知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2025018985
(43)【公開日】2025-02-06
(54)【発明の名称】測定装置、測定方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01R 19/00 20060101AFI20250130BHJP
G01R 21/133 20060101ALI20250130BHJP
【ＦＩ】
G01R19/00 D
G01R21/133 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024116721
(22)【出願日】2024-07-22
(31)【優先権主張番号】P 2023122599
(32)【優先日】2023-07-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000227180
【氏名又は名称】日置電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】竹内 陽一郎
(72)【発明者】
【氏名】林 和延
【テーマコード（参考）】
2G035
【Ｆターム（参考）】
2G035AA04
2G035AA18
2G035AB07
2G035AD10
2G035AD14
2G035AD20
2G035AD55
2G035AD65
(57)【要約】
【課題】入力抵抗に寄生する容量に起因する測定精度の低下を抑制する。
【解決手段】
測定装置１は、測定対象に生じる電位の大きさを示す第一信号が入力される第一入力端子と、一端が第一入力端子に接続される入力抵抗１１１と、一端が入力抵抗１１１の他端に接続されると共に他端が基準電位に接続される第一抵抗１１２と、を備える第一入力回路１１を含む。さらに測定装置１は、測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号が入力される第二入力端子を備える第二入力回路１２を含み、第一入力回路１１及び第二入力回路１２の出力信号に基づいて測定対象の物理量を演算する。そして測定装置１は、第二入力回路２１の出力信号に対し、入力抵抗１１１に寄生する容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す。
【選択図】図２
【解決手段】
測定装置１は、測定対象に生じる電位の大きさを示す第一信号が入力される第一入力端子と、一端が第一入力端子に接続される入力抵抗１１１と、一端が入力抵抗１１１の他端に接続されると共に他端が基準電位に接続される第一抵抗１１２と、を備える第一入力回路１１を含む。さらに測定装置１は、測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号が入力される第二入力端子を備える第二入力回路１２を含み、第一入力回路１１及び第二入力回路１２の出力信号に基づいて測定対象の物理量を演算する。そして測定装置１は、第二入力回路２１の出力信号に対し、入力抵抗１１１に寄生する容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象に生じる電位の大きさを示す第一信号が入力される第一入力端子、一端が前記第一入力端子に接続される入力抵抗、及び、一端が前記入力抵抗の他端に接続されると共に他端が基準電位に接続される第一抵抗を備える第一入力回路と、
前記測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号が入力される第二入力端子を備える第二入力回路と、
前記第一入力回路及び前記第二入力回路の出力信号に基づいて前記測定対象の物理量を演算する演算手段と、を含み、
前記第二入力回路の出力信号に対し、前記入力抵抗に寄生する容量、前記入力抵抗及び前記第一抵抗によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償手段を備える、
測定装置。
前記測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号が入力される第二入力端子を備える第二入力回路と、
前記第一入力回路及び前記第二入力回路の出力信号に基づいて前記測定対象の物理量を演算する演算手段と、を含み、
前記第二入力回路の出力信号に対し、前記入力抵抗に寄生する容量、前記入力抵抗及び前記第一抵抗によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償手段を備える、
測定装置。
【請求項2】
請求項１に記載の測定装置であって、
前記補償手段は、前記第二入力回路の出力信号に対して一次のローパスフィルタ処理を施す、
測定装置。
前記補償手段は、前記第二入力回路の出力信号に対して一次のローパスフィルタ処理を施す、
測定装置。
【請求項3】
請求項１に記載の測定装置であって、
前記第一入力回路の出力信号に対してローパスフィルタ処理を施す第一フィルタ手段を含み、
前記補償手段は、前記第二入力回路の出力信号に対し、前記第一フィルタ手段の次数よりも一つ大きい次数のローパスフィルタ処理を施す、
測定装置。
前記第一入力回路の出力信号に対してローパスフィルタ処理を施す第一フィルタ手段を含み、
前記補償手段は、前記第二入力回路の出力信号に対し、前記第一フィルタ手段の次数よりも一つ大きい次数のローパスフィルタ処理を施す、
測定装置。
【請求項4】
請求項３に記載の測定装置であって、
前記第一フィルタ手段は、前記第一入力回路に接続され、折り返し雑音を抑制するフィルタ回路であり、
前記補償手段は、前記第二入力回路に接続され、能動素子を有するアクティブフィルタ回路である、
測定装置。
前記第一フィルタ手段は、前記第一入力回路に接続され、折り返し雑音を抑制するフィルタ回路であり、
前記補償手段は、前記第二入力回路に接続され、能動素子を有するアクティブフィルタ回路である、
測定装置。
【請求項5】
請求項４に記載の測定装置であって、
前記フィルタ回路は、二次のローパスフィルタ回路であり、
前記アクティブフィルタ回路は、三次のゲッフェ型ローパスフィルタ回路である、
測定装置。
前記フィルタ回路は、二次のローパスフィルタ回路であり、
前記アクティブフィルタ回路は、三次のゲッフェ型ローパスフィルタ回路である、
測定装置。
【請求項6】
請求項１に記載の測定装置であって、
前記補償手段は、前記第二入力回路の出力信号に対し、前記フィルタの周波数特性を補償する処理としてローパスフィルタ処理を施すプロセッサである、
測定装置。
前記補償手段は、前記第二入力回路の出力信号に対し、前記フィルタの周波数特性を補償する処理としてローパスフィルタ処理を施すプロセッサである、
測定装置。
【請求項7】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の測定装置であって、
前記入力抵抗及び前記第一抵抗の抵抗値は、前記第一信号の入力レベルが前記入力抵抗の他端から出力されるときに前記第二入力回路の入力レベルと同等のレベルまで減衰されるような大きさに定められる、
測定装置。
前記入力抵抗及び前記第一抵抗の抵抗値は、前記第一信号の入力レベルが前記入力抵抗の他端から出力されるときに前記第二入力回路の入力レベルと同等のレベルまで減衰されるような大きさに定められる、
測定装置。
【請求項8】
入力抵抗、及び、一端が前記入力抵抗の一端に接続されると共に他端が基準電位に接続される第一抵抗を備える第一入力回路の前記入力抵抗の他端に、測定対象に生じる電位の大きさを示す第一信号が入力される第一入力ステップと、
第二入力回路に、前記測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号が入力される第二入力ステップと、
前記第二入力回路の出力信号に対し、前記入力抵抗に寄生する容量、前記入力抵抗及び前記第一抵抗によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償ステップと、
前記第一入力回路の出力信号と前記補償ステップで前記処理が施された前記第二入力回路の出力信号とに基づいて前記測定対象の物理量を演算する演算ステップと、
を含む測定方法。
第二入力回路に、前記測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号が入力される第二入力ステップと、
前記第二入力回路の出力信号に対し、前記入力抵抗に寄生する容量、前記入力抵抗及び前記第一抵抗によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償ステップと、
前記第一入力回路の出力信号と前記補償ステップで前記処理が施された前記第二入力回路の出力信号とに基づいて前記測定対象の物理量を演算する演算ステップと、
を含む測定方法。
【請求項9】
入力抵抗、及び、一端が前記入力抵抗の一端に接続されると共に他端が基準電位に接続される第一抵抗を備え、測定対象に生じる電位の大きさを示す第一信号が前記入力抵抗の他端に入力された第一入力回路の出力信号と、前記測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号が入力された第二入力回路の出力信号と、を取得するコンピュータに
前記第二入力回路の出力信号に対し、前記入力抵抗に寄生する容量、前記入力抵抗及び前記第一抵抗によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償ステップと、
前記第一入力回路の出力信号と前記補償ステップで前記処理が施された前記第二入力回路の出力信号とに基づいて前記測定対象の物理量を演算する演算ステップと、
を実行させるためのプログラム。
前記第二入力回路の出力信号に対し、前記入力抵抗に寄生する容量、前記入力抵抗及び前記第一抵抗によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償ステップと、
前記第一入力回路の出力信号と前記補償ステップで前記処理が施された前記第二入力回路の出力信号とに基づいて前記測定対象の物理量を演算する演算ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測定対象の物理量を演算する測定装置、測定方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、電圧検出部から出力される電圧信号と電流検出部から出力される電流信号とに基づいて電力を算出する測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８－１７５５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のような測定装置においては、電流信号の振幅レベルに比べ電圧信号の振幅レベルが大きいものが存在し、このような測定装置には、入力する電圧信号の振幅レベルを減衰させるためのアッテネータとして入力抵抗が配置されることが多い。
【0005】
しかしながら、アッテネータの抵抗値を大きくすると、アッテネータの抵抗及び寄生容量で構成されるフィルタの周波数特性の影響が大きくなり、電圧信号の周波数特性は損なわれてしまう。その結果、電圧信号の周波数特性が損なわれる帯域では、電圧検出部から出力されてアッテネータを通じて測定装置に入力される電圧信号と、電流検出部から出力されてそのまま測定装置に入力される電流信号との間で位相ズレが発生してしまい、電圧信号及び電流信号から求められる物理量の測定精度が低下するという問題がある。
【0006】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、アッテネータのような入力抵抗に寄生する容量に起因する測定精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のある態様によれば、測定装置は、測定対象に生じる電位の大きさを示す第一信号が入力される第一入力端子と、一端が前記第一入力端子に接続される入力抵抗と、一端が前記入力抵抗の他端に接続されると共に他端が基準電位に接続される第一抵抗と、を備える第一入力回路を備える。さらに測定装置は、前記測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号が入力される第二入力端子を備える第二入力回路と、前記第一入力回路及び前記第二入力回路の出力信号に基づいて前記測定対象の物理量を演算する演算手段と、を含む。そして測定装置は、前記第二入力回路の出力信号に対し、前記入力抵抗に寄生する容量、前記入力抵抗及び前記第一抵抗によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償手段を備える。
【発明の効果】
【0008】
上記の態様によれば、補償手段により、第一入力回路の入力抵抗、第一抵抗及び寄生容量で構成されるフィルタの周波数特性が第二入力回路の出力信号に付加されるので、第一入力回路及び第二入力回路間の周波数特性のズレを低減することができる。
【0009】
したがって、物理量の演算に用いられる第一入力回路の出力信号及び第二入力回路の出力信号間の位相ズレが小さくなるので、測定対象の物理量を精度よく測定することができる。すなわち、アッテネータのような入力抵抗に寄生する容量に起因する測定精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。本明細書においては、全体を通じて、同一又は同等の要素には同一の符号を付する。
【0012】
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係る測定装置の回路構成を示す回路図である。
図１は、第一実施形態に係る測定装置の回路構成を示す回路図である。
【0013】
第一実施形態の測定装置１は、複数のチャネルに入力される電気信号を測定するための装置であり、測定対象の物理量を測定する。測定対象としては、例えば、電力を伝送する電線、電力変換装置、及び電力供給装置などが挙げられる。第一実施形態の測定対象は電線である。
【0014】
測定装置１によって測定される物理量（測定量）としては、測定対象の電力及び電力効率、測定対象のインピーダンス、並びに入力信号間の位相差などが挙げられる。第一実施形態の測定量は、電線に伝送される電力の大きさである。
【0015】
測定装置１は、プロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース、及び、これらを相互に接続するバスなどによって構成されるコンピュータである。プロセッサとしては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processor Unit）などが挙げられる。
【0016】
測定装置１は、電圧チャネル入力部１０と、電流チャネル入力部２０と、処理部３０と、記憶部４０と、表示部５０と、操作部６０と、を備える。
【0017】
電圧チャネル入力部１０は、測定対象に生じる電位の大きさを示すアナログの入力信号をデジタル信号に変換する。電圧チャネル入力部１０は、変換したデジタル信号を電圧測定データとして処理部３０に出力する。
【0018】
電流チャネル入力部２０は、測定対象に流れる電流の大きさを示すアナログの入力信号をデジタル信号に変換する。電流チャネル入力部２０は、変換したデジタル信号を電流測定データとして処理部３０に出力する。
【0019】
処理部３０は、電圧チャネル入力部１０及び電流チャネル入力部２０の出力信号に基づいて測定対象の物理量を演算する。第一実施形態の処理部３０は、測定対象となる電線に伝送される電力を演算する。処理部３０は、一又は複数のプロセッサによって構成される。
【0020】
記憶部４０は、例えば、処理部３０により得られる演算結果、及び測定条件などを記憶する。また、記憶部４０には、測定装置１の動作を制御するためのプログラムが記憶されている。記憶部４０は、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、ＲＯＭ及びＲＡＭにより構成される。
【0021】
表示部５０は、上記の測定結果又は測定条件などを表示する。表示部５０は、例えば、利用者が情報を視認可能、かつ利用者が操作可能なようにタッチパネルにより構成される。これに代えて表示部５０は、液晶ディスプレイ又はＬＥＤディスプレイなどにより構成されてもよい。
【0022】
操作部６０は、表示画面の周囲に設けられる複数の押しボタン、表示画面内に配置されるタッチセンサ、又は、キーボード及びマウスなどによって構成される。操作部６０は、利用者の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す操作信号を生成する。
【0023】
入力操作としては、例えば、電源ボタンを押下する操作、測定条件及び表示条件を設定する操作、及び測定処理の開始又は終了を指示する操作などが挙げられる。操作部６０は、生成した操作信号を処理部３０に出力する。
【0024】
図２は、電圧チャネル入力部１０及び電流チャネル入力部２０回路構成の一例を示す回路図である。
【0025】
図２に示すように、第一実施形態の電圧チャネル入力部１０には電圧信号Ｓｖが入力され、電流チャネル入力部２０には電流信号Ｓｉが入力される。
【0026】
電圧信号Ｓｖは、測定対象に生じる電位の大きさを示す第一信号である。第一実施形態の電圧信号Ｓｖは、電線の電圧を取り出すクリップ又は端子などから出力される電圧検出信号である。第一実施形態では、電圧信号Ｓｖの振幅レベルは、電流信号Ｓｉの振幅レベルに比べて大きい。
【0027】
電流信号Ｓｉは、測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号である。第一実施形態の電流信号Ｓｉは、測定対象の電線に流れる電流を検出する電流センサから出力される電流検出信号である。電流センサとしては、例えば、電線をクランプした状態でその電線に流れる電流を非接触で検出する電流センサが用いられる。
【0028】
電圧チャネル入力部１０の電圧端子１Ａは、電圧信号Ｓｖが入力される第一入力端子であり、電流チャネル入力部２０の電流端子１Ｂは、電流信号Ｓｉが入力される第二入力端子である。
【0029】
電圧端子１Ａには、例えば１［Ｈｚ］から数［ＭＨｚ］までの周波数を有する電圧信号Ｓｖが入力される。また、第一実施形態の電圧信号Ｓｖの大きさは、数百［Ｖ］から数［ｋＶ］の高電圧である。
【0030】
電圧チャネル入力部１０は、電圧信号Ｓｖを入力してアナログの電圧信号Ｓｖをデジタルの電圧値に変換した電圧測定データを出力する。第一実施形態の電圧チャネル入力部１０は、入力回路１１と、ＬＰＦ回路１２と、ＡＤコンバータ１３と、を備える。
【0031】
入力回路１１は、電圧センサからの電圧信号Ｓｖが入力される電圧端子１Ａと、一端が電圧端子１Ａに接続される入力抵抗１１１と、一端が入力抵抗１１１の一端に接続されると共に他端が基準電位Ｇに接続される第一抵抗１１２と、を備える第一入力回路である。
【0032】
第一実施形態の入力回路１１は、電圧センサの出力電圧を測定する電圧測定回路として機能し、入力抵抗１１１と、第一抵抗１１２と、バッファ回路１１３と、を備える。
【0033】
入力抵抗１１１は、電圧端子１Ａから電圧信号Ｓｖが入力される電気抵抗であり、入力抵抗１１１には、入力抵抗１１１に寄生する寄生容量Ｃｐが付加される。
【0034】
入力抵抗１１１は、電圧信号Ｓｖの振幅レベルが電流信号Ｓｉの振幅レベルに比べて大きいことから、電圧信号Ｓｖの振幅レベルがバッファ回路１１３の入力レンジに収まるように電圧信号Ｓｖの振幅レベルを減衰させるのに用いられる。第一実施形態の入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２の抵抗値は、電圧信号Ｓｖの信号レベルが、入力回路２１の入力レベルと同等のレベルまで減衰されるような大きさに定められる。
【0035】
入力抵抗１１１は、一又は複数の抵抗素子からなり、例えば、一般の抵抗器、又は一般の抵抗器の耐電圧よりも高い電圧で使用可能な高耐圧抵抗器によって実現される。第一実施形態の入力抵抗１１１は、数百［ｋΩ］から数［ＭΩ］までの範囲内の抵抗値を有する高耐圧抵抗器によって構成されている。
【0036】
上述した高耐圧抵抗器には、抵抗値を大きくするために、抵抗パターンの経路が長くなるよう電極間に多数の折り返し部を有する蛇行形状の抵抗パターンが形成されている。その結果、抵抗パターンに形成された多数の折り返し部と、基準電位Ｇとの間で、分布定数回路のように多数の容量結合が連続して分布する。
【0037】
このように高耐圧抵抗器には、電極間に沿って多数の静電容量成分が連続的に寄生していることから、図１には、多数の容量結合を合成した合成容量が寄生容量Ｃｐとして示されている。第一実施形態の寄生容量Ｃｐの合成値は、例えば数［ｐＦ］の容量値を有する。
【0038】
この寄生容量Ｃｐの存在により入力抵抗１１１の周波数特性を損ねてしまう。具体的には、寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２で構成されるフィルタ（ＲＣ回路）が持つ周波数特性により、電圧チャネル入力部１０の周波数特性の平坦性が悪化する。例えば、数百［ｋＨｚ］又は数［ＭＨｚ］あたりから電圧チャネル入力部１０の周波数特性が低下してしまう。
【0039】
ここにいう周波数特性には、振幅及び位相の周波数特性が含まれる。また、以下では、寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって構成されるフィルタのことを寄生フィルタとも称する。
【0040】
第一抵抗１１２は、電圧信号Ｓｖを分圧するための電気抵抗である。第一抵抗１１２の抵抗値は、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって分圧された減衰後の電圧信号Ｓｖのレベルが、バッファ回路１１３の入力レンジに収まるように定められた電圧信号Ｓｖの減衰量となるよう、入力抵抗１１１の抵抗値に応じて設計される。第一実施形態の第一抵抗１１２の抵抗値は、例えば数百［Ω］から百［ｋΩ］までの範囲内の大きさに定められる。
【0041】
バッファ回路１１３は、減衰後の電圧信号Ｓｖとして第一抵抗１１２の両端間に生じる電圧を、検出値から測定値に変換するための所定の利得で増幅し、増幅後の電圧信号Ｓｖを電圧測定信号としてＬＰＦ回路１２に出力する。
【0042】
続いて、入力回路１１の接続構成について説明する。入力回路１１において、電圧端子１Ａが入力抵抗１１１の一端である入力端に接続され、入力抵抗１１１の他端である出力端が、第一抵抗１１２の一端及びバッファ回路１１３の入力端にそれぞれ接続されている。また、第一抵抗１１２の他端が基準電位Ｇに接続される。
【0043】
ＬＰＦ回路１２は、入力回路１１の出力信号に対してローパスフィルタ処理を施す第一フィルタ手段として機能するアナログ回路である。ＬＰＦ回路１２は、入力回路１１の出力端に接続され、折り返し雑音の抑制（アンチエリアシング）を目的としたフィルタ回路である。
【0044】
第一実施形態のＬＰＦ回路１２は、ＡＤコンバータ１３での折り返し雑音の発生を抑制する役割を果たすアンチエイリアシングフィルタである。ＬＰＦ回路１２は、例えば、二次のローパスフィルタ回路により構成される。第一実施形態では、ＬＰＦ回路１２は、能動素子を有するアクティブフィルタによって実現される。
【0045】
例えば、ＬＰＦ回路１２は、二次のＶＣＶＳ（Voltage Controlled Voltage Source）型フィルタによって構成される。ＬＰＦ回路１２の構成例については、図３を参照して後述する。ＬＰＦ回路１２は、ローパスフィルタ処理後の電圧測定信号をＡＤコンバータ１３に出力する。
【0046】
ＡＤコンバータ１３は、ＬＰＦ回路１２の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。そしてＡＤコンバータ１３は、電圧信号Ｓｖの測定値を示す変換後のデジタル信号を電圧測定データとして処理部３０に出力する。
【0047】
次に、電流チャネル入力部２０の構成について説明する。
【0048】
電流チャネル入力部２０は、電流信号Ｓｉを入力してアナログの電流信号Ｓｉをデジタルの電圧値に変換した電流測定データを出力する。第一実施形態の電流チャネル入力部２０は、入力回路２１と、補償回路２２と、ＬＰＦ回路２３と、ＡＤコンバータ２４と、を備える。
【0049】
入力回路２１は、電流センサからの電流信号Ｓｉが入力される電流端子１Ｂを備える第二入力回路である。第一実施形態の入力回路２１は、電流センサの出力電圧を測定する測定回路として機能し、バッファ回路２１１を備える。
【0050】
バッファ回路２１１は、電流信号Ｓｉとして第一抵抗１１２の両端間に生じる電圧を、検出値から測定値に変換するための所定の利得で増幅し、増幅後の電流信号Ｓｉを電流測定信号として補償回路２２に出力する。
【0051】
入力回路２１の接続構成としては、電流端子１Ｂにバッファ回路２１１の入力端が接続され、バッファ回路２１１の出力端が入力回路２１の出力端を構成する。
【0052】
第一実施形態のバッファ回路２１１は、バッファ回路１１３の周波数特性と同等の周波数特性となるように回路定数が設計される。なお、入力回路２１は、バッファ回路２１１に代えてシャント抵抗によって構成されてもよい。また、バッファ回路２１１の入力端と基準電位Ｇとの間には抵抗素子が接続されてもよい。
【0053】
補償回路２２は、入力回路２１の出力信号に対し、入力回路１１の入力抵抗１１１に寄生する寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって構成される寄生フィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償手段として機能する。
【0054】
第一実施形態の補償回路２２は、アナログのＬＰＦ回路により実現される。補償回路２２は、寄生容量Ｃｐに起因する入力回路１１及び２１の出力信号同士の周波数特性のズレが小さくなるよう、入力信号に対して一次のローパスフィルタ処理を施すアクティブフィルタによって実現することが望ましい。
【0055】
具体例として、図２に示す補償回路２２は、抵抗素子２２１と、コンデンサ２２２と、バッファ回路２２３と、を備える。
【0056】
抵抗素子２２１の抵抗値及びコンデンサ２２２の容量値は、補償回路２２の周波数特性が、寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２からなる寄生フィルタの周波数特性と一致するように定められる。
【0057】
例えば、抵抗素子２２１での熱雑音の発生が抑えられるよう、抵抗素子２２１の抵抗値は、数［ｋΩ］から数十［ｋΩ］までの範囲内の大きさに定められる。一方、コンデンサ２２２の容量値は、補償回路２２の周波数特性が寄生フィルタの周波数特性と同等になるよう、抵抗素子２２１の抵抗値に応じて、例えば数十［ｐＦ］の大きさに定められる。
【0058】
具体例として、補償回路２２のカットオフ周波数が７２０［ｋＨｚ］となるよう回路定数を設計する場合は、抵抗素子２２１の抵抗値は１０［ｋΩ］、コンデンサ２２２の容量値は２２［ｐＦ］に定められる。
【0059】
補償回路２２の接続構成としては、入力回路２１のバッファ回路２１１の出力端に抵抗素子２２１の一端が接続され、抵抗素子２２１の他端が、コンデンサ２２２の一端及びバッファ回路２２３の入力端に接続される。そしてコンデンサ２２２の他端が基準電位Ｇに接続される。
【0060】
補償回路２２は、入力回路２１から出力される電流測定信号に対して一次のローパスファイルタ処理を施す。そして補償回路２２は、処理後の電流測定信号をＬＰＦ回路２３に出力する。
【0061】
ＬＰＦ回路２３は、補償回路２２の出力信号に対してローパスフィルタ処理を施すアナログ回路である。ＬＰＦ回路２３は、ＬＰＦ回路１２と同様、アンチエイリアシングフィルタとしての役割を果たす。
【0062】
第一実施形態のＬＰＦ回路２３の構成は、ＬＰＦ回路１２の構成と同一である。ＬＰＦ回路２３は、ローパスフィルタ処理を施した電流測定信号をＡＤコンバータ２４に出力する。
【0063】
ＡＤコンバータ２４は、ＬＰＦ回路２３の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。そしてＡＤコンバータ２４は、電流信号Ｓｉの測定値を示す変換後のデジタル信号を電流測定データとして処理部３０に出力する。
【0064】
処理部３０は、入力回路１１及び入力回路２１の出力信号に基づいて測定対象の物理量を演算する演算手段として機能する。
【0065】
第一実施形態の処理部３０は、電圧チャネル入力部１０から出力される電圧測定データと、電流チャネル入力部２０から出力される電流測定データと、に基づいて測定対象の物理量を演算する。具体的には、処理部３０は、電圧測定データに示される電圧値と、電流測定データに示される電流値とを用いて、測定対象となる電線の伝送電力の大きさを演算する。
【0066】
また、処理部３０は、電圧測定データに示される電圧値と、電流測定データに示される電流値とを用いて、電圧信号Ｓｖ及び電流信号Ｓｉ間の位相差を算出するものであってもよい。
【0067】
例えば、測定対象が二次電池又は燃料電池などの蓄電デバイスである場合は、処理部３０は、電圧測定データ及び電流測定データを用いて蓄電デバイスの内部インピーダンスを演算してもよい。
【0068】
なお、第一実施形態の補償回路２２は、抵抗素子２２１及びコンデンサ２２２を有するＲＣ回路で構成されているが、抵抗及びコイルを有するＲＬ回路で構成されるものでもよく、抵抗素子、コンデンサ及びコイルを組み合わせて構成されるものであってもよい。
【0069】
続いて、ＬＰＦ回路１２及びＬＰＦ回路２３について図３を参照して説明する。上述の通り、ＬＰＦ回路１２の回路構成とＬＰＦ回路２３の回路構成とは同一であるため、回路構成については同一の図面に示している。
【0070】
図３は、ＬＰＦ回路１２及び２３の回路構成を示す回路図である。ＬＰＦ回路１２及び２３の各々は、抵抗素子１２１と、抵抗素子１２２と、コンデンサ１２３と、コンデンサ１２４と、オペアンプ１２５と、を有する。
【0071】
まず、ＬＰＦ回路１２については、抵抗素子１２１の一端がバッファ回路１１３の出力端に接続され、抵抗素子１２１の他端が、抵抗素子１２２の一端及びコンデンサ１２３の一端にそれぞれ接続される。抵抗素子１２２の他端が、コンデンサ１２４の一端及びオペアンプ１２５の非反転入力端子（＋）にそれぞれ接続され、コンデンサ１２４の他端が基準電位Ｇに接続される。
【0072】
そして、コンデンサ１２３の他端が、オペアンプ１２５の反転入力端子（－）及び出力端子にそれぞれ接続され、オペアンプ１２５の出力端子がＡＤコンバータ１３の入力端に接続される。
【0073】
続いて、ＬＰＦ回路２３については、抵抗素子１２１の一端がバッファ回路２１１に接続され、オペアンプ１２５の出力端子がＡＤコンバータ２４に接続されることを除いては、上述のＬＰＦ回路１２の接続構成と同じである。
【0074】
第一実施形態では、抵抗素子１２１及び１２２の各々の抵抗値は、数［ｋΩ］に定められ、コンデンサ１２３及び１２４の各々の容量値は、数百［ｐＦ］に定められる。
【0075】
具体例として、ＬＰＦ回路１２及び２３のカットオフ周波数が１［ＭＨｚ］、Ｑ値を０．７０となるよう回路定数を設計する場合は、抵抗素子１２１及び１２２の抵抗値は１［ｋΩ］、コンデンサ１２３の容量値は約２００［ｐＦ］、コンデンサ１２４の容量値は、約１００［ｐＦ］に定められる。
【0076】
なお、第一実施形態では折り返し雑音の発生を抑えるために電圧チャネル入力部１０及び電流チャネル入力部２０にそれぞれＬＰＦ回路１２及び２３が備えられているが、これらを省略してもよい。例えば、エイリアシングが起こらないような回路構成であればＬＰＦ回路１２及び２３を省略することが可能である。
【0077】
次に、シミュレーション解析によって得られた入力回路１１の周波数特性について図４を参照して説明する。
【0078】
図４は、入力回路１１及び補償回路２２の各出力信号の周波数特性を示す図である。
【0079】
入力回路１１のシミュレーション条件は、五つの抵抗素子が直列接続された入力抵抗１１１に対し、各抵抗素子に並列接続された寄生容量と、各抵抗素子と基準電位Ｇとの間に生じる寄生容量の容量値とを共に０．４［ｐＦ］とし、第一抵抗１１２に並列接続された寄生容量の容量値を０．４［ｐＦ］とした。また、各抵抗素子の抵抗値と、第一抵抗１１２の抵抗値とを共に１００［ｋΩ］とした。
【0080】
また、補償回路２２のシミュレーション条件は、抵抗素子２２１の抵抗値を１０［ｋΩ］とし、コンデンサ２２２の容量値を２２［ｐＦ］とした。
【0081】
図４では、入力回路１１の出力信号に関する振幅及び位相の周波数特性がそれぞれ太線の破線及び細線の破線により示され、補償回路２２の出力信号に関する振幅及び位相の周波数特性がそれぞれ太線の実線及び細線の実線により示されている。
【0082】
また、比較例として、寄生容量Ｃｐに起因する周波数特性の補償処理が施される前の入力回路２１の出力信号に関する振幅及び位相の周波数特性がそれぞれ太線の一点鎖線及び細線の一点鎖線により示されている。
【0083】
図４に示すように、破線で示される入力回路１１の出力信号の周波数特性は、比較例として一点鎖線で示した、補償処理が施されていない入力回路２１の出力信号の周波数特性に比べて、高周波帯域において減衰している。
【0084】
この対策として、入力回路２１の出力信号に対して一次のローパスファイルタを構成する補償回路２２でフィルタ処理が施されるので、実線で示される補償回路２２の出力信号の周波数特性は、入力回路１１の出力信号の周波数特性と概ね一致している。
【0085】
入力回路１１の出力信号の周波数特性は、寄生容量Ｃｐと入力抵抗１１１と第一抵抗１１２とで構成される寄生フィルタの周波数特性に対応しており、この寄生フィルタの周波数特性は、補償回路２２を一次のローパスフィルタで構成することで精度よく近似されている。
【0086】
それゆえ、発明者は、入力回路１１における寄生フィルタの周波数特性は、少なくとも一次のローパスフィルタの周波数特性で実現可能であることを知見した。
【0087】
このように、第一実施形態では補償回路２２を一次のローパスフィルタで構成することにより、電流チャネル入力部２０において寄生フィルタの周波数特性が加味されるよう、入力回路２１の出力信号に対して寄生フィルタの周波数特性を補償することが可能となる。
【0088】
続いて、第一実施形態における測定装置１の動作について図５を参照して説明する。
【0089】
図５は、測定装置１によって実行される測定方法の処理手順例を示すフローチャートである。ここでは、電圧センサから測定対象に生じる電圧の大きさを示す電圧信号Ｓｖが出力され、電流センサから測定対象に流れる電流の大きさを示す電流信号Ｓｉが出力される。
【0090】
ステップＳ１において、測定装置１のうち入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２を備える入力回路１１の入力抵抗１１１の入力端に接続される電圧端子１Ａに対し、電圧センサから出力される電圧信号Ｓｖが入力される。
【0091】
ステップＳ２において、測定装置１における入力回路２１の電流端子１Ｂに対し、電流センサから出力される電流信号Ｓｉが入力される。
【0092】
ステップＳ３において測定装置１は、入力回路２１の出力信号に対し、入力抵抗１１１に寄生する寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって構成される寄生フィルタの周波数特性を補償する補償処理を施す。第一実施形態の測定装置１は、入力回路２１の出力信号に対し、補償処理として一次のローパスフィルタ処理を施す。
【0093】
ステップＳ４において測定装置１は、入力回路１１の出力信号と、ステップＳ３で補償処理が施された入力回路２１の出力信号と、に基づいて測定対象の物理量を演算する。
【0094】
第一実施形態では、測定装置１は、入力回路１１の出力信号に対してＬＰＦ回路１２によりローパスフィルタ処理を施し、ＡＤコンバータ１３によりローパスフィルタ処理後の出力信号をデジタル信号に変換して電圧測定データを生成する。
【0095】
そして、測定装置１は、補償処理が施された入力回路２１の出力信号に対してＬＰＦ回路２３によりローパスフィルタ処理を施し、ＡＤコンバータ２４によりローパスフィルタ処理後の出力信号をデジタル信号に変換して電流測定データを生成する。さらに測定装置１は、生成した電圧測定データ及び電流測定データを用いて、測定対象となる電線に伝送される電力の大きさを演算する。
【0096】
ステップＳ４の処理が完了すると、第一実施形態に係る測定方法の一連の処理手順が終了する。
【0097】
次に、第一実施形態による作用効果について説明する。
【0098】
第一実施形態において、測定装置１は、入力回路１１と、入力回路２１と、処理部３０と、を備える。入力回路１１は、測定対象に生じる電位の大きさを示す第一信号としての電圧信号Ｓｖが入力される第一入力端子に相当する電圧端子１Ａと、一端が電圧端子１Ａに接続される入力抵抗１１１と、一端が入力抵抗１１１の他端に接続されると共に他端が基準電位Ｇに接続される第一抵抗１１２と、を備える第一入力回路を構成する。
【0099】
そして、入力回路２１は、測定対象に流れる電流の大きさを示す第二信号としての電流信号Ｓｉが入力される第二入力端子に相当する電流端子１Ｂを備える第二入力回路を構成する。処理部３０は、入力回路１１及び入力回路２１の出力信号に基づいて測定対象の物理量を演算する演算手段として機能する。
【0100】
さらに測定装置１は、入力回路２１の出力信号に対し、入力抵抗１１１に寄生する寄生容量Ｃｐ及び入力抵抗１１１によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償手段として機能する補償回路２２を備える。
【0101】
また、第一実施形態において、測定方法は、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２を備える入力回路１１の入力抵抗１１１の入力端に第一信号として電圧信号Ｓｖが入力される第一入力ステップ（Ｓ１）と、入力回路２１に第二信号として電流信号Ｓｉが入力される第二入力ステップ（Ｓ２）と、を含む。
【0102】
さらに測定方法は、入力回路２１の出力信号に対し、寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって構成されるフィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償ステップ（Ｓ３）と、入力回路１１の出力信号と補償ステップ（Ｓ３）で処理が施された入力回路２１の出力信号とに基づいて測定対象の物理量を演算する演算ステップ（Ｓ４）と、を含む。
【0103】
さらに、第一実施形態におけるプログラムを実行する測定装置１のコンピュータは、入力抵抗１１１の入力端に第一信号として電圧信号Ｓｖが入力された入力回路１１の出力信号と、第二信号として電流信号Ｓｉが入力された入力回路２１の出力信号と、を取得する。上記プログラムは、測定装置１のコンピュータに、上述した補償ステップ（Ｓ３）及び演算ステップ（Ｓ４）を実行させるためのプログラムである。
【0104】
これらの構成によれば、補償回路２２又は補償ステップ（Ｓ３）により、入力回路１１の入力抵抗１１１と第一抵抗１１２と寄生容量Ｃｐとで構成されるフィルタの周波数特性が入力回路２１の出力信号に付加される。これにより、入力回路１１及び入力回路２１間の周波数特性のズレを低減することができる。
【0105】
したがって、物理量の演算に用いられる入力回路１１の出力信号及び入力回路２１の出力信号間の位相ズレが小さくなるので、測定対象の物理量を精度よく測定することができる。すなわち、入力抵抗１１１の寄生容量Ｃｐに起因する測定精度の低下を抑制することができる。
【0106】
また、第一実施形態の補償回路２２は、入力回路２１の出力信号に対して一次のローパスフィルタ処理を施す。
【0107】
このような構成にする理由について簡単に説明する。入力回路１１において、入力抵抗１１１の周波数特性は、寄生容量Ｃｐの存在により悪化するものの、図４に示したように、一次のローパスファイルタで精度よく近似することが可能となる。
【0108】
それゆえ、上記の通り、補償回路２２として一次ローパスフィルタを採用することにより、一次ローパスフィルタを採用しない場合に比べて補償回路２２の出力信号の周波数特性と入力回路２１の出力信号の周波数特性との一致度合いを高めることができる。したがって、電圧信号Ｓｖの測定量と電流信号Ｓｉの測定量との位相ズレを抑制することができる。
【0109】
また、第一実施形態の入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２の抵抗値は、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２による分圧によって、入力回路１１（電圧信号Ｓｖ）の入力レベルが、入力抵抗１１１の他端から出力されたときに入力回路２１（電流信号Ｓｉ）の入力レベルと同等のレベルまで減衰されるような大きさに定められる。
【0110】
この構成によれば、補償回路２２において入力信号を減衰させる必要がなくなるとともに、ＬＰＦ回路２３の素子値を電圧チャネル入力部１０のＬＰＦ回路１２と同じ素子値にしたり、電圧チャネル入力部１０のＡＤコンバータ１３と同じＡＤコンバータ２４を使用したりすることが可能となる。このため、補償回路２２、ＬＰＦ回路２３及びＡＤコンバータ２４の回路設計が容易になる。
【0111】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係る測定装置について図６を参照して説明する。
次に、第二実施形態に係る測定装置について図６を参照して説明する。
【0112】
図６は、第二実施形態に係る測定装置２の回路構成を示す回路図である。第二実施形態では、第一実施形態の補償回路２２の機能をＬＰＦ回路２３に統合している点が第一実施形態とは異なる。
【0113】
測定装置２は、図１に示した電流チャネル入力部２０に代えて電流チャネル入力部２０Ａを備えている。なお、第一実施形態の測定装置１と同じ構成については、同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0114】
電流チャネル入力部２０Ａは、第一実施形態と同一構成の入力回路２１に加え、第一実施形態の補償回路２２及びＬＰＦ回路２３の代わりに補償ＬＰＦ回路２５を備えている。
【0115】
補償ＬＰＦ回路２５は、第一実施形態の補償回路２２と同様、寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２で構成される寄生フィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償手段として機能する。
【0116】
第二実施形態の補償ＬＰＦ回路２５は、第一フィルタ手段としてのＬＰＦ回路１２の次数Ｎよりも一つ大きい次数（Ｎ＋１）のローパスフィルタ処理を入力回路２１の出力信号に施す。なお、次数を示すＮは、正の整数である。
【0117】
補償ＬＰＦ回路２５は、入力回路２１の出力端に接続され、能動素子としてオペアンプを有するアクティブフィルタ回路である。また、第二実施形態のＬＰＦ回路１２は、図３に示したように、二次のローパスフィルタ回路により構成される。
【0118】
例えば、補償ＬＰＦ回路２５は、ＬＰＦ回路１２の次数よりも一つ大きい三次のゲッフェ型ローパスフィルタ回路により構成される。補償ＬＰＦ回路２５の構成例については図７を参照して説明する。
【0119】
図７は、補償ＬＰＦ回路２５の回路構成の一例を示す回路図である。
【0120】
【0121】
補償ＬＰＦ回路２５の回路定数は、図１に示した第一実施形態の補償回路２２の周波数特性を表す一次伝達関数のカットオフ周波数と、ＬＰＦ回路１２の周波数特性を表す二次伝達関数のカットオフ周波数及びＱ値とに基づいて設計される。
【0122】
具体的には、補償回路２２の一次伝達関数のカットオフ周波数とＬＰＦ回路１２の二次伝達関数のカットオフ周波数及びＱ値を用いて三次伝達関数が求められる。そして三次伝達関数のカットオフ周波数及びＱ値を用いて補償ＬＰＦ回路２５の回路定数が定められる。
【0123】
例えば、抵抗素子１２１、１２２及び２５１の各々の抵抗値は、数［ｋΩ］に定められ、コンデンサ１２３及び２５２の各々の容量値は、数百［ｐＦ］に定められ、コンデンサ１２４の容量値は、数十［ｐＦ］に定められる。
【0124】
具体例として、補償回路２２の一次特性のカットオフ周波数が７２０［ｋΩ］、ＬＰＦ回路１２の二次特性のカットオフ周波数が１［ＭＨｚ］、Ｑ値が０．７０となるよう回路定数を設計することを想定する。この場合は、抵抗素子１２１、１２２及び２５１の各々の抵抗値が１［ｋΩ］、コンデンサ１２３の容量値が約３５０［ｐＦ］、コンデンサ１２４の容量値が約６０［ｐＦ］、コンデンサ２５２の容量値が約２６０［ｐＦ］に定められる。
【0125】
なお、第二実施形態の補償ＬＰＦ回路２５は、抵抗素子２５１及びコンデンサ２５２に代えてコイル及び抵抗素子で構成されるものでもよく、或いは、抵抗素子、コンデンサ及びコイルを組み合わせた回路で構成されるものであってもよい。
【0126】
続いて、第二実施形態による作用効果について説明する。
【0127】
第二実施形態の測定装置２は、第一実施形態と同様、入力回路１１及び入力回路２１を備える。さらに測定装置２は、ＬＰＦ回路１２と補償ＬＰＦ回路２５とを備える。
【0128】
このとき、ＬＰＦ回路１２は、入力回路１１の出力信号に対してローパスフィルタ処理を施す第一フィルタ手段として機能する。さらに補償ＬＰＦ回路２５は、入力回路２１の出力信号に対し、ＬＰＦ回路１２の次数よりも一つ大きい次数のローパスフィルタ処理を施す補償手段として機能する。
【0129】
この構成によれば、補償ＬＰＦ回路２５は、ＬＰＦ回路１２よりも次数が一つ大きいため、ＬＰＦ回路１２の周波数特性に対し、寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２で構成される一次の寄生フィルタの周波数特性を加味することが可能となる。
【0130】
これにより、入力回路２１の出力信号に対し、寄生フィルタの周波数特性を加味しつつ、ＬＰＦ回路１２と同等のローパスフィルタ処理を施すことができる。それゆえ、第一実施形態と同様、補償ＬＰＦ回路２５の出力信号の周波数特性とＬＰＦ回路１２の出力信号の周波数特性とのズレが小さくなるので、測定精度を高めることができる。
【0131】
また、第二実施形態において、ＬＰＦ回路１２は、入力回路１１に接続されて折り返し雑音の発生を抑制するフィルタ回路である。そして補償ＬＰＦ回路２５は、入力回路２１に接続され、能動素子としてオペアンプ１２５を有するアクティブフィルタ回路である。
【0132】
この構成によれば、ＬＰＦ回路１２により折り返し雑音の発生を抑制しつつ、補償ＬＰＦ回路２５により寄生容量Ｃｐの影響が抑えられるので測定精度を高めることができる。
【0133】
これに加え、補償ＬＰＦ回路２５としてアクティブフィルタ回路を採用することにより、複雑な周波数特性を形成することが可能となる。それゆえ、ＬＰＦ回路１２が二次以上の周波数特性であっても、ＬＰＦ回路１２の出力信号の周波数特性に精度よく近似することができる。したがって、補償ＬＰＦ回路２５の周波数特性の調整精度に起因する測定精度の低下を抑制することができる。
【0134】
より詳細には、第二実施形態において、ＬＰＦ回路１２は、二次のローパスフィルタ回路で構成され、補償ＬＰＦ回路２５は、三次のゲッフェ型ローパスフィルタ回路で構成されている。
【0135】
この構成によれば、補償ＬＰＦ回路２５は、図７に示したように、能動素子として一個のオペアンプ１２５のみ備えれば実現可能である。これに対し、補償ＬＰＦ回路２５の二つの機能を有する第一実施形態の補償回路２２及びＬＰＦ回路２３（図２参照）は、バッファ回路２２３及びオペアンプ１２５の二個の能動素子が必要になる。
【0136】
このように、三次のゲッフェ型ローパスフィルタ回路を補償ＬＰＦ回路２５として採用することにより、第一実施形態の回路構成に比べて能動素子の個数が少なくなるので、回路内におけるオフセットの増加及びノイズの混入を低減することができる。これに加え、能動素子の個数を最小限に抑えられるので、測定装置２のサイズを小さくするとともに製造コストの増加を抑制することができる。
【0137】
（第三実施形態）
次に、第三実施形態に係る測定装置について図８を参照して説明する。第三実施形態では、図１に示した第一実施形態の補償回路２２とＬＰＦ回路１２及びＬＰＦ回路２３とが省略されるとともに、補償回路２２の機能を処理部３０に持たせる点が第一実施形態とは異なる。
次に、第三実施形態に係る測定装置について図８を参照して説明する。第三実施形態では、図１に示した第一実施形態の補償回路２２とＬＰＦ回路１２及びＬＰＦ回路２３とが省略されるとともに、補償回路２２の機能を処理部３０に持たせる点が第一実施形態とは異なる。
【0138】
図８は、第三実施形態に係る測定装置３の構成を示す図である。
【0139】
測定装置３は、第一実施形態のＬＰＦ回路１２を削除した電圧チャネル入力部１０Ａと、第一実施形態の補償回路２２及びＬＰＦ回路２３を削除した電流チャネル入力部２０Ｂと、補償回路２２の機能を有する処理部３０Ａと、を備えている。以下では、重複する記載を避けるため、処理部３０Ａの機能構成についてのみ説明する。
【0140】
処理部３０Ａは、デジタル処理を行う一又は複数のプロセッサによって構成される。第三実施形態の処理部３０Ａは、補償部３１と、測定量演算部３２と、を備える。
【0141】
補償部３１は、入力回路２１の出力信号に対し、入力回路１１の入力抵抗１１１に寄生する寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって構成される寄生フィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償手段として機能する。
【0142】
第三実施形態の補償部３１は、第一実施形態と同様、電流チャネル入力部２０Ｂから出力される電流測定データに対して、一次のローパスフィルタ処理を施す。例えば、補償部３１は、図１に示した補償回路２２の回路構成で行われる処理と同等の補償処理を実行する。補償部３１は、補償処理後の電流測定データを測定量演算部３２に出力する。
【0143】
測定量演算部３２は、入力回路１１及び入力回路２１の出力信号に基づいて測定対象の物理量を演算する演算手段として機能する。
【0144】
第三実施形態において、測定量演算部３２は、電圧チャネル入力部１０Ａから電圧測定データを取得し、補償部３１から補償処理後の電流測定データを取得する。そして測定量演算部３２は、電圧測定データに示される電圧値と、補償処理後の電流測定データに示される電流値とを用いて、測定対象となる電線に伝送される電力の大きさを演算する。
【0145】
また、測定量演算部３２は、電圧測定データに示される電圧値と、補償処理後の電流測定データに示される電流値とを用いて、電圧信号Ｓｖ及び電流信号Ｓｉ間の位相差を算出するものであってもよい。例えば、測定対象が蓄電デバイスである場合は、測定量演算部３２は、電圧測定データ及び補償処理後の電流測定データを用いて蓄電デバイスの内部インピーダンスを演算してもよい。
【0146】
続いて、第三実施形態による作用効果について説明する。
【0147】
第三実施形態の測定装置３は、入力回路１１と、入力回路２１と、補償部３１及び測定量演算部３２を備える処理部３０Ａと、を備える。測定量演算部３２は、入力回路１１及び入力回路２１の出力信号に基づいて測定対象の物理量を演算する演算手段として機能する。補償部３１は、測定量演算部３２に入力される入力回路２１の出力信号に対し、寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって構成される寄生フィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償手段として機能する。
【0148】
この構成によれば、第一実施形態と同様、補償部３１で補償処理を実行しない機能構成に比べて入力抵抗１１１の寄生容量Ｃｐに起因する測定精度の低下を抑制することができる。
【0149】
これに加え、デジタル処理を行う処理部３０Ａにおいて補償回路２２の処理が実行されるので、第一実施形態とは異なり、補償回路２２自体を設ける必要がない。それゆえ、測定装置３のサイズ及び製造コストの増加を抑制することができる。
【0150】
（第四実施形態）
次に、第四実施形態に係る測定装置について図９を参照して説明する。第四実施形態では、第三実施形態の処理部３０Ａの機能構成に加え、電圧測定データ及び電流測定データの双方にローパスフィルタ処理を施す機能構成が追加される点が第三実施形態とは異なる。
次に、第四実施形態に係る測定装置について図９を参照して説明する。第四実施形態では、第三実施形態の処理部３０Ａの機能構成に加え、電圧測定データ及び電流測定データの双方にローパスフィルタ処理を施す機能構成が追加される点が第三実施形態とは異なる。
【0151】
図９は、第四実施形態に係る測定装置４の構成を示す図である。
【0152】
測定装置４は、図８に示した第三実施形態の測定装置３の処理部３０Ａに代えて処理部３０Ｂを備えている。処理部３０Ｂは、処理部３０Ａの補償部３１に代えてＬＰＦ部３１１及び補償ＬＰＦ部３１２を備えている。なお、測定装置４のうち図８に示した第三実施形態の測定装置３と同じ構成については、同一符号を付して重複する説明は省略する。
【0153】
ＬＰＦ部３１１は、入力回路１１の出力信号に対してローパスフィルタ処理を施す第一フィルタ手段として機能する。ＬＰＦ部３１１は、電圧測定データに含まれる高周波ノイズを除去する役割を果たす。
【0154】
第四実施形態のＬＰＦ部３１１は、電圧チャネル入力部１０Ａから出力される電圧測定データに対して二次のローパスフィルタ処理を施す。具体例として、ＬＰＦ部３１１は、第一実施形態のＬＰＦ回路１２と同じ回路構成で実行されるローパスフィルタ処理を電圧測定データに施す。
【0155】
補償ＬＰＦ部３１２は、入力回路２１の出力信号に対し、寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２によって構成される寄生フィルタの周波数特性を補償する処理を施す補償手段として機能する。
【0156】
例えば、補償ＬＰＦ部３１２は、入力回路２１の出力信号に対し、ＬＰＦ部３１１の次数よりも一つ大きい次数のローパスフィルタ処理を施す。具体例として、補償ＬＰＦ部３１２は、三次のゲッフェ型ローパスフィルタ回路で実行されるローパスフィルタ処理を実行する。
【0157】
続いて、第四実施形態による作用効果について説明する。
【0158】
第四実施形態において、ＬＰＦ部３１１は、入力回路１１の出力信号に対してローパスフィルタ処理を施す第一フィルタ手段として機能する。そして補償ＬＰＦ部３１２は、入力回路２１の出力信号に対し、ＬＰＦ部３１１の次数よりも一つ大きい次数のローパスフィルタ処理を施す補償手段として機能する。
【0159】
この構成によれば、ＬＰＦ部３１１により、入力回路１１の出力信号に対して測定対象となる電線の周囲から混入する高周波ノイズ、又は入力抵抗１１１及びＡＤコンバータ２４において生じる高周波ノイズを除去することができる。それゆえ、ＬＰＦ部３１１の機能を有しない構成に比べて測定精度を高めることができる。
【0160】
これに加え、補償ＬＰＦ部３１２により、第二実施形態と同様、入力回路２１の出力信号に対し、ＬＰＦ部３１１と同等のローパスフィルタ処理が施されるとともに入力抵抗１１１の寄生容量Ｃｐに起因する寄生フィルタの周波数特性が加味される。
【0161】
これにより、入力回路１１及び２１の出力信号の各々の高周波ノイズが除去されるとともに、入力回路１１及び２１間の出力信号の位相ズレに比べてＬＰＦ部３１１及び補償ＬＰＦ部３１２の出力データ間の位相ズレが小さくなる。それゆえ、入力回路１１及び２１の出力信号に基づき演算される物理量の測定精度を高めることができる。
【0162】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【0163】
例えば、上記実施形態では電流チャネル入力部２０、２０Ａ又は２０Ｂの個数は一つであったが、複数の電流チャネル入力部２０、２０Ａ又は２０Ｂが備えられてもよい。この場合でも、複数の電流チャネル入力部２０、２０Ａ又は２０Ｂ、或いは処理部３０Ａ又は３０Ｂにおいて電圧チャネル入力部１０又は１０Ａとの位相ズレが抑制されるので、精度よく測定量の演算を行うことが可能になる。
【0164】
また、第一及び第二実施形態では補償回路２２及び補償ＬＰＦ回路２５がアクティブフィルタで構成されているが、これに限られるものではない。例えば、パッシブフィルタを用いて、寄生容量Ｃｐ、入力抵抗１１１及び第一抵抗１１２からなる寄生フィルタの周波数特性に補償回路２２及び補償ＬＰＦ回路２５の周波数特性を近似可能であれば、補償回路２２及び補償ＬＰＦ回路２５にパッシブフィルタを採用してもよい。
【0165】
また、第一及び第二実施形態ではＬＰＦ回路１２が二次のローパスフィルタで構成されているが、これに限られず、ＬＰＦ回路１２としては三次以上のローパスフィルタが採用されてもよい。この場合、補償ＬＰＦ回路２５は、四次以上のローパスフィルタであってもよく、ゲッフェ型以外のローパスフィルタが採用されてもよい。
【符号の説明】
【0166】
１～４ 測定装置
１Ａ 電圧端子（第一入力端子）
１Ｂ 電流端子（第二入力端子）
１１ 入力回路（第一入力回路）
１１１ 入力抵抗
１１２ 第一抵抗
Ｃｐ 寄生容量（入力抵抗に寄生する容量）
１２ ＬＰＦ回路（第一フィルタ手段、フィルタ回路、二次のローパスフィルタ回路）
２１ 入力回路（第二入力回路）
２２ 補償回路（補償手段）
２５ 補償ＬＰＦ回路（補償手段、アクティブフィルタ回路、三次のゲッフェ型ローパスフィルタ回路）
３０、３０Ａ、３０Ｂ 処理部（演算手段）
３１ 補償部（補償手段）
３２ 測定量演算部（演算手段）
３１１ ＬＰＦ部（第一フィルタ手段）
３１２ 補償ＬＰＦ部（補償手段）
Ｓ１～Ｓ４ （第一入力ステップ、第二入力ステップ、補償ステップ、演算ステップ）
１Ａ 電圧端子（第一入力端子）
１Ｂ 電流端子（第二入力端子）
１１ 入力回路（第一入力回路）
１１１ 入力抵抗
１１２ 第一抵抗
Ｃｐ 寄生容量（入力抵抗に寄生する容量）
１２ ＬＰＦ回路（第一フィルタ手段、フィルタ回路、二次のローパスフィルタ回路）
２１ 入力回路（第二入力回路）
２２ 補償回路（補償手段）
２５ 補償ＬＰＦ回路（補償手段、アクティブフィルタ回路、三次のゲッフェ型ローパスフィルタ回路）
３０、３０Ａ、３０Ｂ 処理部（演算手段）
３１ 補償部（補償手段）
３２ 測定量演算部（演算手段）
３１１ ＬＰＦ部（第一フィルタ手段）
３１２ 補償ＬＰＦ部（補償手段）
Ｓ１～Ｓ４ （第一入力ステップ、第二入力ステップ、補償ステップ、演算ステップ）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】