の方法（例えば、シャント抵抗器１の電流検出位置と電圧検出接点とをはんだ付けなどによって面接続する方法）でも良い。

【0035】

電流検出部２は、第１電圧検出接点８Ａ、第２電圧検出接点８Ｂ、第３電圧検出接点８Ｃ、および第４電圧検出接点８Ｄにそれぞれ接続された第１電圧信号配線９Ａ、第２電圧信号配線９Ｂ、第３電圧信号配線９Ｃ、および第４電圧信号配線９Ｄをさらに有している。これら電圧信号配線９Ａ～９Ｄは、基台プレート３の表側に配置されている。

【0036】

電流検出部２は、第１電圧信号配線９Ａ、第２電圧信号配線９Ｂ、第３電圧信号配線９Ｃ、および第４電圧信号配線９Ｄにそれぞれ接続された第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄをさらに備えている。これら抵抗器１０Ａ～１０Ｄも、電圧信号配線９Ａ～９Ｄと同様に、基台プレート３の表側に配置されている。

【0037】

電流検出部２は、第１抵抗器１０Ａおよび第３抵抗器１０Ｃを通じて伝達された電圧信号を合流させる第１電圧信号合流配線１３と、第２抵抗器１０Ｂおよび第４抵抗器１０Ｄを通じて伝達された電圧信号を合流させる第２電圧信号合流配線１４を備えている。第１電圧信号合流配線１３は、第１電圧信号配線９Ａおよび第３電圧信号配線９Ｃに接続され、第２電圧信号合流配線１４は、第２電圧信号配線９Ｂおよび第４電圧信号配線９Ｄに接続されている。第１電圧信号合流配線１３と第２電圧信号合流配線１４との間には、コンデンサ１９が設けられている。電圧信号合流配線１３，１４により、第１抵抗器１０Ａの出力側の電圧信号と第３抵抗器１０Ｃの出力側の電圧信号とが合成され、第２抵抗器１０Ｂの出力側の電圧信号と第４抵抗器１０Ｄの出力側の電圧信号とが合成され、それぞれ合成電圧信号を形成する。

【0038】

電流検出部２は、第１電圧信号合流配線１３と第２電圧信号合流配線１４に接続された電流算定器２０をさらに備えている。電流算定器２０は、上記合成電圧信号から算出される合成検出電圧と、シャント抵抗器１の既知の抵抗値とから、シャント抵抗器１を流れている電流を決定するように構成されている。一実施形態では、抵抗器１０Ａ～１０Ｄと電流算定器２０との間に、電圧信号を増幅するための増幅器が設けられてもよい。

【0039】

電流算定器２０は、プログラムが格納された記憶装置２０ａと、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する演算装置２０ｂを備えている。電流算定器２０は、少なくとも１台の小型コンピュータから構成されている。記憶装置２０ａは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの主記憶装置と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）またはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの補助記憶装置を備えている。演算装置２０ｂの例としては、ＣＰＵ（中央処理装置）が挙げられる。ただし、電流算定器２０の具体的構成はこれらの例に限定されない。一実施形態では、電流算定器２０は、基台プレート３から離れて設けられてもよい。図示しないが、電流検出部２は、電流算定器２０の出力信号配線に接続されたコネクタを備えており、そのコネクタにより基台プレート３から出力信号を出力してもよい。

【0040】

合成検出電圧は、電圧信号合流配線１３，１４からの合成電圧信号から算出される。電圧信号合流配線１３からの合成電圧信号は、第１抵抗器１０Ａおよび第３抵抗器１０Ｃの抵抗値によって調整することができ、電圧信号合流配線１４からの合成電圧信号は、第２抵抗器１０Ｂおよび第４抵抗器１０Ｄによって調整することができる。すなわち、電圧信号合流配線１３，１４からの合成電圧信号から算出される合成検出電圧は、抵抗器１０Ａ～１０Ｄの抵抗値によって調整することができる。

【0041】

第１抵抗器１０Ａおよび第２抵抗器１０Ｂは、第１電圧検出接点８Ａおよび第２電圧検出接点８Ｂに電気的に接続された負側抵抗器であり、第３抵抗器１０Ｃおよび第４抵抗器１０Ｄは、第３電圧検出接点８Ｃおよび第４電圧検出接点８Ｄに電気的に接続された正側抵抗器である。負側抵抗器（すなわち第１抵抗器１０Ａおよび第２抵抗器１０Ｂ）または正側抵抗器（すなわち第３抵抗器１０Ｃおよび第４抵抗器１０Ｄ）は、第１電圧信号合流配線１３および第２電圧信号合流配線１４からの電圧信号から算出されるシャント抵抗器１の抵抗温度係数を０に近づける抵抗値を有している。

【0042】

図１２は、第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄがすべて同一の抵抗値とした場合の、２５℃を基準温度としたシャント抵抗器１の抵抗温度係数の例を示すグラフである。記号ＴＣＲ２は、第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧から算出されるシャント抵抗器１の抵抗温度係数を表し、より具体的には、負側抵抗器である第１抵抗器１０Ａおよび第２抵抗器１０Ｂの出力側の電圧信号から算出されるシャント抵抗器１の抵抗温度係数を表している。記号ＴＣＲ１は、第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧から算出されるシャント抵抗器１の抵抗温度係数を表し、より具体的には、正側抵抗器である第３抵抗器１０Ｃおよび第４抵抗器１０Ｄの出力側の電圧信号から算出されるシャント抵抗器１の抵抗温度係数を表している。

【0043】

記号ＴＣＲ３は、合成検出電圧から算出されるシャント抵抗器１の抵抗温度係数を表し、より具体的には、電圧信号合流配線１３，１４からの合成電圧信号から算出されるシャント抵抗器１の抵抗温度係数を表している。電圧信号合流配線１３，１４により、第１抵抗器１０Ａの出力側の電圧信号と第３抵抗器１０Ｃの出力側の電圧信号とが合成され、第２抵抗器１０Ｂの出力側の電圧信号と第４抵抗器１０Ｄの出力側の電圧信号とが合成されて、それぞれ合成電圧信号を形成する。第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄがすべて同一の抵抗値とした場合、第１抵抗器１０Ａの入力側の電圧信号と第３抵抗器１０Ｃの入力側の電圧信号とが１：１の比率で合成され、第２抵抗器１０Ｂの入力側の電圧信号と第４抵抗器１０Ｄの入力側の入力信号とが１：１の比率で合成されて、それぞれ合成電圧信号を形成する。合成検出電圧は、電圧信号合流配線１３，１４からの合成電圧信号から算出される。

【0044】

図１２から分かるように、第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧から算出される抵抗温度係数ＴＣＲ１は、温度上昇に伴ってシャント抵抗器１の抵抗値が上昇する正の抵抗温度係数である。第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧から算出される抵抗温度係数ＴＣＲ２は、温度上昇に伴ってシャント抵抗器１の抵抗値が低下する負の抵抗温度係数である。合成検出電圧から算出される抵抗温度係数ＴＣＲ３は、温度上昇に伴って抵抗値が上昇する正の抵抗温度係数である。

【0045】

図１３に示すように、電圧検出接点８Ａ～８Ｄに電気的に接続される第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄの少なくとも１つの抵抗値を変更することで、抵抗温度係数ＴＣＲ３を０に近づける。本実施形態では、負側抵抗器である第１抵抗器１０Ａおよび第２抵抗器１０Ｂは同一の抵抗値を有し、正側抵抗器である第３抵抗器１０Ｃおよび第４抵抗器１０Ｄは同一の抵抗値を有する。負側抵抗器の抵抗値と正側抵抗器の抵抗値が同一にならないよう、負側抵抗器または正側抵抗器のどちらか、または両方の抵抗値を変えることで、抵抗温度係数ＴＣＲ３を０に近づけることができる。

【0046】

第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄは接続後に抵抗値の調整が可能な抵抗器であっても良い。この場合、抵抗温度係数ＴＣＲ３が０になるまで（ＴＣＲ３を示すグラフの傾きが０になるまで）、第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄの少なくとも１つの抵抗値を調整することが望ましい。しかしながら、抵抗体５の材料の特性により、ＴＣＲ３を示すグラフが湾曲している場合がある。そこで、第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄの抵抗値は、抵抗温度係数ＴＣＲ３が許容範囲内に収まるように選定される。許容範囲は、０を含む範囲であり、予め設定される。

【0047】

このような第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄの抵抗値の選定により、シャント抵抗器１の抵抗温度係数ＴＣＲ３が０に近づくので（望ましくは抵抗温度係数ＴＣＲ３が０になるので）、電流算定器２０はシャント抵抗器１の温度の影響を受けずに、電流を正確に決定することができる。

【0048】

図１４は、第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄがすべて同一の抵抗値とした場合の、２５℃を基準温度としたシャント抵抗器１の抵抗温度係数の他の例を示すグラフである。この例では、合成検出電圧から算出されるシャント抵抗器１の抵抗温度係数ＴＣＲ３は、負の抵抗温度係数である。

【0049】

この場合は、図１５に示すように、電圧検出接点８Ａ～８Ｄに電気的に接続される第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄの少なくとも１つの抵抗値を変更することで、抵抗温度係数ＴＣＲ３を０に近づける。本実施形態では、負側抵抗器である第１抵抗器１０Ａおよび第２抵抗器１０Ｂは同一の抵抗値を有し、正側抵抗器である第１抵抗器１０Ｃおよび第２抵抗器１０Ｄは同一の抵抗値を有する。負側抵抗器の抵抗値と正側抵抗器の抵抗値が同一にならないよう、負側抵抗器または正側抵抗器のどちらか、または両方の抵抗値を変えることで、抵抗温度係数ＴＣＲ３を０に近づけることができる。

【0050】

第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄは接続後に抵抗値の調整が可能な抵抗器であってもよい。この場合、抵抗温度係数ＴＣＲ３が０になるまで（ＴＣＲ３を示すグラフの傾きが０になるまで）第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄの少なくとも１つの抵抗値を調整することが望ましい。しかしながら、抵抗体５の材料の特性により、ＴＣＲ３を示すグラフが湾曲している場合がある。そこで、第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄの抵抗値は、抵抗温度係数ＴＣＲ３が許容範囲内に収まるように選定される。許容範囲は、０を含む範囲であり、予め設定される。

【0051】

抵抗器１０Ａ～１０Ｄの抵抗値は、シミュレーションなどで予め決定されているが、抵抗値の調整が可能な抵抗器を使用することで、電流検出装置の完成後（出荷前）にさらに抵抗値を調整することが可能となる。具体的には、所定の電流をシャント抵抗器１に流しつつ、シャント抵抗器１の温度を変化させながら合成検出電圧を電流算定器２０により測定し、合成検出電圧の変化が小さくなる方向（すなわち抵抗温度係数ＴＣＲ３が０に近づく方向）に、第１抵抗器１０Ａおよび第２抵抗器１０Ｂの抵抗値、および／または第３抵抗器１０Ｃおよび第４抵抗器１０Ｄの抵抗値を調整する。このような抵抗値の調整により、シャント抵抗器１の抵抗温度係数を０に近づけ、電流検出装置は、シャント抵抗器１の温度の影響を受けずに、電流を正確に測定することが可能となる。

【0052】

一実施形態では、負特性位置と正特性位置はそれぞれ周波数による表皮効果の影響の小さい位置としてもよい。負特性位置は、負の抵抗温度係数の位置、且つ、周波数による表皮効果の影響の少ない位置とし、また、正特性位置は、正の抵抗温度係数の位置、且つ、周波数による表皮効果の影響の少ない位置とすることで、シャント抵抗器１の温度の影響を受けずに、且つ、周波数による表皮効果の影響を受けずに電流を正確に測定することが可能となる。

【0053】

次に、電流測定装置の他の実施形態を図１６および図１７を参照して説明する。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図１５を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図１６は、電流測定装置の他の実施形態を示す平面図である。

【0054】

図１６に示す第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄは、固定抵抗値を有する抵抗器である。また、図９に示す第１電圧信号合流配線１３および第２電圧信号合流配線１４は設けられていない。第１電圧信号配線９Ａ、第２電圧信号配線９Ｂ、第３電圧信号配線９Ｃ、および第４電圧信号配線９Ｄは、電流算定器２０に接続されている。

【0055】

第１抵抗器１０Ａ、第２抵抗器１０Ｂ、第３抵抗器１０Ｃ、および第４抵抗器１０Ｄは、第１電圧信号配線９Ａ、第２電圧信号配線９Ｂ、第３電圧信号配線９Ｃ、および第４電圧信号配線９Ｄにそれぞれ取り付けられている。電流算定器２０は、電圧信号配線９Ａ～９Ｄおよび抵抗器１０Ａ～１０Ｄを介して電圧検出接点８Ａ～８Ｄに接続されている。一実施形態では、抵抗器１０Ａ～１０Ｄと電流算定器２０との間に、電圧信号を増幅するための増幅器が設けられてもよい。

【0056】

電流算定器２０は、電圧信号配線９Ａ～９Ｄを通じて伝送された電圧信号から算出されるアナログ信号の検出電圧をデジタル信号に変換して読み込み、デジタル信号の検出電圧に対して補正処理を実行することにより、先述の実施形態での抵抗器１０Ａ～１０Ｄの抵抗値を変更し、合成検出電圧を調整することと同じ動作をする。

【0057】

より具体的には、電流算定器２０は、電圧信号から算出される第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧（すなわち負特性位置での検出電圧）に負側補正係数を乗算して、補正された負特性側検出電圧を算出する。同様に、電流算定器２０は、電圧信号から算出される第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧（すなわち正特性位置での検出電圧）に正側補正係数を乗算して、補正された正特性側検出電圧を算出する。第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧は、第１電圧信号配線９Ａおよび第２電圧信号配線９Ｂを通じて伝送された電圧信号から求められ、第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧は、第３電圧信号配線９Ｃおよび第４電圧信号配線９Ｄを通じて伝送された電圧信号から求められる。

【0058】

正側補正係数および負側補正係数は、合成検出電圧から算出されるシャント抵抗器１の抵抗温度係数を０に近づけるシミュレーションなどで算定された数値である。この合成検出電圧は、補正された負特性側検出電圧と、補正された負特性側検出電圧とを合成して算出される。電流算定器２０は、補正された負特性側検出電圧と補正された正特性側検出電圧とを合成して算出される合成検出電圧と、シャント抵抗器１の既知の抵抗値に基づいて、シャント抵抗器１を流れる電流を決定する。

【0059】

このような電流算定器２０の内部処理により、図１２乃至図１５を参照して説明した抵抗器１０Ａ～１０Ｄの調整と同じ結果が得られる。電圧信号から算出される第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧（負特性位置での検出電圧）に負側補正係数を乗算すると、合成検出電圧における負特性側検出電圧と正特性側検出電圧の比率が変わる。同じように、電圧信号から算出される第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧（正特性位置での検出電圧）に正側補正係数を乗算すると、合成検出電圧における正特性側検出電圧と負特性側検出電圧の比率が変わる。

【0060】

抵抗温度係数ＴＣＲ３は、補正された負特性側検出電圧と、補正された正特性側検出電圧とを合成した、合成検出電圧から算出された抵抗温度係数である。電流算定器２０は、補正された負特性側検出電圧と、補正された正特性側検出電圧とを合成することで、合成検出電圧を算出し、この合成検出電圧とシャント抵抗器１の既知の抵抗値から、シャント抵抗器１を流れる電流を算出する。本実施形態によれば、図１７に示すように、シャント抵抗器１の抵抗温度係数ＴＣＲ３は０に近づくので、電流算定器２０は、シャント抵抗器１の温度の影響を受けることなく、電流を正確に決定することができる。

【0061】

負側補正係数および正側補正係数はシミュレーションなどで予め決定されてもよく、電流検出装置の完成後（出荷前）の検査によって決定してもよい。具体的には、所定の電流をシャント抵抗器１に流しつつ、シャント抵抗器１の温度を変化させながら合成検出電圧を電流算定器２０により測定し、合成検出電圧の変化が小さくなる（すなわち抵抗温度係数ＴＣＲ３が０に近づく）ような負側補正係数および正側補正係数を決定する。

【0062】

一実施形態では、負側補正係数および正側補正係数のうちのいずれか一方を、負特性側検出電圧または正特性側検出電圧に乗算して、補正された負特性側検出電圧または補正された正特性側検出電圧を算出してもよい。この場合でも、負特性側検出電圧または正特性側検出電圧に乗算される補正係数は、抵抗温度係数ＴＣＲ３を０に近づけることができる係数である。具体的には、所定の電流をシャント抵抗器１に流しつつ、シャント抵抗器１の温度を変化させながら合成検出電圧を電流算定器２０により測定し、合成検出電圧の変化が小さいくなる（すなわち抵抗温度係数ＴＣＲ３が０に近づく）ような補正係数を決定する。

【0063】

次に、電流測定装置のさらに他の実施形態を図１８および図１９を参照して説明する。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１６および図１７を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0064】

この実施形態では、電流算定式を用いて、シャント抵抗器１を流れる電流を直接算出する。すなわち、電流算定器２０は、電圧信号から算出される第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧（負特性位置での検出電圧）と、電圧信号から算出される第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧（正特性位置での検出電圧）から、シャント抵抗器１を流れる電流を算出する電流算定式を備えている。電流算定式は、第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧とシャント抵抗器１の温度との関係を示す第１関数と、第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧とシャント抵抗器１の温度との関係を示す第２関数から導かれた関数式である。

【0065】

図１８は、第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧と、シャント抵抗器１の温度との関係を示すグラフである。電流１００アンペア，９９アンペア，９８アンペア，９７アンペアをシャント抵抗器１に流しながら、シャント抵抗器１の温度と、第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧を測定し、得られた温度測定データおよび電圧測定データから図１８に示す線形近似のグラフを作成した。図１８に示すグラフは、以下の第１関数で表される。
Ｙ１＝ａ*Ｉ*ｔ＋ｂ*Ｉ （１）
ここで、Ｙ１は第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧［Ｖ］を表し、ａは係数（定数）を表し、ｔはシャント抵抗器１の温度［℃］を表し、ｂは係数（定数）を表し、Ｉはシャント抵抗器１に流した電流［Ａ］を表している。係数ａ，ｂは、温度測定データおよび電圧測定データから計算により求めることができる。

【0066】

図１９は、第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧と、シャント抵抗器１の温度との関係を示すグラフである。電流１００アンペア，９９アンペア，９８アンペア，９７アンペアをシャント抵抗器１に流しながら、シャント抵抗器１の温度と、第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧を測定し、得られた温度測定データおよび電圧測定データから図１９に示す線形近似のグラフを作成した。図１９に示すグラフは、以下の第２関数で表される。
Ｙ２＝ｃ*Ｉ*ｔ＋ｄ*Ｉ （２）
ここで、Ｙ２は第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧［Ｖ］を表し、ｃは係数（定数）を表し、ｔはシャント抵抗器１の温度［℃］を表し、ｄは係数（定数）を表し、Ｉはシャント抵抗器１に流した電流［Ａ］を表している。係数ｃ，ｄは、温度測定データおよび電圧測定データから計算により求めることができる。

【0067】

上記第１関数（１）と上記第２関数（２）から、以下の電流算定式と温度算定式が導かれる。
電流算定式
Ｉ＝（（Ｙ１×ｃ）－（Ｙ２×ａ））／（（ｂ×ｃ）－（ａ×ｄ）） （３）
温度算定式
ｔ＝（（Ｙ２×ｂ）－（Ｙ１×ｄ））／（（Ｙ１×ｃ）－（Ｙ２×ａ）） （４）
上記電流算定式および温度算定式において、ａ，ｂ，ｃ，ｄの具体的な数値は決定されているので、負特性側検出電圧Ｙ１と正特性側検出電圧Ｙ２が得られれば、シャント抵抗器１を流れる電流［Ａ］と、シャント抵抗器１の温度［℃］は、上記電流算定式および温度算定式から算出することができる。

【0068】

電流算定器２０は、その記憶装置２０ａ内に電流算定式および温度算定式を予め格納している。電流算定器２０は、第１電圧信号配線９Ａおよび第２電圧信号配線９Ｂを通じて取得した電圧信号から第１電圧検出接点８Ａと第２電圧検出接点８Ｂとの間の負特性側検出電圧Ｙ１（負特性位置での検出電圧）を算出し、第３電圧信号配線９Ｃおよび第４電圧信号配線９Ｄを通じて取得した電圧信号から第３電圧検出接点８Ｃと第４電圧検出接点８Ｄとの間の正特性側検出電圧Ｙ２（正特性位置での検出電圧）を算出する。そして、電流算定器２０は、負特性側検出電圧Ｙ１と正特性側検出電圧Ｙ２を電流算定式に入力することで、シャント抵抗器１を流れる電流［Ａ］を算出することができる。本実施形態によれば、負特性側検出電圧および正特性側検出電圧を補正および合成することなく、電流算定式によりシャント抵抗器を流れる電流を直接的に算出することができる。さらに、電流算定器２０は、負特性側検出電圧Ｙ１と正特性側検出電圧Ｙ２を温度算定式に入力することで、シャント抵抗器１の温度［℃］を算出することができる。

【0069】

上述では、負特性側検出電圧Ｙ１および正特性側検出電圧Ｙ２と温度の関係から、電流算定式および温度算定式を求めているが、第１関数と第２関数とで違いがあれば同様の電流算定式および温度算定式を求めることが可能であるため、負特性側検出電圧Ｙ１と負特性側検出電圧Ｙ２または正特性側検出電圧Ｙ１と正特性側検出電圧Ｙ２としても良い。すなわち、電流算定式および温度算定式は、第１特性側検出電圧Ｙ１および第２特性側検出電圧Ｙ２と温度の関係から導かれ、電流算定器２０は、第１特性側検出電圧Ｙ１と第２特性側検出電圧Ｙ２を電流算定式に入力することで、シャント抵抗器１を流れる電流［Ａ］を算出することができ、さらに、電流算定器２０は、第１特性側検出電圧Ｙ１と第２特性側検出電圧Ｙ２を温度算定式に入力することで、シャント抵抗器１の温度［℃］を算出することができる。

【0070】

図１８と図１９は線形近似によりグラフを作成しているが、大きく湾曲した曲線データを示す場合、数式で表すことが複雑化するため、電流算定式および温度算定式の代わりに、データテーブルを記憶装置２０ａに格納し、そのデータテーブルから、負特性側検出電圧Ｙ１と正特性側検出電圧Ｙ２を参照し、シャント抵抗器１を流れる電流［Ａ］と、シャント抵抗器１の温度［℃］とを導き出すこともできる。

【0071】

今まで説明した各実施形態でのシャント抵抗器１は、図１および図２に示すスリット１１，１２を有するものであるが、他のタイプのシャント抵抗器を用いることもできる。例えば、図２０に示すように、シャント抵抗器１は、その幅方向に突出する突出部２５を有してもよい。この例では、抵抗体５の一部および一対の電極６，７の一部は、突出部２５を構成している。突出部２５は、上から見たときに矩形状の形状を有している。さらに、図２１に示すように、シャント抵抗器１は、一対の電極６，７にＬ字型の孔２７を有してもよい。孔２７の形状は図２１に示す形状に限定されず、他の形状であってもよい。

【0072】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0073】

１ シャント抵抗器
２ 電流検出部
３ 基台プレート
５ 抵抗体
６，７ 電極
８Ａ～８Ｄ 電圧検出接点
９Ａ～９Ｄ 電圧信号配線
１１，１２ スリット
１３，１４ 電圧信号合流配線
１６Ａ～１６Ｄ 電圧検出端子
１９ コンデンサ
２０ 電流算定器
２５ 突出部
２７ 孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】