JP2015099051A - 電流測定装置、および、イオン電流測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】測定結果の精度を高めることの可能な電流測定装置、および、イオン電流測定システムを提供する。【解決手段】入力電流を増幅して出力電圧に変換する負帰還接続された増幅回路１３と、前記増幅回路１３を収容する筐体１１と、前記筐体１１に接続して前記筐体１１の内部を減圧する減圧部５１とを備える。また、前記増幅回路１３に接続されて前記出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２１であって、前記筐体１１に収容された前記Ａ／Ｄ変換器２１と、前記Ａ／Ｄ変換器２１に接続されて前記デジタル値をデータ処理するデータ処理部２２であって、前記筐体１１に収容された前記データ処理部２２をさらに備える。【選択図】図５

Description

本開示の技術は、負帰還回路を有する増幅回路であって入力電流を増幅して出力電圧に変換する増幅回路を備える電流測定装置、および、電流測定装置を備えるイオン電流測定システムに関する。

電流測定装置の有する増幅回路は、通常、増幅器の反転入力端子と、増幅器の出力端子との間に負帰還抵抗器を有する負帰還回路を備えている（例えば、特許文献１参照）。また、１つの増幅回路の中に相互に異なる負帰還抵抗器を有した複数の負帰還回路を備えて、複数の負帰還回路のいずれか１つの選択によって入力電流の測定レンジを切替える電流測定装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０−７１９６３号公報 特開２００６−２５０８３１号公報

ところで、ヘリウムリークディテクターや質量分析計などのイオン電流測定システムは、上述した電流測定装置と検出部とを備えて、検出部の検出したイオン電流の電流値を電流測定装置が測定する。この際に、負帰還回路の有する負帰還抵抗値が大きいほど、増幅回路において入力電流の増幅率は大きく、電流測定装置において入力電流値の測定結果の精度は高い。一方で、負帰還回路に流れる電流にノイズが重畳するとき、負帰還回路の有する負帰還抵抗値が大きいほど、増幅回路の出力する出力電圧において、ノイズに起因した誤差は大きい。特に、ピコアンペアのような微小電流が入力電流であるとき、入力電流の測定結果の精度は、ノイズに起因して著しく低下する。

例えば、増幅回路の位置する大気が、外来の放射線や自然界の放射線を受けて電離するとき、負帰還回路に流れる電流には、大気の電離に伴うパルス状を有したノイズが重畳する。また、増幅回路の位置する雰囲気と負帰還抵抗器との間や、増幅回路の位置する雰囲気と配線との間において摩擦が生じるとき、負帰還抵抗器や配線はこうした摩擦に伴って帯電する。そして、帯電した負帰還抵抗器や帯電した配線において電荷が放出されるときにも、負帰還回路に流れる電流には、パルス状を有したノイズが重畳する。さらに、帯電した負帰還抵抗器や帯電した配線が、外来の放射線によって刺激を受けて、負帰還抵抗器と大気との間や配線と大気との間において電荷が移動するときにも、負帰還回路に流れる電流には、パルス状を有したノイズが重畳する。

本開示の技術は、測定結果の精度を高めることの可能な電流測定装置、および、イオン電流測定システムを提供することを目的とする。

本開示の技術における電流測定装置は、入力電流を増幅して出力電圧に変換し、かつ、負帰還接続された増幅器と、前記増幅器を収容する筐体と、前記筐体に接続して前記筐体の内部を減圧する減圧部とを備える。

本開示の技術における電流測定装置によれば、増幅器の位置する雰囲気が減圧された雰囲気であるため、増幅器の位置する雰囲気において、雰囲気と増幅器との摩擦による増幅器での耐電や雰囲気そのものの電離が抑えられる。そして、増幅器において負帰還される電流にパルス状を有したノイズが重畳することが抑えられるため、電流測定装置において測定結果の精度が高まる。

本開示の技術における他の電流測定装置は、前記増幅器に接続されて前記出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器であって、前記筐体に収容された前記Ａ／Ｄ変換器をさらに備えることが好ましい。

本開示の技術における他の電流測定装置によれば、Ａ／Ｄ変換器に入力されるアナログ電圧、および、Ａ／Ｄ変換器の出力するデジタル値にノイズが重畳することも抑えられる。

本開示の技術における他の電流測定装置は、前記Ａ／Ｄ変換器に接続されて前記デジタル値をデータ処理するデータ処理部であって、前記筐体に収容された前記データ処理部をさらに備えることが好ましい。

本開示の技術における他の電流測定装置によれば、データ処理部に入力されるデジタル値、および、データ処理部の出力するデジタル値にノイズが重畳することも抑えられる。
本開示の技術における他の電流測定装置は、前記増幅器に接続されて前記増幅器に駆動電圧を供給する電圧供給部であって、前記筐体に収容された前記電圧供給部をさらに備えることが好ましい。

本開示の技術における他の電流測定装置によれば、増幅器に供給される駆動電圧にノイズが重畳することも抑えられる。
本開示の技術における他の電流測定装置は、前記筐体の内部の圧力を測定する圧力測定部と、前記圧力測定部の測定結果に基づいて前記減圧部の駆動を制御する制御部とをさらに備え、前記制御部は、前記圧力測定部の測定結果が０．３ａｔｍ以下になるように前記減圧部の駆動を制御することが好ましい。

本開示の技術における他の電流測定装置によれば、増幅器の位置する雰囲気の圧力が０．３ａｔｍ以下に調整されるため、測定結果の精度がより確実に高まる。
本開示の技術における他の電流測定装置は、前記増幅器の反転入力端子と、増幅器の出力端子との間に接続する負帰還抵抗器をさらに備え、前記負帰還抵抗器の有する抵抗値が、１０^９Ω以上であることが好ましい。

負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω以上であるとき、測定対象となる入力電流の電流値は、例えばピコアンペアのように微小である。そして、負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω未満である構成と、負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω以上である構成とにおいて、パルス状を有したノイズの大きさは同じ程度であるから、負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω以上である構成では、入力電流値の測定結果の精度が、ノイズに起因して著しく低下する。この点で、本開示の技術における他の電流測定装置によれば、ノイズそのものの発生が抑えられるため、負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω以上であることによって、測定結果の精度が高まることの効果が著しくなる。

本開示の技術におけるイオン電流測定システムは、イオン電流を検出する検出部と、前記検出部から入力される入力電流を出力電圧に変換する電流測定装置とを備え、前記電流測定装置が、上記電流測定装置のいずれか１つを備える。

本開示の技術におけるイオン電流測定システムによれば、増幅器の位置する雰囲気が減圧された雰囲気であるため、増幅器の位置する雰囲気において、雰囲気と増幅器との摩擦や雰囲気の電離が抑えられる。そして、増幅器において負帰還される電流にパルス状を有したノイズが重畳することが抑えられるため、イオン電流の測定結果の精度が高まる。

図１は、本開示の電流測定装置を具体化した一実施形態の電流測定装置を測定対象と共に示すブロック図である。 図２は、一実施形態において筐体の内部の圧力が０．１ａｔｍであるときに増幅器が出力する出力電圧と測定時間との関係を示すグラフである。 図３は、一実施形態において筐体の内部の圧力が０．００１ａｔｍであるときに増幅器が出力する出力電圧と測定時間との関係を示すグラフである。 図４は、一実施形態において筐体の内部の圧力が１ａｔｍであるときに増幅器が出力する出力電圧と測定時間との関係を示すグラフである。 図５は、第１変形例の電流測定装置を測定対象と共に示すブロック図である。 図６は、第２変形例の電流測定装置を測定対象と共に示すブロック図である。 図７は、第３変形例の電流測定装置を測定対象と共に示すブロック図である。 図８は、第４変形例の電流測定装置を測定対象と共に示すブロック図である。

図１から図４を参照して、本開示の技術における電流測定装置をイオン電流測定システムの備える電流測定装置に具体化した一実施形態、および、本開示の技術におけるイオン電流測定システムを具体化した一実施形態のイオン電流測定システムを説明する。
[電流測定装置、および、イオン電流測定システムの構成]
図１が示すように、イオン電流測定システムは、例えば、ヘリウムリークディテクターや質量分析計などのイオン電流測定システムであって、電流測定装置１０、データ処理装置２０、電源変換装置３０、電流検出部４０、システム制御部５０、減圧部５１、および、圧力測定部５２を備えている。

電流測定装置１０は、電流測定装置１０に入力された入力電流を増幅して出力電圧に変換して、その変換後の出力電圧をデータ処理装置２０に出力する。データ処理装置２０は、電流測定装置１０の出力電圧であるアナログ電圧をデジタル値に変換して、その変換後のデジタル値を表示装置などの外部の出力装置によって処理される形式で出力する。

電源変換装置３０は、イオン電流測定システムの設置される施設などから供給される１次電源電圧である交流電圧を、電流測定装置１０やデータ処理装置２０を駆動するための２次電源電圧である直流電圧に変換する。

電流検出部４０は、例えば、気体をイオン化させて真空度を測定する真空計や、特定の気体をイオン化させて特定の気体の分圧を測定する分圧計であって、イオン化した気体の流れであるイオン電流を検出し、その検出結果を微小な電流として出力する。

システム制御部５０は、制御部の一例であって、データ処理装置２０の駆動や減圧部５１の駆動を制御する。減圧部５１は、システム制御部５０から受ける制御信号に従って駆動して、電流測定装置１０の備える筐体１１の内部を減圧する。圧力測定部５２は、筐体１１の内部の圧力を測定して、圧力の測定結果をシステム制御部５０に出力する。システム制御部５０は、データ処理装置２０を駆動して電流測定装置１０にイオン電流の測定を開始させ、また、圧力測定部５２の測定結果が０．３ａｔｍ以下になるように減圧部５１の駆動を制御する。
［電流測定装置１０］
次に、電流測定装置１０の詳細な構成を説明する。

電流測定装置１０は、減圧部５１によって減圧される内部の空間を有する筐体１１を備え、筐体１１は、電圧供給部１２、および、増幅回路１３を筐体１１の内部に収容している。筐体１１は、筐体１１の内部と筐体１１の外部とを電気的接続する６つの端子、すなわち、電源入力端子Ｔ１、電流入力端子Ｔ２、電圧出力端子Ｔ３、第１制御端子Ｔ４、第２制御端子Ｔ５、および、第３制御端子Ｔ６を備えている。筐体１１の内部の真空度が保たれるように、６つの端子Ｔ１〜Ｔ６の各々は、筐体１１の内部と筐体１１の外部との間において気体が流れることを抑えるシール性を有することが好ましい。

電圧供給部１２は、電源入力端子Ｔ１を通じて電源変換装置３０に電気的接続している。電圧供給部１２は、電源変換装置３０から入力される２次電源電圧を増幅回路１３が駆動するレベルの３次電源電圧に変換して、その変換後の電圧であるアナログ電源電圧ＶＡを増幅回路１３の駆動電圧として増幅回路１３に供給する。

増幅回路１３は、１つの増幅器１３Ａ、互いに異なる３つの負帰還抵抗器Ｒ１〜Ｒ３、および、３つの開閉器ＳＷ１〜ＳＷ３を備えている。
増幅器１３Ａは、例えば、入力素子として電界効果トランジスタや接合型トランジスタを備えて、電流検出部４０から入力される入力電流によって入力素子の動作を制御する。増幅器１３Ａは、電圧供給部１２から供給されるアナログ電源電圧ＶＡを用いて、入力電流よりも大きなエネルギーである出力電圧に入力電流を変換する。

増幅器１３Ａの反転入力端子は、電流入力端子Ｔ２を通じて電流検出部４０に電気的接続し、増幅器１３Ａの非反転入力端子は、接地電位に電気的接続している。増幅器１３Ａの出力端子は、電圧出力端子Ｔ３を通じてデータ処理装置２０に電気的接続している。増幅器１３Ａは、電流検出部４０から反転入力端子に入力される入力電流をアナログ電圧である出力電圧に変換して、その変換後の出力電圧をデータ処理装置２０に出力する。

増幅器１３Ａにおいて、入力素子のベース電流、あるいは、入力素子のゲート漏れ電流は、増幅器１３Ａのバイアス電流である。増幅器１３Ａにおいて、バイアス電流は小さいことが好ましく、増幅回路１３は、例えば、増幅器１３Ａの反転入力端子と電流入力端子Ｔ２との間からバイアス電流を吸い込むバイアス電流補償回路を備えていてもよい。

第１負帰還回路は、第１負帰還抵抗器Ｒ１と第１開閉器ＳＷ１とから構成される直列回路であって、増幅器１３Ａの反転入力端子と、増幅器１３Ａの出力端子とに接続している。第２負帰還回路は、第２負帰還抵抗器Ｒ２と第２開閉器ＳＷ２とから構成される直列回路であって、増幅器１３Ａの反転入力端子と、増幅器１３Ａの出力端子とに接続している。第３負帰還回路は、第３負帰還抵抗器Ｒ３と第３開閉器ＳＷ３とから構成される直列回路であって、増幅器１３Ａの反転入力端子と、増幅器１３Ａの出力端子とに接続している。これら３つの負帰還回路は、増幅器１３Ａの反転入力端子と、増幅器１３Ａの出力端子とに互いに並列に接続している。

第１開閉器ＳＷ１は、第１制御端子Ｔ４を通じてデータ処理装置２０に接続し、第１制御端子Ｔ４を通じて入力される開信号に従って開き、第１制御端子Ｔ４を通じて入力される閉信号に従って閉じる。第２開閉器ＳＷ２は、第２制御端子Ｔ５を通じてデータ処理装置２０に接続し、第２制御端子Ｔ５を通じて入力される開信号に従って開き、第２制御端子Ｔ５を通じて入力される閉信号に従って閉じる。第３開閉器ＳＷ３は、第３制御端子Ｔ６を通じてデータ処理装置２０に接続し、第３制御端子Ｔ６を通じて入力される開信号に従って開き、第３制御端子Ｔ６を通じて入力される閉信号に従って閉じる。データ処理装置２０は、３つの開閉器ＳＷ１〜ＳＷ３のいずれか１つが閉じるように、増幅回路１３の状態を切替える。

そして、３つの負帰還抵抗器Ｒ１〜Ｒ３の中で第１負帰還抵抗器Ｒ１の抵抗値が最も高いとき、第１開閉器ＳＷ１が閉じた状態では、増幅回路１３による入力電流の変換率が最も高く、電流測定装置１０による入力電流の測定レンジは最も低い。また、３つの負帰還抵抗器Ｒ１〜Ｒ３の中で第３負帰還抵抗器Ｒ３の抵抗値が最も低いとき、第３開閉器ＳＷ３が閉じた状態では、増幅回路１３による入力電流の変換率が最も低く、電流測定装置１０による入力電流の測定レンジは最も高い。このように負帰還回路が選択されることによって、入力電流の測定レンジが切替る。

なお、３つの負帰還抵抗器Ｒ１〜Ｒ３の中で抵抗値が最も高い負帰還抵抗器は、１０^９Ω以上の抵抗値を有することが好ましい。負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω以上であれば、例えば、ピコアンペアのように微小な入力電流も、電流測定装置１０の測定対象である。
［データ処理装置２０］
次に、データ処理装置２０の構成を詳細に説明する。

データ処理装置２０は、Ａ／Ｄ変換器２１、データ処理部２２、および、インターフェース部２３を備えている。
Ａ／Ｄ変換器２１は、電圧出力端子Ｔ３を通じて増幅回路１３の出力端子に電気的接続している。電流測定装置１０の備える電圧供給部１２は、電源変換装置３０から入力される２次電源電圧をＡ／Ｄ変換器２１が駆動するレベルの３次電源電圧に変換して、その変換後の電圧であるロジック電源電圧ＶＤをＡ／Ｄ変換器２１の駆動電圧としてＡ／Ｄ変換器２１に供給する。Ａ／Ｄ変換器２１は、電圧供給部１２から供給されるロジック電源電圧ＶＤを用いて、増幅回路１３から出力されたアナログ電圧である出力電圧をデジタル値に変換して、その変換後のデジタル値をデータ処理部２２に出力する。

データ処理部２２は、例えば、ＣＰＵなどの演算処理部から構成され、Ａ／Ｄ変換器２１から出力されたデジタル値を用いて演算処理を行う。電流測定装置１０の備える電圧供給部１２は、電源変換装置３０から入力される２次電源電圧をデータ処理部２２が駆動するレベルの３次電源電圧に変換して、その変換後の電圧であるロジック電源電圧ＶＤをデータ処理部２２の駆動電圧としてデータ処理部２２に供給する。データ処理部２２は、Ａ／Ｄ変換器２１から入力したデジタル値を、外部の出力装置によって出力処理される形式に変換して、その変換後のデジタル値をイオン電流データとしてインターフェース部２３に出力する。例えば、外部の出力装置が表示装置であるとき、データ処理部２２は、Ａ／Ｄ変換器２１から入力したデジタル値を、表示装置によって表示される表示データに変換して、その表示データをイオン電流データとしてインターフェース部２３に出力する。

データ処理部２２は、例えば、３つの測定レンジのいずれか１つを示す選択レンジをインターフェース部２３から入力して、電流測定装置１０の測定レンジを選択レンジに合わせるためのスイッチングデータを生成し、このスイッチングデータをインターフェース部２３に出力する。例えば、最も低い測定レンジが選択レンジであるとき、データ処理部２２は、第１開閉器ＳＷ１を閉じ、かつ、第２開閉器ＳＷ２と第３開閉器ＳＷ３とを開けるためのスイッチングデータを生成して、このスイッチングデータをインターフェース部２３に出力する。

インターフェース部２３は、外部インターフェースとしての機能を有し、データ処理部２２から入力されたイオン電流データを外部の出力装置が入力できる形式で、外部出力端子Ｔ７を通じて外部の出力装置に出力する。例えば、外部の出力装置が表示装置であるとき、インターフェース部２３は、データ処理部２２から入力された表示データを表示装置に入力できる電圧レベルに変換して、その変換後の表示データを、外部出力端子Ｔ７を通じて表示装置に出力する。電流測定装置１０の備える電圧供給部１２は、電源変換装置３０から入力される２次電源電圧をインターフェース部２３が駆動するレベルの３次電源電圧に変換して、その変換後の電圧であるロジック電源電圧ＶＤ、および、アナログ電源電圧ＶＡをインターフェース部２３の駆動電圧としてインターフェース部２３に供給する。

インターフェース部２３は、３つの測定レンジのいずれか１つを示す選択レンジに関する選択データを外部の入力装置から外部入力端子Ｔ８を通じて入力される。インターフェース部２３は、データ処理部２２によって処理される形式に選択データを変換して、その変換後の選択データをデータ処理部２２に出力する。

インターフェース部２３は、内部インターフェースとしての機能を有し、測定レンジを選択レンジに合わせるためのスイッチングデータをデータ処理部２２から入力される。インターフェース部２３は、各開閉器ＳＷ１〜ＳＷ３を駆動する形式にスイッチングデータを変換して開信号、および、閉信号を生成し、選択レンジに対応する制御端子を通じて閉信号を出力する一方で、選択レンジ以外のレンジに対応する制御端子を通じて開信号を出力する。
[減圧部５１、および、圧力測定部５２]
減圧部５１は、ポートＰ１を通じて筐体１１の内部に連通している。減圧部５１は、筐体１１の内部を減圧するための制御信号をシステム制御部５０から受けて、システム制御部５０によって駆動される。また、減圧部５１は、筐体１１の内部の減圧を停止するための制御信号をシステム制御部５０から受けて駆動を停止する。

圧力測定部５２は、ポートＰ２を通じて筐体１１の内部に連通している。圧力測定部５２は、筐体１１の内部の圧力を測定して、その測定結果をシステム制御部５０に出力する。システム制御部５０は、圧力測定部５２の測定結果が０．３ａｔｍ以下になるように、筐体１１の内部を減圧するための制御信号と、筐体１１の内部の減圧を停止するための制御信号とを各別に減圧部５１に出力する。
[電流測定装置、および、イオン電流測定システムの作用]
次に、電流測定装置、および、イオン電流測定システムの作用を説明する。

図２は、筐体１１の内部の圧力が０．１ａｔｍであるときに増幅器１３Ａが出力する出力電圧と測定時間との関係を示すグラフであり、図３は、筐体１１の内部の圧力が０．００１ａｔｍであるときに増幅器１３Ａが出力する出力電圧と測定時間との関係を示すグラフである。また、図４は、筐体１１の内部の圧力が１ａｔｍであるときに増幅器１３Ａが出力する出力電圧と測定時間との関係を示すグラフである。

減圧部５１を駆動するための制御信号をシステム制御部５０が減圧部５１に出力すると、減圧部５１の駆動によって筐体１１の内部が減圧される。この際に、電流検出部４０の検出するイオン電流は、増幅器１３Ａによって増幅されて、増幅器１３Ａからの出力電圧として、電流測定装置１０からデータ処理装置２０に出力される。

図２が示すように、システム制御部５０が減圧部５１を駆動して、筐体１１の内部の圧力が０．１ａｔｍに調整されているとき、増幅器１３Ａの出力する出力電圧は、測定時間が０秒から３５００秒の範囲においてほぼ１．０ｍＶであり、パルス状を有したノイズは、出力電圧に認められなかった。

図３が示すように、筐体１１の内部の０．００１ａｔｍ以下であるときも同様に、増幅器１３Ａの出力する出力電圧は、測定時間が０秒から３５００秒の範囲においてほぼ１．０ｍＶであり、パルス状を有したノイズは、出力電圧に認められなかった。

図４が示すように、システム制御部５０が減圧部５１の駆動を停止して、筐体１１の内部の圧力が大気圧であるとき、測定時間が０秒から３５００秒の範囲において、パルス状を有したノイズが、増幅器１３Ａの出力する出力電圧に認められた。

なお、筐体１１の内部の圧力が０．３ａｔｍ以下であるとき、図２、および、図３が示す出力電圧と同じく、増幅器１３Ａの出力する出力電圧に、パルス状を有したノイズは認められなかった。一方で、筐体１１の内部の圧力が０．３ａｔｍよりも高いほど、パルス状を有したノイズの出現する頻度が高いことも認められた。

以上、上記実施形態によれば以下に列記する効果が得られる。
（１）増幅器１３Ａの位置する雰囲気が減圧された雰囲気であるため、増幅器１３Ａの位置する雰囲気において、雰囲気と増幅器１３Ａとの摩擦による増幅器１３Ａでの耐電や雰囲気そのものの電離が抑えられる。そして、増幅器１３Ａにおいて負帰還される電流にパルス状を有したノイズが重畳することが抑えられるため、電流測定装置１０において測定結果の精度が高まる。

（２）増幅器１３Ａの位置する雰囲気の圧力が０．３ａｔｍ以下に調整されるため、測定結果の精度がより確実に高まる。
（３）増幅器１３Ａに供給される駆動電圧にノイズが重畳することも抑えられる。

（４）負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω未満である構成と、負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω以上である構成とにおいて、パルス状を有したノイズの大きさが互いに同じ程度であるとき、負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω以上である構成では、入力電流値の測定結果の精度が著しく低下する。この点で、上記構成であれば、ノイズそのものの発生が抑えられるため、負帰還抵抗器の有する抵抗値が１０^９Ω以上であることによって、測定結果の精度が高まることの効果が著しくなる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
（第１変形例）
図５が示すように、上記実施形態におけるＡ／Ｄ変換器２１は、データ処理装置２０に限らず、電流測定装置１０を構成してもよい。この際に、Ａ／Ｄ変換器２１は、電流測定装置１０の備える筐体１１に収容されてもよい。電流測定装置１０の備える電圧供給部１２は、電源変換装置３０から入力される２次電源電圧をＡ／Ｄ変換器２１の駆動するレベルの３次電源電圧に変換して、その変換後の電圧であるロジック電源電圧ＶＤをＡ／Ｄ変換器２１の駆動電圧としてＡ／Ｄ変換器２１に供給する。電流測定装置１０を構成するＡ／Ｄ変換器２１は、電圧供給部１２から供給されるロジック電源電圧ＶＤを用いて、増幅回路１３から出力されたアナログ電圧である出力電圧をデジタル値に変換し、電圧出力端子Ｔ３を通じて、その変換後のデジタル値をデータ処理部２２に出力する。このような構成であれば、上記（１）〜（４）に記載の効果に加えて、下記（５）に記載する効果が得られる。

（５）Ａ／Ｄ変換器２１に入力されるアナログ電圧、および、Ａ／Ｄ変換器２１の出力するデジタル値にノイズが重畳することも抑えられる。
（第２変形例）
図６が示すように、上記第１変形例におけるデータ処理部２２、および、インターフェース部２３は、データ処理装置２０に限らず、電流測定装置１０を構成してもよい。この際に、データ処理部２２、および、インターフェース部２３は、電流測定装置１０の備える筐体１１に収容されてもよい。電流測定装置１０の備える電圧供給部１２は、電源変換装置３０から入力される２次電源電圧をデータ処理部２２の駆動するレベルの３次電源電圧に変換して、その変換後の電圧であるロジック電源電圧ＶＤをデータ処理部２２の駆動電圧としてデータ処理部２２に供給する。電流測定装置１０の備える電圧供給部１２は、電源変換装置３０から入力される２次電源電圧をインターフェース部２３の駆動するレベルの３次電源電圧に変換して、その変換後の電圧であるロジック電源電圧ＶＤ、および、アナログ電源電圧ＶＡをインターフェース部２３の駆動電圧としてインターフェース部２３に供給する。このような構成であれば、上記（１）〜（５）に記載の効果に加えて、下記（６）（７）に記載する効果が得られる。

（６）データ処理部２２に入力されるデジタル値、および、データ処理部２２の出力するデジタル値にノイズが重畳することも抑えられる。
（７）Ａ／Ｄ変換器２１とデータ処理部２２とを接続するための電圧出力端子Ｔ３、および、インターフェース部２３と各開閉器ＳＷ１〜ＳＷ３とを接続するための各制御端子Ｔ４〜Ｔ６を省略することが可能である。

（第３変形例）
図７が示すように、電流測定装置は、筐体１１の内部に希ガスを供給する希ガス供給部５３をさらに備えてもよい。希ガス供給部５３は、ポートＰ３を通じて筐体１１の内部に連通している。希ガス供給部５３は、例えばヘリウムやアルゴンなどの希ガスを筐体１１の内部に供給するための制御信号をシステム制御部５０から受けて、システム制御部５０によって駆動される。システム制御部５０は、希ガスの供給された筐体１１の内部の圧力が０．３ａｔｍ以下になるように、筐体１１の内部を減圧するための制御信号を減圧部５１に出力し、かつ、希ガス供給部５３を駆動するための制御信号を希ガス供給部５３に出力する。このような構成であれば、上記（１）〜（４）に記載の効果に加えて、下記（８）に記載する効果が得られる。

（８）増幅器１３Ａの位置する雰囲気において希ガスの占有する割合が高まるため、こうした雰囲気と増幅器１３Ａとの摩擦による増幅器１３Ａでの耐電や雰囲気そのものの電離が抑えられる。そして、増幅器１３Ａにおいて負帰還される電流にパルス状を有したノイズが重畳することが抑えられるため、電流測定装置１０において測定結果の精度がさらに高まる。

（第４変形例）
図８が示すように、電流測定装置は、増幅器１３Ａの温度を例えば室温などの所定の温度に冷却する冷却部５４をさらに備えてもよい。冷却部５４は、筐体１１の全体を冷却する装置であってもよいし、増幅器１３Ａと接触する部材の冷却を通じて増幅器１３Ａを冷却する装置であってもよいし、増幅器１３Ａを直接冷却する装置であってもよい。大気圧よりも低い圧力に設定される筐体１１の内部では、筐体１１の内部に含まれるガスを通じた増幅器１３Ａの放熱作用が抑えられる。この際に、上記冷却部５４を備える電流測定装置であれば、増幅器１３Ａの放熱作用の低下が、増幅器１３Ａの温度の上昇を招く一方で、冷却部５４の冷却作用は、増幅器１３Ａの温度の上昇分を相殺する。このような構成であれば、上記（１）〜（４）に記載の効果に加えて、下記（９）に記載する効果が得られる。

（９）増幅器１３Ａの温度が変わることが抑えられるため、増幅器１３Ａの温度の変化に起因した増幅器１３Ａの出力電圧の変化も抑えられる。
（他の変形例）
・上記変形例１は、上記変形例３に記載の希ガス供給部５３をさらに備え、上記変形例３と同じく、筐体１１の内部の雰囲気において希ガスの占有する割合が高まる状態で、筐体１１の内部の圧力が０．３ａｔｍ以下に調整されてもよい。

・上記変形例１は、上記変形例４に記載の冷却部５４をさらに備え、上記変形例４と同じく、増幅器１３Ａが所定の温度に冷却されてもよい。この際に、Ａ／Ｄ変換器２１は、増幅器１３Ａと共々、所定に温度に冷却されてもよい。

・上記変形例２は、上記変形例３に記載の希ガス供給部５３をさらに備え、上記変形例３と同じく、筐体１１の内部の雰囲気において希ガスの占有する割合が高まる状態で、筐体１１の内部の圧力が０．３ａｔｍ以下に調整されてもよい。

・上記変形例２は、上記変形例４に記載の冷却部５４をさらに備え、上記変形例４と同じく、増幅器１３Ａが所定の温度に冷却されてもよい。この際に、データ処理部２２は、増幅器１３Ａと共々、所定の温度に冷却されてもよい。

・上記変形例３は、上記変形例４に記載の冷却部５４をさらに備え、希ガス雰囲気の減圧下において増幅器１３Ａを所定の温度に冷却してもよい。
・電源変換装置３０は、電圧供給部１２と同じく筐体１１の内部に位置してもよいし、電圧供給部１２は、電源変換装置３０と同じく筐体１１の外部に位置してもよい。

・増幅回路１３は、１つの負帰還回路、あるいは、２つの負帰還回路を有する構成であってもよいし、４つ以上の負帰還回路を有する構成であってもよい。この際に、１つの負帰還回路を有する構成において、負帰還回路から開閉器が割愛されてもよい。また、複数の負帰還回路を有する構成において、１つの負帰還回路から開閉器が割愛されてもよい。

・電流測定装置は、イオン電流測定システムの備える電流測定装置に限らず、例えば測定対象となるコンデンサの絶縁抵抗値をそのコンデンサに流れる電流値から演算する絶縁抵抗測定システムの備える電流測定装置であってもよい。

Ｔ１…電源入力端子、Ｔ２…電流入力端子、Ｔ３…電圧出力端子、Ｔ４…第１制御端子、Ｔ５…第２制御端子、Ｔ６…第３制御端子、Ｔ７…外部出力端子、Ｔ８…外部入力端子、１０…電流測定装置、１１…筐体、１２…電圧供給部、１３…増幅回路、１３Ａ…増幅器、２０…データ処理装置、２１…Ａ／Ｄ変換器、２２…データ処理部、２３…インターフェース部、３０…電源変換装置、４０…検出部、５１…減圧部、５２…圧力測定部、５３…希ガス供給部、５４…温度調節部、５０…システム制御部。

Claims (7)

1. 入力電流を増幅して出力電圧に変換し、かつ、負帰還接続された増幅器と、
   前記増幅器を収容する筐体と、
   前記筐体に接続して前記筐体の内部を減圧する減圧部と、
   を備える電流測定装置。
2. 前記増幅器に接続されて前記出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器であって、前記筐体に収容された前記Ａ／Ｄ変換器をさらに備える
   請求項１に記載の電流測定装置。
3. 前記Ａ／Ｄ変換器に接続されて前記デジタル値をデータ処理するデータ処理部であって、前記筐体に収容された前記データ処理部をさらに備える
   請求項２に記載の電流測定装置。
4. 前記増幅器に接続されて前記増幅器に駆動電圧を供給する電圧供給部であって、前記筐体に収容された前記電圧供給部をさらに備える
   請求項１から３のいずれか１つに記載の電流測定装置。
5. 前記筐体の内部の圧力を測定する圧力測定部と、
   前記圧力測定部の測定結果に基づいて前記減圧部の駆動を制御する制御部と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記圧力測定部の測定結果が０．３ａｔｍ以下になるように前記減圧部の駆動を制御する
   請求項１から４のいずれか１つに記載の電流測定装置。
6. 前記増幅器の反転入力端子と、増幅器の出力端子との間に接続する負帰還抵抗器をさらに備え、
   前記負帰還抵抗器の有する抵抗値が、１０^９Ω以上である
   請求項１から５のいずれか１つに記載の電流測定装置。
7. イオン電流を検出する検出部と、
   前記検出部から入力される入力電流を出力電圧に変換する電流測定装置と、
   を備え、
   前記電流測定装置が、請求項１から６のいずれか１つに記載の電流測定装置である
   イオン電流測定システム。

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