(57)【要約】【課題】被検体を加工することなく被検体に流れる電流を安定して容易に測定することができる電流測定装置を提供する。【解決手段】被検体Ｗに流れる電流値を測定する電流測定装置１であって、基準平面Ｓ１上に配置された線状部分２ａを有する導体２と、導体２に電流値を変化可能とした直流電流または交流電流を流す電流発生手段３と、基準平面Ｓ１上に配置された被検体Ｗと線状部分２ａとの間の基準平面Ｓ１上に配置され、被検体Ｗが発生する磁界および導体２が発生する磁界を合成した合成磁界の基準平面Ｓ１に直交する方向の成分の磁気量を検出するセンサー部４ａを有する磁気量検出手段４と、を備える。【選択図】図１
2011202989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に流れる電流値を測定する電流測定装置であって、
基準平面上に配置された線状部分を有する導体と、
前記導体に電流値を変化可能とした直流電流または交流電流を流す電流発生手段と、
前記基準平面上に配置された前記被検体と前記線状部分との間の前記基準平面上に配置され、前記被検体が発生する磁界および前記導体が発生する磁界を合成した合成磁界の前記基準平面に直交する方向の成分の磁気量を検出するセンサー部を有する磁気量検出手段と、
を備えることを特徴とする電流測定装置。
【請求項２】
前記導体の線状部分は、直線状に形成され、
前記センサー部は、互いに平行になるように配置された前記被検体と前記線状部分との間の前記合成磁界の前記磁気量を検出することを特徴とする請求項１に記載の電流測定装置。
【請求項３】
前記導体の線状部分は前記センサー部に当接させて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電流測定装置。
【請求項４】
前記被検体が、前記基準平面上に配置されるとともに、前記センサー部を間に挟んで前記導体の前記線状部分と平行に配置されるように前記被検体を保持することが可能な保持部をさらに備えることを特徴とする請求項２または３に記載の電流測定装置。
【請求項５】
前記導体の線状部分の長さは、前記保持部により前記被検体が保持される位置から前記線状部分までの距離以上に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の電流測定装置。
【請求項６】
前記保持部により前記被検体が保持される位置から前記センサー部までの距離と、前記センサー部から前記導体の前記線状部分までの距離と、が互いに等しく設定されていることを特徴とする請求項４または５に記載の電流測定装置。
【請求項７】
前記導体の前記線状部分および前記センサー部を内部に収容するとともに前記被検体を内部に収容可能とし、磁気を遮蔽する磁気遮蔽手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電流測定装置。
【請求項８】
被検体に流れる交流電流の電流値を測定する電流測定方法であって、
導体の線状部分が配置された基準平面上に前記被検体を配置する配置工程と、
前記導体に交流電流を流しながら、前記基準平面上であって前記導体の前記線状部分と前記被検体との間の測定位置での、前記被検体に流れる前記交流電流が作り出す磁界および前記導体に流す前記交流電流が作り出す磁界を合成した合成磁界の前記基準平面に直交する方向の成分の磁気量を検出し、前記導体に流す前記交流電流の電流値を増減させ、前記磁気量の大きさが最小値になるときの前記導体を流れる前記交流電流の電流値を求める交流電流値調節工程と、
前記交流電流値調節工程で得られた前記交流電流の電流値に基づいて前記被検体に流れる前記交流電流の電流値を求める算出工程と、
を備えることを特徴とする電流測定方法。
【請求項９】
被検体に流れる直流電流の電流値を測定する電流測定方法であって、
導体の線状部分が配置された基準平面上に前記被検体を配置する配置工程と、
前記導体に直流電流を流しながら、前記基準平面上であって、前記導体の前記線状部分と前記被検体との間の測定位置での、前記被検体に流れる前記直流電流が作り出す磁界および前記導体に流す前記直流電流が作り出す磁界を合成した合成磁界の前記基準平面に直交する方向の成分の磁気量を、前記合成磁界が外界の磁界から遮蔽された状態で検出し、前記導体に流す前記直流電流の電流値を増減させ、前記磁気量の絶対値が零になるときの前記導体を流れる前記直流電流の電流値を求める直流電流値調節工程と、
前記直流電流値調節工程で得られた前記直流電流の電流値に基づいて前記被検体に流れる前記直流電流の電流値を求める算出工程と、
を備えることを特徴とする電流測定方法。
【請求項１０】
前記導体の線状部分は、直線状に形成され、
前記配置工程では、前記被検体と前記線状部分とを互いに平行になるように配置することを特徴とする請求項８に記載の電流測定方法。
【請求項１１】
前記交流電流値調節工程では、前記被検体に流れる交流電流と同じ周波数かつ同じ位相の交流電流を前記導体に流し、
前記算出工程では、前記被検体と前記測定位置との距離をｄ（ｍ）、前記被検体と前記線状部分との距離をｒ（ｍ）としたときに、前記導体を流れる前記電流値Ｉ1（Ａ）を用いて（１）式により前記被検体に流れる電流値Ｉ2（Ａ）を求めることを特徴とする請求項１０に記載の電流測定方法。
【数１】
2011202989.tif 000011
【請求項１２】
前記導体の線状部分は、直線状に形成され、
前記配置工程では、前記被検体と前記線状部分とを互いに平行になるように配置することを特徴とする請求項９に記載の電流測定方法。
【請求項１３】
前記直流電流値調節工程では、前記被検体に流れる直流電流と同じ方向の直流電流を前記導体に流し、
前記算出工程では、前記被検体と前記測定位置との距離をｄ（ｍ）、前記被検体と前記線状部分との距離をｒ（ｍ）としたときに、前記導体を流れる前記電流値Ｉ1（Ａ）を用いて（２）式により前記被検体に流れる電流値Ｉ2（Ａ）を求めることを特徴とする請求項１２に記載の電流測定方法。
【数２】
2011202989.tif 000012
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に流れる電流値を測定する電流測定装置および電流測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な条件での電流値を測定するために、仕様の異なる様々な電流測定装置が検討されている。これらの電流測定装置には、通電された電線（被検体）の電流を測定するものや、港湾構造物及び河川構造物等の金属構造物の水中部分に配置され、金属構造物の電気防食法に用いる流電陽極が発生する防食電流を測定するもの等がある。
その一つである、リング状のギャップ付鉄芯とホール素子を組み合わせた構造の直流電流センサ（電流測定装置）は、従来から数多く商品化されている。特にリング状の鉄芯を分割して既存の電線や陽極芯金に挟む構造のものは、クランプ式電流センサーとして電流測定現場での電流モニタリングに活用されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
陽極発生電流を測定する方法としては、電流回路にシャント抵抗を挿入してその両端に発生する電圧を測定することで電流量を測定する方法がある（例えば、非特許文献２参照）。また、陽極芯金を金属構造物から切り離さずに陽極発生電流を検出する方法としては、特許文献１に開示されている電気防食用流電陽極装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６４２８６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】カタログ  ディジタルクランプオンハイテスタ３２８１、３２８２等、日置電気
【非特許文献２】「港湾構造物の電気防食調査（その１）」、港湾技研資料、運輸省  港湾技術研究所、昭和５９年３月、Ｎｏ．４７５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に示すクランプ式電流センサーは、鉄芯を分割したことによる弊害として磁路の経年変化がある。つまり、振動や錆によって鉄芯接合面のギャップ変化や接触圧の変化が起こり長期安定性に問題が生じるといった課題がある。さらに、測定対象とする電流が流れる導体に電流センサーをセットする場合、電流センサーのゼロ点調整が難しいといった課題がある。
非特許文献２に示す、シャントを使用して電圧降下法により陽極発生電流を測定する方法（以下、電圧降下法と称す）では、流電陽極の接水抵抗に対するシャントの抵抗値や配線の抵抗値を考慮し、シャント出力から計測した電流値に対して割増し補正を行っているため、精度が悪いといった課題がある。さらに、ケーブルの芯線が切断しても、ノイズが混入し誤った電流値が測定されてしまうといった課題がある。
【０００７】
また、電圧降下法および特許文献１に記載の電気防食用流電陽極装置を用いて陽極が発生する直流電流を測定する方法を用いる場合、陽極芯金は電気絶縁体を介して金属構造物に設置される。しかし、電気絶縁体は構造物上の弱点となること、また、供用期間中絶縁性を確保することは難しいといった課題がある。
さらに、電圧降下法および特許文献１に記載の電気防食用流電陽極装置を既存の金属構造物に設置する場合、陽極を金属構造物から取り外さなければならないとった課題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、被検体を加工することなく被検体に流れる電流を安定して容易に測定することができる電流測定装置および電流測定方法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】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の電流測定装置は、被検体に流れる電流値を測定する電流測定装置であって、基準平面上に配置された線状部分を有する導体と、前記導体に電流値を変化可能とした直流電流または交流電流を流す電流発生手段と、前記基準平面上に配置された前記被検体と前記線状部分との間の前記基準平面上に配置され、前記被検体が発生する磁界および前記導体が発生する磁界を合成した合成磁界の前記基準平面に直交する方向の成分の磁気量を検出するセンサー部を有する磁気量検出手段と、を備えることを特徴としている。
なお、ここで言う線状とは、直線状および湾曲状のいずれの形状も含むものを意味する。
【００１０】
また、本発明の電流測定方法は、被検体に流れる交流電流の電流値を測定する電流測定方法であって、導体の線状部分が配置された基準平面上に前記被検体を配置する配置工程と、前記導体に交流電流を流しながら、前記基準平面上であって前記導体の前記線状部分と前記被検体との間の測定位置での、前記被検体に流れる前記交流電流が作り出す磁界および前記導体に流す前記交流電流が作り出す磁界を合成した合成磁界の前記基準平面に直交する方向の成分の磁気量を検出し、前記導体に流す前記交流電流の電流値を増減させ、前記磁気量の大きさが最小値になるときの前記導体を流れる前記交流電流の電流値を求める交流電流値調節工程と、前記交流電流値調節工程で得られた前記交流電流の電流値に基づいて前記被検体に流れる前記交流電流の電流値を求める算出工程と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の他の電流測定方法は、被検体に流れる直流電流の電流値を測定する電流測定方法であって、導体の線状部分が配置された基準平面上に前記被検体を配置する配置工程と、前記導体に直流電流を流しながら、前記基準平面上であって、前記導体の前記線状部分と前記被検体との間の測定位置での、前記被検体に流れる前記直流電流が作り出す磁界および前記導体に流す前記直流電流が作り出す磁界を合成した合成磁界の前記基準平面に直交する方向の成分の磁気量を、前記合成磁界が外界の磁界から遮蔽された状態で検出し、前記導体に流す前記直流電流の電流値を増減させ、前記磁気量の絶対値が零になるときの前記導体を流れる前記直流電流の電流値を求める直流電流値調節工程と、前記直流電流値調節工程で得られた前記直流電流の電流値に基づいて前記被検体に流れる前記直流電流の電流値を求める算出工程と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、導体の線状部分が配置された基準平面上に被検体を配置する。次に導体に直流電流または交流電流を流しながら、基準平面上であって、導体の線状部分と被検体との間の位置での、合成磁界の基準平面に直交する方向の成分の磁気量を検出し、導体に流す電流値を増減させ、磁気量の絶対値が零になるときの導体を流れる電流値を求める。そして、この導体を流れる電流値を用いて被検体に流れる電流値を求めることで、被検体に流れる電流値を非接触で安定して測定することができる。
このとき、被検体を基準平面上に配置させればよいので、被検体を加工することなく容易に被検体に流れる電流を測定することができる。
【００１３】
また、上記の電流測定装置において、前記導体の線状部分は、直線状に形成され、前記センサー部は、互いに平行になるように配置された前記被検体と前記線状部分との間の前記合成磁界の前記磁気量を検出することがより好ましい。
また、上記の電流測定方法において、前記導体の線状部分は、直線状に形成され、前記配置工程では、前記被検体と前記線状部分とを互いに平行になるように配置することがより好ましい。
この発明によれば、合成磁界の磁気量を導体の中心軸線の方向に均一にし、被検体に流れる電流値をより正確に測定することができる。
【００１４】
また、上記の電流測定装置において、前記導体の線状部分は前記センサー部に当接させて配置されていることがより好ましい。
この発明によれば、導体の線状部分の中心部と両端部との間で合成磁界の磁気量が変わるのを抑えることができる。
【００１５】
また、上記の電流測定装置において、前記被検体が、前記基準平面上に配置されるとともに、前記センサー部を間に挟んで前記導体の前記線状部分と平行に配置されるように前記被検体を保持することが可能な保持部をさらに備えることがより好ましい。
この発明によれば、保持部により被検体の位置を容易に位置決めすることができる。
【００１６】
また、上記の電流測定装置において、前記導体の線状部分の長さは、前記保持部により前記被検体が保持される位置から前記線状部分までの距離以上に設定されていることがより好ましい。
この発明によれば、導体の線状部分の中心部と両端部との間で合成磁界の磁気量を安定させることができる。
【００１７】
また、上記の電流測定装置において、前記保持部により前記被検体が保持される位置から前記センサー部までの距離と、前記センサー部から前記導体の前記線状部分までの距離と、が互いに等しく設定されていることがより好ましい。
この発明によれば、被検体に流れる電流値を、より正確かつ容易に算出することができる。
【００１８】
また、上記の電流測定装置において、前記導体の前記線状部分および前記センサー部を内部に収容するとともに前記被検体を内部に収容可能とし、磁気を遮蔽する磁気遮蔽手段をさらに備えることを特徴としている。
この発明によれば、外界の磁気の影響を抑え、被検体に流れる電流値をより正確に測定することができる。
【００１９】
また、上記の電流測定方法において、前記交流電流値調節工程では、前記被検体に流れる交流電流と同じ周波数かつ同じ位相の交流電流を前記導体に流し、前記算出工程では、前記被検体と前記測定位置との距離をｄ（ｍ）、前記被検体と前記線状部分との距離をｒ（ｍ）としたときに、前記導体を流れる前記電流値Ｉ1（Ａ）を用いて（１）式により前記被検体に流れる電流値Ｉ2（Ａ）を求めることを特徴としている。
【００２０】
【数１】
2011202989.tif 000003
【００２１】
この発明によれば、被検体に流れる交流電流の電流値を、より正確に求めることができる。
【００２２】
また、上記の電流測定方法において、前記直流電流値調節工程では、前記被検体に流れる直流電流と同じ方向の直流電流を前記導体に流し、前記算出工程では、前記被検体と前記測定位置との距離をｄ（ｍ）、前記被検体と前記線状部分との距離をｒ（ｍ）としたときに、前記導体を流れる前記電流値Ｉ1（Ａ）を用いて（２）式により前記被検体に流れる電流値Ｉ2（Ａ）を求めることを特徴としている。
【００２３】
【数２】
2011202989.tif 000004
【００２４】
この発明によれば、被検体に流れる直流電流の電流値を、より正確に求めることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の電流測定装置および電流測定方法によれば、被検体を加工することなく被検体に流れる電流を安定して容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態の電流測定装置の一部を分解した正面の断面図である。
【図２】同電流測定装置の一部を分解した側面図である。
【図３】同電流測定装置の測定原理を説明する斜視図である。
【図４】同電流測定装置の導体および被検体に発生する磁界を説明する図である。
【図５】同電流測定装置の導体を流れる電流値に対する合成磁界の磁気量の絶対値の変化を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態の電流測定装置の変形例の電流測定装置の一部を分解した正面の断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の電流測定装置の変形例の電流測定装置の一部を分解した正面の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の電流測定装置の一部を分解した正面の断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の電流測定装置の変形例で被検体を流れる電流値を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る電流測定装置の第１実施形態を、図１から図７を参照しながら説明する。この電流測定装置は、リード線等の被検体に流れる直流電流の電流値を測定する装置である。
図１および図２に示すように、本実施形態の電流測定装置１は、直線状に形成され基準平面Ｓ１上に配置されたた線状部分２ａを有する導体２と、導体２に電流値を変化可能とした直流電流を流す電流発生手段３と、被検体Ｗに流れる直流電流が作り出す磁界および導体２に流す直流電流が作り出す磁界を合成した合成磁界の磁気量を検出するセンサー部４ａを有する磁気量検出手段４と、導体２およびセンサー部４ａを保持するケース（保持部）５とを備えている。
本実施形態では、断面形状が円形である被検体Ｗを測定する場合で説明する。
【００２８】
導体２は、金属等の電気抵抗が小さい材料で形成され、断面形状は円形に形成されている。
電流発生手段３は、図示してはいないが、直流電流を発生させる直流電流発生部と、直流電流発生部で発生した電流値を所望の値に調節する電流値調節部と、電流値調節部が流した電流値を表示する電流値表示部とを有している。
このように構成された電流発生手段３は、導体２に所望の電流値の電流を流すことができる。
【００２９】
磁気量検出手段４は、前述のセンサー部４ａと、センサー部４ａに接続されセンサー部４ａが検出した合成磁界の強度を表示する磁界強度表示部７とを有している。
センサー部４ａは、被検体Ｗおよび導体２が発生する合成磁界の、基準平面Ｓ１に直交する方向Ｄの成分の磁気量を検出するように構成されている。センサー部４ａとしては、ＭＩ素子（磁気インピーダンス素子）、ホール素子、磁気コイル、ＳＱＩＤ（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｉｎｔｅｒｆｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）等、磁気検知機能を有するものであればどのようなセンサーでも適用可能である。
センサー部４ａには、磁気量を磁界の向きとともに検出する有極性のものと、磁気量は検出するが磁界の向きは検出できない無極性のものとがある。磁気量を有極性のセンサー部４ａで検出すると、磁界強度表示部７には、正の値〜零（０）〜負の値までが表示される。一方で、磁気量を無極性のセンサー部４ａで検出すると、磁界強度表示部７には、正の値〜零（０）までが表示される。
【００３０】
ケース５は、導体２の線状部分２ａおよびセンサー部４ａを収容するとともに、上方に被検体Ｗを出し入れする開口部８ａが形成されたケース本体部８と、開口部８ａを塞ぐケース蓋部９とを有している。ケース本体部８およびケース蓋部９は、たとえば、プラスチック等の非磁性材料で形成されている。
ケース本体部８には、保持孔８ｂ、８ｃが形成されていて、保持孔８ｂ内に収容された導体２の線状部分２ａが、保持孔８ｃ内に収容されたセンサー部４ａに当接して配置されるように構成されている。
また、ケース本体部８には、保持孔８ｃに対する保持孔８ｂとは反対側に、断面形状が円形である被検体Ｗを保持位置Ｐ１（被検体Ｗの中心軸線Ｃ２が配置される位置）に保持する保持溝１０が形成されている。
【００３１】
ケース蓋部９は、下部が保持溝１０内に挿入される保持体１１と、保持体１１の上端側に形成されたフランジ１２とを有している。保持体１１の下面は、線状部分２ａに当接する凹状の保持面１１ａとなっていて、フランジ１２の下面１２ａをケース本体部８の上面８ｄに当接させてケース本体部８上にケース蓋部９を載置させたときに、保持溝１０と保持面１１ａとの間で、被検体Ｗは、上記の保持位置Ｐ１に一定の位置と形状に保持される。
すなわち、保持面１１ａと保持溝１０との間で保持されたときに、被検体Ｗは、直線状に形成され、その中心軸線Ｃ２が基準平面Ｓ１上であって導体２の線状部分２ａの中心軸線Ｃ１と平行となると同時に、導体２の線状部分２ａと被検体Ｗとの間にセンサー部４ａを挟むように保持される。さらに、被検体Ｗは、保持位置Ｐ１からセンサー部４ａで磁気量を検出する位置である測定位置Ｐ２までの距離と、センサー部４ａの測定位置Ｐ２から導体２の中心軸線Ｃ１までの距離とが互いに等しく、それぞれがｒ／２となるように保持面１１ａと保持溝１０との間で保持される。そして、導体２の線状部分２ａの長さＬは、保持位置Ｐ１から線状部分２ａまで（線状部分２ａの中心軸線Ｃ１まで）の距離以上に設定されている
【００３２】
次に、以上のように構成された電流測定装置１の測定原理について図３および図４を用いて説明する。なお、図３において、説明の便宜のためケース５は示していない。また、被検体Ｗの中心軸線Ｃ２とセンサー部４ａの測定位置Ｐ２との距離をｄとして一般化して説明することにする。また、図４では、導体２と被検体Ｗには、紙面の奥側から紙面の手前側に向けて直流電流が流れている。
図３に示すように、直線状に形成された被検体Ｗに流れる直流電流が被検体Ｗの周囲に作り出す磁界による磁力線Ｍは、図４に示すように、被検体Ｗの中心軸線Ｃ２を中心とした円形になる。導体２の線状部分２ａについても同様に、中心軸線Ｃ１を中心とした円形の磁力線Ｍが作り出される。センサー部４ａで検出される、被検体Ｗが作り出す磁界および導体２が作り出す磁界を合成した合成磁界Ｔ（Ｔ、テスラ）は、ビオサバールの法則から（３）式であらわされる。なお、電流測定装置１の周囲の外界の磁界である外部磁界をＨext（Ｔ）、大気の透磁率をμ（Ｎ／Ａ2）、導体２に流れる電流値をＩ1（Ａ）、被検体Ｗに流れる電流値をＩ2（Ａ）とする。
【００３３】
【数３】
2011202989.tif 000005
【００３４】
（３）式に示すように、センサー部４ａが検出する合成磁界Ｔは、外部磁界Ｈextの影響を受ける。外部磁界Ｈextには、地磁気のように一様に分布する平行磁界や、アノードが付属している鋼構造物や鉄板等の強磁性体による磁界がある。
ここで、外部磁界Ｈextが無視できるほど小さい値に場合には、導体２に流れる電流値Ｉ1を調節し、合成磁界Ｔの磁気量の絶対値が零（０）となる電流値Ｉ1を用いるとき、被検体Ｗに流れる電流値Ｉ2は、（４）式で求めることができる。
【００３５】
【数４】
2011202989.tif 000006
【００３６】
すなわち、（４）式における距離ｒ、ｄを設定値とし、導体２に電流値Ｉ1を電流発生手段３の電流計等で測定可能であれば、測定対象とする被検体Ｗに流れる電流値Ｉ2を求めることができる。
なお、測定精度、機器構成処理の容易さの理由により、本実施形態の電流測定装置１のように、センサー部４ａを被検体Ｗの中心軸線Ｃ２と導体２の中心軸線Ｃ１との中間位置に設置させることが好ましい。この場合、（４）式は下記の（５）式のようになる。
【００３７】
【数５】
2011202989.tif 000007
【００３８】
さらに、合成磁界の端部の影響を極力排除して合成磁界を中心軸線Ｃ１方向に均一に近づけるために、被検体Ｗと導体２の線状部分２ａとは可能な限り近接させることが好ましい。
【００３９】
次に、以上のように構成された電流測定装置１を用いて被検体Ｗに流れる電流値を測定する本実施形態の電流測定方法について説明する。
まず、使用者は、配置工程において、ケース本体部８の保持溝１０に被検体Ｗを挿入し、保持溝１０内に保持体１１を挿入し、フランジ１２の下面１２ａをケース本体部８の上面８ｄに当接させる。これにより、被検体Ｗの中心軸線Ｃ２が導体２の中心軸線Ｃ１と平行に配置されるようになる。
【００４０】
次に、直流電流値調節工程において、被検体Ｗに流れる直流電流と同じ方向の直流電流を導体２に流しながら、センサー部４ａの測定位置Ｐ２での、被検体Ｗおよび導体２の成磁界の基準平面Ｓ１に直交する方向Ｄの成分の磁気量を測定し、導体２に流す直流電流の電流値を増減させ、この磁気量の絶対値が零（０）になるときの導体２を流れる電流値Ｉ1（Ａ）を求める。
図５に、導体２に流す電流値Ｉ1に対する、磁気量検出手段４で測定される合成磁界の磁気量の絶対値の変化を示す。図５において、横軸に導体２に流す電流値Ｉ1を、縦軸に磁気量検出手段４のセンサー部４ａで測定される合成磁界の磁気量の絶対値を示す。磁気量の絶対値は、導体２に流す電流値Ｉ1が増加するにつれて正の値から減少して、電流値Ｉ10のときに零（０）となり、その後増加して正の値になる。
この合成磁界の磁気量の絶対値の変化の様子は、センサー部４ａの極性によらず同様である。
【００４１】
続いて、算出工程において、直流電流値調節工程で得られた電流値Ｉ1を用いて、（５）式により被検体Ｗに流れる電流値Ｉ2（Ａ）を求める。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の電流測定装置１および電流測定方法によれば、導体２の線状部分２ａが配置された基準平面Ｓ１上に被検体Ｗを配置する。次に導体２に直流電流を流しながら、基準平面Ｓ１上であって、導体２の線状部分２ａと被検体Ｗとの間の位置での、合成磁界の基準平面Ｓ１に直交する方向Ｄの成分の磁気量を検出し、導体２に流す電流値を増減させ、磁気量の絶対値が零になるときの導体２を流れる電流値を求める。そして、この導体２を流れる電流値を用いて被検体Ｗに流れる電流値を求めることで、被検体Ｗに流れる電流値を非接触で安定して測定することができる。
このとき、被検体Ｗを基準平面Ｓ１上に配置させればよいので、被検体Ｗを加工することなく容易に被検体に流れる電流を測定することができる。
【００４３】
また、導体２の線状部分２ａは直線状に形成され、センサー部４ａは、互いに平行になるように配置された被検体Ｗと線状部分２ａとの間の合成磁界の磁気量を検出するように構成されている。このため、合成磁界の磁気量を導体２の中心軸線Ｃ１の方向に均一にし、被検体Ｗに流れる電流値をより正確に測定することができる。
そして、導体２の線状部分２ａはセンサー部４ａに当接させて配置されているため、線状部分２ａの中心部と両端部との間で合成磁界の磁気量が変わるのを抑えることができる。
【００４４】
被検体Ｗが、基準平面Ｓ１上に配置されるとともに、センサー部４ａを間に挟んで導体２の線状部分２ａと平行に配置されるように被検体Ｗを保持することが可能なケース５をさらに備えるため、ケース５により被検体Ｗの位置を容易に位置決めすることができる。
さらに、導体２の線状部分２ａの長さＬは、保持位置Ｐ１から線状部分２ａの中心軸線Ｃ１までの距離以上に設定されているため、導体２の線状部分２ａの長さ方向の中心部と両端部との間で合成磁界の磁気量を安定させることができる。
また、保持位置Ｐ１からセンサー部４ａの測定位置Ｐ２までの距離と、測定位置Ｐ２から導体２の線状部分２ａの中心軸線Ｃ１までの距離と、が互いに等しく設定されているので、被検体Ｗに流れる電流値を、より正確かつ容易に算出することができる。
【００４５】
そして、被検体Ｗに流れる直流電流と同じ方向の直流電流を導体２に流し、導体２を流れる電流値Ｉ1（Ａ）を用いて（４）式により被検体Ｗに流れる電流値Ｉ2（Ａ）を求めるため、被検体Ｗに流れる直流電流の電流値をセンサー部４ａの極性によらず、より正確に求めることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、外部磁界Ｈextの影響が大きいと考えられるとき、または、より正確に合成磁界Ｔを測定するときには、図６に示す電流測定装置１４ように、導体２の線状部分２ａおよびセンサー部４ａを内部に収容するとともに被検体Ｗを内部に収容可能とし、磁気を遮蔽する磁気遮蔽手段１５をさらに備えるように構成してもよい。本変形例では、磁気遮蔽手段１５は、ケース本体部８の外周面を覆うように取り付けられた被覆材１５ａと、ケース蓋部９の外周面を覆うように取り付けられた被覆材１５ｂとを有している。磁気遮蔽手段１５の材質としては、パーマロイ等の磁気遮蔽材料を適宜用いることができる。
強磁性体が本実施形態の電流測定装置１の近傍にあると、被検体Ｗに流れる電流および導体２に流れる電流から発せられる磁界が強磁性体に吸い寄せられ、磁気量検出手段４のセンサー部４ａが検出する合成磁界が真の値にならないといったことがある。
本変形例の電流測定装置１４は、このように構成することで、外界の磁界から遮蔽された状態でセンサー部４ａで合成磁界を検出し、外界の磁気の影響を抑え被検体Ｗに流れる電流値をより正確に測定することができる。
【００４７】
また、本実施形態ではケース本体部８上にケース蓋部９を載置させた。しかし、図７に示すように、ケース本体部８に形成された爪受け部１８と、ケース蓋部９に形成され爪受け部１８に係合する爪部１９により、ケース本体部８にケース蓋部９を係合させてもよい。また、ケース本体部８に形成されたネジ孔２０にケース蓋部９の貫通孔に挿通させたネジ部材２１を螺合させることで、ケース本体部８にケース蓋部９を固定させてもよい。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。この電流測定装置は、被検体に流れる交流電流の電流値を測定する装置である。
図８に示すように、本実施形態の電流測定装置３１は、第一実施形態の電流測定装置１の電流発生手段３に代えて、導体２に交流電流を流す電流発生手段３２を備えている。
電流発生手段３２は、図示してはいないが、所望の周波数と位相の交流電流を発生させる交流電流発生部と、交流電流発生部で発生した電流値を所望の値に調節する電流値調節部と、電流値調節部が流した電流値を表示する電流値表示部とを有している。
【００４９】
本実施形態で交流電流を測定するためには、測定対象とする交流電流の周波数が既知の場合、導体２にはその周波数の交流を印加する。また、導体２に流す交流電流の位相調整方法は、磁気量検出手段４のセンサー部４ａで検知される合成磁界の周波数の位相と、導体２に印加している周波数の位相を位相検波器により検知し、その位相差が零（０）となるように移相器で調整する方法を用いている。この位相調整方法により、被検体Ｗおよび導体２に流れる電流の位相を同一とすることができる。
なお、位相調整方法は上記の方法に限定されるものではなく、他にも、あらかじめ被検体Ｗの位相にオフラインで導体２の位相を合わせておくことなどの手法を用いることができる。
また、センサー部４ａにより被検体Ｗのみが発生する磁界を検出して、被検体Ｗに流れる交流電流の周波数と位相を検出してもよい。
このように構成することで、電流発生手段３２は、被検体Ｗに流れる交流電流と同に周波数かつ同じ位相の交流電流を発生させることができる。
【００５０】
本実施形態の場合、合成磁界Ｔは、第１実施形態と異なり、たとえば不図示のハイパスフィルタを用いることにより、外部磁界Ｈextの影響を受けず、（６）式で求めることができる。
【００５１】
【数６】
2011202989.tif 000008
【００５２】
よって、導体２に流れる電流値Ｉ1を調節し、合成磁界Ｔの磁気量が最小となる電流値Ｉ1を用いるとき、被検体Ｗに流れる電流値Ｉ2は上記第１実施形態の（４）式と同じ（７）式で求めることができる。
【００５３】
【数７】
2011202989.tif 000009
【００５４】
さらに、本実施形態のように、磁気量検出手段４を被検体Ｗの中心軸線Ｃ２と導体２の中心軸線Ｃ１との中間位置に設置させると、（７）式は下記の（８）式のようになる。
【００５５】
【数８】
2011202989.tif 000010
【００５６】
次に、このように構成された電流測定装置３１を用いて被検体Ｗに流れる電流値を測定する本実施形態の電流測定方法について説明する。
最初の配置工程は、第１実施形態と同一なので説明を省略する。
【００５７】
次に、使用者は、交流電流値調節工程において、被検体Ｗに流れる交流電流と同周波数かつ同位相の交流電流を導体２に流しながら、センサー部４ａの測定位置Ｐ２での、基準平面Ｓ１に直交する方向Ｄの成分の合成磁界の磁気量を測定し、導体２に流す交流電流の電流値を増減させ、磁気量の大きさが最小値になるときの導体２を流れる電流値Ｉ1（Ａ）を求める。
続いて、算出工程において、交流電流値調節工程で得られた電流値Ｉ1を用いて、（８）式により被検体Ｗに流れる電流値Ｉ2（Ａ）を求める。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の電流測定装置３１および電流測定方法によれば、被検体Ｗを加工することなく被検体Ｗに流れる交流電流を安定して容易に測定することができる。
【００５９】
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。
たとえば、上記第１実施形態及び第２実施形態では、導体２および被検体Ｗの断面形状を円形とした。しかし、これらに限らず、断面形状は楕円形、正方形、長方形等、いずれであってもよい。
【００６０】
また、ケース５は、ケース５が以下の条件を満たすように構成させていれば、その形状には限定されない。その条件とは、導体２の線状部分２ａの中心軸線Ｃ１と磁気量検出手段４のセンサー部４ａの位置を通る基準平面に直交する方向の成分を検出するようにケース５がセンサー部４ａを保持することと、被検体Ｗの中心軸線Ｃ２が基準平面上であって導体２の中心軸線Ｃ１と平行になり、さらに、導体２の中心軸線Ｃ１との間にセンサー部４ａを挟むようにケース５が被検体Ｗを保持すること、の２つである。
【００６１】
そして、本実施形態の電流測定装置には、磁気量検出手段４のセンサー部４ａで測定される合成磁界の磁気量を自動的に検出して、磁気量の絶対値が零または磁気量の大きさが最小値になるような電流発生手段３が流す電流値Ｉ1を求め、得られた電流値Ｉ1から（５）式または（８）式により被検体Ｗに流れる電流値Ｉ2を算出する制御部を備えてもよい。
【００６２】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態では、ケース５により保持される被検体Ｗの中心軸線Ｃ２から磁気量検出手段４のセンサー部４ａの測定位置Ｐ２までの距離と、センサー部４ａの測定位置Ｐ２から導体２の中心軸線Ｃ１までの距離と、が互いに等しく設定されていたが、これらの距離が互いに異なるように設定されていてもよい。
さらに、上記第１実施形態及び第２実施形態では、導体２の線状部分２ａは直線状に形成されているとしたが、線状部分２ａは湾曲状に形成されていてもよい。
【実施例】
【００６３】
上記第１実施形態の電流測定装置１４を用いて、被検体Ｗに流れる直流電流の電流を推定した結果を図９に示す。図９において、横軸は被検体Ｗを流れる実際の電流値であり、縦軸は電流測定装置１４で測定された被検体Ｗを流れる電流値Ｉ2である。なお、センサー部４ａとしてＭＩ素子を使用した。
この結果により、被検体Ｗを流れる実際の電流値を非接触で正確に測定できることがわかった。
【符号の説明】
【００６４】
１、１４、３１  電流測定装置
２    導体
２ａ  線状部分
３    電流発生手段
４    磁気量検出手段
４ａ  センサー部
５    ケース（保持部）
１５  磁気遮蔽手段
Ｄ    方向
Ｐ２  測定位置
Ｓ１  基準平面
Ｗ    被検体
【図１】
2011202989.tif 000013
【図２】
2011202989.tif 000014
【図３】
2011202989.tif 000015
【図４】
2011202989.tif 000016
【図５】
2011202989.tif 000017
【図６】
2011202989.tif 000018
【図７】
2011202989.tif 000019
【図８】
2011202989.tif 000020
【図９】
2011202989.tif 000021