用于表征测量对象的电阻的设备的制作方法
本发明涉及一种用于表征测量对象的电阻的设备，尤其是一种用于确定测量对象的纵向电阻的设备。
背景技术：
对测量对象的电阻的表征在许多工业和科学领域中是重要的，例如以用于表征材料或电气构件。所述电阻通常不是标量，而是具有多个不同分量的张量。电阻张量将电流的空间定向与电压的空间定向相结合。电阻对于材料层而言例如可以通过纵向电阻和横向电阻来表征。对于在层内(并且平行于层地)运行的电流，纵向电阻表征在电流和平行于所述电流存在的电压之间的比率，而横向电阻表征在电流和在层内(并且平行于层地)垂直于所述电流存在的电压之间的比率。当前，术语电阻、电流和电压表示电气的电阻，电流或电压，除非上下文中获得其它结果。电阻张量的分量也称为电阻分量。
电阻张量的各个分量电阻例如可以通过如下方式确定：为了确定每个单个的张量分量，制造具有这种样品几何形状的样品并且对其在这种布线几何形状中进行电测量，使得对于当前的样品和布线几何形状而言除了要确定的单个分量以外所有分量都是可忽略的。用于确定单个分量的样品例如可以结构化并且以四点测量进行电布线，使得通过预设的电流方向和预设的电压获取位置电阻基本上仅通过要确定的单个分量给出。因此，例如在具有四个交叉臂的呈直角交叉形式的样品中(其中电流通过两个彼此相对置的交叉臂发送)，纵向电阻的影响为零或者是可忽略地小的，使得可以借助于检测在另两个彼此相对置的交叉臂之间产生的电压来确定横向电阻。
因此，电阻张量的每个单个分量能够借助于具有相应的样品几何形状的样品来确定。在此，为了确定不同的分量，必须制造具有不同的样品几何形状的多个样品或测量对象，这伴随着相应的时间和材料耗费。此外，在此由于可制造的样品几何形状的受限的精度，所确定的电阻分量也具有相应的不准确性。最终，借助该方法仅对于不同的样品几何形状或样品区域(而不对于同一样品或同一样品区域)确定不同的电阻分量，由此导致进一步的不准确性。
技术实现要素：
通过本发明应提供一种设备，借助于所述设备能够容易地以高的精度表征测量对象的电阻、尤其是纵向电阻。所述设备例如可以构成为用于同时确定测量对象的纵向和横向电阻。
根据本发明，提供一种用于表征测量对象的电阻的设备(在下文中也称为测量设备)。所述测量设备例如可以构成为用于确定电阻张量的不同分量，例如构成为用于确定测量对象的纵向电阻和/或横向电阻。纵向电阻也称为纵向的电阻，横向电阻也称为横向的电阻。所述测量对象优选构成为，使得其在三个空间维度中的两个上的延伸大于其在第三空间维度上的延伸。换言之，所述测量对象优选是长度和宽度大于厚度的材料层。因此，这种材料层基本上是二维的或可以假定为是二维的。
所述测量设备具有电能量源，以用于提供作为输入电流的电流。能量源具有第一极和第二极，其中，在这两个电极之间提供输入电流。这些极形成能量源的连接部位，因此也称为第一和第二连接极。所述能量源可以是电流源，例如用于提供直流电流或交流电流的电流源。替代地，所述能量源可以是电压源，例如用于提供直流电压或交流电压的电压源。
所述测量设备还具有用于检测或测量电压的电压测量装置。所述电压测量装置具有第一和第二测量输入端，并且构成为用于检测作为输出电压的在这两个测量输入端之间存在的电压。
所述测量设备具有至少四个连接触点，其中，每个所述连接触点设置为用于在构成在连接触点和接触电极之间的电连接的情况下与接触电极电连接，并且所述接触电极设置为用于电接触测量对象。因此，所述测量设备具有：至少一个第一连接触点，以用于将第一接触电极连接到其上(即与其电连接)；第二连接触点，以用于将第二接触电极连接到其上；第三连接触点，以用于将第三接触电极连接到其上；第四连接触点，以用于将第四接触电极连接到其上；其中，第一、第二、第三和第四接触电极设置用于电接触所述测量对象。所述测量设备可以借助于连接触点构成为用于在连接触点和接触电极之间构成可松开的连接(例如可松开的插接连接)。因此，所述测量设备可以具有四个连接触点，以用于构成与各一个接触电极的可松开地电连接。所述连接触点例如可以构成为连接插座。
因此，所述测量设备可以具有至少四个电极(也称为接触电极)，所述电极设置为用于电接触测量对象。因此，所述测量设备可以具有至少一个第一、第二、第三和第四接触电极。每个所述接触电极具有设置用于接触所述测量对象而露出的触点部位。在常规使用所述测量设备时，第一接触电极连接到第一连接触点上以构成电连接，第二接触电极连接到第二连接触点上以构成电连接，第三接触电极连接到第三连接触点上以构成电连接，并且第四接触电极连接到第四连接触点上以构成电连接。此外，在常规使用测量设备时，全部接触电极与测量对象物理接触，其中，每个接触电极的触点部位与测量对象物理接触。
此外，测量设备具有开关装置。所述开关装置构成为用于将能量源的第一极、能量源的第二极、电压测量装置的第一测量输入端和电压测量装置的第二测量输入端中的各一个与第一连接触点、第二连接触点、第三连接触点和第四连接触点中的各一个可变地成对地电连接。在常规使用所述测量设备时，每个所述连接触点与相应的接触电极连接，使得测量设备借助于开关装置构成为用于将第一极、第二极、第一测量输入端和第二测量输入端中的各一个与第一接触电极、第二接触电极、第三接触电极和第四接触电极中的各一个可变地成对地电连接。借助于开关装置因此能够实现或构成接触电极的不同的电布线配置，其中，所述第一极分别与四个接触电极之一电连接，所述第二极与四个接触电极之一(尤其是与四个接触电极中的不同于第一极的接触电极)电连接，第一测量输入端与四个接触电极之一(尤其是与四个接触电极中的不同于第一极和第二极的接触电极)电连接，并且所述第二测量输入端与四个接触电极之一(尤其是与四个接触电极中的不同于第一极、第二极和第一测量输入端的接触电极)电连接。开关装置构成为用于将所提及的元件可变地成对地电连接，亦即借助于开关装置可以构成至少两种不同的布线配置。
然而也可以规定，所述开关装置构成为用于实现多于两个的布线配置，例如构成为用于实现所有可能的布线配置。例如可以规定，所述开关装置构成为，使得可以由所述开关装置将第一极与四个连接触点中的任意一个(并且因此与四个接触电极中的任意一个)连接，可以将第二极与三个剩余的连接触点中的任意一个(并且因此与三个剩余的接触电极中的任意一个)连接，可以将第一测量输入端与两个剩余的连接触点中的任意一个(并且因此与两个剩余的接触电极中的任意一个)连接，并且可以将第二测量输入端与唯一剩余的连接触点(并且因此与唯一剩余的接触电极)连接。当前，“连接”或“连接部”表示电连接，亦即构成导电连接，除非在上下文中另有说明。
在常规使用测量设备时，连接触点与接触电极接触，并且接触电极与测量对象接触，其中，借助于电能量源生成测量对象中的电通流。所述测量设备构成为，使得能够由所述测量设备将在两个连接触点或接触电极之间流动的输入电流检测为输入电流信号，其中，所述连接触点或接触电极与能量源的两个极连接。所述输入电流信号将输入电流描述为时间的函数，使得由测量设备将输入电流时间变化曲线检测为输入电流信号。
由于所引入的输入电流，在两个另外的接触电极(即与电压测量装置的两个测量输入端连接的接触电极)之间引起电压。能够由测量设备借助于电压测量装置将存在于两个连接触点或者说接触电极之间的电压检测为输出电压信号，所述连接触点或者说接触电极与电压测量装置的两个测量输入端连接。所述输出电压信号将输出电压描述为时间的函数，使得由所述测量设备借助于电压测量装置将输出电压时间变化曲线检测为输出电压信号。
通过借助于开关装置能够构成接触电极的不同的布线配置，能够借助于测量设备针对不同的布线配置分别检测输入电流信号和输出电压信号，并且基于多个输入电流信号和多个输出电压信号来表征、例如确定测量对象的电阻或电阻张量。因此，所述测量设备可以构成为用于基于针对不同的布线配置所检测到的输入电流信号和输出电压信号来表征或确定不同的电阻分量。
测量设备构成为用于如下执行具有不同的布线配置的至少一个第一和第二测量序列。在这方面，尤其是第一开关装置构成为用于将第一极、第二极、第一测量输入端和第二测量输入端中的各一个与四个连接触点中的各一个(并且因此与四个接触电极的各一个)可变地成对地电连接，使得能够由测量设备实现对于第一和第二测量序列所需的布线配置。第一和第二测量序列能够以任意顺序执行。
在第一测量序列中，借助于开关装置，第一连接触点(并且因此在常规使用测量设备时第一接触电极)与能量源的两个极中的一个电连接，第二连接触点(或者说第二接触电极)与能量源的两个极中的另一个电连接，第三连接触点(或者说第三接触电极)与电压测量装置的两个测量输入端中的一个电连接，第四连接触点(或者说第四接触电极)与电压测量装置的两个测量输入端中的另一个电连接。因此，在第一测量序列中，输入电流存在于第一和第二连接触点之间(或者说在第一和第二接触电极之间)，并且由测量设备检测为第一输入电流信号。借助于电压测量装置，在第一测量序列中，存在于第三和第四连接触点之间(或者说在第三和第四接触电极之间)的电压被检测为第一输出电压信号。
在第二测量序列中，借助于开关装置，第三连接触点(或者说第三接触电极)与能量源的两个极中的一个电连接，第四连接触点(或者说第四接触电极)与能量源的两个极中的另一个电连接，第一连接触点(或者说第一接触电极)与电压测量装置的两个测量输入端之一电连接，并且第二连接触点(或者说第二接触电极)与电压测量装置的两个测量输入端中的另一个电连接。因此，在第二测量序列中，输入电流存在于第三和第四连接触点之间(或者说在第三和第四接触电极之间)，并且由所述测量设备检测为第二输入电流信号。在第二测量序列中，借助于电压测量装置将存在于第一和第二连接触点之间(或者说第一和第二接触电极之间)的电压检测为第二输出电压信号。
测量设备例如借助于相应地构成的评估装置构成为用于在考虑第一和第二输入电流信号以及第一和第二输出电压信号的情况下确定测量对象的纵向电阻和/或横向电阻。根据所检测到的输入电流信号和输出电压信号，对于同一测量对象，能够确定纵向电阻并且因此同时确定纵向和横向电阻，由此能够以高的精度不复杂地确定这些电阻分量。尤其是，能够在不改变样品或测量对象的情况下同时确定纵向和横向电阻。
测量设备例如可以构成为，使得
-在第一测量序列中，第一连接触点(或第一接触电极)与第一极电连接，第二连接触点(或第二接触电极)与第二极电连接，第三连接触点(或第三接触电极)与第一测量输入端电连接，并且第四连接触点(或第四接触电极)与第二测量输入端电连接，和
-在第二测量序列中，第三连接触点(或第三接触电极)与第一极电连接，第四连接触点(或第四接触电极)与第二极电连接，第二连接触点(或第二接触电极)与第一测量输入端电连接，并且第一连接触点(或第一接触电极)与第二测量输入端电连接，或
-在第二测量序列中，第四连接触点(或第四接触电极)与第一极电连接，第三连接触点(或第三接触电极)与第二极电连接，第一连接触点(或第一接触电极)与第一测量输入端电连接，并且第二连接触点(或第二接触电极)与第二测量输入端电连接。
通过选择布线配置，在第一测量序列中在引入的电流和获取的电压之间存在与在第二测量序列中相同的旋向性，亦即引入的电流与获取的电压的相同的相对定向(该定向可以通过连接方向的定向阐明，所述连接方向的定向从与第一极连接的接触电极相对于连接方向指向与第二极连接的接触电极，所述连接方向从与第一测量输入端连接的接触电极指向与第二测量输入端连接的接触电极)。通过在第一测量序列中存在与第二测量序列中相同的旋向性，能够以不复杂的方式执行对纵向和/或横向电阻的高精度的检测。
根据一种实施方式，所述测量设备构成为用于由第一输出电压信号和第一输入电流信号确定第一电阻值，并且由第二输出电压信号和第二输入电流信号确定第二电阻值。下面更准确地阐述对于不同的布线配置计算电阻值的型式和方式。
对于预设的布线配置，根据存在于该布线配置中的输出电压信号和存在于该布线配置中的输入电压信号确定电阻值。下面，用(i,j,k,l)表示布线配置，在所述布线配置中所述能量源的第一极与第i个连接触点(或与第i个接触电极)电连接，能量源的第二极与第j个连接触点(或与第j个接触电极)电连接，电压测量装置的第一测量输入端与第k个连接触点(或第k个接触电极)电连接，电压测量装置的第二测量输入端电与第l个连接触点(或第l个接触电极)电连接，使得在常规使用测量设备时，输入电流iij在第i个和第j个接触电极之间流动，并且输出电压ukl在第k个和第l个接触电极之间获取。存在于布线配置(i,j,k,l)中的电阻值用rijkl表示。
对于输入电流是直流电流的情况，对于布线配置(i,j,k,l)电阻值rijkl通过输出电压ukl和输入电流iij的商产生，所述输出电压存在于第k个接触电极和第l个接触电极之间(并且因此在第k个连接触点和第l个连接触点之间)，所述输入电流在第i个接触电极和第j个接触电极之间(并且因此在第i个连接触点和第j个连接触点之间)流动，使得能够将电阻值rijkl描述为rijkl＝ukl/iij(1)。
对于输入电流是(例如周期性的)交流电流的情况，存在于第i个和第j个接触电极之间(并且因此也在第i个和第j个连接触点之间)的输入电流lij(t)可以被描述为下式的傅立叶级数：
并且在第k个和第l个接触电极之间(并且因此也在第k个和第l个连接触点之间)存在的输出电压ukl(t)可以被描述为下式的傅里叶级数：
其中，用ω表示基频，用t表示时间，n是自然数，用
借助这些名称，对于布线配置(i,j,k,l)，由用于lij(t)和ukl(t)的傅里叶级数的属于n＝1的频率分量得出电阻值rijkl，其中，电阻值rijkl变为下式的复电阻值rijkl
rijkl＝re(rijkl)+i·im(rijkl)(4)，
其中，re(rijkl)称为实部，并且im(rijkl)称为虚部，并且所述实部通过下式给出，
并且所述虚部通过下式给出，
因此，如果输入电流是交流电流，则电阻元件rijkl是复数的电阻元件，并且因此也称为阻抗元件。
因此，电阻元件rijkl由输出电压信号ukl(t)和输入电流信号lij(t)的对应于基频ω的频率分量中得出，所述频率分量也被称为基频分量。电阻元件rijkl的实部由输出电压信号的基频分量的幅度
借助于上述第一和第二测量序列，例如，所述测量设备能够构成为用于将r1234确定为第一电阻元件和将r3421或r4312确定为第二电阻元件。
第一电阻值和第二电阻值的(取平均值的或一半的)总和与测量对象的横向电阻成比例，并且因此形成横向电阻的度量。第一电阻值和第二电阻值之间的(取平均值或一半的)差与测量对象的纵向电阻成比例，并且因此形成用于纵向电阻的度量。相应的比例因子从相应的布线几何形状中得出，并且例如可以根据测量对象的已知的几何形状或通过对具有已知的电阻张量的参考样品的测量以及测量结果与已知的电阻分量的比较来确定。
因此可以规定，所述测量设备构成为用于基于第一电阻值和第二电阻值来确定测量对象的纵向电阻和/或横向电阻。尤其是可以规定，所述测量设备构成为用于基于第一电阻值和第二电阻值之间的差来确定测量对象的纵向电阻和/或基于第一电阻值和第二电阻值的总和来确定测量对象的横向电阻。
因此，根据上述实施方式，根据用于直流电流情况的等式(1)或用于交流电流情况的等式(2)至(6)，例如可以将第一电阻值确定为r1234，并且将第二电阻值确定为r3421，其中，测量对象的纵向电阻或纵向的电阻rlong例如借助于
rlong＝p1·(r1234-r3421)/2～(r1234-r3421)(7)
来确定，并且测量对象的横向电阻或横向电阻rtrans例如借助于
rtrans＝p2·(r1234+r3421)/2～(r1234+r3421)(8)
来确定，其中p1和p2是比例因子，并且符号“～”代表比例符号。因此，测量设备例如可以借助于相应构成的评估装置构成为用于根据等式(7)或(8)结合用于直流电流情况的等式(1)，并且结合根据用于交流电流情况的等式(2)至(6)来确定纵向电阻rlong和/或横向电阻rtrans。
根据另一种实施方式，除了第一和第二测量序列，测量设备还如下构成为用于执行具有不同的布线配置的至少一个第三和第四测量序列。在这方面，尤其是开关装置构成为用于将第一极、第二极、第一测量输入端和第二测量输入端中的各一个与四个连接触点中的各一个(并且因此四个接触电极中的各一个)可变地成对地电连接，使得由测量设备可实现对于第一、第二、第三和第四测量序列所需的布线配置。能够以任意顺序执行第一、第二、第三和第四测量序列。
根据该实施方案，在第一测量序列中借助于开关装置，将第一连接触点(并且因此在常规使用测量设备时第一接触电极)与能量源的第一极电连接，第二连接触点(或第二接触电极)与能量源的第二极电连接，第三连接触点(或第三接触电极)与电压测量装置的第一测量输入端电连接，第四连接触点(或第四接触电极)与电压测量装置的第二测量输入端电连接，其中，输入电流存在于第一和第二接触电极之间(并且因此在第一和第二连接触点之间)，并且被检测为第一输入电流信号(i12)，并且借助于电压测量装置，在第三和第四接触电极之间(并且因此在第三和第四连接触点之间)生成的电压被检测为第一输出电压信号(u34)。
根据所述实施方案，在第二测量序列中借助于开关装置，所述第三连接触点(或第三接触电极)与能量源的第一极电连接，第四连接触点(或第四接触电极)与能量源的第二极电连接，第二连接触点(或第二接触电极)与电压测量装置的第一测量输入端电连接，并且第一连接触点(或第一接触电极)与电压测量装置的第二测量输入端电连接，其中，所述输入电流存在于第三和第四接触电极之间(并且因此在第三和第四连接触点之间)并且被检测为第二输入电流信号(i34)，并且借助于电压测量装置将在第一和第二接触电极之间(并且因此在第一和第二连接触点之间)生成的电压检测为第二输出电压信号(u21)。
在第三测量序列中，借助于开关装置将第二连接触点(或第二接触电极)与能量源的第一极电连接，第一连接触点(或第一接触电极)与能量源的第二极电连接，第四连接触点(或第四接触电极)与电压测量装置的第一测量输入端电连接，并且将第三连接触点(或第三接触电极)与电压测量装置的第二测量输入端电连接，其中，输入电流存在于第二和第一接触电极之间(并且因此存在于第二和第一连接触点之间)并且被检测为第三输入电流信号(i21)，并且借助于电压测量装置将在第四和第三接触电极之间(并且因此也在第四和第三连接触点之间)生成的电压检测为第三输出电压信号(u43)。
在第四测量序列中，借助于开关装置将第四连接触点(或第四接触电极)与能量源的第一极电连接，第三连接触点(或第三接触电极)与能量源的第二极电连接，第一连接触点(或第一接触电极)与电压测量装置的第一测量输入端电连接，第二连接触点(或第二接触电极)与电压测量装置的第二测量输入端电连接，其中，输入电流存在于第四和第三接触电极之间(并且因此存在于第四和第三连接触点之间)并且被检测为第四输入电流信号(i43)，并且借助于电压测量装置将在第一和第二接触电极之间(并且因此在第一和第二连接触点之间)生成的电压检测为第四输出电压信号(u12)。
根据该实施方案，测量设备例如可以借助于相应构成的评估装置构成为用于在考虑第一、第二、第三和第四输入电流信号以及第一、第二、第三和第四输出电压信号的情况下确定测量对象的纵向电阻和/或横向电阻。
根据一种实施方式，测量设备构成为用于由第一输出电压信号和第一输入电流信号确定第一电阻值，由第二输出电压信号和第二输入电流信号确定第二电阻值，由第三输出电压信号和第三输入电流信号确定第三电阻值，以及由第四输出电压信号和第四输入电流信号确定第四电阻值。
例如可以规定，所述测量设备根据用于直流电流情况的等式(1)或根据用于交流电流情况的等式(2)至(6)构成为用于由第一输出电压信号和第一输入电流信号确定第一电阻值r1234，由第二输出电压信号和第二输入电流信号确定第二电阻值r3421，由第三输出电压信号和第三输入电流信号确定第三电阻值r2143，以及由第四输出电压信号和第四输入电流信号确定第四电阻值r4312。
第一、第二、第三和第四电阻值的(取平均值的或一半的)总和与测量对象的横向电阻成比例，并且因此形成用于横向电阻的度量。(取平均值或四分之一的)总和(也称为“交替的总和”)与测量对象的纵向电阻成比例并且因此形成用于纵向电阻的度量，在所述总和中两个电阻值r1234和r2143对于在第一和第二接触电极之间的输入电流具有正号，而两个电阻值r3421和r4312对于在第三和第四接触电极之间的输入电流具有负号。相应的比例因子从相应的布线几何形状中得出，并且例如可以根据测量对象的已知的几何形状或通过对具有已知的电阻张量的参考样品的测量以及测量结果与已知的电阻分量的比较来确定。
因此可以规定，测量设备(例如借助于相应构成的评估装置)构成为用于基于第一、第二、第三和第四电阻值确定测量对象的纵向电阻和/或横向电阻。尤其是可以规定，所述测量设备构成为用于基于第一、第二、第三和第四电阻值的总和来确定测量对象的横向电阻。此外可以规定，所述测量设备构成为用于基于第一、第二、第三和第四电阻值的交替的总和来确定测量对象的纵向电阻。
根据上文阐述的正负号，测量设备因此可以构成为用于根据以下等式来确定纵向电阻rlong和/或横向电阻rtrans：
rlong＝p1·(r1234-r3421+r2143-r4312)/4～(r1234-r3421+r2143-r4312)(9)
rtrans＝p2·(r1234+r3421+r2143+r4312)/4～(r1234+r3421+r2143+r4312)(10)，
其中，p1和p2是比例因子。
在给定的布线配置中(即使在将输入电流构成为交流电流时)也应注意相应的接触电极与相应的极或测量输入端的关联关系，其中，例如rijkl与rjikl或rijlk不相同。由此确保：在所有测量序列中，在所引入的电流和获取的电压之间存在相同的旋向性，由此能够以容易的方式实现对纵向和/或横向电阻的高度精确的检测。所述输入电流可以是直流电流或交流电流。不仅对于输入电流是直流电流的情况而且对于输入电流是交流电流的情况，考虑四个电阻值能够实现更高的测量精度。
测量设备可以构成为用于将检测到的输入电流信号(亦即，检测到的输入电流时间变化曲线)和检测到的输出电压信号(亦即，检测到的输出电压时间变化曲线)存储在数据存储器中，使得这些所检测到的信号随后提供作为原始数据，以用于确定测量对象的电阻张量的不同分量。因此，所述测量设备尤其是能够借助于数据存储器构成为用于存储第一、第二、第三和/或第四输入电流信号以及用于存储第一、第二、第三和/或第四输出电压信号。因此例如可以由测量设备随后根据所存储的信号借助于不同的计算方式来确定测量对象的纵向电阻和/或横向电阻。例如可以规定，借助于傅立叶变换来分析所存储的输入电流信号和/或输出电压信号(见下文)。
替代或附加于此地，所述测量设备能够构成为用于将所确定的电阻值(例如第一、第二、第三和/或第四电阻值)存储在数据存储器中，使得这些所确定的电阻值随后可提供作为原始数据，以用于确定测量对象的电阻张量的不同的分量。因此，例如可以由测量设备随后根据所存储的电阻值借助于不同的计算方式确定测量对象的纵向电阻和/或横向电阻。
所述测量设备构成为用于检测作为输入电流信号的在电能量源的第一极和第二极之间流动的电流。此外，所述测量设备构成为用于检测作为输出电压信号的存在于电压测量装置的第一测量输入端和第二测量输入端之间的电压。在将输入电流信号设计为交流电流信号时，所述测量设备例如可以借助于相应构成的评估装置，构成为用于借助于傅里叶变换来处理或分析输入电流信号和/或输出电压信号。所述测量设备还可以构成为用于，基于傅里叶变换的输入电流信号和/或傅立叶变换的输出电压信号来表征测量对象的纵向电阻和/或横向电阻。
根据一种实施方式，测量设备构成为用于对输出电压信号进行傅里叶变换和/或对输入电流信号进行傅里叶变换。因此，测量设备构成为用于对所检测到的输入电流信号(例如第一、第二、第三或第四输入电流信号)和/或输出电压信号(例如第一、第二、第三或第四输出电压信号)进行傅里叶变换，其中，优选输入电流信号和输出电压信号都进行傅立叶变换。
输入电流信号描述输入电流作为时间的函数的变化曲线，而输出电压信号描述输出电压作为时间的函数的变化曲线，使得在此涉及时间信号。借助于傅立叶变换(也称为傅里叶分析)，为相应的时间信号分配频谱，所述频谱描述了在初始的时间信号中含有何种份额的何种频率。因此，测量设备能够构成为，使得由所述测量设备根据等式(2)借助于傅立叶变换将输入电流信号变换为经傅里叶变换的输入电流信号，和/或由所述测量设备根据等式(3)通过傅里叶变换将输出电压信号变换为经傅立叶变换的输出电压信号。借助于傅里叶分析，例如可以检测信号变化曲线的畸变(尤其是所检测到的电压变化曲线的畸变)，由此例如可以表征所基于的相同的物理效应。尤其是，输出电压信号的谐波畸变给出关于确定电气特性的效应的信息，其中，也可以仅以轻微的影响检测效应。借助于经傅立叶变换的信号，因此能够获得关于测量对象的电阻的进一步信息，例如关于电阻的电流依赖性。
借助于傅里叶变换，例如可以执行对测量对象的非线性电气行为的分析。如果测量对象具有非线性电阻，那么其电阻根据电通流而变化，使得例如在正弦的输入电流下，正弦峰值处的电阻能够比正弦的交零处具有更高或更低的值。这种和类似的非线性电气特性引起正弦波或输出电压信号中的非线性畸变。这引起在经傅立叶变换的输出电压信号中的谐波畸变，使得例如在具有基频ω的正弦状输入电流信号中，经傅里叶变换的输出电压信号除了基频ω之外还包含在该基频的整数倍n*ω的情况下的分量(其中频率对应于基频ω的整数倍n*ω的分量也称为谐波，并且n是自然数，所述自然数表示具有频率n*ω的谐波的阶数)。
例如可以规定，所述测量设备基于经傅里叶变换的输入电流信号和/或经傅立叶变换的输出电压信号构成为用于确定测量对象的针对不同频率或谐波阶数的纵向电阻和/或横向电阻，由此能够检测纵向电阻或横向电阻与电流强度的相关性。
输入电流可以以交流电流的形式存在，例如以谐波交流电流的形式(亦即，遵循正弦函数的交流电流)。当输入电流信号通过具有预设的基频的谐波交流电流给定时，输出电压信号可以具有在该基频情况下的分量以及在该基频的整数倍的情况下的分量。当输入电流信号由具有不同的基频的多个谐波交流电流组成时，输出电压信号可以具有在这些不同的基频情况下的分量以及在这些不同的基频的整数倍的情况下的分量。根据比较输入电流信号和输出电压信号的频谱，能够得出关于测量对象的电阻及其原因的结论。尤其是，测量设备可以基于经傅里叶变换的输入电流信号和经傅立叶变换的输出电压信号构成为用于确定测量对象的针对不同频率或谐波阶数的纵向电阻和/或横向电阻。
如果例如输入电流信号是具有基频ω的谐波交流电流，则可以以下式描述输入电流信号：
iij(t)＝aij·sin(ω·t)(11)
并且以下式描述输出电压信号：
(也参见等式(2)和(3))。
因此，可以类似于等式(4)至(6)，形成下式的谐波相关的复数的电阻元件
其中，
虚部通过下式给出：
根据一种实施方式，所述测量设备因此构成为，使得由所述测量设备提供呈谐波交流电流的形式的输入电流，其具有输入电流幅度(aij)和输入电流频率(ω)，其中，所述谐波输入电流的频率也称为基频。可以规定，输入电流的幅度和基频由能量源预设或检测。然而还可以规定，所述测量设备构成为用于对输入电流信号进行傅里叶变换，并且由经傅立叶变换的输入电流信号确定输入电流幅度和基频。根据该实施方案，所述测量设备还构成为用于对输出电压信号进行傅里叶变换以及检测每个经傅里叶变换输出电压信号的各个频率分量，其中，这些频率分量中的每一个通过幅度
所述测量设备还可以构成为根据等式(11)至(15)确定对于预设的谐波阶数n存在的第一、第二、第三和/或第四电阻元件
所述测量设备也可以类似于参考等式(7)至(10)描述的设计方案构成为用于确定针对多个不同的谐波阶数n存在的纵向和/或横向电阻。
例如可以规定，所述测量设备构成为用于基于对于预设的谐波阶数存在的第一和第二电阻值来确定测量对象的对于预设的谐振阶数n存在的纵向电阻和/或横向电阻。尤其是可以规定，所述测量设备构成为用于基于在对于预设的谐波阶数存在的第一和第二电阻值之间的差来确定测量对象的对于预设的谐波阶数存在的纵向电阻，和/或所述测量设备构成为用于基于对于预设的谐波阶数存在的第一和第二电阻值的总和来确定测量对象的对于预设的谐波阶数存在的横向电阻。
与此相应地，所述测量设备例如可以(类似于等式(7)和(8))根据与谐波相关的电阻元件
替代于此地可以规定，所述测量设备构成为用于基于对于预设的谐波阶数存在的第一、第二、第三和第四电阻值来确定测量对象的对于预设的谐波阶数存在的纵向电阻和/或横向电阻。尤其是可以规定，所述测量设备构成为用于基于对于预设的谐波阶数存在的第一、第二、第三和第四电阻值的交替的和来确定测量对象的对于预设的谐波阶数存在的纵向电阻。替代或附加于此可以规定，所述测量设备构成为用于基于对于预设的谐波阶数存在的第一、第二、第三和第四电阻值的总和来确定测量对象的对于预设的谐波阶数存在的横向电阻。
与此相应地，所述测量设备例如可以(类似于等式(9)和(10))根据谐波相关的电阻元件
因此，在输入电流信号的谐波变化曲线或正弦变化曲线的情况下，能够借助于傅里叶分析将各个畸变阶数检测为单独的频率分量。所有这些畸变阶数可以基于不同效应，所述不同效应可以通过这样的分析来区分和彼此分离。在输入电流信号由具有不同基频的多个谐波交流电流信号组成的情况下，可以进行相应的综合。
所述测量设备例如可以构成为用于借助于离散傅立叶变换(也称为dft)对输入电流信号和/或输出电压信号进行傅立叶变换，通过离散傅里叶变换。与此相应地，所述测量设备可以构成为用于检测或提供呈数字信号形式的输入电流信号和输出电压信号(例如，借助于一个或多个模数转换器和数模转换器)。
在下文中，将描述能量源、开关装置和接触电极的一些可能的设计方案和连接配置以及用于检测输入电流信号的一些可能的设计方案。
根据一种实施方式，所述开关装置具有至少一个第一、第二、第三和第四电输入触点以及至少一个第一、第二、第三和第四电输出触点。根据该实施方案，所述开关装置的第一输入触点与能量源的第一极电连接，所述开关装置的第二输入触点与能量源的第二极电连接，所述开关装置的第三输入触点与电压测量装置的第一测量输入端电连接，以及开关装置的第四输入触点与电压测量装置的第二测量输入端电连接。此外，所述开关装置的第一输出触点与第一连接触点电连接，所述开关装置的第二输出触点与第二连接触点电连接，所述开关装置的第三输出触点与第三连接触点电连接，以及所述开关装置的第四输出触点与第四连接触点电连接。在常规使用测量设备时，因此，所述开关装置的第一输出触点与第一接触电极电连接，所述开关装置的第二输出触点与第二接触电极电连接，所述开关装置的第三输出触点与第三接触电极电连接，以及所述开关装置的第四输出触点与第四接触电极电连接。根据该实施方案，所述开关装置构成为用于将四个输入触点中的各一个与四个输出触点中的各一个可变地成对地电连接。根据该实施方式，开关装置构成为用于将第一极、第二极、第一测量输入端和第二测量输入端中的各一个与四个连接触点中的各一个(或与四个接触电极中的各一个)可变地成对地连接，其方式为：所述开关装置构成为用于将四个输入触点中的各一个与四个输出触点中各一个可变地成对地电连接。由此能够实现开关装置的不复杂的实现和集成。
能量源可以是电流源，例如是直流电流源或交流电流源。然而，也可以规定，所述能量源是电压源，例如直流电压源或交流电压源。如果能量源是直流电流源或直流电压源，那么输入电流以直流电流的形式存在。如果能量源是交流电流源或交流电压源，那么输入电流以交流电流的形式存在。
在能量源作为电压源的设计方案中，可以规定，电压源的两个极中的一个连接到电参考电位上，例如连接到测量设备的地电位上。在将电压源作为直流电压源的设计方案中时，所述测量设备例如可以构成为，使得电压源的两个极中的一个连接到地电位上，其中，电压源构成为用于对两个极中的另一个加载直流电压电位或直流电压。在电压源作为交流电压源的设计方案中，所述测量设备例如可以构成为，使得电压源的两个极中的一个连接到地电位上，其中，电压源构成为用于对两个极中另一个加载交流电压电位或交流电压。
在电压源作为交流电压源的设计方案中，替代地可以规定，交流电压源构成为用于对这两个极加载相互反相的交流电压(其中将存在于极上的电压始终理解为在该极和地电位之间的电压或电位差)。因此，根据该设计方案，施加在第一极上的交流电压和施加在第二极上的交流电压的相位相反，使得施加在第一极上的交流电压和施加在第二极上的交流电压始终具有相同的量值，然而具有不同的符号。这种对称激励有助于高的测量精度。
所述测量设备可以具有电流测量设备，以用于检测作为输入电流信号的存在于能量源的第一和第二极之间的电流。例如可以规定，所述测量设备为了检测输入电流信号而具有一个或多个电阻(亦即，呈电阻或电阻构件形式的电气器件)，所述电阻设置在输入电流的电流路径中。所述测量设备例如可以构成为用于获取或检测作为测量电压的落在这种电阻构件上的电压，并且基于所检测到的测量电压(和例如电阻构件的已知的电阻值)确定输入电流信号(例如，其方式为：输入电流信号形成为测量电压和电阻值的商)。这种电阻构件也称为测量电阻。
根据一种实施方式，所述测量设备与此相应地具有至少一个电阻构件，所述电阻构件与能量源的两个极中的一个串联连接在该极和连接触点之间(并且因此也连接在该极和接触电极之间)。例如可以规定，电阻构件与两个极中的一个串联连接在该极和开关装置之间。因此，测量设备例如可以具有电阻构件，所述电阻构件与能量源的第一极串联连接在第一极和连接触点之间(并且因此也连接在第一极和接触电极之间)，其中，电阻构件例如可以连接在第一极和开关装置之间。替代或附加于此，所述测量设备例如可以具有电阻构件，所述电阻构件与能量源的第二极串联连接在第二极和连接触点之间(并且因此也连接在第二极和接触电极之间)，其中，电阻构件例如可以连接在第二极和开关装置之间。例如可以规定，所述测量设备包括电阻构件，所述电阻构件与能量源的第一极串联连接在第一极和开关装置的第一输入触点之间。替代或附加于此，可以规定，测量设备具有电阻构件，所述电阻构件与能量源的第二极串联连接在第二极和开关装置的第二输入触点之间。
根据一种实施方式，所述测量设备具有电阻值一样大的两个电阻构件(例如两个相同构成的电阻构件)，其中，这两个电阻构件中的第一电阻构件与能量源的第一极串联连接在第一极和连接触点之间(例如连接在第一极和开关装置之间)，并且这两个电阻构件中的第二电阻构件与能量源的第二极串联连接在第二极和连接触点之间(例如连接在第二极和开关装置之间)。例如可以规定，测量设备具有电阻值一样大的两个电阻构件(例如两个相同构成的电阻构件)，其中，这两个电阻构件中的第一电阻构件与能量源的第一极串联连接在第一极和开关装置的第一输入触点之间，并且这两个电阻构件中的第二电阻构件与能量源的第二极串联连接在第二极和开关装置的第二输入触点之间。这种具有两个电阻值一样大的电阻构件(其中第一电阻构件的电阻值等于第二电阻构件的电阻值)的设计方案由于伴随于此的对称性而有助于高的测量精度，尤其是结合交流电压源，所述交流电压源构成为用于对这两个极施加相互反相的交流电压。
所述测量设备还可以构成为，使得能由测量设备对于与能量源的一个极串联连接的电阻构件中的至少一个电阻构件将落在该电阻构件上的电压检测为测量电压或测量电压信号，并且能由测量设备基于所检测到的测量电压(和例如电阻构件的已知的电阻值)确定输入电流信号。
接触电极可以以不同的配置或设计方案存在。根据一种实施方式，所述测量设备构成为，使得接触电极能相对于测量对象(或测量设备的测量对象接纳部)移动。所述测量设备尤其是可以构成为，使得接触电极的(设置用于接触所述测量对象的)触点部位能相对于测量对象或测量对象接纳部移动。因此，所述测量设备尤其是可以具有用于接纳或放置测量对象的测量对象接纳部，其中，接触电极能相对于测量对象接纳部移动。通过第一、第二、第三和第四接触电极能相对于测量对象或测量对象接纳部移动，不同的测量对象例如可以借助于测量设备表征。尤其是，测量对象不是测量设备的组成部分。此外，接触电极不与测量对象持久地(尤其是未材料锁合地)连接。所述接触电极尤其是构成为能相对于测量对象或测量对象接纳部移动，使得在测量对象被引入测量对象接纳部之后能够使接触电极与测量对象接触，接着能够执行用于表征测量对象的测量，并且在完成测量之后，能够使接触电极与测量对象脱离接触，使得接着能够将测量对象从测量对象接纳部中移除。
根据一种实施方式，所述测量设备还构成为，使得接触电极可相对于彼此移动，并且因此可相对于彼此可变地定位。所述测量设备尤其是可以构成为，使得接触电极的(设置用于接触所述测量对象)的触点部位可相对于彼此移动或者能可变地定位。因此，能够可变地调节第一、第二、第三和第四接触电极相对于彼此的位置(并且因此还有接触电极接触测量对象的接触位置)，使得能够实现不同的触点几何形状。因此，每个所述接触电极可以设置在不同的(例如任意的)位置上并且与测量对象接触。在这方面，例如可以规定，每个所述接触电极设置在柔性的电导体(例如线)的自由端上或者通过柔性电导体(例如线)的自由端形成，使得能通过定位柔性电导体来可变地定位接触电极或其触点部位。
根据另一种实施方式，所述测量设备构成为，使得接触电极不能相对于彼此移动，而是相对于彼此以固定的预设的几何形状设置。例如可以规定，接触电极以固定的预设的几何形状设置，使得在第一和第二接触电极之间的连接线不与在第三和第四接触电极之间的连接线平行和垂直。尤其是可以规定，接触电极以固定的预设的几何形状设置，使得在第一接触电极的触点部位和第二接触电极的触点部位之间的连接线不与在第三接触电极的触点部位和第四接触电极的触点部位之间的连接线平行和垂直。例如可以规定，四个接触电极设置为，使得所述接触电极(或其触点部位)形成矩形(优选不等边矩形，亦即长度不同于宽度的矩形)的角点，其中，第一和第二接触电极是对角线相对置的，并且第三和第四接触电极是对角线相对置的。例如可以规定，所述测量设备具有接触元件，其中，接触电极(尤其是第一、第二、第三和第四接触电极)在构成上述几何形状之一的情况下固定在接触元件上，使得所述接触电极可相对于彼此以固定的预设的几何形状设置。所述接触元件能够相对于测量对象或相对于测量对象接纳部移动。给出的几何形状能够实现可靠且准确地同时确定纵向和横向电阻。
附图说明
下面借助实施例参考附图阐明本发明，其中，相同的或类似的特征设有相同的附图标记；在这里示意性地示出：
图1示出根据一种实施方式的测量设备，所述测量设备在表征测量对象方面具有交流电压源；
图2示出示例性的输入电流信号(图2a)及其傅里叶变换(图2b)以及示例性的输出电压信号(图2c)及其傅里叶变换(图2d)；
图3示出具有呈固定的预设的几何形状的接触电极的接触元件；
图4示出根据一种实施方式的测量设备，所述测量设备在表征测量对象方面具有直流电压源。
具体实施方式
图1示出在表征测量对象3的电阻方面的根据一种实施方式的测量设备1。测量对象3以材料层的形式存在并且被接纳或放置在测量设备1的测量对象接纳部4或者说测量对象保持器4中。
测量设备1具有电能量源5，所述电能量源具有第一极7和第二极9。在根据图1的实施方案中，能量源5是电交流电压源5，借助于所述交流电压源提供交流电压，使得在交流电压源5的第一极7和第二极9之间存在导电连接时提供电流，所述电流被称为输入电流。因为根据图1能量源5是交流电压源，所以输入电流是交流电流。
测量设备1具有电压测量装置11，所述电压测量装置具有第一测量输入端13和第二测量输入端15。电压测量装置11构成为用于检测存在于第一测量输入端13和第二测量输入端之间的电压，所述电压称为输出电压。因为根据图1所述输入电流是交流电流，因此所述输出电压是交流电压。
测量设备1还具有第一接触电极17、第二接触电极19、第三接触电极21和第四接触电极23。这些接触电极设置用于物理接触和电接触所述测量对象3。在常规使用测量设备1时，如在图1中示出的那样，所述接触电极17、19、21和23与测量对象3物理接触，使得测量对象3借助于接触电极电接触。
测量设备1具有开关装置27，所述开关装置连接在能量源5和电压测量装置11与接触电极17、19、21、23之间。所述测量设备1具有第一连接触点16、第二连接触点18、第三连接触点20和第四连接触点22，其中，连接触点16、18、20、22例如可以构成在开关装置27上。连接触点16、18、20、22例如可以构成为连接插座。开关装置27构成为用于将第一极7、第二极9、第一测量输入端13和第二测量输入端15中的各一个与四个连接触点16、18、20、22中的各一个可变地成对地电连接。每个所述连接触点借助于可松开的电连接(例如插接连接)与接触电极之一连接。第一连接触点16与第一接触电极17电连接，第二连接触点18与第二接触电极19电连接，第三连接触点20与第三接触电极21电连接，第四连接触点22与第四接触电极23电连接。因此，测量设备1或者说开关装置27构成为用于将第一极7、第二极9、第一测量输入端13和第二测量输入端15中的各一个与四个接触电极17、19、21、23中的各一个可变地成对地电连接。
开关装置27具有四个电输入触点和四个电输出触点，即第一输入触点29、第二输入触点31、第三输入触点33、第四输入触点35、第一输出触点37、第二输出触点39、第三输出触点41和第四输出触点43。第一输入触点29与第一极7电连接，第二输入触点31与第二极9电连接，第三输入触点33与第一测量输入端13电连接，第四输入触点35与第二测量输入端15电连接。第一输出触点37与第一连接触点16(并且因此与第一接触电极17)电连接，第二输出触点39与第二连接触点18(并且因此与第二接触电极19)电连接，第三输出触点41与第三连接触点20(并且因此与第三接触电极21)电连接，并且第四输出触点43与第四连接触点22(并且因此与第四接触电极23)电连接。所述开关装置27构成为用于将输入触点29、31、33、35中的各一个与输出触点37、39、41、32中的各一个可变地成对地电连接(在图1中通过交叉的虚线阐明，所述虚线将开关装置27的工作原理阐明为开关矩阵)。
测量设备1构成为，使得由所述测量设备将如下电流检测为输入电流信号iij，所述电流在第一极7与第i个连接触点或者说与第i个接触电极的电连接以及第二极9与第j个连接触点或者说第j个接触电极的电连接的情况下存在于第一极7和第二极9之间。为了该目的，所述测量设备1具有电阻构件45，所述电阻构件也用作为和被称为测量电阻45。测量电阻45与第一极7串联连接在第一极7和连接触点16、18、20、22之间(并且因此也连接在第一极7和接触电极17、19、21、23之间)，尤其是在第一极7和开关装置27之间。当前，测量电阻45作为实例连接在能量源5的第一极7和开关装置27的第一输入触点29之间。
测量设备1构成为用于检测落在测量电阻45上的电压作为测量电压，并且基于所检测到的测量电压确定输入电流信号iij。测量设备1作为实例具有电流信号产生装置47，所述电流信号产生装置构成为用于获取或检测落在测量电阻45上的电压并且将与该电压对应的电流确定为输入电流iij(例如其方式为：将输入电流信号形成为测量电压和测量电阻45的已知的电阻值的商)。输入电流信号iij将输入电流描述为时间的函数，并且因此也描述为iij＝iij(t)，其中t表示时间。
根据图1的实施方案，测量设备1还具有第二电阻构件49，所述第二电阻构件与第二极9串联连接在第二极9和连接触点16、18、20、22之间(并且因此也连接在第二极7和接触电极17、19、21、23之间)，尤其是连接在第二极9和开关装置27之间。当前，第二电阻构件49作为实例连接在能量源5的第二极9和开关装置27的第二输入触点31之间。第二电阻构件49的电阻值与第一电阻构件45的电阻值一样大，作为实例，第一电阻构件45和第二电阻构件49构成为彼此相同的。第二电阻构件49还可以用作为用于检测输入电流信号的测量电阻，其中，测量设备1构成为用于检测落在第二电阻构件49上的电压作为测量电压，并且基于所检测到的测量电压确定输入电流信号iij(在图1中未示出)。然而也可以规定，仅出于对称性原因，除了测量电阻45以外，还可以引入第二电阻构件49。
由于在第i个和第j个接触电极之间的电输入电流iij在其余两个接触电极之间，亦即在第k个和第l个接触电极之间引起电压(其中，k、l＝1、2、3、4且k≠l)。这其余两个接触电极中的一个与电压测量装置11的第一测量输入端13电连接，这其余两个接触电极中的另一个与第二测量输入端15电连接。测量设备1构成为，使得由测量设备将如下电压检测为输出电压信号ukl，所述电压在第一测量输入端13与第k个接触电极电连接并且第二测量输入端15与第l个接触电极电连接的情况下存在于第一测量输入端13和第二测量输入端15之间。所述输出电压信号ukl将输出电压描述为时间的函数，并且因此也描述为ukl＝ukl(t)，其中，t表示时间。
测量设备1借助于开关装置27构成为用于执行如下第一、第二、第三和第四测量序列。
在第一测量序列中：
-第一连接触点16(并且因此还有第一接触电极17)与第一极7电连接，其方式为由开关装置27将第一输入触点29与第一输出触点37电连接，
-第二连接触点18(并且因此还有第二接触电极19)与第二极9电连接，其方式为由开关装置27将第二输入触点31与第二输出触点39电连接，
-第三连接触点20(并且因此还有第三接触电极21)与第一测量输入端13电连接，其方式为由开关装置27将第三输入触点33与第三输出触点41电连接，和
-第四连接触点22(并且因此还有第四接触电极23)与第二测量输入端15电连接，其方式为由开关装置27将第四输入触点35与第四输出触点43电连接，
其中，存在于第一连接触点16和第二连接触点18之间(或者说在第一接触电极17和第二接触电极19之间)的输入电流被检测为第一输入电流信号i12，并且存在于第三连接触点20和第四连接触点22之间(或者说在第三接触电极21和第四接触电极23之间)的电压被检测为第一输出电压信号u34。
在第二测量序列中：
-第三连接触点20(并且因此还有第三接触电极21)与第一极7电连接，其方式为由开关装置27将第一输入触点29与第三输出触点41电连接，
-第四连接触点22(并且因此还有第四接触电极23)与第二极9电连接，其方式为由开关装置27将第二输入触点31与第四输出触点43电连接，
-第二连接触点18(并且因此还有第二接触电极19)与第一测量输入端13电连接，其方式为由开关装置27将第三输入触点33与第二输出触点39电连接，和
-第一连接触点16(并且因此还有第一接触电极17)与第二测量输入端15电连接，其方式为由开关装置27将第四输入触点35与第一输出触点37电连接，
-其中，存在于第三连接触点20和第四连接触点22之间(或者说在第三接触电极21和第四接触电极23之间)的输入电流被检测为第二输入电流信号i34，并且存在于在第一连接触点16和第二连接触点18之间(或者说在第一接触电极17和第二接触电极19之间的)的电压被检测为第二输出电压信号u21。
在第三测量序列中：
-第二连接触点18(并且因此还有第二接触电极19)与第一极7电连接，其方式为由开关装置27将第一输入触点29与第二输出触点39电连接，
-第一连接触点16(并且因此还有第一接触电极17)与第二极9电连接，其方式为由开关装置27将第二输入触点31与第一输出触点37电连接，
-第四连接触点22(并且因此还有第四接触电极23)与第一测量输入端13电连接，其方式为由开关装置27将第三输入触点33与第四输出触点43电连接，和
-第三连接触点20(并且因此还有第三接触电极21)与第二测量输入端15电连接，其方式为由开关装置27将第四输入触点35与第三输出触点41电连接，
-其中，存在于第二连接触点18和第一连接触点16之间(或者说在第二接触电极19和第一接触电极17之间)的输入电流被检测为第三输入电流信号i21，并且存在于第四连接触点23和第三连接触点21之间(或者说在第四接触电极23和第三接触电极21之间)的电压被检测为第三输出电压信号u43。
在第四测量序列中：
-第四连接触点22(并且因此还有第四接触电极23)与第一极7电连接，其方式为由开关装置27将第一输入触点29与第四输出触点43电连接，
-第三连接触点20(并且因此还有第三接触电极21)电连接到第二极9，其方式为由开关装置27将第二输入触点31与第三输出触点41电连接，
-第一连接触点16(并且因此还有第一接触电极17)与第一测量输入端13电连接，其方式为由开关装置27将第三输入触点33与第一输出触点37电连接，和
-第二连接触点18(并且因此还有第二接触电极19)与第二测量输入端15电连接，其方式为由开关装置27将第四输入触点35与第二输出触点39电连接，
-其中，存在于第四连接触点22和第三连接触点20之间(或者说在第四接触电极23和第三接触电极21之间)的输入电流被检测为第四输入电流信号i43，并且存在于第一连接触点16和第二连接触点18之间(或者说在第一接触电极17和第二接触电极19之间)的电压被检测为第四输出电压信号u12。
在根据图1的实施方案中，能量源5构成为用于提供交流电压，其中，交流电压源5作为实例构成为用于提供谐波或正弦状交流电压。作为实例，交流电压源5构成为，使得第一极7和第二极9加载有反相的交流电压或者说交流电压电位，使得对于施加到第一极7上的交流电压u1(t)和施加到第二极9上的交流电压u2(t)适用u1(t)＝-u2(t)(如在图1中通过相互180°相移的正弦变化曲线阐明的那样)。替代于此，交流电压源5可以构成为(未示出)，使得这两个极中的一个(例如第一极7)连接到测量设备1的地电位上，并且对这两个极中的另一个(例如第二极9)加载交流电压流电位或者说交流电压(未示出)。
所述测量设备1借助于评估装置51构成为用于基于第一、第二、第三和第四输入电流信号并且基于第一、第二、第三和第四输出电压信号来确定测量对象3的纵向电阻rlong和横向电阻rtrans，如下文详细阐述的那样。
根据图1的实施方案，所述测量设备1构成为用于对第一、第二、第三和第四输入电流信号iij(t)进行傅里叶变换，以及对第一、第二、第三和第四输出电压信号ukl(t)进行傅里叶变换。此外，所述测量设备1构成为用于基于经傅里叶变换的输入电流信号和经傅里叶变换的输出电压信号确定测量对象3的纵向电阻rlong和横向电阻rtrans。当前，作为实例，输入电流信号iij(t)和输出电压信号ukl(t)作为模拟信号被检测，所述模拟信号被数字化并且因此被转换成数字信号，并且所述数字信号借助于离散傅里叶变换(也称为dft)进行傅里叶变换。这例如可以通过如下方式实现：所述测量设备1具有用于将输入电流信号iij(t)转换成数字信号的第一模数转换器adc1和用于借助于dft对数字化的输入电流信号进行傅里叶变换的第一傅立叶分析器dft1，并且所述测量设备1具有用于将输出电压信号ukl(t)转换成数字信号的第二模数转换器adc2，和用于借助于dft对数字化的输出电压信号进行傅里叶变换的第二傅立叶分析器dft2。还可以规定，模数转换器adc1和adc2以及傅里叶分析器dft1和dft2(或其功能性)在评估装置51中实现。
由能量源5提供的谐波交流电压引起根据等式(11)的谐波输入电流信号或者说正弦状的输入电流信号iij(t)，亦即第一输入电流信号i12、第二输入电流信号i34、第三输入电流信号i21和第四输入电流信号i43可以以根据等式(11)的形式被描述。
图2a根据等式(11)示出以下形式的示例性谐波输入电流信号iij(t)的时间变化曲线：
iij(t)＝aij·sin(ω1·t)。
图2b示出相关的经傅里叶变换的输入电流信号iij(ω)，所述输入电流信号以频域信号的形式存在。图2c示出由输入电流信号iij(t)产生的示例性的输出电压信号ukl(t)的时间变化曲线，其中，图2d示出相关的经傅立叶变换的输出电压信号ukl(ω)，所述输出电压信号以频域信号的形式存在并且可以根据等式(12)描述为多个谐波阶数n的加权总和。当前，作为实例n＝1、2、3，使得能够将输出电压信号描述为
其中，为了简单起见假设：相位
谐波相关的电阻元件
所述测量设备1具有用于放置测量对象3的测量对象接纳部4。每个接触电极17、19、21、23构成有尖端，其中，所述尖端用作为用于接触所述测量对象3的触点部位。所述测量设备1构成为，使得第一接触电极17、第二接触电极19、第三接触电极21和第四接触电极(或其触点部位)可相对于测量对象接纳部4和测量对象3移动(在图1中用双箭头53阐明)。在根据图1的实施方案中，所述测量设备1具有接触元件55，其中，所述接触电极17、19、21、23以固定的预设的几何形状固定在接触元件55上。所述接触元件55可以与接触电极一起沿着用双箭头55示出的运动方向相对于测量对象接纳部4移动。在根据图1的实施方案中，接触电极以这种几何形状固定在接触元件55上，使得在第一接触电极17和第二接触电极19之间的连接线与在第三接触电极21和第四接触电极23之间的连接线不平行并且不垂直。当前，接触电极作为实例设置为，使得接触电极(或其触点部位)形成不等边的矩形的角点，其中第一接触电极17和第二接触电极19对角线地相对置，并且第三接触电极21和第四接触电极23对角线地相对置。图3阐明接触元件55，所述接触元件具有呈不等边的矩形形式存在的接触电极17、19、21和23。
图4示出根据另一种实施方式的测量设备1。与根据图1的实施方式不同，在根据图4的实施方式中，能量源5构成为直流电压源5，由所述直流电压源在极7和极9之间提供直流电压。因此，在根据图4的实施方案中，输入电流是直流电流。根据图4的测量设备构成为用于以相应的布线配置执行已经参考图1描述的第一、第二、第三和第四测量序列，尤其是用于检测相关的第一、第二、第三和第四输入电流信号iij(t)并且用于检测第一、第二、第三和第四输出电压信号ukl(t)。
因为根据图4的测量设备1以直流电压运行，在此能够评估所检测到的输入电流信号和输出电压信号，而不进行傅里叶变换。因此与根据图1的实施方案不同，在根据图4的测量设备1中尤其是省去模数转换器adc1和adc2以及傅里叶分析仪dft1和dft2。此外，根据图4的测量设备1构成为没有电阻构件49。
据图4的测量设备1作为实例构成为，使得由所述测量设备在相应的测量序列中借助于电流信号产生装置47检测第一输入电流信号i12、第二输入电流信号i34、第三输入电流信号i21，第四输入电流信号i43，并且借助于电压测量装置11检测第一输出电压信号u34、第二输出电压信号u21、第三输出电压信号u43和第四输出电压信号u12。因为根据图4输入电流是直流电流，所以输出电压是直流电压。
根据图4的测量设备1构成为用于基于第一、第二、第三和第四输入电流信号以及基于第一、第二、第三和第四输出电压信号确定测量对象3的纵向电阻rlong和横向电阻rtrans，如在下文中详细阐述的那样。
按照根据图4的实施方案，测量设备1根据按照等式(1)的rijkl＝ukl/iij构成为用于确定第一输出电压信号u34和第一输入电流信号i12的商u34/i12作为第一电阻值r1234，用于确定第二输出电压信号u21和第二输入电流信号i34的商u21/i34作为第二电阻值r3421，用于确定第三输出电压信号u43和第三输入电流信号i21的商u43/i21作为第三电阻值r2143，并且用于确定第四输出电压信号u12和第四输入电流信号i43的商u12/i43作为第四电阻值r4312。
由这些电阻元件rijkl，又可以根据等式(7)和(8)或根据等式(9)和(10)确定纵向电阻rlong和横向电阻rtrans。与此相应地，在根据图4的实施方式中，评估装置51作为实例构成为用于根据等式(1)和(7)至(10)评估所检测到的输入电流信号和输出电压信号，其中，所述纵向电阻和所述横向电阻可以根据等式(7)和(8)或根据根据等式(9)和(10)确定。
与根据图1的测量设备不同，在根据图4的测量设备中，接触电极17、19、21、23不借助于接触元件固定，而是可相对于彼此移动(其中也根据图4，接触电极能相对于测量对象接纳部4和测量对象3移动)。
另外，根据图4的测量设备1的设计方案与根据图1的测量设备的设计方案相同，使得在这方面参考根据图1的实施方式进行的阐述。
附图标记列表：
1测量设备
3测量对象
4测量对象接纳部/测量对象保持器
5电能量源
7能量源的第一极
9能量源的第二极
11电压测量装置
13电压测量装置的第一测量输入端
15电压测量装置的第二测量输入端
16第一连接触点
17第一接触电极
18第二连接触点
19第二接触电极
20第三连接触点
21第三接触电极
22第四连接触点
23第四接触电极
27开关装置
29开关装置的第一输入触点
31开关装置的第二输入触点
33开关装置的第三输入触点
35开关装置的第四输入触点
37开关装置的第一输出触点
39开关装置的第二输出触点
41开关装置的第三输出触点
43开关装置的第四输出触点
45第一电阻构件/测量电阻
47电流信号产生装置
49第二电阻构件/测量电阻
51评估装置
53接触电极/接触元件的运动自由度
55接触元件与固定在其上的接触电极
i12第一输入电流信号
i34第二输入电流信号
i21第三输入电流信号
i43第四输入电流信号
u34第一输出电压信号
u21第二输出电压信号
u43第三输出电压信号
u12第四输出电压信号
u1、u2反相的交流电压/交流电压电位
r1234第一电阻元件
r3421第二电阻元件
r2143第三电阻元件
r4312第四电阻元件
rtrans横向电阻/横向的电阻
rlong纵向电阻/纵向的电阻
adc1第一模数转换器
adc2第二模数转换器
dft1第一傅里叶分析器
dft2第二傅里叶分析器
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