JPH10502775A

JPH10502775A - 抵抗ネットワーク

Info

Publication number: JPH10502775A
Application number: JP7522839A
Authority: JP
Inventors: ロドニーホワイトディビッド; ジョーンズケイス
Original assignee: Industrial Research Ltd
Current assignee: Callaghan Innovation Research Ltd
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1998-03-10
Also published as: DE19581562B4; AU1863895A; US5867018A; NZ281731A; GB2301501A; GB9618258D0; WO1995023979A1; GB2301501B; DE19581562T1

Abstract

(57)【要約】ある範囲の四端子抵抗値を提供する四端子抵抗ネットワーク。このネットワークは、少なくとも二つの異なる抵抗値を有する複数の抵抗、通常は、スター（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）、リングまたは梯子の形をした４個またはそれ以上の抵抗からなる。組み合わせネットワークは、ある範囲の四端子抵抗値を提供するために、種々の直列、並列および直並列の形に抵抗を接続する。通常、上記の形のある場合には、すべての抵抗が使用され、他の形の場合には、すべての抵抗の中のあるものだけが使用される。通常、四端子抵抗値の数は、抵抗の数よりも大きい。

Description

【発明の詳細な説明】抵抗ネットワーク（発明の分野）本発明は、電気抵抗測定装置の精度および／または直線性を評価するために使用することができる、ある範囲において正確な抵抗値を有している抵抗ネットワークからなる。（発明の背景）有用な特性を有している抵抗ネットワークは、電気測定基準の実現、前記基準の評価、および電気測定装置の評価を電気的に測定する際に、いろいろの面で使用される。一般に使用されている前記種類のネットワークとしては、ハモン抵抗という名称で知られている４端子直並列ビルドアップ抵抗がある。ハモン抵抗の基本的な設計は、１９５４年にハモンによって提案された。１９５４年１２月発行のＪＳｃｉＩｎｓｔｒｕの第３１巻の４５０−４５３ページに掲載されているＢ．Ｖ．ハモンの「標準抵抗を較正するための１−１００オームのビルドアップ抵抗」を参照されたい。ハモンが自分の抵抗ネットワークに盛り込んだ四つの重要な原理の中の三つは、すでに周知であった。ハモン抵抗が使用した原理は下記のものである。四端子抵抗：大部分の工学の教科書に記載されている電気抵抗は、二つの端子を有している。このような抵抗の場合には、抵抗それ自身とそれに接続している二本のリード線の抵抗とを電気的に区別することは不可能であった。このため多くの用途において、実現可能な精度は著しく制限される。高い精度が必要な場合には、四端子抵抗が使用される。四端子抵抗は、電流が流れる二つの端子と、電圧を測定するための二つ端子を有している。電流に対する電圧の比率、抵抗は、四本のリード線の抵抗値すべてと無関係である。この原理は恐らくロード・ケルビンの説に基づくものであろう。正確な抵抗比を実現するための直列および並列に接続された抵抗値の等しい抵抗：直列に接続されている等しい公称抵抗値を有するＮ個の抵抗の抵抗値は、並列に接続しているＮ個の抵抗のＮ²倍等しいことは周知であった。さらに、Ｎ個の抵抗の抵抗値を、一定の許容値内で同じ数値に調整した場合には、並列抵抗値に対する直列抵抗値の比の精度は、許容値の平方に等しい精度となる。例えば、１０個の公称値が等しく、１／１，０００（０．１％）内の誤差で整合した１０オームの抵抗を直列に接続した場合の抵抗値は１００オームとなり、並列に接続した場合の抵抗値は１オームとなる。上記二つの抵抗値の比の精度は、１／１，０００，０００（０．００００１％）になることは証明することができる。これは恐らくロード・レイリーの説に基づくものであろう。四端子接合：ハモンの論文が発表される前は、レイリーの直並列原理を実用化することは難しいということが証明されていた。抵抗値が低い場合には、リード線および接点のもつ抵抗値は無視することができず、その結果として生じる誤差により測定値の精度は制限されていた。ハモンは、電流がリード線の任意のペアを流れるとき、他の二本のリード線の両端の電圧は零になるような四端子抵抗を実現し、実用化する方法を発見した。ハモンは、接合ブロックに接続している四本のリード線の中の三本を、第四のリード線に対して対称にすれば、四端子接合を容易に実現することができることを発見した。この接合の製造を成功させるためのいくつかの幾何学的配置は周知である。米国特許第３、２５２、０９１号は上記の幾何学的配置の一つを開示している。四端子接合は、下記の方法で（例えば、１０個の）抵抗のそれぞれを恒久的に直列に接続するのに使用することができる。すなわち、第一に、各抵抗はハッキリとした四端子抵抗とすること。第二に、直列に接続される（例えば、１０個の）抵抗は（１０個の）合計値に正確に等しくすること。何故なら、接点抵抗の変数の効果が除去されるからである。第三に、下記に説明する組み合わせネットワークを使用することによって、リード線の抵抗値の影響を無視することができるように、並列ネットワーク内の（１０個の）抵抗を接続することができるようにすること。組み合わせネットワーク：ハモン抵抗を並列に接続するためには、低い（しかし、実用的には零でない）抵抗接続を（１０個の）抵抗の各端子に行わなければならない。接続の抵抗は零ではないので、各抵抗を流れる電流は等しくはない。電流が等しくない場合には、並列抵抗の測定値は誤差を含む。この問題を解決するためには、電流が等しくなるように、何本かのリード線に既知の抵抗を慎重に導入する。四端子抵抗はリード線の持つ抵抗とは無関係であるので、組み合わせネットワーク（補償または共用ネットワークとも呼ばれる）は、直接にはエラーを生じさせない。実際には、組み合わせネットワークを、電流端子または電圧端子のいずれかに同じ効果をもって導入するか、両方により高い効果をもって導入することが出来る。ケルビンは、自分のダブルブリッジに共用ネットワークの原理を使用し（米国特許第３、２５２、０９１号を参照）、またこの原理については、ブルック（１９２０年発行のＴｒａｎｓＡｍｅｒＩｎｓｔＥｌｅｃｔＥｎｇｒｓ３９の５４９ページのＨ．Ｂ．ブルック参照）およびウエナ（１９１４年発行のＢｕｌｌＮａｔＢｕｒＳｔａｎｄの１１の６５ページのＦ．ウエナおよびＥ．ウイーベル参照）の抵抗の並列接続に関連して記載されているし、より一般的言葉でキブルおよびレイナ（1９８４年発行の（アダム・ヒルガ、ブリストル）のＢ．Ｐ．キブルおよびＧ．Ｈ．レイナの「同軸交流ブリッジ」参照）が説明している。ハモンがそのアイデアを発表して以来、上記の直並列ビルドアップ抵抗（すなわち、ハモン抵抗）は、電気的測定の重要な素子となっている。異なる数の抵抗を使用し、直列接続および並列接続を同時に使用したハモン抵抗の修正抵抗が多く作られ、発表された。レイリー、ページ、ゴリニおよびハモンの論文には、ハモン抵抗を実際に使用する場合に起こる可能性のあるエラーおよびそのエラーをもっとも少なくする方法が記載されている。Ｊ．Ｃ．レイリーの１９６７年９月発行のＩＥＥＥＴｒａｎｓＩｎｓｔｒｕｍＭｅａｓ第ＩＭ−１６巻の２５８−６８のＪ．Ｃ．レイリーの「直列接続および並列接続の四端子抵抗の精度」；１９６５年７月／９月発行のＪＲｅｓＮａｔＢｕｒＳｔａｎｄＳｅｃｔＣの第６９巻の１８１−９ページのＣ．Ｈ．ページの「四端子までの直列 −並列ビルドアップ抵抗の誤差」；１９７２年８月発行のＩＥＥＥＴｒａｎｓＩｎｓｔｒｕｍＭｅａｓの第ＩＭ−２１巻のＮｏ．３のＩ．ゴリニの「１００：１直列−並列ビルドアップ・フーリエ端子抵抗の並列接続の誤差」を参照されたい。ある程度詳細にハモンの設計を利用したリーズ・アンド・ノースラップ社（オーストラリア）ギルジン・インスツルメンツ（カナダ）およびエレクトロ・サイエンティフィック・インダストリーズ（ＵＳＡ）を含む多くの会社が、市販用のハモン抵抗を製造していることはよく知られている。ハモン抵抗は主として、１０倍ずつ抵抗値が違う、すなわち、１、１０、１００、１０００、１００００オーム等々の直流標準抵抗を実現するために使用される。例えば、１オームの組み合わせの抵抗の測定をすれば、他の数値の組み合わせの抵抗値もわかることになる。この抵抗の主な特徴は、非常に精度が高く、その高い精度を利用して、（１／１００、０００、０００）の精度の抵抗比を実現できることである。ハモン抵抗は、また正確な電圧比を実現するためにペアで使用されてきた。トンプソンは、正確な電圧分割装置を実現するための一般的な用途について記載している。１９７８年１２月発行のＩＥＥＥＴｒａｎｓＩｎｓｔｒＭｅａｓＩＢ−２７、４、４２３−５ページのＡ．Ｍ．トンプソンの「抵抗比の自己チェック」を参照されたい。ビルドアップ抵抗の場合のように、等しい抵抗値を有する抵抗を整合することは、ハモン型の電圧分割装置の性能に非常に重大な影響を持っている。すべてのハモンのネットワークは、抵抗値に大きな冗長度をもっている。すなわち、公称抵抗値のあるものは、個々の抵抗の一つまたはそれ以上の直列−並列の組み合わせによって実現することができる。ビルドアップ抵抗であろうと、電圧分割装置であろうと、ハモンのネットワークの他の欠点は、レイリーの原理を実用化するために、すなわち、正確な抵抗比を確立するために、抵抗の公称値が等しい抵抗を使用して上記のビルドアップ抵抗および抵抗分割装置を作ることができることである。ハモンのネットワークは、四つの端子接合のそれぞれの端子の中の二つが、電圧または電流端子としてだけ使用されるように、永久的に直列に（いわゆる、「はしご」形に）接続されている抵抗を使用して作ることもできる。（発明の要約）本発明は、特にハモンのネットワークの上記の欠点を克服、または少なくとも軽減するための改良型または少なくとも別の形式の抵抗ネットワークを提供する。広い意味で、本発明は四端子抵抗値の範囲を与える四端子抵抗ネットワークで構成され、少なくとも二つの異なった抵抗値を持った複数の抵抗と、抵抗を異なる直列、並列および直並列の構成に接続し、ネットワーク両端の四端子抵抗値の範囲を与えるよう切り替え可能な切り替え手段を有する組み合わせネットワークとからなる。本発明のネットワークは、故意に抵抗値を変えた少なくとも二つの抵抗からなっている。本発明のネットワークは、ネットワークにより実現しようとする抵抗値の大きさおよび範囲に従って、例えば、スター型にも、リング型にも、または梯子型にも、またその組み合わせによる形にも、または他の必要とする形にも接続することができる。ネットワークを構成している個々の抵抗の数に対して大きな抵抗値を実現するために、ネットワークを配列したり、抵抗値を選択することができる。本発明のネットワークの場合には、ネットワークによって実現した抵抗内にほとんど冗長度を導入しないようにすることもできるし、冗長度をまったく導入しないこともできる。本発明のネットワークの効用および精度は、抵抗がその公称の数値にどれだけ等しいか、また抵抗の抵抗値が相互にどのくらい等しいかによっては大きく左右されることはない。本発明のネットワークの性能は、組み合わせネットワークがどのくらい正確に整合しているかによって決まる。（図面の簡単な説明）添付の図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。図１（ａ）は二端子抵抗を、図１（ｂ）は四端子抵抗を示す。図２（ａ）は四端子接合の等価回路を示し、図２（ｂ）から図２（ｆ）は四端子接合の実際に使用されている種々の形を示す。図３は、図示してない組み合わせネットワークと接続している１０個の抵抗からなるハモンのネットワークを示す。図４は、図示の組み合わせネットワークと並列に接続している１０個の抵抗からなるハモンのネットワークを示す。図５は、図示の（切り替え手段を除く）組み合わせネットワークに接続している、本発明の４個の抵抗からなるスター型ネットワークを示す。図６は、図示の（切り替え手段を除く）組み合わせネットワークに接続している、本発明の４個の抵抗からなるリング型ネットワークを示す。図７は、図示の（切り替え手段を除く）組み合わせネットワークに接続している、本発明の７個の抵抗からなるスター型ネットワークを示す。図８は、図示の（切り替え手段を除く）組み合わせネットワークに接続している、本発明の３個の抵抗からなるスター型ネットワークを示す。図９（ａ）から図９（ｆ）までは、図５の４個の抵抗からなるスター型ネットワーク用の種々の抵抗値を実現するために必要な種々の組み合わせネットワーク接続を示す。図１０は、８個の三位置（オン−オフ−オン）スイッチを使用している組み合わせネットワークに接続している、図５から図９に示す４個の抵抗からなるあるスター型ネットワークの回路図である。図１１は、本発明の抵抗ネットワークを使用している自動ブリッジ較正用のソフトウエアの流れを示すフローチャートである。〈図１−図４に示す従来技術の説明〉図１（ａ）は二端子抵抗である。図１（ｂ）は、四端子抵抗であり、リード線の抵抗ｒも図示されている。図２（ａ）は四端子結合の等価回路であり、図２（ｂ）から図２（ｆ）は四端子接合を実現するための種々の回路である。図２（ｂ）は、四面体装置であり、図２（ｃ）は球状の装置であり、図２（ｄ）は半径方向に円筒形をしている装置であり、図２（ｅ）は三角形の装置であり、図２（ｆ）は軸方向に円筒形をしている装置である。図２（ｅ）の幾何学的図形は、米国特許第３、２５２、０９１号の主題となっている。図３は、組み合わせネットワークに接続されていない、１０個の抵抗からなるハモン抵抗の等価回路である。図４は、電圧リード線内の組み合わせネットワークおよび並列に接続している１０個の抵抗に接続している完全な１０個の抵抗からなるハモン抵抗である。ハモンのネットワークの場合には、抵抗値の等しい抵抗がすべて梯子形に直列に恒久的に接続されており、その結果、四端子接合のそれぞれの二つの端子は電圧端子としてだけ、また二つの端子は電流端子としてだけ使用される。（本発明の好適な実施例の説明）図５は、本発明の好適な形のネットワークであるが、このネットワークは四個の抵抗からなるスター形のネットワークで、組み合わせネットワークも図示してある。このネットワークにおいては、四つの抵抗を直列、並列および直並列に接続した場合に実現することができる３５までの異なる四端子抵抗値を使用することができる。（四端子零抵抗を入れれば３６となる。）図６は、４個の抵抗を含むリング形のネットワークからなる本発明の他の形式のネットワークである。図７は、７個の抵抗を含むスター形のネットワークからなる本発明の他の好適な形のネットワークであり、図８は、３個の抵抗からなるスター形ネットワークである。図９は、図５の本発明の４個の抵抗からなる、スター・ネットワークに対する３５のすべての組み合わせを実現するために必要な、種々の組合わせネットワーク接続を示す。図９（ａ）に示すように、４個の個々の各抵抗から四つの異なる抵抗値を得ることができる。図９（ｂ）に示すとおり、直列に接続している任意の２個の抵抗の六つの組合わせにより、さらに六つの抵抗値を得ることができる。図９（ｃ）に示すとおり、並列に接続している任意の２個の抵抗の六つの異なる組合わせにより、さらに六つの抵抗値を得ることができる。図９（ｄ）に示すとおり、並列に接続している任意の２個の抵抗に直列に接続してい１個の抵抗の１２の異なる組合わせにより、さらに１２の抵抗値を得ることができる。図９（ｅ）に示すとおり、並列に接続している３個の抵抗に直列に接続している１個の抵抗の四つの異なる組合わせにより、さらに四つの抵抗値を得ることができる。図９（ｆ）に示すとおり、２個の他の並列抵抗に直列に接続している２個の並列抵抗の三つの組合わせにより、さらに三つの抵抗値を得ることができる。図１０は、図５の４個の抵抗からなるスター・ネットワークと、図９の構成のすべての抵抗値を得ることができる８個の三位置（オン−オフ−オン）スイッチを使用している組み合わせネットワークの回路図である。図１０においては、Ｒｐ１、Ｒｐ２、Ｒｐ３およびＲｐ４は、潜在的なリード線内で組み合わせネットワークを形成している四本のリード線の抵抗値である。リード線の抵抗値は、一般的には、当業者にとっては周知の方法で使用されるが、精度の低い用途の場合には必要不可欠なものではない。Ｒ１−Ｒ４と表示されているスイッチは、それているスイッチは、必要な場合には、四端子接合の端子を接続している。抵抗表が接続している時には、このスイッチを使用してはならないことを示している。端子ＩおよびＶは、ネットワークへの同軸接続である。表１は、３５の可能な組み合わせ、および図５、図９および図１０に示す本発明の４個の抵抗からなるスター形ネットワークで作ることができる抵抗値を示す。この場合、すべてのネットワーク抵抗は、異なる抵抗値を有している。この場合、Ｒ１＝８１．１Ω、Ｒ２＝４７．７Ω、Ｒ３＝３３．３Ω、およびＲ４＝２５．５Ωである。第１欄は、抵抗値の大きい順に並べた組み合わせであり、第２欄も組み合わせを示しているが、＋は直列、／／は並列を示している。第３欄は、合成抵抗値であり、第４欄は、図７の接続図のどれを適用するのかを示している。表２は、図５に示す本発明の４個の抵抗からなるスター形ネットワークによる３５の可能な組み合わせを示す。この場合、四つのネットワークの抵抗値の各二つは同じ数値を持っている。この場合、Ｒ１＝Ｒ２＝１００Ω、およびＲ３＝Ｒ４＝１００Ωである。これらの組み合わせにより、１００オームの単純な比の倍数である１２の異なる抵抗値を得ることができる。表３は、本発明の４個の抵抗からなるスター形ネットワークを使用した場合に得ることができる３５の組み合わせの他の例を示す。この場合、すべての抵抗値は異なる数値を持っている。この場合、Ｒ１＝１００Ω、Ｒ２＝５０Ω、Ｒ３＝３３ 1/3Ω、およびＲ４＝２５Ωである。これらの組み合わせにより、１００オームの比の倍数である２６の異なる抵抗値を得ることができる。本発明のネットワークを使用して実現することができる抵抗値の範囲は、ネットワークの抵抗値および組み合わせネットワークの接続を選択することによって、すべての特定の用途に適合させることができる。狭いレンジで動作する抵抗温度測定ブリッジの較正に適しているネットワークは、３５の組み合わせをできるだけ等間隔にすることによって作ることができる。例えば、最小平方基準が、４個の抵抗からなるスター形のネットワーク内の四つの構成部分からなる抵抗値に対する最適値を決定するために適用される場合には、３５の最適な間隔は、Ｒ１＝０．６２５４９０２Ｒｍａｘ、Ｒ２＝０．３７４５０９８Ｒｍａｘ、Ｒ３＝０．２８８４９１１Ｒｍａｘ、およびＲ４＝０．２２２６７５２Ｒｍａｘの比率の四個の抵抗で達成することができる。この場合、Ｒｍａｘは、最大の組み合わせ（Ｒ１＋Ｒ２）の抵抗値である。これらの比率に基づくネットワークによってカバーすることができるレンジは、約８〜１である。本発明の抵抗ネットワークも、すべてが相互の簡単な比率の倍数である一組の抵抗値となるように設計することができる。例えば、２：２：１：１の比率の４個の抵抗値を使用している、４個の抵抗からなるスター型ネットワークは、相互に比率の倍数となっている１２の異なる抵抗値を実現し（表２参照）、１２：６：４：３の比率の４個の抵抗は、２６の異なる抵抗値を実現する（表３参照）。抵抗値および組み合わせネットワークの切り替えを適当に選択することにより、ネットワークが、ブリッジの読みの（１０進法の）各桁に１０個の数字のすべて（０−９）を表示する確率を最大にすることができる。同様に、２進法、８進法また他の基数ブリッジの場合においても、各桁にすべてのまたはほとんどすべての数字を表示することができる。ほとんどのブリッジの場合、桁はブリッジ内の指数分割装置に機能的にリンクしているので、本発明はブリッジが正しく機能していることを確認する際に役に立つ追加の貴重な情報を提供する。表４は、本発明の４個の抵抗からなるスター型ネットワーク内で使用することができる４個の抵抗の抵抗値と、３５の組み合わせ内の各桁の各数字が現れる頻度数を示す頻度数表を示す。上記の表中の４個の抵抗の抵抗値は、上記の（ｌ）に示した分布基準に近い。表４は、Ｒ１＝８１．８１９３５４、Ｒ２＝４８．１７８６３６、Ｒ３＝３６．５１５７８４、およびＲ４＝３１．２４２２１４の抵抗値を有している抵抗を使用している４個の抵抗からなるスター型ネットワーク用のものである。この表に示すように、このネットワークにより、理想的な８桁ブリッジ（１０進法）の各桁を使用する３５の異なる抵抗値を有している３５の組み合わせを得ることができる。この表は、各桁に各数字（０−９）が使用される頻度数を示す。このネットワークは、最大の表示数値が１．２９９９９９９であるブリッジ用に設計される。本発明のネットワークは、また交流測定にも直流測定にも使用することができる。しかし、直流測定の場合には、最も高い精度で抵抗値を定義するには四端子抵抗の定義で十分であるが、交流抵抗の場合には、抵抗の導体素子の周囲の電磁場を定義するにはさらに別の要件がある。それ故、交流抵抗およびインピーダンスの同軸測定が使用され（上記のキブルおよびレイナ参照）、直列に抵抗を組み合わせた場合には、正確な抵抗値は得られないという測定結果となる。第二に、抵抗およびコンダクタンス・ブリッジは、インピーダンスの（無効または虚数部分に対する）実数部分だけを測定するので、（コンダクタンス・ブリッジの場合の）抵抗値の直列組み合わせおよび（抵抗ブリッジの場合の）並列組み合わせに対する式は近似的なものである。それ故、交流用途の場合には、周波数が高くなるにつれて、ネットワークの精度が次第に低下する。ネットワークの構成部材の交流特性および同軸の定義に十分注意することによって、直流に対して１／１００００００００００より高い精度が得られるが、周波数が１０ｋＨｚの場合には、精度は１／１００００００に低下する。それ故、本発明のネットワークの交流用途に対する効用は、必要とする精度および動作周波数によって違ってくる。本発明のネットワークは、手動切り替えネットワーク、またはコンピュータのインタフェースを通して受信するソフトウェアのコマンドに従って、自動的に切り替えられる組み合わせネットワークから構成することができる。図１１は、自動ネットワークを使用するときに行われる動作のシーケンスを示す簡単なフローチャートの一例である。〈例〉電気測定の際の長い間懸案になっていた問題は、高精度交流抵抗ブリッジの較正と検定である。ブリッジの動作周波数は非常に低く、通常２００Ｈｚ以下である。本発明以前には、最も信頼できる方法は、ブリッジの構成部材として使用されている電圧分割装置を個々にチェックし、可変抵抗をシミュレートするために使用される（ブリッジより必ず精度が高い）交流電圧分割装置に基づく方法であった。上記のキブルおよびレイナ参照。この方法は、分割装置の構成部材にアクセスするためにブリッジを分解したり、ブリッジそれ自身のような複雑さと、より高い精度を持っている回路を組み立てたりしなければならず、両方とも非常にコストが高くつく。ブリッジの分解を行う方法は、ブリッジの信頼性が損なわれるので行うことができない。図５に示す本発明の４個の抵抗からなるスター型のネットワークを使用すれば、すべてが異なる抵抗値を有している３５種類の（すなわち、このタイプのネットワークをいくつか使用する場合にはそれ以上の種類の）四端子抵抗を実現することができる。ブリッジの広い範囲の能力をカバーすることができ、また直列および並列の組み合わせに対する有用な式を通して相互に関連づけることができる。これらすべては比較的易いコストで行うことができる。試験の際にブリッジを使用して行った３５の測定値から、（例えば、最小２乗を適用して）ブリッジを使用して行った抵抗の測定の際の四つの構成部材である抵抗およびエラーの数値を、同時に計算することができる。ブリッジを正確に機能させ、構成部材である抵抗の相対的な抵抗値の測定を同時に行う手段が得られたので、ネットワークは自己較正を行う装置と見なすことができる。上記の特殊な用途の場合には、本発明は従来の装置および方法と比較すると、コストの面ばかりでなく、ブリッジが使用される度合いにおいても優れている。例えば、抵抗値を効果的にランダムに３５種類も選択することができ、（または上記に従って的確に選択することができるので）使用することができる１０のすべての数字（０−９）をブリッジの表示装置のすべての桁上に表示することができる。ほとんどのブリッジの場合、各桁はブリッジ内の構成部材である分割装置に機能的にリンクしているので、本発明は、ブリッジが正しく機能していることを確認する助けになる追加の貴重な情報を提供する。このことを、ブリッジが通常もっと少ない等間隔の比率（例えば、０．１、０．２、０．３、．．．１．０の狭い目盛りを持っている比率）で、使用されるブリッジをチェックするための他の二つの方法と比較されたい。このようなランダムでない数値では検出できないが、本発明を使用すれば非常に高い確率で検出することができる抵抗ブリッジ内で起こるエラーは周知である過去においては、ハモン抵抗は、三つの主な理由からこの用途には使用されなかった。一番目の理由は、ハモン抵抗はその数値が非常に離れている抵抗値を実現するために設計されるので、可能な組み合わせの中ブリッジの有用なレンジ内に入るものはほとんどないことである。二番目の理由は、ブリッジの有用なレンジ内に入るいくつかの抵抗値は、例えば、０．１、０．２、０．３、．．．１．０のような等間隔に並ぶことがよくあり、そのためブリッジはそのレンジ内のいくつかの関連を持つ点でだけ使用されるということである。他の任意の方法と同じ精度を実現するには、測定を何回も何回も繰り返して行わなければならない。三番目の理由は、ほとんどの電気計測の場合には、交流測定に使用される周波数は、１０００００００００分の幾つか程度の精度を有するブリッジ技術と比較しても、ハモン抵抗の性能を損なわないほど十分に高いと見なされていたことである。それ故、ハモン抵抗は今までは直流測定用のもので、交流測定には使用できないと考えられてきた。本発明のネットワークは、抵抗値、コンダクタンスおよびオーディオ周波数インピーダンス・ブリッジを含む抵抗値測定装置の検定または較正にも使用することができる。本発明のネットワークは、例えば、自己較正デジタル電圧計内にも使用することができる。本発明のあるネットワークは、抵抗センサ用のコストが安く、性能が高いシミュレータとしても使用できるので、センサ計装の検定にも使用することができる。今まで本発明の説明をしてきたが、本発明は、また組み合わせネットワークを形成するために、本発明のネットワークとハモンまたは他のネットワークとを組み合わせたものも含む。当業者にとっては自明の他の変更および修正も、請求の範囲に定義する範囲内に含まれる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．ある範囲の四端子抵抗値を提供する四端子抵抗ネットワークであって、少なくとも二つの異なる抵抗値を有する複数の抵抗と、ネットワークの両端にある範囲の四端子抵抗値を有する異なる直列、並列および直並列の形に抵抗を接続するために、切り替えを行うことができる切り替え手段を含む組み合わせネットワークとからなるネットワーク。２．前記抵抗接続のある形においては、前記抵抗のすべてが前記組み合わせネットワークによって接続され、前記抵抗接続の他の形においては、前記抵抗のすべてではない抵抗が、四端子抵抗値のレンジを提供するために、前記組み合わせネットワークによって接続される請求項１に記載の抵抗ネットワーク。３．前記ネットワークの両端の四端子抵抗値の数が、前記複数の抵抗値の数より大きい請求項１に記載の抵抗ネットワーク。４．前記ネットワークの両端の四端子抵抗値の数が、前記複数の抵抗値の数の少なくとも二倍である請求項１に記載の抵抗ネットワーク。５．前記複数の抵抗が、それぞれが第一の抵抗値を持っている第一の２個の抵抗と、それぞれが第二の抵抗値を持っている第二の２個の抵抗とからなる請求項１に記載の抵抗ネットワーク。６．前記ネットワークを形成するために、前記複数の抵抗がスター、リングまたは梯子の形に配置されている請求項５に記載の抵抗ネットワーク。７．前記ネットワークを形成するために、前記複数の抵抗が、スターの形に配置されている請求項５に記載の抵抗ネットワーク。８．前記ネットワークから少なくとも１２の抵抗値を提供するために、前記組み合わせネットワークを切り替えることができる請求項５または請求項６に記載の抵抗ネットワーク。９．前記複数の抵抗が、すべて異なる抵抗値を有している少なくとも４個の抵抗からなる請求項１に記載の抵抗ネットワーク。１０．前記ネットワークを形成するために、前記複数の抵抗がスター、リングまたは梯子の形に配置されている請求項９に記載の抵抗ネットワーク。１１．前記ネットワークを形成するために、前記複数の抵抗が、スターの形に配置されている請求項９に記載の抵抗ネットワーク。１２．前記ネットワークから少なくとも２６の抵抗値を提供するために、前記組み合わせネットワークを切り替えることができる請求項９または請求項１０に記載の抵抗ネットワーク。１３．前記ネットワークから３５の抵抗値を提供するために、前記組み合わせネットワークを切り替えることができる請求項９または請求項１０に記載の抵抗ネットワーク。１４．前記抵抗ネットワークが、すべてが相互に倍数の比率になっている抵抗値を提供する前記請求項のいずれかに記載されている抵抗ネットワーク。１５．前記ネットワークが電気ブリッジの一部を形成し、実質的に２、８または１０または他の数字のすべてが、前記ブリッジの測定値の２進法、８進法または１０進法またはその他の基数の桁上に表示される前記請求項のいずれかに記載されている抵抗ネットワーク。１６．前記組み合わせネットワークの前記切り替え手段が、制御可能なコンピュータである前記請求項のいずれかに記載されている抵抗ネットワーク。１７．スターの形に配置された異なる抵抗値を有している少なくとも４個の抵抗と、ネットワークの両端に、前記複数の抵抗数より多い数の四端子抵抗値を提供するために、ある形の場合には、前記抵抗のすべてが前記組み合わせネットワークによって接続され、他の形の場合には、前記抵抗の中のあるものだけが前記組み合わせネットワークによって接続される、種々の直列、並列および直並列の形に前記抵抗を接続するために、切り替えることができる切り替え手段を含む組み合わせネットワークからなる四端子抵抗ネットワーク。１８．添付図面の図５および図９（ａ）−図９（ｆ）を参照しながら、本明細書に実質的に記載した抵抗ネットワーク。１９．添付図面の図６を参照しながら、本明細書に実質的に記載した抵抗ネットワーク。２０．添付図面の図８を参照しながら、本明細書に実質的に記載した抵抗ネットワーク。