(57)【要約】【課題】設置スペースが限定される場所での利用が可能で、広い範囲の周波数の電流が測定できる、電流測定装置を提供する。【解決手段】電流測定装置は、被測定電流により発生する磁界を測定する低周波計測用センサと、低周波計測用センサと感磁方向が略平行になるように配置されて、磁界を測定し、低周波計測用センサに加わる磁界をキャンセルする磁界を発生する高周波計測用センサと、低周波計測用センサによって測定された信号に基づき高周波計測用センサに流す電流を制御する負帰還回路と、負帰還回路内に配置されて、高周波計測用センサに流れる負帰還回路による電流の周波数特性を調整するローパスフィルタと、高周波計測用センサに流れる電流に基づき被測定電流の測定値を出力する出力部とを備える。【選択図】図２
2018072220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電流により発生する磁界を測定する低周波計測用センサと、
前記低周波計測用センサと感磁方向が略平行になるように配置されて、前記磁界を測定し、前記低周波計測用センサに加わる磁界をキャンセルする磁界を発生する高周波計測用センサと、
前記低周波計測用センサによって測定された信号に基づき前記高周波計測用センサに流す電流を制御する負帰還回路と、
負帰還回路内に配置されて、前記高周波計測用センサに流れる負帰還回路による電流の周波数特性を調整するローパスフィルタと、
前記高周波計測用センサに流れる電流に基づき前記被測定電流の測定値を出力する出力部とを備える、電流測定装置。
【請求項２】
前記高周波計測用センサが、前記低周波計測用センサを包含する、請求項１に記載の電流測定装置。
【請求項３】
前記高周波計測用センサが、コイルにより形成される、請求項１又は２に記載の電流測定装置。
【請求項４】
前記低周波計測用センサ及び前記高周波計測用センサが、前記低周波計測用センサ又は前記高周波計測用センサのいずれかと導通するループ形状のワイヤに配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の電流測定装置。
【請求項５】
前記低周波計測用センサ及び前記高周波計測用センサが、前記ワイヤに複数組配置される、請求項４に記載の電流測定装置。
【請求項６】
前記低周波計測用センサが、磁気抵抗素子、ホール素子、フラックスゲート素子、磁気インピーダンス素子により形成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の電流測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定導体に流れる電流を検出する電流センサとして、被測定導体の周囲に磁気センサを設けて、被測定導体に流れる電流により発生する磁界を測定する電流センサがある。電流センサには、被測定導体を１周する磁性コア（以下、「集磁コア」という。）を配して磁気センサの測定感度を高めるものがある。
【０００３】
また、電流センサには、磁気センサに加わる磁界をキャンセルするためのフィードバックコイルを有するものがある。フィードバックコイルは、被測定電流の大きさに応じた電流によって磁気センサに加わる磁界と逆方向の磁界を発生することにより、磁気センサに加わる磁界をキャンセルすることができる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、被測定導体を周回するように空芯のコイルを配置して、被測定電流に応じた誘導起電力から交流の被測定電流を測定するロゴスキーコイルを用いた電流センサがある（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０３９８４８号公報
【特許文献２】特開２００４−２５７９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の電流センサに用いる集磁コアは、酸化鉄を主成分とするセラミックス等の硬い材料を用いて形状が固定化されるため、衝撃に対して弱く、またセンサの取付けスペースや位置が限定されてしまう。このため、集磁コアを有する電流センサは、例えば、パワー半導体のＩＣピンや配線が集積されたバスバーの周辺等、狭くてスペースが限定される場所や振動環境下での使用が困難となる場合があった。
【０００７】
また、ロゴスキーコイルを用いた電流センサは、交流電流を測定するものであるため、直流電流や周波数の低い交流電流を測定することができず、周波数に応じてセンサを使い分ける必要があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、設置スペースが限定される場所での利用が可能で、広い範囲の周波数の電流が測定できる、電流測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記の課題を解決するため、本発明の電流測定装置は、被測定電流により発生する磁界を測定する低周波計測用センサと、前記低周波計測用センサと感磁方向が略平行になるように配置されて、前記磁界を測定し、前記低周波計測用センサに加わる磁界をキャンセルする磁界を発生する高周波計測用センサと、前記低周波計測用センサによって測定された信号に基づき前記高周波計測用センサに流す電流を制御する負帰還回路と、負帰還回路内に配置されて、前記高周波計測用センサに流れる負帰還回路による電流の周波数特性を調整するローパスフィルタと、前記高周波計測用センサに流れる電流に基づき前記被測定電流の測定値を出力する出力部とを備える。
【００１０】
（２）また、本発明の電流測定装置において、前記高周波計測用センサが、前記低周波計測用センサを包含する。
【００１１】
（３）また、本発明の電流測定装置において、前記高周波計測用センサが、コイルにより形成される。
【００１２】
（４）また、本発明の電流測定装置において、前記低周波計測用センサ及び前記高周波計測用センサが、前記低周波計測用センサ又は前記高周波計測用センサのいずれかと導通するループ形状のワイヤに配置される。
【００１３】
（５）また、本発明の電流測定装置において、前記低周波計測用センサ及び前記高周波計測用センサが、前記ワイヤに複数組配置される。
【００１４】
（６）また、本発明の電流測定装置において、前記低周波計測用センサが、磁気抵抗素子、ホール素子、フラックスゲート素子、磁気インピーダンス素子により形成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、設置スペースが限定される場所での利用が可能で、広い範囲の周波数の電流が測定できる、電流測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態における電流測定装置の用途の一例を示す図である。
【図２】実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【図３】実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【図４】実施形態における電流測定装置の感度の周波数特性の一例を示す図である。
【図５】実施形態における電流測定装置の回路構成の他の一例を示すブロック図である。
【図６】実施形態における電流センサの構成の他の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【図８】第１の実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【図１１】第３の実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【図１２】第４の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【図１３】第４の実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【図１４】第５の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【図１５】第５の実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【図１６】第６の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態における電流測定装置について詳細に説明する。
【００１８】
先ず、図１を用いて、電流測定装置の用途を説明する。図１は、実施形態における電流測定装置の用途の一例を示す図である。
【００１９】
図１（Ａ）において、電流測定装置１００は、電流センサ１、ケーブル２及び回路部３を有する。電流センサ１は被測定導体に流れる電流の大きさに応じて発生する磁界の強さを検出する。電流センサ１は検出した磁界の強さを、電流値又は電圧値として出力する。電流センサの詳細は図２等を用いて後述する。
【００２０】
電流センサ１は、集磁コアのないワイヤ状のフレキシブルなセンサである。電流センサ１はループ形状を有しており、被測定導体を周回させることができる。図１（Ａ）は、パワーＩＣａのピンａ１を被測定導体として、電流センサ１を用いてピンａ１に流れる電流を測定する場合を示している。ピンａ１はパワーＩＣａから所定のピッチで配されている。従って、ピンａ１に流れる電流を測定するためには、ピンａ１のピッチ等によってセンサの設置スペースが限定される。電流センサ１は、集磁コアを有していないため、集磁コアの寸法による影響を受けることがない。集磁コアは、磁性体の磁気飽和を考慮して所定の大きさが必要となるため、集磁コアを有する電流センサは小型化が困難となる。電流センサ１は、集磁コアのないワイヤ状のフレキシブルなセンサであるため、パワーＩＣａのピンａ１のような設置スペースが限定される被測定導体に対して、ピンａ１を周回するように設置することができる。また、電流センサ１は、集磁コアを有していないためヒステリシスの問題が生じ難い。電流センサ１のワイヤの長さや太さ（径）は用途に応じて適宜選択することができる。例えば、電流センサ１の径をピンａ１のピッチに合せて選択することができる。さらに、電流センサ１は、集磁コアを有していないため集磁コアの残留磁化を消去する消磁を行う必要がない。
【００２１】
図１における電流センサ１は、ケーブル２を介して回路部（電流測定装置本体）３に接続される場合を図示している。しかし、電流センサ１は、ケーブル２を介さずに回路部３に直接接続してもよい。すなわち、ケーブル２の有無又はケーブル２の長さは、用途に応じで適宜選択することができる。以下の図の説明においても同様にケーブルの有無又は長さは任意の事項である。回路部３は、電流センサ１で検出された被測定導体に発生する磁界の強さを、被測定導体に流れる電流値に変換する。回路部３の詳細も後述する。
【００２２】
図１（Ｂ）は、バスバーｂを被測定導体として、電流センサ１を用いて電流を測定する場合を示している。バスバーｂは、例えば、ハイブリッド車のように集積された配線に対して大電流を供給するような用途で利用される。例えば、バスバーｂには、所定のピッチで配線接続部ｂ１が設けられ、図示しない配線が高密度で接続されるため、バスバーｂの電流を測定するには電流センサの設置スペースが限定される。電流センサ１は、集磁コアのないワイヤ状のフレキシブルなセンサであるため、バスバーｂのような設置スペースが限定される被測定導体に対しても、高密度な配線の間にバスバーｂを周回するように電流センサ１を設置することができる。
【００２３】
次に、図２を用いて、電流測定装置１００の構成を説明する。図２は、実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【００２４】
図２において、電流測定装置１００は、電流センサ１、ケーブル２、回路部３及びコネクタ４を有する。電流センサ１は、複合センサ１０、低周波計測用センサワイヤ１３、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４及び高周波計測用センサワイヤ１５を有する。なお、本実施形態における「低周波」又は「高周波」は、周波数の絶対値を表すものではなく、被測定電流の周波数を高周波側と低周波側の２つに分けた場合の相対的な周波数を表している。低周波には、直流を含む。
【００２５】
電流センサ１で図示する、低周波計測用センサワイヤ１３、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４及び高周波計測用センサワイヤ１５のワイヤの群は、図示しない同一の被覆等によって束ねられてループ形状を形成している。以下（図２〜図１６）で説明する本実施形態では、ループ状に束ねられたワイヤの群を、「ワイヤ部」という。ワイヤ部は集磁コアを有していないためフレキシブルである（可撓性がある）。ワイヤ部は、フレキシブルであるため、導体ｃの周辺の設置スペースが限定される場合であっても容易に周回して設置することができる。
【００２６】
複合センサ１０は、低周波計測用センサ１１及び高周波計測用センサ１２を有する。複合センサ１０は、低周波計測用センサ１１及び高周波計測用センサ１２によって、導体ｃに流れる電流により発生する磁界を測定する。複合センサ１０は、ワイヤ部のループの一部に設けられ、ワイヤ部で導体ｃを周回させたときに導体ｃの周囲に発生する磁界を測定することができる。なお、図２においては、導体ｃがワイヤ部のループ中心にあるように図示している。複合センサ１０が一つの場合には、図示しない治具等により複合センサ１０と導体ｃとの距離を一定にすることにより電流を正確に測定することができる。
【００２７】
低周波計測用センサ１１は任意の種類の磁気センサである。磁気センサの種類は、磁気センサに用いる素子の種類によって分類することができる。低周波計測用センサに用いる素子の種類とは、例えば、磁気抵抗素子、ホール素子、フラックスゲート素子、磁気インピーダンス素子等である。磁気抵抗（ＭＲ：Magneto Resistance）素子とは、印加された磁気の大きさに応じて変化する磁気抵抗の変化率を検出することによって磁界を検出するセンサであり、温度特性に優れ、安価である。ホール素子とは、ホール効果を利用して磁界を電気信号に変換するセンサであり、安価で使用する素材によって感度や温度特性を選択することができる。フラックスゲート素子とは、高透磁率磁性コアを交流励磁し、高透磁率磁性コアからの磁束をピックアップコイルにより検知するセンサであり、高感度で直線性や温度特性に優れている。磁気インピーダンス（ＭＩ：Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）素子とは、磁気インピーダンス効果を利用したセンサであり、アモルファス合金ワイヤにより高感度で温度特性および耐熱性に優れており、広帯域化が可能である。
【００２８】
高周波計測用センサ１２は、低周波計測用センサ１１が磁界に対して最大の感受性をもつ方向（以下、「感磁方向」という。）と感磁方向が平行になるように配置されている。感磁方向は、高周波計測用センサ１２が例えばコイル状である場合、コイルの開口部が磁界の向きと垂直になる方向である。図２における低周波計測用センサ１１及び高周波計測用センサ１２の感磁方向は、ワイヤ部の円周方向である。図２において低周波計測用センサ１１は円筒状の形状を図示しており、低周波計測用センサ１１の感磁方向である円筒の中心軸と高周波計測用センサ１２の感磁方向である中心軸は略同一に配置されている。すなわち、図２において低周波計測用センサ１１と高周波計測用センサ１２は、同心円に配置されている。図２では、高周波計測用センサ１２は、低周波計測用センサ１１を包含するように配置されている。低周波計測用センサ１１及び高周波計測用センサ１２の構成の詳細は図３で後述する。低周波計測用センサ１１及び高周波計測用センサ１２は被測定電流に対してそれぞれ異なる周波数特定を有している。低周波計測用センサ１１は直流及び低周波域において感度が高いセンサである。一方、高周波計測用センサ１２は、低周波計測用センサ１１に比べて高周波域において感度が高いセンサである。本実施形態において高周波計測用センサ１２は、導体ｃに被測定電流が流れるときに発生する磁束がコイルの中を通過するように設置されるロゴスキーコイルを例示する。ロゴスキーコイルは空芯コイルを環状にしたコイルであり、交流の電流測定に用いることができる。図２に示す高周波計測用センサ１２は、環状のコイルの一部をコイルとして、他の部分はワイヤ部を用いる場合を示している。本構成により、コイルのインダクタンスと浮遊容量を小さくすることができるため、共振点を高くすることができ、結果測定範囲が拡大する。低周波計測用センサ１１と高周波計測用センサ１２を組み合わせことによって被測定電流を広い範囲の周波数において測定することが可能となる。低周波計測用センサ１１及び高周波計測用センサ１２の感度の周波数特性の詳細は図４で後述する。
【００２９】
低周波計測用センサ１１は、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４を介して駆動電流もしくは駆動電圧が供給されて駆動される。駆動された低周波計測用センサ１１は、導体ｃの電流によって発生する磁界の強さに応じた出力を低周波計測用センサワイヤ１３を介して出力する。なお、低周波計測用センサワイヤ１３及び低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４は、低周波計測用センサに用いる素子の種類によってその動作が異なる。低周波計測用センサに用いる素子の種類とは、例えば、磁気抵抗素子、ホール素子、フラックスゲート素子、磁気インピーダンス素子等である。素子の種類による複合センサ１０の構成については後述する。
【００３０】
コネクタ４は、電流センサ１の低周波計測用センサワイヤ１３、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４及び高周波計測用センサワイヤ１５のワイヤ部をケーブル２を介して電流センサ１に接続する。コネクタ４は図示しない２つのブロックから構成される。コネクタ４の一方のブロックはケーブル２と常時接続されている。一方、コネクタ４の他方のブロックは、一方のブロックに挿入しているときにはケーブル２と接続されて、一方のブロックから抜いているときにはケーブル２と切断される。ワイヤ部の両端のそれぞれの一端をコネクタ４のそれぞれのブロックに接続することにより、コネクタ４の挿抜でワイヤ部の一端とケーブル２との切離を行うことができる。すなわち、コネクタ４を抜いた状態でワイヤ部を導体ｃに周回させて、コネクタ４を挿入してループを形成することができる。コネクタ４は、上述の通り、ケーブル２を介さずに電流センサ１を直接回路部３に接続することもできる。
【００３１】
回路部３は、磁気センサ回路３１、負帰還回路３２、駆動回路３３、電流電圧変換部３４及び出力部（電圧出力部）３５を有する。負帰還回路３２は、積分回路３２１、制限抵抗３２２、微分回路３２３、増幅回路３２４及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２６を有する。磁気センサ回路３１は、ケーブル２を介して低周波計測用センサワイヤ１３が接続される。磁気センサ回路３１は、低周波計測用センサからの出力を処理して負帰還回路３２に出力する。磁気センサ回路３１は、例えば、低周波計測用センサからの出力を増幅する増幅回路である。低周波計測用センサ１１は、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４を介して駆動回路３３から駆動電力（電流又は電圧）の供給を受ける。
【００３２】
負帰還回路３２は、低周波計測用センサからの出力を制御して、高周波計測用センサワイヤ１５を介して高周波計測用センサに対して低周波計測用センサからの出力に応じた電流を出力する。ここで、高周波計測用センサは、負帰還回路３２から出力される電流に基づき、低周波計測用センサに加わる磁界をキャンセルする方向に磁界を発生させる。負帰還回路３２は、低周波計測用センサからの出力が０になるように高周波計測用センサにフィードバック電流を出力する負帰還制御を行う。すなわち、高周波計測用センサは、導体ｃの磁界を測定するとともに、低周波計測用センサによって測定された磁界の強さに応じて発生する電流に基づき低周波計測用センサに加わる磁界をキャンセルする磁界を発生させるフィードバックコイルとして動作する。上述の通り、直流又は低周波域では、低周波計測用センサ１１の感度が高く、高周波計測用センサ１２の感度が低いため、直流又は低周波域において高周波計測用センサは主にフィードバックコイルとして動作する。一方、高周波域では、低周波計測用センサ１１の感度が低く、高周波計測用センサ１２の感度が高いため、高周波域において高周波計測用センサは主にロゴスキーコイルとして動作する。本発明の電流センサでは、出力信号をフィードバックコイルからの電流として検出している。低周波計測用センサと高周波計測用センサをフィードバックコイルとして用いた電流センシングではゼロフラックスとなるようにフィードバックコイルに流れる電流を制御している。また高周波計測用センサをロゴスキーコイルとして用いた電流センシングでは高周波計測用センサに加わる磁界を妨げる向きに誘導電流が発生する。そのため上記二種類の方式では共に高周波計測用センサのコイル内の印加磁界がゼロになるように制御しており、高周波計測用センサからの出力電流のみで信号として検出できる。従って、低周波計測用センサ１１と高周波計測用センサ１２の感度調整やお互いの出力を加算する加算回路を別途設ける必要が無い。
【００３３】
負帰還回路３２の積分回路３２１、微分回路３２３及び増幅回路３２４は、低周波計測用センサ１１が測定した導体ｃの磁界の強さに基づく電圧値を積分、微分及び増幅によりＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御し、電流値に変換する。制限抵抗３２２は、増幅回路３２４、微分回路３２３及び積分回路３２１とともに負帰還回路３２の一部を構成して、増幅回路３２４、微分回路３２３及び積分回路３２１から出力される電流値を高周波計測用センサ１２にフィードバック出力する。なお、負帰還回路３２において、積分回路３２１、微分回路３２３及び増幅回路３２４は、これらのうちの選択されたいずれか一つの回路又は任意の二つの回路、若しくは三つ全ての回路を使用しても電圧値を制御しても良い。複数の回路で計測された測定を加算することにより、検出精度を向上させることが可能となる。
【００３４】
電流電圧変換部３４は、高周波計測用センサワイヤ１５を介して高周波計測用センサに流れる電流を電圧に変換する。電圧出力部３５は、電流電圧変換部３４によって変換された電圧を導体ｃの被測定電流の測定値として回路部３の外部に出力する。電圧出力部３５は、所定のレンジの電流値を、例えば０〜５ｖのレンジの電圧として出力する。
【００３５】
ローパスフィルタ３２６は、負帰還回路３２内に配置されており、例えば低周波計測用センサの出力を処理する磁気センサ回路３１と積分回路３２１、微分回路３２３及び増幅回路３２４との間に挿入される。つまり、ローパスフィルタ３２６は、低周波計測用センサ１１の出力の後段において、磁気センサ回路３１を介して、接続される。ローパスフィルタ３２６は、磁気センサ回路３１の出力に対して高周波を遮断して低周波を通過させることにより、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の出力の周波数特性を調整することができる。ローパスフィルタ３２６は、周波数特性を調整した低周波計測用センサ１１の出力を積分回路３２１、微分回路３２３及び増幅回路３２４に出力する。負帰還回路３２により、周波数特性が調整された低周波計測用センサ１１の出力を用いて高周波計測用センサ１２をフィードバックコイルとして動作させる。
【００３６】
なお、ローパスフィルタ３２６には、例えば、コンデンサ（Ｃ）と抵抗器（Ｒ）から成るＣＲ型のローパスフィルタを用いることができる。また、ローパスフィルタ３２６には、コイル（Ｌ）とコンデンサ（Ｃ）から成るＬＣ型のローパスフィルタを用いてもよい。また、ローパスフィルタ３２６には、オペアンプを用いたアクティブ型のローパスフィルタを用いてもよい。
【００３７】
また、図２においては、ローパスフィルタ３２６が負帰還回路３２の内部に配置されている場合を示したが、低周波計測用センサ１１、磁気センサ回路３１、ローパスフィルタ３２６、積分回路３２１、微分回路３２３、増幅回路３２４、制限抵抗３２２及び高周波計測用センサ１２によりフィードバックループが形成されているため、ローパスフィルタ３２６は磁気センサ回路３１の内部に配置されても良い。なお、ローパスフィルタ３２６は、同様なフィードバックループが形成されている後述する図５等においても、負帰還回路の外側のフィードバックループを形成する位置に配置されてもよい。
【００３８】
次に、図３を用いて、複合センサ１０の構成を説明する。図３は、実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【００３９】
図３において、低周波計測用センサ１１は任意の磁気センサである。低周波計測用センサ１１は上述のように磁気抵抗素子、ホール素子、フラックスゲート素子、磁気インピーダンス素子等、様々な磁気センサを用いることができる。高周波計測用センサ１２は低周波計測用センサ１１の感磁方向と同じ感磁方向になるように配置されている。低周波計測用センサ１１の感磁方向は、図示左右方向である。図３においては、高周波計測用センサ１２のコイルを図示左右方向から見た場合の円の中心軸と、同一方向から見た低周波計測用センサ１１の円の中心軸は略一致している。
【００４０】
複合センサ１０は、低周波計測用センサ１１と高周波計測用センサ１２を組み合わせたセンサである。図３においては、高周波計測用センサ１２のコイルは、低周波計測用センサ１１を包含するように配置されている場合を例示している。具体的には、高周波計測用センサ１２は、低周波計測用センサ１１の外形に近い内径を有する中空の円筒状の絶縁体にコイル状に導線を巻いて造られる。コイル状に巻かれた導線は接着剤により固定し、円筒状の絶縁体を引き抜いて使用しても良い。高周波計測用センサ１２のコイルを低周波計測用センサ１１を包含するように配置することにより、図２に制限抵抗３２２を介して高周波計測用センサに電流が流れたときに高周波計測用センサ１２のコイルに発生する磁界を低周波計測用センサ１１に加わる磁界と平行にすることができる。ここで、負帰還回路３２が高周波計測用センサ１２に制限抵抗３２２を介して流れる電流の大きさを低周波計測用センサ１１に加わる磁界、すなわち、低周波計測用センサ１１からの出力に応じて制御することにより、高周波計測用センサ１２のコイルに発生する逆方向の磁界で低周波計測用センサ１１に加わる磁界をキャンセルすることが可能となる。すなわち、図３に図示するように、高周波計測用センサ１２のコイルを低周波計測用センサ１１を包含するように配置することにより、高周波計測用センサ１２をフィードバックコイルとして動作させることが可能となる。従って、高周波計測用センサ１２は、導体ｃに流れる電流を測定するとともに、フィードバックコイルとして動作する。高周波計測用センサ１２のコイルの直径、巻き数又は巻き線径等は、高周波計測用センサ１２で検出する電流の大きさや低周波計測用センサ１１が受ける磁界の強さ、すなわち高周波計測用センサをフィードバックコイルとして用いるときのキャンセルすべき磁界の強さや低周波域の周波数特性等によって適宜定めることができる。
【００４１】
なお、図３においては、高周波計測用センサ１２のコイルが低周波計測用センサを包含するように配される場合を例示したが、高周波計測用センサが低周波計測用センサのフィードバックコイルとして動作可能であれば、低周波計測用センサと高周波計測用センサの配置はこれに限定されるものではない。すなわち、高周波計測用センサに流れる電流によって発生する磁界が低周波計測用センサに加わる磁界をキャンセルするものであればよい。例えば、低周波計測用センサが高周波計測用センサを包含するように中心軸を一致させて配されてもよい。また、１つの低周波計測用センサに対して複数の高周波計測用センサを配置し、又は複数の低周波計測用センサに対して１つの高周波計測用センサを配置してもよい。
【００４２】
次に、図４を用いて、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１による感度と高周波計測用センサ１２の感度の周波数特性を説明する。図４は、実施形態における電流測定装置の感度の周波数特性の一例を示す図である。
【００４３】
図４（Ａ）において、縦軸は、導体ｃに流れる被測定電流に対するセンサ出力電圧の比率を示した感度である。また、横軸は、被測定電流の周波数である。
【００４４】
高周波計測用センサ１２であるコイルによる磁界の帰還が無いと仮定した場合の低周波計測用センサ１１のオープンループ出力は、コイルによるローパスフィルタ成分があるため、カットオフ周波数Ｆｃｌ１の周波数特性を有し、カットオフ周波数Ｆｃｌ１以下では感度Ｓ１となり、カットオフ周波数Ｆｃｌ１以上になると感度Ｓ１が低下する。フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１では、図２の構成においてローパスフィルタ３２６、積分回路３２１、微分回路３２３が無く、また高周波計測用センサ１２としてコイルを用いている場合、フィードバックループ内にコイルによるローパスフィルタ成分があるため、増幅回路３２４のゲインをＡ０とすると、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１はカットオフ周波数（１＋Ａ０）Ｆｃｌ１となり、カットオフ周波数が高域側に移動し、カットオフ周波数（１＋Ａ０）Ｆｃｌ１以上になると感度Ｓ２が低下する。
【００４５】
高周波計測用センサ１２では、コイルによるハイパスフィルタ成分が作用して、カットオフ周波数Ｆｃｈ１の周波数特性を有し、カットオフ周波数Ｆｃｈ１以上では感度Ｓ２となり、カットオフ周波数Ｆｃｈ１以下になると感度Ｓ２が低下する。ここでフィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１による感度と高周波計測用センサ１２の感度が共にＳ２となるのは、両センサ共に高周波計測用センサ１２のコイル内の印加磁界がゼロになるように制御し、高周波計測用センサ１２からの制御電流を出力信号として検出しているためである。ここではカットオフ周波数Ｆｃｌ1とカットオフ周波数Ｆｃｈ1は同一のコイルであるため、Ｆｃｌ1とＦｃｈ1は等しい。
【００４６】
複合センサ１０の感度は、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の感度と高周波計測用センサ１２の感度を結合させた感度である。複合センサ１０の感度を図示太線で示す。フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の感度と高周波計測用センサ１２の感度が両方得られる周波数域においては、複合センサ１０の感度は、両センサの感度と位相から重ね合わせた値となる。複合センサ１０の感度は、直流から高周波計測用センサ１２の感度が略０の周波数までは、低周波計測用センサ１１の感度と同じ周波数特性となる。また、低周波計測用センサ１１の感度が略０となる周波数以上では、高周波計測用センサ１２の感度と同じ周波数特性となる。
本実施形態においては、上述のような周波数特性有する低周波計測センサと高周波計測用センサとを用いるために、直流から高周波まで幅広い周波数域において感度を得ることが可能となる。
【００４７】
図４（Ｂ）は、周波数特性の調整を説明している。フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１と高周波計測用センサ１２を結合した感度がフラットな周波数特性とするためには、ローパスフィルタを用いて周波数特性を調整する。フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の感度が低下するカットオフ周波数を図５において後述するローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いることにより、低周波側に移動させることができる。これにより、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の感度と高周波計測用センサ１２が重ね合わせられる周波数域において、複合センサ１０の感度の大きさを調整することが可能となる。図４（Ｂ）は、ローパスフィルタによってフィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の周波数特性を変更することにより、複合センサ１０の感度が直流から高周波までフラットになるような周波数特性とした場合を例示している。ローパスフィルタを用いてフィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の周波数特性を調整することにより、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１と高周波計測用センサ１２の感度調整やお互いの出力を加算する加算回路を別途設けことなく、フラットな感度の周波数特性を得ることが可能となる。なお、図４（Ｂ）では複合センサ１０の感度が直流から高周波まで直線になるように図示したが、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の周波数特性と高周波計測用センサ１２の周波数特性によっては、複合センサ１０の周波数特性は直線とはならない場合がある。本実施形態ではローパスフィルタの周波数特性を調整しながら複合センサ１０の感度を微調整することが可能となる。
【００４８】
なお、図４（Ｂ）では、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の感度が低下する周波数を、ローパスフィルタを用いて低周波側に移動させることにより、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１と高周波計測用センサ１２を結合したときの感度を調整する場合を説明したが、感度の調整方法はこれに限定されるものではない。例えば、高周波計測用センサ１２の感度が低下する周波数を、ハイパスフィルタを用いて高い周波側に移動させることにより感度の調整を行ってもよい。また、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の周波数特性と高周波計測用センサ１２の周波数特性をそれぞれ移動させて感度の調整を行ってもよい。但し、高周波計測用センサは、ロゴスキーコイルを用いた電流センサであり、コイル自身の抵抗成分とインダクタンス成分によりハイパス特性となり、回路構成として負帰還回路３２の後段に接続されているため、高周波計測用センサ１２にハイパスフィルタを用いて周波数特性を調整するより、低周波計測用センサ１１の周波数特性をローパスフィルタを用いて調整する方が回路構成を単純化することが可能となる。図５においては、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の周波数特性をローパスフィルタを用いて調整する方法を説明する。
【００４９】
次に、図５を用いて、負帰還回路３２の他の構成を説明する。図５は、実施形態における電流測定装置の回路構成の他の一例を示すブロック図である。
【００５０】
図５において、回路部３ａは、図２において説明した回路部３の他の実施形態である。図５では、図２における電流センサ１等の回路部３以外の構成は全て同じであるため、回路部３ａのみを図示してその他を省略する。また図５において図２と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５１】
負帰還回路３２は、ローパスフィルタ３２６、増幅回路３２４及び制限抵抗３２２を有する。負帰還回路３２の増幅回路３２４は、低周波計測用センサ１１が測定した導体ｃの磁界の強さに基づき積分制御し、電圧値を出力する。制限抵抗３２２は、増幅回路３２４とともに負帰還回路３２の一部を構成して、増幅回路３２４から出力される電圧値を電流値に変換して、高周波計測用センサ１２にフィードバック出力する。ローパスフィルタ３２６は、磁気センサ回路の後段もしくは増幅回路の後段に接続することができ、フィードバックループを用いた低周波計測用センサ１１の周波数特性を調整する。
【００５２】
次に、図６を用いて、複合センサを複数用いた電流センサの構成を説明する。図６は、実施形態における電流センサの構成の他の一例を示す図である。
【００５３】
図６における電流センサ１は、図２において説明した電流センサ１の他の実施形態である。図６では、図２における電流センサ１以外は類似した構成であるため、電流センサ１及びコネクタ４１のみを図示してその他を省略する。また図６においては図２と異なる構成について主に説明し、図２と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図６において、電流センサ１は、複合センサ１０１、複合センサ１０２、複合センサ１０３、複合センサ１０４、低周波計測用センサワイヤ１３１、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４１及び高周波計測用センサワイヤ１５１を有する。複合センサ１０１、複合センサ１０２、複合センサ１０３、複合センサ１０４、低周波計測用センサワイヤ１３１、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４１及び高周波計測用センサワイヤ１５１はループ形状のワイヤ部である。
【００５５】
電流センサ１において、複合センサ１０１、複合センサ１０２、複合センサ１０３及び複合センサ１０４の、ワイヤ部の周囲に複数組配置された複合センサを、以下「複合センサ群」という。複合センサで計測する導体ｃに流れる電流によって発生する磁界の強さは、複合センサと導体ｃとの距離によって異なる。複合センサ群は、導体ｃの周囲に複数組配置されることにより、複合センサが１つの場合に比べて導体ｃとの距離による影響を吸収することが可能となる。従って、複合センサ群における複合センサの配置はワイヤ部の周囲に均等角度（均等間隔）で配置されることが望ましい。図６は、複合センサ群が、複合センサ１０１、複合センサ１０２、複合センサ１０３及び複合センサ１０４の４つである場合を例示しているので、それぞれの複合センサはワイヤ部を円とした場合、略９０°毎に配置する。複合センサが複数組配置される場合であってもワイヤ部は、なおフレキシブルであるため、導体ｃの周辺の設置スペースが限定される場合であっても容易に周回して設置することができる。
【００５６】
複合センサ１０１、複合センサ１０２、複合センサ１０３及び複合センサ１０４は、それぞれ図２等で説明した低周波計測用センサ１１及び高周波計測用センサ１２を有する。複合センサ群は、ワイヤ部のループの周囲に設けられ、ワイヤ部で導体ｃを周回させたときに導体ｃの周囲に発生する磁界を測定することができる。なお、図６においても、説明のため導体ｃの径とワイヤ部のループの径がかなり異なるように図示しているが、複合センサ群によって導体ｃとの距離による影響を少なくすることができるので、導体ｃの径とワイヤ部のループの径の差を図２の場合に比べて大きくすることができる。
【００５７】
低周波計測用センサワイヤ１３１、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４１及び高周波計測用センサワイヤ１５１は、複合センサの数だけ配置される。すなわち、低周波計測用センサワイヤ１３１等は、複合センサ１０１、複合センサ１０２、複合センサ１０３及び複合センサ１０４の４つ分の配線を有している。図６において図示省略した図２で図示した回路部３は、上記４つの複合センサにおいて１つの回路部を共有しても、それぞれ個別に回路部を用意してもよい。コネクタ４１は、低周波計測用センサワイヤ１３１、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４１及び高周波計測用センサワイヤ１５１の数に応じた接点を有する。また低周波計測用センサワイヤ１３１、低周波計測用センサ駆動ワイヤ１４１及び高周波計測用センサワイヤ１５１は、複合センサ１０１、複合センサ１０２、複合センサ１０３及び複合センサ１０４内の低周波計測用センサおよび高周波計測用センサとそれぞれ一つの配線で繋がっていても良い。
【００５８】
なお、図６等、複合センサ群によって複数組の複合センサを有する電流センサは、４つの複合センサを有する場合を例示するが、複合センサの数はこれに限定されるものではない。例えば、複合センサの数を５以上としてもよい。また、ワイヤ部が導体ｃの周囲を周回できる程度にフレキシブルであれば、複合センサをワイヤ部の略全周囲に配置するようにしてもよい。
【００５９】
＜第１の実施形態＞
次に、図７を用いて、第１の実施形態における電流測定装置の構成を説明する。図７は、第１の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。なお、以下に説明する第１の実施形態〜第６の実施形態は、低周波計測用センサにおける磁気センサの素子の種類と、複合センサの数（単数又は複数）の違いによる実施形態の分類である。
【００６０】
第１の実施形態は、低周波計測用センサとして磁気抵抗素子を単数使用する場合の実施形態である。磁気抵抗素子は、信号磁界の極性を判定するために、バイアス磁界が印加される。例えばフィードバックコイルに電流を流してバイアス磁界が印加されると、磁気抵抗素子は、高い線形性および感度を示す動作点で駆動され、極性を判別することが可能になる。バイアス磁界が印加された磁気抵抗素子の出力をフィードバックコイルに電流として負帰還して、磁気抵抗素子への印加磁界がゼロになるように制御し（ゼロフラックス）、フィードバックコイルに流れる電流を出力信号とすることにより、ヒステリシスや磁気飽和を回避することができるため直線性やスパンが大きく向上する。高周波計測用コイルをフィードバックコイルとして用いた際にも容易に結合が可能になり、周波数特性が向上する。高感度磁気抵抗素子と低感度磁気抵抗素子がフィードバックコイルに包含され、フィードバックコイルによりコイル内の磁気抵抗素子にバイアス磁界を印加する。高感度磁気抵抗素子と低感度磁気抵抗素子を用いて両方の差動出力を取ることにより、磁気抵抗素子の温度特性を補正することができる。なお、信号磁界の極性を判定するためのバイアス磁界の印加方法としては、例えば、磁石の磁界を用いるものであってもよい。また、磁気抵抗素子としては、積層面に垂直な方向の磁界成分を検出する磁気抵抗素子を使用する。しかし、磁気抵抗素子として、ナノグラニュラーＴＭＲ（トンネル磁気抵抗）型磁気センサ等を使用してもよい。ナノグラニュラーＴＭＲ型磁気センサは、軟磁性ヨークの長手方向（表面に水平な方向）の磁界成分を検出するナノグラニュラーＴＭＲ膜を軟磁性ヨークで挟み込んだギャップ部に配置した構造を持つ。磁気センサとして磁気抵抗素子を用いた際の構成例を以下に示す。
【００６１】
図７において、電流測定装置１００ａは、電流センサ１ａ、ケーブル２ａ、回路部３ａ及びコネクタ４ａを有する。電流センサ１ａは、複合センサ１０ａ、高感度磁気抵抗センサワイヤ１３ａ１、低感度磁気抵抗センサワイヤ１３ａ２、及び高周波計測用コイルワイヤ１５ａを有する。第１の実施形態における複合センサ１０ａは、低周波計測用センサとして磁気抵抗センサ１１ａを例示し、また高周波計測用センサとして高周波計測用コイル１２ａを例示する。すなわち、高周波計測用コイル１２ａは、磁気抵抗センサ１１ａを包含して、高周波計測用コイル１２ａの感磁方向と磁気抵抗センサ１１ａの感磁方向を一致させている。これにより、制限抵抗３２２ａを介して高周波計測用コイル１２ａに電流が流れたときに高周波計測用コイル１２ａに発生する磁界を磁気抵抗センサ１１ａに加わる磁界と平行することができる。負帰還回路３２ａが高周波計測用コイル１２ａに制限抵抗３２２ａを介して流れる電流の大きさを磁気抵抗センサ１１ａからの出力に応じて制御することにより、高周波計測用コイル１２ａに発生する逆方向の磁界で磁気抵抗センサ１１ａに加わる磁界をキャンセルすることが可能となる。すなわち、高周波計測用コイル１２ａは、導体ｃに流れる電流を測定するとともに、フィードバックコイルとして動作する。
【００６２】
高感度磁気抵抗センサワイヤ１３ａ１は、図８で後述する磁気抵抗センサ１１ａの高感度磁気抵抗センサからの出力と回路部３ａをコネクタ４ａに接続する。また、低感度磁気抵抗センサワイヤ１３ａ２は、磁気抵抗センサ１１ａの低感度磁気抵抗センサからの出力をコネクタ４ａに接続する。また、高周波計測用コイルワイヤ１５ａは、高周波計測用コイル１２ａの出力をコネクタ４ａに接続する。
【００６３】
コネクタ４ａは、高感度磁気抵抗センサワイヤ１３ａ１、低感度磁気抵抗センサワイヤ１３ａ２、及び高周波計測用コイルワイヤ１５ａをケーブル２ａに接続して、ケーブル２ａを介して磁気抵抗センサ１１ａの出力と高周波計測用コイル１２ａの出力を差動増幅回路３１ａに出力する。
【００６４】
差動増幅回路３１ａは、図８で後述する磁気抵抗センサ１１ａの高感度磁気抵抗センサからの出力と低感度磁気抵抗センサからの出力の差動出力を算出することにより、被測定電流に比例した電圧を負帰還回路３２ａに対して出力する。定電流源３３ａは、磁気抵抗センサ１１ａに定電流を供給する。
【００６５】
次に、図８を用いて、図７で説明した第１の実施形態における複合センサ１０ａの構成を説明する。図８は、第１の実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【００６６】
図８において、複合センサ１０ａは、磁気抵抗センサ１１ａと高周波計測用コイル１２ａを有する。磁気抵抗センサ１１ａは、高感度磁気抵抗センサ１１ａ１と低感度磁気抵抗センサ１１ａ２を有する。高感度磁気抵抗センサ１１ａ１と低感度磁気抵抗センサ１１ａ２は、感磁方向を同じ方向にして平行して配置される。高感度磁気抵抗センサ１１ａ１と低感度磁気抵抗センサ１１ａ２のそれぞれの１端は接地され、もう一端は定電流源３３ａが接続される。図７の差動増幅回路３１ａは、磁界の強さによってそれぞれの磁気抵抗センサに加わる電圧の差動出力を検出する。高感度磁気抵抗センサ１１ａ１は、磁界の変化に対して、低感度磁気抵抗センサ１１ａ２と比べて抵抗値の変化が大きい素子が用いられる。差動増幅回路３１ａは、それぞれの抵抗値の変化の大きさを、定電流源によって発生する電圧値の差（差動出力）として検出し、電圧値の差によって磁界の大きさを測定する。
【００６７】
高周波計測用コイル１２ａは、高感度磁気抵抗センサ１１ａ１と低感度磁気抵抗センサ１１ａ２を有する磁気抵抗センサ１１ａと感磁方向を同一とし、磁気抵抗センサ１１ａを包含するようにコイルを形成する。具体的には、高周波計測用コイル１２ａは、磁気抵抗センサ１１ａの外形に近い内径を有する中空の円筒状の絶縁体にコイル状に導線を巻いて造られる。コイル状に巻かれた導線は接着剤により固定し、円筒状の絶縁体を引き抜いて使用しても良い。高周波計測用コイル１２ａは、図７の制限抵抗３２２ａを介して高周波計測用コイル１２ａに電流が流れたときに高周波計測用コイル１２ａのコイルに発生する磁界の方向を磁気抵抗センサ１１ａに加わる磁界の方向と平行にすることができる。ここで、負帰還回路３２ａが高周波計測用コイル１２ａに制限抵抗３２２ａを介して流れる電流の大きさを磁気抵抗センサ１１ａに加わる磁界、すなわち、磁気抵抗センサ１１ａからの出力に応じて制御することにより、高周波計測用コイル１２ａは、高周波計測用コイル１２ａに発生する逆方向の磁界で磁気抵抗センサ１１ａに加わる磁界をキャンセルするフィードバックコイルとして動作する。
【００６８】
＜第２の実施形態＞
次に、図９を用いて、第２の実施形態における電流測定装置の構成を説明する。図９は、第２の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。第２の実施形態における電流測定装置は、第１の実施形態における複合センサ１０ａが複数組配置される電流センサを用いる。
【００６９】
図９において、電流センサ１ａは、図７において説明した電流センサ１ａの他の実施形態である。図９では、図７における電流センサ１ａ以外は類似した構成であるため、電流センサ１ａ及びコネクタ４１ａのみを図示してその他を省略する。また図９においては図７と異なる構成について主に説明し、図７と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図９において、電流センサ１ａは、複合センサ１０１ａ、複合センサ１０２ａ、複合センサ１０３ａ、複合センサ１０４ａ、高感度磁気抵抗センサワイヤ１３１ａ１、低感度磁気抵抗センサワイヤ１３１ａ２及び高周波計測用コイルワイヤ１５１ａを有する。複合センサ１０１ａ、複合センサ１０２ａ、複合センサ１０３ａ、複合センサ１０４ａ、高感度磁気抵抗センサワイヤ１３１ａ１、低感度磁気抵抗センサワイヤ１３１ａ２及び高周波計測用コイルワイヤ１５１ａはループ形状のワイヤ部である。
【００７１】
電流センサ１ａにおいて、複合センサ１０１ａ、複合センサ１０２ａ、複合センサ１０３ａ及び複合センサ１０４ａの複合センサ群をワイヤ部の周囲に配置することにより、複合センサと導体ｃとの距離による磁界の強さのばらつきを吸収することが可能となる。複合センサが複数組配置される場合であってもワイヤ部は、なおフレキシブルであるため、導体ｃの周辺の設置スペースが限定される場合であっても容易に周回して設置することができる。
【００７２】
＜第３の実施形態＞
次に、図１０を用いて、第３の実施形態における電流測定装置の構成を説明する。図１０は、第３の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【００７３】
図１０において、電流測定装置１００ｂは、電流センサ１ｂ、ケーブル２ｂ、回路部３ｂ及びコネクタ４ｂを有する。電流センサ１ｂは、複合センサ１０ｂ、高感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ１、低感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ２、及び高周波計測用コイルワイヤ１５ｂを有する。
【００７４】
第３の実施形態における複合センサ１０ｂは、低周波計測用センサとして図１１で説明する磁気抵抗センサ１１ｂを例示し、また高周波計測用センサとして高周波計測用コイル１２ｂを例示する。すなわち、高周波計測用コイル１２ｂは、磁気抵抗センサ１１ｂを包含して、高周波計測用コイル１２ａの感磁方向と磁気抵抗センサ１１ｂの感磁方向を一致させている。これにより、制限抵抗３２２ｂを介して高周波計測用コイル１２ｂに電流が流れたときに高周波計測用コイル１２ｂに発生する磁界の方向と磁気抵抗センサ１１ｂに加わる磁界の方向を平行にすることができる。負帰還回路３２ｂａが高周波計測用コイル１２ｂに制限抵抗３２２ｂを介して流れる電流の大きさを磁気抵抗センサ１１ｂからの出力に応じて制御することにより、高周波計測用コイル１２ｂに発生する逆方向の磁界で磁気抵抗センサ１１ｂに加わる磁界をキャンセルすることが可能となる。すなわち、高周波計測用コイル１２ｂは、導体ｃに流れる電流を測定するとともに、フィードバックコイルとして動作する。
【００７５】
高感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ１、低感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ２、高周波計測用コイルワイヤ１５ｂ及びコネクタ４ｂの機能は図１１の説明において後述する。
【００７６】
ブリッジ回路３１ｂは、図１１で後述する磁気抵抗センサ１１ｂの高感度磁気抵抗センサと低感度磁気抵抗センサによりブリッジ回路を構成し、被測定電流に比例した電圧を負帰還回路３２ｂに対して出力する。定電圧源３３ｂは、磁気抵抗センサ１１ｂに定電圧を供給する。
【００７７】
次に、図１１を用いて、図１０で説明した第３の実施形態における複合センサ１０ｂの構成を説明する。図１１は、第３の実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【００７８】
図１１（Ａ）において、複合センサ１０ｂは、高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２からなる磁気抵抗センサ１１ａと、高周波計測用コイル１２ａとを有する。磁気抵抗センサ１１ｂは、高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２を有する。高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２は、感磁方向を同じ方向にして平行して配置される。高感度磁気抵抗センサ１１ａ１の一端と低感度磁気抵抗センサ１１ａ２の一端は直列に接続されて、他の一端はそれぞれ高感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ１と低感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ２に接続される。高感度磁気抵抗センサ１１ａ１と低感度磁気抵抗センサ１１ａ２の接続点（中点）は、磁気抵抗センサ信号ワイヤ１３ｂ３に接続される。
【００７９】
第３の実施形態における高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２は、第２の実施形態における高感度磁気抵抗センサ１１ａ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｓ２の配置は感磁方向を同一にして平行に配置される点で同じである。しかし、第２の実施形態における高感度磁気抵抗センサ１１ａ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｓ２が並列に接続されるのに対して、第３の実施形態における高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２が直列に接続される点において異なる。
【００８０】
図１１（Ｂ）は、ブリッジ回路３１ｂを含めた回路図である。高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１、低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２はブリッジ回路を形成している。高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２の中点は、磁気抵抗センサ信号ワイヤ１３ｂ３に接続されて、ブリッジ回路３１ｂの磁気抵抗センサブリッジ出力の一端となる。高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１に接続された高感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ１は、プルアップされるとともに、ブリッジ回路３１ｂの抵抗Ｒ１に接続される。低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２に接続された低感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ２は、接地されるとともに、ブリッジ回路３１ｂの抵抗Ｒ２に接続される。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２は直列に接続されて、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の中点はブリッジ回路３１ｂの磁気抵抗センサブリッジ出力の他の一端となる。
【００８１】
ここで、磁気抵抗センサブリッジ出力の一端は、プルアップ電圧に対する高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２の分圧であり、高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２の抵抗値の変化によって値が変化する。一方、磁気抵抗センサブリッジ出力の他の一端は、プルアップ電圧に対する抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の分圧であり固定値である。第３の実施形態において、高感度磁気抵抗センサ１１ｂ１、低感度磁気抵抗センサ１１ｂ２、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２によって作られるブリッジ回路を用いることにより、被測定電流に応じた磁気抵抗センサブリッジ出力を電圧で出力することができる。
【００８２】
＜第４の実施形態＞
次に、図１２を用いて、第４の実施形態における電流測定装置の構成を説明する。図１２は、第４の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。第４の実施形態における電流測定装置は、第３の実施形態における複合センサ１０ｂが複数組配置される電流センサを用いる。
【００８３】
図１２において、電流センサ１ｂは、図９において説明した電流センサ１ｂの他の実施形態である。図１２では、図９における電流センサ１ｂ以外は類似した構成であるため、電流センサ１ｂ及びコネクタ４１ｂのみを図示してその他を省略する。また図１２においては図９と異なる構成について主に説明し、図９と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。
【００８４】
図１２において、電流センサ１ｂは、複合センサ１０１ｂ、複合センサ１０２ｂ、複合センサ１０３ｂ、複合センサ１０４ｂ、高感度磁気抵抗センサワイヤ１３１ｂ１、低感度磁気抵抗センサワイヤ１３１ｂ２及び高周波計測用コイルワイヤ１５１ｂを有する。複合センサ１０１ｂ、複合センサ１０２ｂ、複合センサ１０３ｂ、複合センサ１０４ｂ、高感度磁気抵抗センサワイヤ１３１ｂ１、低感度磁気抵抗センサワイヤ１３１ｂ２及び高周波計測用コイルワイヤ１５１ｂはループ形状のワイヤ部である。
【００８５】
電流センサ１ｂにおいて、複合センサ１０１ｂ、複合センサ１０２ｂ、複合センサ１０３ｂ及び複合センサ１０４ｂの複合センサ群をワイヤ部の周囲に配置することにより、複合センサと導体ｃとの距離による磁界の強さのばらつきを吸収することが可能となる。複合センサが複数組配置される場合であってもワイヤ部は、なおフレキシブルであるため、導体ｃの周辺の設置スペースが限定される場合であっても容易に周回して設置することができる。
【００８６】
次に、図１３を用いて、第４の実施形態における電流センサの構成を説明する。図１３は、第４の実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【００８７】
図１３において、高感度磁気抵抗センサ１１１ｂ１、高感度磁気抵抗センサ１１２ｂ１、高感度磁気抵抗センサ１１３ｂ１、高感度磁気抵抗センサ１１４ｂ１、低感度磁気抵抗センサ１１１ｂ２、低感度磁気抵抗センサ１１２ｂ２、低感度磁気抵抗センサ１１３ｂ２、低感度磁気抵抗センサ１１４ｂ２、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４によって作られるブリッジ回路を形成する。直列に接続された、高感度磁気抵抗センサ１１１ｂ１、高感度磁気抵抗センサ１１２ｂ１、高感度磁気抵抗センサ１１３ｂ１及び高感度磁気抵抗センサ１１４ｂ１を、以下「高感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ１」ということとする。また、直列に接続された、低感度磁気抵抗センサ１１１ｂ２、低感度磁気抵抗センサ１１２ｂ２、低感度磁気抵抗センサ１１３ｂ２、低感度磁気抵抗センサ１１４ｂ２を、以下「低感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ２」ということにする。高感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ２の中点は、磁気抵抗センサ信号ワイヤ１３ｂ３に接続されて、ブリッジ回路３１ｂの磁気抵抗センサブリッジ出力の一端となる。高感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ１に接続された高感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ１は、プルアップされるとともに、ブリッジ回路３１ｂの抵抗Ｒ３に接続される。低感度磁気抵抗センサ１１ｎａ２に接続された低感度磁気抵抗センサワイヤ１３ｂ２は、接地されるとともに、ブリッジ回路３１ｂの抵抗Ｒ４に接続される。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４は直列に接続されて、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の中点はブリッジ回路３１ｂの磁気抵抗センサブリッジ出力の他の一端となる。
【００８８】
磁気抵抗センサブリッジ出力の一端は、プルアップ電圧に対する高感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ２の分圧であり、高感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ１と低感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ２の抵抗値の変化によって値が変化する。一方、磁気抵抗センサブリッジ出力の他の一端は、プルアップ電圧に対する抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の分圧であり固定値である。第４の実施形態において、高感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ１、低感度磁気抵抗センサ１１ｎｂ２、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４によって作られるブリッジ回路を用いることにより、被測定電流に応じた磁気抵抗センサブリッジ出力を電圧で出力することができる。
【００８９】
＜第５の実施形態＞
次に、図１４を用いて、第５の実施形態における電流測定装置の構成を説明する。図１４は、第５の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。
【００９０】
図１４において、電流測定装置１００ｃは、電流センサ１ｃ、ケーブル２ｃ、回路部３ｃ及びコネクタ４ｃを有する。電流センサ１ｃは、複合センサ１０ｃ、検知コイルワイヤ１３ｃ１、磁気センサ駆動ワイヤ１３ｃ２、及び高周波計測用コイルワイヤ１５ｃを有する。
【００９１】
第５の実施形態における複合センサ１０ｃは、低周波計測用センサとして磁気インピーダンス（ＭＩ）センサ１１ｃを用いる。ＭＩセンサ１１ｃは、磁気インピーダンス素子として例示するアモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２と、アモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２の磁気インピーダンス効果を検知する検知コイル１１ｃ１を有する。複合センサ１０ｃは、高周波計測用センサとして高周波計測用コイル１２ｃを例示する。高周波計測用コイル１２ｃは、ＭＩセンサ１１ｃを包含して、高周波計測用コイル１２ｃの感磁方向とＭＩセンサ１１ｃの感磁方向を一致させている。これにより、制限抵抗３２２ｃを介して高周波計測用コイル１２ｃに電流が流れたときに高周波計測用コイル１２ｃに発生する磁界の方向とＭＩセンサ１１ｃに加わる磁界の方向を平行にすることができる。負帰還回路３２ｃが高周波計測用コイル１２ｃに制限抵抗３２２ｃを介して流れる電流の大きさをＭＩセンサ１１ｃからの出力に応じて制御することにより、高周波計測用コイル１２ｃに発生する逆方向の磁界でＭＩセンサ１１ｃに加わる磁界をキャンセルすることが可能となる。すなわち、高周波計測用コイル１２ｃは、導体ｃに流れる被測定電流を測定するとともに、フィードバックコイルとして動作する。
【００９２】
アモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２はワイヤの周方向に磁気異方性を持っており、アモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２への直流成分の通電により周方向において一方向に磁化される。ここでアモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２の軸方向に外部磁界が印加されると、周方向に誘起された磁気モーメントが外部磁界印加方向に沿って回転する。アモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２に高周波電流を通電することにより円周方向に磁界が生じ、これにより外部磁界印加により回転した周方向の磁気モーメントが、外部磁界印加前の周方向に戻るように回転する。この磁気モーメントの回転により、アモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２の軸方向に通電周波数で変動する磁気モーメント成分が生じ、この磁気モーメント成分を検知コイル１１ｃ１で検出することにより、外部磁界に比例した振幅を持ち、高周波通電と同じ周波数の出力を得て、この出力をＭＩセンサ回路３１ｃに出力する。ＭＩセンサ回路３１ｃは、アナログスイッチを用いた検波回路を有し、検知コイル１１ｃ１の出力から駆動周波数成分を取り除き、外部磁界を電圧信号として検出する。また検波後の出力を負帰還回路３２ｃを介してフィードバックコイルとして動作させる高周波計測用コイル１２ｃに電流として負帰還して、磁気インピーダンス素子への印加磁界がゼロになるように制御し（ゼロフラックス）、フィードバックコイルに流れる電流を出力信号とすることにより、ヒステリシスや磁気飽和を回避することができるため直線性やスパンが大きく向上し、高周波計測用コイルをフィードバックコイルとして用いた際にも容易に結合が可能になり、周波数特性が向上する。特にＭＩセンサを用いることにより、高感度であるためフィードバックループ内のオープンループゲインを大きく取ることが可能になり、出力誤差が小さくなる。またＭＩセンサでは感磁部としてアモルファス磁性ワイヤを用いており、半導体素子を用いたホール素子やＭＲセンサと比較すると耐熱性や温度特性の点で有利である。そのためＭＩセンサを用いることで高温環境下での高精度電流計測が可能になる。
【００９３】
負帰還回路３２ｃ及び高周波計測用コイル１２ｃの動作は他の実施形態と同様であるので説明を省略する。なお、本実施形態では、磁気インピーダンス素子としてアモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２を例示したが、磁気インピーダンス素子はこれに限定されない。例えば、磁気インピーダンス素子として、銅等の導体膜とアモルファス軟磁性膜を積層構造とした素子を用いるようにしてもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、磁気インピーダンス素子として、アモルファス磁性ワイヤを検知コイルが包含し、さらに検知コイルをフィードバックコイルが包含するような形態の磁気インピーダンス素子を使用したが、磁気インピーダンス素子はこれに限定されない。磁気インピーダンス素子は、例えば、アモルファス磁性ワイヤをフィードバックコイルが包含し、さらにフィードバックコイルを検知コイルが包含するような形態の素子を使用しても良い。このようなコイルのインダクタンスＬは下記式で表される。
Ｌ＝μ０×Ｓ×Ｎ２／ｌ
（μ０：真空の透磁率、Ｓ：空芯コイルの断面積、Ｎ：コイルの巻数、ｌ：コイルの長さ）
磁気インピーダンス素子の検知コイル内部にフィードバックコイルを形成することにより、フィードバックコイルの半径を小さくできるため、インダクタンスを小さくすることができる。そのためコイルのインダクタンスと寄生容量により生じる共振点を高周波領域に設定できるため、高周波特性が向上する。
【００９５】
また、本実施形態では、磁気インピーダンス素子として、アモルファス磁性ワイヤを使用したが、磁気インピーダンス素子はこれに限定されない。磁気インピーダンス素子として、例えば、帯状に形成したアモルファス磁性リボンを用いたものであってもよい。また、磁気インピーダンス素子は、シリコン基板等の上に形成した軟磁性薄膜を用いたものであってもよい。
【００９６】
また、磁気インピーダンス素子のアモルファス磁性ワイヤには、駆動回路により、高周波の正弦波電流を通電しても、パルス電流を通電してもよい。駆動回路によりデューティー比を調整したパルス電流を通電することにより低消費電力化を図ることができる。パルス電流を通電する場合、アナログスイッチの同期検波も同様に変更し、パルス出力信号を取るように調整する。
【００９７】
また、本実施形態における磁気インピーダンス素子は、磁気的な閉ループが形成されない点でＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）と異なる。
【００９８】
また、本実施形態では、磁気インピーダンス素子として、周方向に磁気異方性を持つアモルファス磁性ワイヤを用いる。しかし、磁気インピーダンス素子として、パーマロイ等の高透磁率磁性ワイヤを用いてもよい。また、周方向に磁気異方性を予め誘起した磁性ワイヤによって磁気インピーダンス素子を高感度化するが、周方向への磁気異方性処理を行っていない高透磁率の磁性ワイヤであるパーマロイワイヤ等を用いて、直流電流を通電することにより周方向に磁化させてもよい。パーマロイワイヤを用いることにより汎用性を高めることができる。
【００９９】
次に、図１５を用いて、第５の実施形態における電流センサの構成を説明する。図１５は、第５の実施形態における電流センサの構成の一例を示す図である。
【０１００】
図１５において、複合センサ１０ｃは、ＭＩセンサ１１ｃと高周波計測用コイル１２ｃを有する。ＭＩセンサ１１ｃは、アモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２と検知コイル１１ｃ１を有する。ＭＩセンサ１１ｃと高周波計測用コイル１２ｃは、感磁方向を同じ方向にして、高周波計測用コイル１２ｃがＭＩセンサ１１ｃを包含するように配置される。検知コイル１１ｃ１は、アモルファス磁性ワイヤ１１ｃ2の周方向の磁気モーメントの回転により、アモルファス磁性ワイヤ１１ｃ２の軸方向に通電周波数で変動する磁気モーメント成分が生じ、この磁気モーメント成分を検知コイル１１ｃ１で検出し、ＭＩセンサ回路３１ｃの中のアナログスイッチを用いた検波回路により駆動周波数成分を取り除き、外部磁界を電圧信号として検出することにより、被測定電流の大きさを測定することができる。
【０１０１】
高周波計測用コイル１２ｃは、具体的には、ＭＩセンサ１１ｃの外形に近い内径を有する中空の円筒状の絶縁体にコイル状に導線を巻いて造られる。コイル状に巻かれた導線は接着剤により固定し、円筒状の絶縁体を引き抜いて使用しても良い。高周波計測用コイル１２ｃは、図１４の制限抵抗３２２ｃを介して高周波計測用コイル１２ｃに電流が流れたときに高周波計測用コイル１２ｃのコイルに発生する磁界の方向をＭＩセンサ１１ｃに加わる磁界の方向と平行にすることができる。ここで、負帰還回路３２ｃが高周波計測用コイル１２ｃに制限抵抗３２２ｃを介して流れる電流の大きさをＭＩセンサ１１ｃに加わる磁界、すなわち、ＭＩセンサ１１ｃからの出力に応じて制御することにより、高周波計測用コイル１２ｃは、高周波計測用コイル１２ｃに発生する逆方向の磁界でＭＩセンサ１１ｃに加わる磁界をキャンセルするフィードバックコイルとして動作する。
【０１０２】
＜第６の実施形態＞
次に、図１６を用いて、第６の実施形態における電流測定装置の構成を説明する。図１６は、第６の実施形態における電流測定装置の構成の一例を示す図である。第６の実施形態における電流測定装置は、第５の実施形態における複合センサ１０ｃが複数組配置される電流センサを用いる。
【０１０３】
図１６において、電流センサ１ｃは、図１４において説明した電流センサ１ｃの他の実施形態である。図１６では、図１４における電流センサ１ｃ以外は類似した構成であるため、電流センサ１ｃ及びコネクタ４１ｃのみを図示してその他を省略する。また図１６においては図１４と異なる構成について主に説明し、図１４と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０４】
図１６において、電流センサ１ｃは、複合センサ１０１ｃ、複合センサ１０２ｃ、複合センサ１０３ｃ、複合センサ１０４ｃ、検知コイルワイヤ１３ｃ１、磁気センサ駆動ワイヤ１３ｃ２及び高周波計測用コイルワイヤ１５１ｃを有する。複合センサ１０１ｃ、複合センサ１０２ｃ、複合センサ１０３ｃ、複合センサ１０４ｃ、検知コイルワイヤ１３ｃ１、磁気センサ駆動ワイヤ１３ｃ２及び高周波計測用コイルワイヤ１５１ｃはループ形状のワイヤ部である。
【０１０５】
電流センサ１ｃにおいて、複合センサ１０１ｃ、複合センサ１０２ｃ、複合センサ１０３ｃ及び複合センサ１０４ｃの複合センサ群をワイヤ部の周囲に配置することにより、複合センサと導体ｃとの距離による磁界の強さのばらつきを吸収することが可能となる。複合センサが複数組配置される場合であってもワイヤ部は、なおフレキシブルであるため、導体ｃの周辺の設置スペースが限定される場合であっても容易に周回して設置することができる。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態における電流測定装置は、被測定電流により発生する磁界を測定する低周波計測用センサと、前記低周波計測用センサの感磁方向と感磁方向が平行になるように配置されて、前記磁界を測定する高周波計測用センサとを備える電流センサであって、前記高周波計測用センサは、前記低周波計測用センサによって測定された磁界の強さに応じて発生する電流に基づき前記低周波計測用センサに加わる磁界をキャンセルする磁界を発生させることにより、設置スペースが限定される場所での利用が可能で、広い範囲の周波数の電流が測定できる。
【０１０７】
なお、本実施形態では、低周波計測用センサに用いる素子の種類は上述した素子に限定されない。例えば、低周波計測用センサに用いる素子にホール素子を用いることができる。ホール素子は、ホール効果を利用したセンサであり、ホール効果とは半導体薄膜に電圧もしくは電流を流し表面に垂直な方向に磁界を印加すると、ローレンツ力により半導体薄膜内の電子の分布が偏ることにより、電流と磁界の両者のベクトル積の方向に電圧が生じる現象である。入力端子間に電流もしくは電圧を印加し、表面に垂直な方向に外部磁界が印加されると、入力端子間に直交する出力端子間に外部磁界に比例した出力電圧信号が検出される。
【０１０８】
ホール素子を用いた際の動作例を示す。駆動回路によりホールセンサ入力端子間に電流もしくは電圧を印加し、ホールセンサ出力をフィードバックコイルに電流として負帰還して、ホール素子への印加磁界がゼロになるように制御し（ゼロフラックス）、フィードバックコイルに流れる電流を出力信号とする。これにより、高周波計測用コイルをフィードバックコイルとして用いた際にも容易に周波数特性の結合が可能になり、周波数特性が向上する。ホール素子としては、表面に垂直な方向の磁界成分を検出する横型ホール素子を用いるが、表面に水平な方向の磁界成分を検出する縦型ホール素子を用いても良い。
【０１０９】
また、低周波計測用センサに用いる素子にフラックスゲート素子を用いてもよい。フラックスゲート素子は、平行型（被測定磁界と駆動磁界が同方向）であっても直交型（被測定磁界と駆動磁界が直交）であってもよい。平行型のフラックスゲート素子は、高透磁率磁性コアのＢ（磁束密度）−Ｈ（磁界）特性を利用したセンサであり、Ｂ−Ｈ図において原点付近にて大きな傾き（透磁率）を持つ高透磁率磁性コアと、磁性コアに対して交流磁界を印加するドライブコイルと、ドライブコイルにより変調された外部磁界を検出するピックアップコイルとを有することができる。
【０１１０】
単一の高透磁率磁性コアを用いた単芯型のフラックスゲート素子においては、ドライブコイルにより高透磁率磁性コアを飽和領域まで交流励磁し、励磁された高透磁率磁性コアからの磁束をピックアップコイルが検知する。外部磁界が印加されていない状態においてフラックスゲート素子から得られる波形は時間軸に対して正負対称である。また、外部磁界が印加されている状態では、外部磁界印加方向と同方向の磁束をピックアップコイルで検知する際には磁性コア内の磁束が加算されるため飽和時間が長くなり、外部磁界印加方向と逆方向の磁束をピックアップコイルで検知する場合には磁性コア内の磁束が減算される。飽和時間が短くなることにより波形が歪み、時間軸に対して非対称の波形が得られる。非対称の波形には励磁周波数の倍周波成分が重畳しており、この倍周波成分が外部磁界に比例しているため、同期検波等を用いて倍周波成分の振幅値を取り出すことにより、外部磁界を電圧信号として検出することが可能になる。
【０１１１】
また、フラックスゲート素子の出力をフィードバックコイルに電流として負帰還させて、フラックスゲート素子への印加磁界がゼロになるように制御し（ゼロフラックス）、フィードバックコイルに流れる電流を出力信号とすることにより、ヒステリシスや磁気飽和を回避することができ、直線性やスパンが大きく向上する。高周波計測用コイルをフィードバックコイルとして用いることにより、容易に結合が可能になる。
【０１１２】
フラックスゲート素子として、ここでは被測定磁界と駆動磁界が同方向となる平行フラックスゲート素子を使用したがこれに限定されない。被測定磁界と駆動磁界が直交する直交フラックスゲート素子を用いることにより、ドライブコイルが不要になる。また直流バイアスを印加せず、出力が駆動周波数の倍周波となる倍周波型直交フラックスゲート素子、あるいは直流バイアスを印加し、出力が駆動周波数と同じになる基本波型直交フラックスゲート素子を用いても良い。
【０１１３】
また、フラックスゲート素子として、単芯型のフラックスゲート素子を用いる代わりに、二芯構成によりドライブコイルによる励磁成分をキャンセルする差動型のフラックスゲート素子を用いても良い。また、高透磁率磁性コアとしてリングコアを用いたリングコア型フラックスゲート素子を用いても良い。
【０１１４】
また、本実施形態で説明した装置を構成する機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、本実施形態の上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【０１１５】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１１６】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
【符号の説明】
【０１１７】
１                電流センサ
２                ケーブル
３                回路部
１０              複合センサ
１１              低周波計測用センサ
１２              高周波計測用センサ
１３              低周波計測用センサワイヤ
１４              低周波計測用センサ駆動ワイヤ
１５              高周波計測用センサワイヤ
３１              磁気センサ回路
３２              負帰還回路
３２１            積分回路
３２２            制限抵抗
３３              駆動回路
３４              電流電圧変換部
３５              出力部（電圧出力部）
３２６            ローパスフィルタ
１００            電流測定装置
【図１】
2018072220.tif 000003
【図２】
2018072220.tif 000004
【図３】
2018072220.tif 000005
【図４】
2018072220.tif 000006
【図５】
2018072220.tif 000007
【図６】
2018072220.tif 000008
【図７】
2018072220.tif 000009
【図８】
2018072220.tif 000010
【図９】
2018072220.tif 000011
【図１０】
2018072220.tif 000012
【図１１】
2018072220.tif 000013
【図１２】
2018072220.tif 000014
【図１３】
2018072220.tif 000015
【図１４】
2018072220.tif 000016
【図１５】
2018072220.tif 000017
【図１６】
2018072220.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月16日(2017.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電流により発生する磁界を測定する低周波計測用センサと、
前記低周波計測用センサと感磁方向が略平行になるように配置されて、前記磁界を測定し、前記低周波計測用センサに加わる磁界をキャンセルする磁界を発生する高周波計測用センサと、
前記低周波計測用センサによって測定された信号に基づき前記高周波計測用センサに流す電流を制御する負帰還回路と、
負帰還回路内に配置されて、前記高周波計測用センサに流れる負帰還回路による電流の周波数特性を調整するローパスフィルタと、
前記高周波計測用センサに流れる電流に基づき前記被測定電流の測定値を出力する出力部とを備える、電流測定装置。
【請求項２】
前記高周波計測用センサが、前記低周波計測用センサを包含する、請求項１に記載の電流測定装置。
【請求項３】
前記高周波計測用センサが、コイルにより形成される、請求項１又は２に記載の電流測定装置。
【請求項４】
前記低周波計測用センサ及び前記高周波計測用センサが、前記低周波計測用センサ又は前記高周波計測用センサのいずれかと導通するループ形状のワイヤに配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の電流測定装置。
【請求項５】
前記低周波計測用センサ及び前記高周波計測用センサが、前記ワイヤに複数組配置される、請求項４に記載の電流測定装置。
【請求項６】
前記高周波計測用センサが、前記高周波計測用センサと導通するループ形状のワイヤに配置され、
前記低周波計測用センサが、前記低周波計測用センサと導通するループ形状のワイヤに配置される、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電流測定装置。
【請求項７】
前記低周波計測用センサが、磁気抵抗素子、ホール素子、フラックスゲート素子、磁気インピーダンス素子により形成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の電流測定装置。