(57)【要約】【課題】被測定導体中に流れる電流の周波数を測定することができる周波数測定装置、並びに被測定導体中に流れる電流の周波数が高い場合であっても、渦電流による影響を補正し、導体を流れる電流を精度よく算出することができる電流測定装置及び電流測定方法を提供する。【解決手段】被測定導体（バスバー１）を流れる電流Ｉによって発生する磁界２を検出する磁気センサ３１の出力信号Ｘと、該出力信号Ｘの２階微分値Ｘ”とに基づいて、電流Ｉの周波数ωを演算する。そして、算出した周波数ωに基づいて、電流Ｉの振幅及び位相の誤差成分を補正し、被測定導体に流れる電流Ｉの値を出力する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定導体を流れる電流の周波数を測定する周波数測定装置であって、
前記電流によって発生する磁界を検出する磁気センサと、
前記磁気センサで検出した検出値の２階微分値を演算する２階微分値演算部と、
前記磁気センサで検出した検出値と前記２階微分値演算部で演算した２階微分値とに基づいて、前記電流の周波数を演算する周波数演算部と、
を備えることを特徴とする周波数測定装置。
【請求項２】
前記周波数演算部は、前記２階微分値演算部で演算した２階微分値を前記磁気センサで検出した検出値で除算する除算部と、該除算部の出力値の絶対値の平方根を演算する平方根演算部とを備え、前記平方根演算部の出力値を前記電流の周波数とすることを特徴とする請求項１に記載の周波数測定装置。
【請求項３】
前記平方根演算部は、前記除算部の出力値と前記電流の周波数とからなるテーブルをもとに、前記平方根を演算することを特徴とする請求項２に記載の周波数測定装置
【請求項４】
前記請求項１〜３の何れか１項に記載の周波数測定装置を有し、
前記周波数測定装置で測定した前記電流の周波数に基づいて、前記被測定導体を流れる電流を測定することを特徴とする電流測定装置。
【請求項５】
前記周波数測定装置で測定した前記電流の周波数に基づいて、前記電流の振幅及び位相の誤差成分を補正する補正部を備え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】
被測定導体に流れる電流を測定する電流測定方法であって、
前記被測定導体を流れる電流によって発生する磁界を検出する磁気センサの出力信号を取り込むステップと、
前記磁気センサからの出力信号の２階微分値を演算するステップと、
前記磁気センサからの出力信号と前記２階微分値とに基づいて、前記電流の周波数を演算するステップと、
前記電流の周波数に基づいて、前記電流の振幅及び位相の誤差成分を補正するステップと、
を備えることを特徴とする電流測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサの出力信号から被測定導体に流れる電流の周波数を測定する周波数測定装置、その周波数測定装置で求めた電流の周波数を用いて被測定導体に流れる電流を測定する電流測定装置及び電流測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、導体に流れる電流の大きさを測定する技術として、磁気センサを用いた方法が知られている。磁気センサは、センサ内部に磁気検出素子を備えて、その磁気検出素子に入力する磁界の大きさに比例した電圧を出力するものである。
このような電流測定方法として、導体周辺の所定位置に磁気センサを配置して、導体を流れる電流による誘導磁界を磁気センサで検出することにより、導体に流れる電流の大きさを測定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の方法では、磁気センサを、導体における電流の流れに対して垂直な幅方向の中央位置から該幅方向に所定距離だけ離れた位置に配置することで、電流に対する磁気センサの周波数特性を向上（電流感度を安定）させている。
【特許文献１】特開２００５−７００３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法にあっては、磁気センサの配置位置に制約が存在する。
電流の周波数が高くなると、導体内に発生する渦電流の影響が大きくなるため、導体内部の電流密度が均一でなくなることから磁界が単純に電流値に比例しなくなり、正確に電流値を算出することが困難になる。電流の測定誤差は、磁気センサの実装位置にもよるが数％から数１０％以上にもなる。
【０００４】
そこで、本発明は、被測定導体中に流れる電流の周波数を測定することができる周波数測定装置、並びに被測定導体中に流れる電流の周波数が高い場合であっても、渦電流による影響を補正し、導体を流れる電流を精度よく算出することができる電流測定装置及び電流測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る周波数測定装置は、被測定導体を流れる電流の周波数を測定する周波数測定装置であって、前記電流によって発生する磁界を検出する磁気センサと、前記磁気センサで検出した検出値の２階微分値を演算する２階微分値演算部と、前記磁気センサで検出した検出値と前記２階微分値演算部で演算した２階微分値とに基づいて、前記電流の周波数を演算する周波数演算部と、を備えることを特徴としている。
【０００６】
このように、磁気センサで検出した検出値の２階微分値を用いることで、被測定導体を流れる電流の周波数を、複雑な演算を必要とすることなく導出することができる。
また、本発明に係る周波数測定装置は、上記において、前記周波数演算部は、前記２階微分値演算部で演算した２階微分値を前記磁気センサで検出した検出値で除算する除算部と、該除算部の出力値の絶対値の平方根を演算する平方根演算部とを備え、前記平方根演算部の出力値を前記電流の周波数とすることを特徴としている。
【０００７】
これにより、複雑な演算回路を必要とすることなく、上記電流の周波数を導出することができる。
また、本発明に係る電流測定装置は、上記において、前記平方根演算部は、前記除算部の出力値と前記電流の周波数とからなるテーブルをもとに、前記平方根を演算することを特徴としている。
【０００８】
これにより、さらに演算回路を簡略化して、上記電流の周波数を導出することができる。
さらに、本発明に係る電流測定装置は、上記の周波数測定装置を有し、前記周波数測定装置で測定した前記電流の周波数に基づいて、前記被測定導体を流れる電流を測定することを特徴としている。
【０００９】
これにより、電流の周波数が高いときに発生する渦電流の影響により、磁界が単純に電流値に比例しなくなる場合であっても、周波数測定装置で測定した周波数に基づいて渦電流の影響を考慮して、正確に電流値を算出することができる。
また、本発明に係る電流測定装置は、上記において、前記周波数測定装置で測定した前記電流の周波数に基づいて、前記電流の振幅及び位相の誤差成分を補正する補正部を備えることを特徴としている。
【００１０】
これにより、電流の周波数に依存した、電流の振幅及び位相の誤差成分を補正することができるので、被測定導体中に流れる電流の周波数が高い場合であっても、渦電流等による影響を補正することができ、被測定導体を流れる電流を精度良く測定することができる。また、磁気センサの配置位置に対する制約を緩和することができるので、電流測定装置の大きさや形状が制約を受けることもない。
【００１１】
さらにまた、本発明に係る電流測定方法は、被測定導体に流れる電流を測定する電流測定方法であって、前記被測定導体を流れる電流によって発生する磁界を検出する磁気センサの出力信号を取り込むステップと、前記磁気センサからの出力信号の２階微分値を演算するステップと、前記磁気センサからの出力信号と前記２階微分値とに基づいて、前記電流の周波数を演算するステップと、前記電流の周波数に基づいて、前記電流の振幅及び位相の誤差成分を補正するステップと、を備えることを特徴としている。
【００１２】
これにより、被測定導体中に流れる電流の周波数が高い場合であっても、渦電流による影響を補正し、導体を流れる電流を精度よく算出することができる電流測定方法とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明は、磁気センサの出力信号の２階微分値を用いることにより、被測定導体に流れる電流の周波数を簡易な演算により算出することができる。
また、このようにして得られた電流の周波数に基づいて、当該周波数に依存した電流の振幅及び位相の誤差成分を補正して、被測定導体に流れる電流を測定するので、特に電流の周波数が高い場合に発生する渦電流に起因して発生する電流測定誤差を軽減することができる。
【００１４】
このように、磁気センサの配置位置に対する制約を緩和しつつ、被測定導体に流れる電流の測定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る周波数測定装置１０の構成を示すブロック図である。
この周波数測定装置１０は、磁気センサ１１と、微分演算部１２と、周波数演算部１３とから構成されている。
【００１６】
磁気センサ１１は、例えばホール素子やＭＲ、強磁性ＭＲなどの磁電変換素子を内蔵しており、被測定導体の周辺の所定位置に配置される。
被測定導体に電流Ｉが流れると、被測定導体の周囲には磁場が形成される。そして、この磁場の一部が磁気センサ１１を貫通することで、磁気センサ１１は、磁界強度の大きさに比例した電圧Ｘを出力するようになっている。磁気センサ１１の出力信号Ｘは、微分演算部１２及び周波数演算部１３に入力される。
【００１７】
ここで、被測定導体としては、銅やアルミニウム等、透磁率が一定である材料からなるブスバーや円柱状導体、導線などが挙げられる。
被測定導体に、
Ｉ＝Ｉ0・ｓｉｎωｔ  ………（１）
の電流を流すと、磁気センサ１１からの出力信号Ｘは、被測定導体に対する配置位置にも依存するが、次式で表すことができる。これは実験、または数値計算によって求めることができる。
【００１８】
Ｘ＝Ａ（ω）・ｓｉｎ（ωｔ−δ（ω））  ………（２）
この（２）式に表されるように、出力信号Ｘの振幅及び位相は、電流Ｉの周波数ωに依存した値となる。
次に、上記（２）式の算出原理について説明する。
被測定導体の透磁率が一定である場合、上記（１）式に表されるような正弦波の電流Ｉを流すと、磁界は時間的に正弦波状に変化すると考えられる。したがって、今、強制電流の向きをＺ方向とすると、ベクトルポテンシャルＡはＺ成分（＝Ａｚ）だけとなり、このＡｚは次式で表すことができる。
【００１９】
Ａｚ＝Ａ0・ｃｏｓ（ωｔ＋φ）  ………（３）
ここで、Ａ0（ｘ，ｙ）、φ（ｘ，ｙ）はスカラーである。
また、一般に、空間の磁束密度Ｂは、磁気ベクトルポテンシャルＡの回転の関係が成り立ち、
Ｂ＝ｒｏｔＡ ………（４）
と書くことができる。
【００２０】
これにより、磁束密度Ｂは次のようになる。
Ｂ＝ｉ・∂Ａｚ／∂ｙ−ｊ・∂Ａｚ／∂ｘ
＝ｉ・｛∂Ａ0／∂ｙ・ｃｏｓ（ωｔ＋φ）−Ａ0・∂φ／∂ｙ・ｓｉｎ（ωｔ＋φ）｝−ｊ・｛∂Ａ0／∂ｘ・ｃｏｓ（ωｔ＋φ）−Ａ0・∂φ／∂ｘ・ｓｉｎ（ωｔ＋φ）｝
＝ｉ・ｈ・ｃｏｓ（ωｔ＋φｘ）＋ｊ・ｋ・ｓｉｎ（ωｔ＋φｙ）  ………（５）
ここで、ｉ，ｊはそれぞれｘ方向、ｙ方向の単位ベクトル、ｈ，ｋ，φｘ，φｙは定数である。
【００２１】
このように、ＢはＸ−Ｙ平面上の楕円磁界となる。このとき、磁気センサ１１を、ｙ方向を感磁面になるように配置すれば、磁気センサ１１の出力は磁束密度Ｂのｙ方向成分Ｂｙだけを考えればよいことになる。したがって、磁気センサ１１の出力は、以下のように表される。
Ｂｙ＝｛∂Ａ0／∂ｘ・ｃｏｓ（ωｔ＋φ）−Ａ0・∂φ／∂ｘ・ｓｉｎ（ωｔ＋φ）｝
＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ−δ）  ………（６）
このようにして、前記（２）式を得る。
【００２２】
図１に戻って、微分演算部１２では、前記（２）式で表される磁気センサ１１の出力信号Ｘに対して２階微分を行い、２階微分値Ｘ”を周波数演算部１３に出力する。ここで、２階微分値Ｘ”は次式で表される。
Ｘ”＝−Ａ（ω）ω2・ｓｉｎ（ωｔ−δ（ω））
＝−Ｘ・ω2  ………（７）
周波数演算部１３では、磁気センサ１１の出力信号Ｘと、微分演算部１２の出力信号Ｘ"とに基づいて、次式をもとに周波数ωを算出し、これを出力する。
【００２３】
ω＝ＳＱＲＴ（−Ｘ"／Ｘ）  ………（８）
ここで、ＳＱＲＴ（  ）は、括弧内の値の平方根を求める関数である。
このように、上記第１の実施形態では、磁気センサの出力信号と、当該出力信号の２階微分値とを用いることで、被測定導体内に流れる電流の周波数を適正に算出することができる。
【００２４】
このとき、上記（８）式に示すように、簡易な演算により周波数を算出することができるので、周波数算出のための演算回路が複雑になることがない。
演算部では２階微分を使った処理以外に磁気センサの出力信号＝０になる区間を測定して周波数を算出するゼロクロス法やセンサの出力信号のピークとピークの間を測定するＰｔｏＰ法も利用する事ができるが、周波数を算出までの間に時間を要する点が問題となる。
【００２５】
これに対して本実施形態のように２階微分を用いた方法では、磁気センサの出力信号が０近傍以外の時は、ほぼリアルタイムに演算できるメリットがある。磁気センサ出力が０近傍で周波数算出の誤差が大きくなる場合は、逆に磁気センサ出力の２階微分値でセンサの出力信号を割り算し、同様の後処理をすればより周波数の測定精度をさらに上げることができる。
【００２６】
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。
図２は、第２の実施形態に係る電流測定装置１００の構成を示す図である。
この電流測定装置１００は、プリント基板２１ｂ上に実装されたワンパッケージ磁気センサ２０によって、プリント基板２１ａの上に形成された被測定導体（バスバー）１の幅方向に生じる磁界２を検出し、その検出信号に基づいてバスバー１に流れる電流Ｉを測定するものである。
【００２７】
ここで、ワンパッケージ磁気センサ２０の内部には、磁気センサが内蔵されると共に、この磁気センサからの出力信号を用いて、バスバー１に流れる電流Ｉの値を算出する信号処理回路が内蔵されている。なお、電流Ｉは、図２における手前側から奥側に流れているものとする。
ワンパッケージ磁気センサとしては、ホール素子や磁気抵抗素子などを感磁部に用いた磁気センサを広く使用することができ、ワンパッケージ磁気センサのパッケージ面に対して法線方向の磁気を検出するものや、パッケージ面に対して水平な成分を検出するものがある。
【００２８】
図３は、ワンパッケージ磁気センサ２０の内部構造の一例を示す図である。ここではパッケージに水平な磁気成分を検出する磁気センサを説明する。
この図３に示すように、ワンパッケージ磁気センサ２０は、磁気センサとしてのホール素子２５ａ，２５ｂや当該磁気センサの出力信号を増幅する増幅回路、上記信号処理回路を内蔵したＩＣチップ２４の下に、２枚の磁気収束板２６ａ，２６ｂが設けられた構成となっている。また、図中符号２２はモールドパッケージ、符号２３ａはリードフレーム、符号２３ｂはリードピンである。
【００２９】
磁気収束板２６ａ及び２６ｂの材料としては、保磁力が小さく、透磁率の高い軟磁性体を用いており、これら２枚の磁気収束板２６ａ及び２６ｂを所定の間隔を設けて配置している。こうすることにより、パッケージ表面に対して平行な方向の磁界２ａは、ＩＣチップ２４内のホール素子２５ａ，２５ｂに収束される。
すなわち、図２において、バスバー１の手前側から奥側に向かって電流Ｉが流れると、バスバー１の周囲に磁場２が生成される。このとき、図３に示すように、磁場２の一部２ａはワンパッケージ磁気センサ２０の磁気収束板２６ａ，２６ｂに水平に入射する。
【００３０】
磁気収束板２６ａに水平に入射した磁場２ａは、磁気収束板２６ａ内を水平に進行し、ホール素子２５ａの位置で曲げられて、ホール素子２５ａを垂直に貫通する。次に、ホール素子２５ａを貫通した磁場２ａは、ホール素子２５ｂの方向に曲げられて、ホール素子２５ｂを垂直に貫通する。そして、ホール素子２５ｂを貫通した磁場２ｂは、磁気収束板２６ｂの位置で曲げられて、磁気収束板２６ｂ内を水平に進行する。
【００３１】
このようにして、ワンパッケージ磁気センサ２０はパッケージ表面に対して平行な方向の磁界２ａを検出することができる。つまり、ワンパッケージ磁気センサ２０のパッケージ表面とバスバー１の表面とを対向させることで、ワンパッケージ磁気センサ２０はバスバー１の幅方向の磁界２を検出することになる。
ここで、被測定導体としてのバスバー１は、銅やアルミニウムからなり、図４に示すように、幅ＢＷが１０［ｍｍ］、厚さＢＴが２［ｍｍ］、長さＢＬが１２０［ｍｍ］となる扁平な形状のものを使用する。図中矢印Ｉは、電流の流れる方向であり、この電流Ｉは、前記（１）式で表される交流電流とする。
【００３２】
なお、バスバー１の幅とは、プリント基板２１ａの面方向に沿った長さであってバスバー１を流れる電流Ｉの向きと直交する長さをいい、バスバー１の長さとは、プリント基板２１ａの面方向に沿った長さであってバスバー１を流れる電流Ｉの向きの長さをいい、バスバー１の厚さとは、プリント基板２１ａの面方向と直交する方向に沿った長さをいう。
また、ワンパッケージ磁気センサ２０は、バスバー１の表面から水平方向にＧａ（例えば、０．５［ｍｍ］、）、垂直方向にＧｂ（例えば、３［ｍｍ］）の位置に配置する。なおＧａ、Ｇｂは負であっても構わない。
【００３３】
そして、ワンパッケージ磁気センサ２０は、バスバー１に電流Ｉが流れ、ホール素子２５ａ，２５ｂがバスバー１の周囲に生成された磁場２の一部２ａを感知すると、信号処理回路で、磁気センサ（ホール素子２５ａ，２５ｂ）の出力信号を用いて、バスバー１に流れる電流Ｉを算出する。
【００３４】
図５は、信号処理回路の構成を示すブロック図である。
この図５に示すように、信号処理回路は、ホール素子２５ａ，２５ｂからの出力信号を増幅回路で増幅し、出力信号Ｘとして出力する磁気センサ３１と、微分演算部３２と、周波数演算部３３と、補正部３４と、メモリ回路３５と、電流出力部３６とから構成される。
微分演算部３２は、上記（２）式で表される磁気センサ３１からの出力信号Ｘが入力され、上記（７）式で表される出力信号Ｘの２階微分値Ｘ”を算出し、これを周波数演算部３３に出力する。
【００３５】
周波数演算部３３は、磁気センサ２１からの出力信号Ｘと、微分演算部３２から出力される２階微分値Ｘ”とが入力され、これらに基づいて上記（８）式をもとに電流Ｉの周波数ωを算出し、算出した周波数ωを補正部３４に出力する。
なお、磁気センサ３１、微分演算部３２及び周波数演算部３３は、上述した第１の実施形態における周波数測定装置に相当する。
【００３６】
補正部３４は、周波数演算部３３から出力される電流Ｉの周波数ωが入力され、この周波数ωに基づいて、予めメモリ回路３５に記憶されたテーブルを参照して電流Ｉの振幅及び位相のずれを補正する。ここで、上記テーブルは、電流Ｉの周波数ωと、電流Ｉの振幅及び位相の誤差成分との関係を示すものであり、実験又は数値計算により予め設定しておく。
そして、電流出力部３６は、補正部３４の結果を受けて補正後の電流Ｉを出力する。
【００３７】
次に、補正部３４における電流Ｉの振幅及び位相の補正方法について説明する。
一例として、図４に示す形状のバスバー１に１００Ａの交流電流を流した場合について説明する。
このとき、上記交流電流の周波数ωを２００００［Ｈｚ］まで変化させると、周波数ωとセンサ位置での磁束密度との関係は図６に示すようになる。また、周波数ωと位相遅れとの関係は図７に示すようになる。これは、数値計算又は実測によって求めることができる。
【００３８】
このように、電流の周波数ωが変化すると、磁場強度及び電流の位相値が変化する。これは、電流の周波数が高いとき、被測定導体内に渦電流が発生するためであると考えられる。
ところで、このような渦電流等による影響を低減するために、磁気センサを、被測定導体における電流の流れに対して垂直な幅方向の中央位置から該幅方向に所定距離だけ離れた位置に配置することで、電流に対する磁気センサの周波数特性を向上させる（電流感度を安定させる）という電流測定装置が知られている。
【００３９】
ところが、電流の周波数が高くなると、上述したような渦電流の影響が大きくなるため、導体内部の電流密度が均一でなくなることから磁界が単純に電流値に比例しなくなり、正確に電流値を算出することが困難になる。電流の測定誤差は、磁気センサの実装位置にもよるが数％から数１０％以上にもなる。
そこで、本実施形態では、ＩＣ内部で上記渦電流の影響を補正する。具体的には、補正部３４で、電流Ｉの周波数ωに依存する電流Ｉの振幅及び位相のずれを補正し、電流出力部３６で補正後の電流Ｉを出力する。
【００４０】
上述したように、周波数ωが変化すると磁束密度及び位相値が変化する。この磁束密度及び位相値の変化は、電流Ｉの測定誤差として現れる。そこで、電流Ｉの周波数ωと電流Ｉの振幅との関係、及び電流Ｉの周波数ωと位相の誤差成分との関係を示すテーブルを予め作成してメモリ回路３５に記憶しておき、周波数演算部３３で求めた電流Ｉの周波数ωに基づいて、上記振幅及び位相の誤差成分を導出する。
【００４１】
そして、このようにして導出した振幅及び位相の誤差成分をもとに、補正後の電流Ｉを出力する。これにより、電流Ｉの周波数ωが高く、渦電流の影響により振幅及び位相に誤差が生じている場合であっても、その誤差を適正に補正して正確な電流値を測定することができる。
【００４２】
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
図３に示すワンパッケージ磁気センサは、磁気収束板２６ａ及び２６ｂを備え水平成分の磁気を検出するものとして説明したが、ここでは、この磁気収束板２６ａ及び２６ｂを無くし、垂直な磁気成分を検出するようにしたワンパッケージ磁気センサを使用するものとする。
図４に示す形状のバスバー１に、図中矢印の向きに１００［Ａ］、１０［ｋＨｚ］の交流電流Ｉを流したものとすると、ワンパッケージ磁気センサ２０は、バスバー１の周囲に生成された磁場２の一部２ａを感知する。このとき、図５の磁気センサ３１からの出力信号Ｘの波形は図８に示すようになり、これが微分演算部３２及び周波数演算部３３の入力信号となる。
【００４３】
微分演算部３２では、磁気センサ３１からの出力信号Ｘを２階微分して２階微分値Ｘ”を算出し、周波数演算部３３では、出力信号Ｘと２階微分値Ｘ"とに基づいて、上記（８）式をもとに電流Ｉの周波数ωを算出する。
すなわち、この周波数演算部３３は、２階微分値Ｘ"の絶対値を出力信号Ｘの絶対値で除算する除算部と、該除算部の出力値｜Ｘ"｜／｜Ｘ｜の平方根を演算する平方根演算部とを備え、平方根演算部の出力値√（｜Ｘ"｜／｜Ｘ｜）を電流Ｉの周波数ωとして出力する演算回路として機能する。
【００４４】
この周波数演算部３３から出力される周波数ωは、図９に示すようになる。この図９に示すように、所定のタイミング（例えば、時刻ｔ１）において、周波数ωが適正に１０［ｋＨｚ］として算出されていることがわかる。
そして、補正部３４は、周波数演算部３３から出力される周波数ωに基づいて、メモリ回路３５に記憶されたテーブルをもとに、電流Ｉの振幅及び位相のずれを補正する。ここでは、例えば、図１０に示すテーブルを使用して、振幅及び位相のずれを補正した場合について説明する。このテーブルは、電流Ｉの周波数ωと振幅及び位相のずれとの関係を示しており、図６及び図７に示すシミュレーション結果に基づいて作成することができる。
【００４５】
また、このテーブルは、図１０に示すように、電流Ｉの周波数ωと該周波数ωの自乗との関係を示すものとすることもできる。これにより、周波数演算部３３を、前記除算部の出力値｜Ｘ"｜／｜Ｘ｜（＝ω2）をもとに、図１０に示すテーブルを参照して前記除算部の出力値の平方根を求め、これを電流Ｉの周波数ωとして出力する構成とすることができる。その結果、周波数を導出するための演算回路をより簡潔にすることができる。
【００４６】
なお、テーブルのサイズを縮小するために、図１０に示すように、ある程度データを間引いて記憶している場合、周波数ωの値がテーブルに含まれない場合には、近隣のデータを用いて補間演算を行なって、振幅及び位相のずれを導出すればよい。
そして、電流出力部３６は、補正部３４で上記テーブルをもとに導出した電流Ｉの振幅及び位相のずれに基づいて、補正後の電流Ｉを出力する。このようにして、周波数ωに依存した振幅及び位相のずれが補正される。
【００４７】
図１１は、補正後の電流Ｉの位相値を示す図、図１２は、補正後の磁場（電流）信号を示す図である。図１１及び図１２からも明らかなように、例えば、周波数ω＝１００００［Ｈｚ］と算出される時刻ｔ１において、位相値は０．０２５１２［ｒａｄ］、電流の振幅は１．９４３［ｍＴ］となり、渦電流の影響が補正されていることがわかる。
したがって、サンプリングタイミングを適正に選ぶことで、正確な周波数算出が可能となると共に、算出した周波数をもとに、測定誤差を１％以下とする高精度な電流測定が可能となる。なお、ここでは、１０［ｋＨｚ］の電流を例に挙げているが、メモリ回路３５に記憶されたテーブルの範囲内の周波数であれば、同様に精度良く電流値を測定することができる。
【００４８】
このように、上記第２の実施形態では、電流の周波数に基づいて、当該周波数に依存した電流の振幅及び位相の誤差成分を補正するので、電流の周波数が高い場合であっても渦電流の影響を補正することができ、被測定導体を流れる電流を精度良く測定することができる。
このとき、磁気センサは、被測定導体に近接するように配置することが望ましい。被測定導体に近接して磁気センサを配置することにより、磁気センサが被測定導体を流れる電流により発生する磁界の大きいところで、その磁界を検出できるので、高い電流感度が得られる。但し、磁気センサの配置位置に対して特に制約はない。そのため、電流測定装置の大きさや形状が制約を受けることもない。
【００４９】
なお、上記各実施形態においては、被測定導体に流す電流Ｉとして、完全な正弦波を適用する場合について説明したが、擬似的な正弦波であってもよく、さらには正弦波以外の周期的な波形であってもよい。このような場合にも、特定のタイミングで算出される電流の周波数を利用することで、渦電流等の影響を補正することができる。
また、上記各実施形態においては、補正部３４で、メモリ回路３５に記憶されたテーブルを用いて補正する場合について説明したが、数値演算により補正することもできる。この場合、周波数ωから振幅及び位相を算出するための近似式を用いる。この近似式は、バスバー１のサイズ及び形状と磁気センサ２０の実装位置とを設定し、実験（実測）或いはシミュレーションを行うことで求めることができる。ここで、近似方法としては、例えば、多項式近似する方法や、周波数領域毎に線形近似（一次式近似）する方法を用いることができる。
【００５０】
さらに、上記各実施形態においては、バスバー１と磁気センサ２０との位置関係を、図２に示すように設定する場合について説明したが、磁気センサ２０を、プリント基板２１ａのバスバー１が実装されている面の裏面に実装することもできる。
また、被測定導体として、プリント基板２１ａに実装されたバスバー１を適用する場合について説明したが、プリント基板から独立して設けられているバスバーを被測定導体とすることもできる。
【００５１】
さらに、ワンパッケージ磁気センサ２０をバスバー１の近傍に配置する場合について説明したが、２枚の磁気収束板２６ａ及び２６ｂと、ホール素子２５ａ及び２５ｂと、ＩＣチップ２４とをバスバー１に直接貼り付ける構成とすることもできる。このように、磁気センサのパッケージの種類やパッケージの有無などは適宜選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１の実施形態に係る周波数測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態に係る電流測定装置の構成を示す図である。
【図３】ワンパッケージ磁気センサの内部構造を示す図である。
【図４】バスバーの形状を示す図である。
【図５】信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図６】電流の周波数と磁束密度との関係を示す図である。
【図７】電流の周波数と位相遅れとの関係を示す図である。
【図８】磁気センサの出力波形を示す図である。
【図９】周波数演算部から出力される周波数を示す図である。
【図１０】テーブルの一例である。
【図１１】補正後の電流の位相値を示す図である。
【図１２】補正後の磁場信号を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 被測定導体（バスバー）
２ 磁界
１０  周波数測定装置
１１，３１  磁気センサ
１２，３２  微分演算部
１３，３３  周波数演算部
３４  補正部
３５  メモリ回路
３６  電流出力部
２０  ワンパッケージ磁気センサ
２４  ＩＣチップ
２５ａ，２５ｂ  ホール素子（磁気センサ）
２６ａ，２６ｂ  磁気収束板
１００  電流測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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