JP2019012004A - 電流検出装置および測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気コアに巻回された巻線に並列に共振防止抵抗を接続する構成を採用しつつ、温度が変化したときにも高い精度で測定対象電線に流れる電流を検出する。【解決手段】測定対象電線６４が挿通される環状の磁気コア２の外表面に巻回された帰還巻線４、および帰還巻線４に直列に接続されて測定対象電線６４に電流Ｉが流れることに起因して帰還巻線４に流れる電流Ｉｓを電圧Ｖｄに変換する検出抵抗７を備え、帰還巻線４は、同じ巻回数に形成されて直列に接続された巻線４ａ，４ｂで構成され、巻線４ａ，４ｂのそれぞれに同じ抵抗値の共振防止抵抗９が並列に接続されると共に、この共振防止抵抗９の温度係数は巻線４ａ，４ｂを構成する導線の温度係数と同等に規定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気コアに形成された巻線を有して構成されて、磁気コア内に挿通された測定対象電線に流れる電流を検出する電流検出装置、およびこの電流検出装置を備えた測定装置に関するものである。

この構成を備えた電流検出装置として、本願出願人は下記特許文献１に開示された電流検出装置を既に提案している。この電流検出装置は、円環状の磁気コアと、この磁気コアに挿通された測定対象電線に流れる電流（測定電流）の電流値に比例して振幅が変化する検出信号を出力するフラックスゲート型磁気センサと、磁気コアの外表面に導線を巻回して構成された帰還巻線と、フラックスゲートセンサ素子に励磁信号を出力する信号生成部と、検出信号を入力すると共に検出信号の振幅を低下させる駆動電流を帰還巻線に供給する駆動部と、駆動電流の電流路内に配設されて駆動電流を電圧に変換して出力する検出抵抗とを備えて、磁気センサを使用したゼロフラックス方式の電流検出装置として構成されている。また、帰還巻線は、中間の部位において巻始め端側の第１帰還巻線（一端部側の第１巻線部）と巻き終わり端側の第２帰還巻線（他端部側の第２巻線部）とに分割されている。また、第１帰還巻線と第２帰還巻線との間に、検出抵抗が接続されている。この帰還巻線には、駆動電流の一部（巻線電流）が巻始め端および巻き終わり端のうちの一方から他方に向かう向きで供給される。

また、この電流検出装置は、低周波領域ではゼロフラックス方式で動作して測定対象電線に流れる電流を検出し、また高周波領域では帰還巻線がＣＴ（カレントトランス）として機能することで測定対象電線に流れる電流を検出する。また、この電流検出装置では、帰還巻線がＣＴとして機能するこの高周波領域において、帰還巻線の寄生容量に起因して生じる共振を防止して、周波数特性を改善するため（作動周波数帯域をより高域まで伸ばすため）に、第１帰還巻線と第２帰還巻線のそれぞれに並列に共振防止抵抗を接続する構成を採用している。また、この特許文献１には開示されていないが、各共振防止抵抗の抵抗値は、これらが並列に接続される第１帰還巻線および第２帰還巻線の各巻線抵抗値が同じ値に揃えられている（一致させられている）のに対応させて、同じ値に揃えられている（一致させられている）。

特許第５７１０３８０号公報（第５−９頁、第１−４図）

ところで、この電流検出装置では、ゼロフラックス方式で動作する低周波領域において、測定対象電線に流れる電流の電流値をＩｐ（一次電流値）とし、帰還巻線の巻回数をＮターンとしたときに、駆動部は磁気コア内の磁束がゼロになるような電流値で駆動電流を帰還巻線に供給する。この場合、駆動電流はその一部が共振防止抵抗にも流れるため、駆動電流のうちの実際に帰還巻線に流れる電流（以下では、帰還電流ともいう）の電流値（二次電流値）をＩｓとしたときに、各電流値Ｉｐ，Ｉｓ間には、Ｉｐ＝Ｎ×Ｉｓの関係式が成り立つ。

また、電流値Ｉｓの帰還電流が帰還巻線に流れているときには、帰還巻線の巻線抵抗値をＲｗとしたときに、帰還巻線の両端間には電圧値（Ｉｓ×Ｒｗ）の電圧が発生する。また、この電圧に起因して、帰還巻線に並列に接続されている各共振防止抵抗には、共振防止抵抗の抵抗値をＲとしたときに、電流値Ｉｒ（＝Ｉｓ×Ｒｗ／Ｒ）の電流が流れる。

これにより、検出抵抗には、帰還電流（電流値Ｉｓ）と共振防止抵抗に流れる電流（電流値Ｉｒ）の合計電流が流れることから、検出抵抗はこの合計電流（電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ））を電圧に変換する。また、この合計電流の電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ）は、以下のように表される。
Ｉｓ＋Ｉｒ＝Ｉｓ＋Ｉｓ×Ｒｗ／Ｒ＝Ｉｓ（１＋Ｒｗ／Ｒ）

また、上記の式（Ｉｐ＝Ｎ×Ｉｓ）を考慮することにより、電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ）は、以下の式（１）のように表される。
Ｉｓ＋Ｉｒ＝Ｉｐ（１＋Ｒｗ／Ｒ）／Ｎ ・・・（１）
この式（１）は、検出抵抗で電圧に変換される電流、つまり駆動部から供給される駆動電流の電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ）は、帰還巻線の巻線抵抗値Ｒｗと共振防止抵抗の抵抗値Ｒの比率（Ｒｗ／Ｒ）が一定であれば、測定対象電線に流れる電流の電流値Ｉｐに比例した電流値となることを示している。つまり、共振防止抵抗を使用しつつ、検出抵抗で変換された電圧の電圧値に基づいて、測定対象電線に流れる電流の電流値Ｉｐを高精度で検出することが可能となることを示している。

しかしながら、抵抗値だけを考慮して共振防止抵抗を選定した構成の電流検出装置においては、共振防止抵抗や帰還巻線に使用されている導線（通常は、銅線）の各温度係数が互いに異なる値となることがあり、この構成の電流検出装置では、温度（装置の内部温度や周囲温度）が変化したときに、帰還巻線の巻線抵抗値Ｒｗと共振防止抵抗の抵抗値Ｒの比率（Ｒｗ／Ｒ）が変動する。したがって、この電流検出装置には、温度が変化したときに巻線抵抗値Ｒｗと抵抗値Ｒとの比率が変化することがあるため、検出抵抗で電圧に変換される駆動電流の電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ）が測定対象電線の電流値Ｉｐに比例した電流値にならないことがあり、この場合には測定対象電線に流れる電流の電流値Ｉｐを高精度で測定することが難しいという改善すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、磁気コアに巻回された巻線に並列に共振防止抵抗を接続する構成を採用しつつ、温度が変化したときにも高い精度で測定対象電線に流れる電流を検出し得る電流検出装置、およびこの電流検出装置を備えた測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の電流検出装置は、測定対象電線が内部に挿通される環状の磁気コア、当該磁気コアの外表面に巻回された巻線、および前記磁気コアに挿通された前記測定対象電線に測定電流が流れることに起因して前記巻線に流れる電流を電圧に変換する検出抵抗を当該巻線に直列に接続するために当該巻線に配設された一対の抵抗接続端子を備えている電流検出装置であって、前記巻線は、一端部側の第１巻線部と、当該第１巻線部と同じ巻回数に形成されて当該第１巻線部に直列に接続された他端部側の第２巻線部とを備えて構成され、前記第１巻線部および前記第２巻線部のそれぞれに同じ抵抗値の共振防止抵抗が並列に接続されると共に、当該共振防止抵抗の温度係数は前記第１巻線部および前記第２巻線部を構成する導線の温度係数と同等に規定されている。

また、請求項２記載の電流検出装置は、請求項１記載の電流検出装置において、前記一対の抵抗接続端子間に前記検出抵抗が接続されている。

また、請求項３記載の電流検出装置は、測定対象電線が内部に挿通される環状の磁気コア、当該磁気コアの外表面に巻回された巻線、および当該巻線に直列に接続されると共に前記磁気コアに挿通された前記測定対象電線に測定電流が流れることに起因して当該巻線に流れる電流を電圧に変換する検出抵抗を備えている電流検出装置であって、前記巻線は、一端部側の第１巻線部と、当該第１巻線部と同じ巻回数に形成されて当該第１巻線部に直列に接続された他端部側の第２巻線部とを備えて構成され、前記第１巻線部および前記第２巻線部のそれぞれに同じ抵抗値の共振防止抵抗が並列に接続されると共に、当該共振防止抵抗の温度係数は前記第１巻線部および前記第２巻線部を構成する導線の温度係数と同等に規定されている。

また、請求項４記載の測定装置は、請求項１から３のいずれかに記載の電流検出装置と、前記検出抵抗によって変換された前記電圧に基づいて前記測定電流の電流値を測定する処理部と、前記測定された電流値を出力する出力部とを備えている。

請求項１，２，３記載の電流検出装置および請求項４記載の測定装置では、磁気コアに巻回された複数の巻線のそれぞれに、巻線に使用されている導線と同じ温度係数の共振防止抵抗が並列に接続されている。したがって、これらの電流検出装置および測定装置によれば、高周波領域での共振の発生を共振防止抵抗で確実に防止しつつ、ゼロフラックス方式の電流検出装置として機能する低周波領域では、温度が変化した場合においても巻線の巻線抵抗値と共振防止抵抗の抵抗値の比率をほぼ一定に維持でき、これにより、検出抵抗（請求項１記載の電流検出装置では、一対の抵抗接続端子間に接続された検出抵抗）に流れる電流の電流値を測定対象電線に流れる電流の電流値と比例する状態に維持できる結果、温度が変化する環境下においても、測定対象電線に流れる電流の電流値を高精度で測定することができる。

請求項１記載の電流検出装置および請求項４記載の測定装置によれば、例えば、巻線に流れる電流の電流値（つまり、測定対象電線に流れる測定電流の電流値）に応じて適切な抵抗値の検出抵抗を適宜選択して一対の抵抗接続端子に接続することができるため、測定電流の電流値についての測定範囲を広げることができる。

請求項２，３記載の電流検出装置および請求項４記載の測定装置によれば、巻線に流れる電流を電圧に変換するための検出抵抗が予め巻線に接続されているため、検出抵抗を別途用意する手間を省くことができる。

電流検出装置６１および測定装置ＭＳの構成図である。 図１におけるＷ−Ｗ線断面図である。 駆動部６、帰還巻線４、検出抵抗７、差動検出部８および共振防止抵抗９の回路図である。 駆動部６Ａ、帰還巻線４、検出抵抗７、差動検出部８および共振防止抵抗９の回路図である。

以下、添付図面を参照して、電流検出装置および測定装置の実施の形態について説明する。

測定装置ＭＳは、図１に示すように、電流検出装置としての電流検出装置６１、処理部６２および出力部６３を備え、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐを測定可能に構成されている。

電流検出装置６１は、図１に示すように、環状（本例では一例として円環状であるが、楕円形やロ字形などの非円形の環状であってもよい）の磁気コア２、磁気センサとしてのフラックスゲート型磁気センサ３（以下、「磁気センサ３」ともいう）、帰還巻線４、信号生成部５、駆動部６、検出抵抗７、差動検出部８および共振防止抵抗９を備え、磁気コア２に挿通された測定対象電線６４に流れる電流（測定電流）Ｉの電流値Ｉｐに比例して電圧値Ｖ１が変化する電圧信号Ｓｏを出力する。

磁気コア２は、一例として図１，２に示すように、磁気コア２の周方向に沿って磁気コア２の内部に形成された空隙２１を備え、空隙２１内には、磁気センサ３を構成する後述のフラックスゲートセンサ素子３１が収納されている。

磁気センサ３は、一例として図１，２に示すように、２つのフラックスゲートセンサ素子３１ａ，３１ｂ（以下、特に区別しないときには「センサ素子３１」ともいう）、差動増幅部３２、および同期検波部３３を備えている。各センサ素子３１は、図示はしないが、一例として、同一形状に形成された円環状の絶縁基材の表面に検出巻線が同じ巻回数だけ巻回されてそれぞれ構成されている。また、各センサ素子３１は、互いの検出巻線の巻線方向が互いに逆向きとなるように直列に接続され、かつ、図２に示すように、互いに重ね合わされた状態で磁気コア２の空隙２１内に配設されている（磁気コア２に組み込まれている）。また、直列に接続された２つの検出巻線の各非接続端部（互いに接続されない側の端部）には引き出し線３１ｃ，３１ｄがそれぞれ接続されると共に、各検出巻線の接続端部（互いに接続さる側の端部）には引き出し線３１ｅが接続されて、２つの検出巻線は、各引き出し線３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを介して差動増幅部３２に接続されている。

この構成により、各センサ素子３１ａ，３１ｂは、信号生成部５から出力される後述の励磁電流Ｉ２（一定の周波数ｆの交流電流）が供給されているときに、互いの位相が反転する検出電圧Ｖａ，Ｖｂをそれぞれの検出巻線間に発生させると共に、各検出電圧Ｖａ，Ｖｂを各引き出し線３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを介して差動増幅部３２に出力する。

差動増幅部３２は、図１に示すように、各センサ素子３１に各引き出し線３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを介して接続されて、各センサ素子３１から出力される検出電圧Ｖａ，Ｖｂを入力すると共に、その差分電圧（Ｖａ−Ｖｂ）を検出する。また、差動増幅部３２は、検出した差分電圧（Ｖａ−Ｖｂ）を増幅して、差分信号Ｓ１として出力する。磁気コア２に挿通されている測定対象電線６４に電流Ｉが流れているときには、測定対象電線６４の周囲に発生している磁界によって磁気コア２内の磁束が変化し、これに伴って各検出電圧Ｖａ，Ｖｂの振幅が変化する。このため、差分電圧（Ｖａ−Ｖｂ）および差分信号Ｓ１は、励磁電流Ｉ２の２倍の周波数（２ｆ）の信号成分が電流Ｉの振幅によって変調された振幅変調信号となる。

同期検波部３３は、差動増幅部３２から出力される差分信号Ｓ１を、信号生成部５から出力される後述の同期信号Ｓ２（励磁電流Ｉ２に同期した周波数（２ｆ）の矩形波信号）で同期検波することにより、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐに比例して振幅が変化する検出信号Ｓ３を出力する。

帰還巻線４は、図１に示すように、センサ素子３１を覆うようにして磁気コア２の外表面に磁気コア２の周方向に沿って配設された複数の巻線部（本例では一例として、第１巻線部４ａおよび第２巻線部４ｂの２つ。以下では、単に巻線４ａ，４ｂともいう）が直列に接続されて構成されている。各巻線４ａ，４ｂは、図２に示すように、磁気コア２の外表面に導線４１を、同じ巻回方向で、かつ同じ巻回数（Ｎ／２ターン）だけ巻回して構成されている。この構成により、各巻線４ａ，４ｂは、同じ巻線抵抗値Ｒｗに規定されている。また、帰還巻線４は、全体の巻回数がＮターンに規定される。なお、図２は、巻線４ｂ、および磁気コア２の内部構造を示すための磁気コア２における巻線４ｂが配設された部位の周方向と直交する平面での断面図であるが、図示はしないが、磁気コア２における巻線４ａが配設された部位の断面も同様の断面図となる。

また、図１に示すように、巻線４ａは、その一端部４２が駆動部６に接続されると共に、その他端部４３が検出抵抗７の一端に接続されている。巻線４ｂは、その一端部４４が検出抵抗７の他端に接続されると共に、その他端部４５が基準電位（回路グランドＧ）に接続されている。この構成により、各巻線４ａ，４ｂは検出抵抗７を介して直列に接続されている。

信号生成部５は、一定周波数ｆの交流電流である励磁信号としての励磁電流Ｉ２を生成して、センサ素子３１に出力する。また、信号生成部５は、励磁電流Ｉ２に同期した周波数（２ｆ）の信号を生成して同期信号Ｓ２として同期検波部３３に出力する。

駆動部６は、磁気センサ３の同期検波部３３から出力される検出信号Ｓ３を入力すると共に駆動信号Ｓ４に増幅して、帰還巻線４を構成する巻線４ａの一端部４２に出力する。本例では、一例として、駆動部６は、図３に示すように、ボルテージフォロワ回路で構成されて、増幅した検出信号Ｓ３を非反転の状態で駆動信号Ｓ４に増幅して出力する。この場合、駆動部６は、磁気センサ３から出力される検出信号Ｓ３の振幅を低下させる（ゼロに近づける）ように、つまり、磁気コア２内の磁束がゼロになるように駆動信号Ｓ４の振幅（電圧）を制御する。この制御下で、磁気コア２内の磁束がゼロになっている状態においては、駆動部６から帰還巻線４への駆動信号Ｓ４の出力に起因して、駆動部６から帰還巻線４側に供給される駆動電流Ｉｄのうちの帰還巻線４に実際に流れる帰還電流Ｉｄ１の電流値Ｉｓと、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐとの間には、帰還巻線４全体のターン数がＮであることを考慮すると、背景技術で説明した関係式と同じ次の関係式が成り立つ。
Ｉｐ＝Ｎ×Ｉｓ

また、電流値Ｉｓの帰還電流Ｉｄ１が巻線抵抗値Ｒｗの各巻線４ａ，４ｂに流れるため、各巻線４ａ，４ｂの両端間には、電圧値（Ｉｓ×Ｒｗ）の電圧が発生する。また、このようにして発生する電圧が後述するように巻線４ａ，４ｂのそれぞれに並列に接続された共振防止抵抗９に印加されるため、共振防止抵抗９（抵抗値Ｒ）には、背景技術で説明した式と同じ下記式で表される電流値Ｉｒの電流Ｉｄ２が流れる。
Ｉｒ＝Ｉｓ×Ｒｗ／Ｒ

検出抵抗７は、図１，３に示すように、帰還巻線４に直列に接続（この例では、帰還巻線４を構成する２つの巻線４ａ，４ｂ間に接続）されて、駆動電流Ｉｄ（帰還巻線４に流れる帰還電流Ｉｄ１と共振防止抵抗９に流れる電流Ｉｄ２の合計電流であり、その電流値は（Ｉｓ＋Ｉｒ））を電圧Ｖｄに変換する。なお、本例では一例として、検出抵抗７は、帰還巻線４を構成する巻線４ａと巻線４ｂとの間に配設されているが、検出抵抗７の配設位置はこれに限定されるものではなく、例えば、図示はしないが、巻線４ａの他端部４３と巻線４ｂの一端部４４とを直接接続して、巻線４ｂの他端部４５と基準電位（回路グランドＧ）との間に検出抵抗７を配設する構成を採用することもできる。

また、検出抵抗７に流れる上記の合計電流の電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ）については、背景技術で説明した上記式（１）、つまり、Ｉｓ＋Ｉｒ＝Ｉｐ（１＋Ｒｗ／Ｒ）／Ｎのように表される。

差動検出部８は、検出抵抗７に接続されて、この検出抵抗７に両端間電圧として発生する電圧Ｖｄを検出すると共に、増幅して電圧信号Ｓｏとして出力する。共振防止抵抗９は、図１，３に示すように、同じ抵抗値Ｒの固定抵抗器で構成されて、帰還巻線４を構成するすべての巻線（本例では、２つの巻線４ａ，４ｂ）のそれぞれに並列に接続されている。また、共振防止抵抗９には、その温度係数が帰還巻線４を構成する導線４１の温度係数（導線４１の材料として一般的に使用される銅の抵抗についての温度係数は約＋４０００ｐｐｍ／℃）に揃う固定抵抗器が使用されている。これにより、この電流検出装置６１では、上記式（１）での帰還巻線の巻線抵抗値Ｒｗと共振防止抵抗の抵抗値Ｒの比率（Ｒｗ／Ｒ）が、温度が変化する環境下においても一定となるように構成されている。

以上のようにして構成された電流検出装置６１は、測定対象電線６４に流れる電流Ｉを、この電流Ｉが低周波領域に含まれる周波数の信号のときには、磁気センサ３を使用したゼロフラックス方式の電流検出装置として機能して検出し、この電流Ｉが高周波領域に含まれる周波数の信号のときには、帰還巻線４をＣＴとして使用する電流検出装置として機能して検出する。

また、この電流検出装置６１では、共振防止抵抗９の温度係数が帰還巻線４を構成する導線４１の温度係数に予め揃えられていて、温度が変化した場合においても、検出抵抗７には、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐに比例した上記の電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ）の駆動電流Ｉｄ（＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２）が流れ得るように構成されている。これにより、検出抵抗７は、この駆動電流Ｉｄを電圧に変換することにより、電流値Ｉｐに比例して電圧値Ｖ１が変化する電圧信号Ｓｏを生成して処理部６２に出力する。また、電流検出装置６１では、帰還巻線４がＣＴとして機能する高周波領域において発生し易い共振については、共振防止抵抗９によってその発生が確実の防止されている。

処理部６２は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、メモリおよびＣＰＵ（いずれも図示せず）を備えて構成されて、電流検出装置６１から出力される電圧信号Ｓｏの電圧値Ｖ１を測定すると共に、この測定した電圧値Ｖ１に基づいて測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐを算出（測定）する。また、処理部６２は、測定した電流値Ｉｐを出力部６３に出力する。

出力部６３は、一例として、ＬＣＤなどのディスプレイ装置で構成されて、処理部６２から出力された電流値Ｉｐを画面に表示する。なお、出力部６３は、ディスプレイ装置に代えて、種々のインターフェース回路で構成してもよく、例えば、メディアインターフェース回路としてリムーバブルメディアに電流値Ｉｐを記憶させたり、ネットワークインターフェース回路としてネットワーク経由で外部装置に電流値Ｉｐを伝送させたりする構成を採用することもできる。

次に、電流検出装置６１および測定装置ＭＳの各動作について、図面を参照して説明する。

上記したように、電流検出装置６１では、低周波領域においては、信号生成部５が、帰還巻線４に対して周波数ｆの励磁電流Ｉ２を出力すると共に、フラックスゲート型の磁気センサ３における同期検波部３３に同期信号Ｓ２を出力する。

この状態において、磁気センサ３では、この励磁電流Ｉ２の供給を受けて作動する２つのセンサ素子３１ａ，３１ｂが、互いの位相が反転すると共に、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐに応じて振幅が変化する検出電圧Ｖａ，Ｖｂをそれぞれ出力する。差動増幅部３２は、この検出電圧Ｖａ，Ｖｂの差分電圧（Ｖａ−Ｖｂ）を検出して、差分信号Ｓ１を出力する。同期検波部３３は、この差分信号Ｓ１を同期信号Ｓ２で同期検波することにより、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐに比例して振幅が変化する検出信号Ｓ３を出力する。

次いで、駆動部６は、磁気センサ３から出力される検出信号Ｓ３を入力すると共に、駆動信号Ｓ４に増幅して、帰還巻線４に出力することで、帰還巻線４に駆動電流Ｉｄを供給する。また、駆動部６は、検出信号Ｓ３の振幅（電圧）が低下する（ゼロに近づく）ように、駆動信号Ｓ４の振幅（電圧）を制御する（つまり、駆動電流Ｉｄの電流値を制御する）。この場合、検出信号Ｓ３の振幅（電圧）がゼロになっている状態では、磁気コア２に発生している全磁束がゼロになっている状態、つまり、測定対象電線６４に電流Ｉが流れることによって磁気コア２に発生する磁束が、駆動電流Ｉｄのうちの帰還電流Ｉｄ１が帰還巻線４に流れることによって磁気コア２に発生する磁束を打ち消している状態（ゼロフラックス状態）となっている。また、このゼロフラックス状態では、上記したように、検出抵抗７には、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐに比例した上記の電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ）の駆動電流Ｉｄ（＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２）が流れている。

続いて、帰還巻線４を構成する２つの巻線４ａ，４ｂ間に配設された検出抵抗７が、この駆動電流Ｉｄを電圧Ｖｄに変換し、差動検出部８が、この電圧Ｖｄを検出して電圧信号Ｓｏとして出力する。また、駆動電流Ｉｄの電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ）は、上記したように、共振防止抵抗９の温度係数が帰還巻線４を構成する導線４１の温度係数に揃えられたことで、温度が変化した場合においても比率（Ｒｗ／Ｒ）がほぼ一定に維持されることから、温度が変化する環境下においても、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐと比例した状態に維持されている。このため、電流検出装置６１から出力される電圧信号Ｓｏも、温度が変化したとしても、その電圧値Ｖ１（振幅）が電流Ｉの電流値Ｉｐに比例した信号となっている。

処理部６２は、電流検出装置６１から出力される電圧信号Ｓｏの電圧値Ｖ１を測定すると共に、この測定した電圧値Ｖ１に基づいて測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐを算出（測定）して出力部６３に出力する。出力部６３は、この電流値Ｉｐを画面に表示する。これにより、測定装置ＭＳによる電流Ｉの電流値Ｉｐの測定が完了する。

また、電流検出装置６１では、高周波領域においては、帰還巻線４がＣＴとして動作する。この状態においては、帰還巻線４には、測定対象電線６４に電流Ｉが流れることによって磁気コア２に発生する磁束に比例した電圧が誘起され、検出抵抗７には、この誘起された電圧に比例した電流が流れる。検出抵抗７は、この電流を電圧Ｖｄに変換し、差動検出部８が、この電圧Ｖｄを検出して電圧信号Ｓｏとして出力する。上記したように、検出抵抗７に流れる電流の電流値は電流Ｉの電流値Ｉｐと比例しているため、電流検出装置６１から出力される電圧信号Ｓｏもまた、その電圧値Ｖ１（振幅）が電流Ｉの電流値Ｉｐに比例した信号となっている。

処理部６２は、電流検出装置６１から出力される電圧信号Ｓｏの電圧値Ｖ１を測定すると共に、この測定した電圧値Ｖ１に基づいて測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐを算出（測定）して出力部６３に出力する。出力部６３は、この電流値Ｉｐを画面に表示する。これにより、測定装置ＭＳによる電流Ｉの電流値Ｉｐの測定が完了する。

帰還巻線４がＣＴとして動作する高周波領域では、共振防止抵抗９により、寄生容量に起因して帰還巻線４（巻線４ａ，４ｂ）に生じる虞のある共振が確実に防止される。

このようにして、この電流検出装置６１および測定装置ＭＳでは、帰還巻線４を構成する複数の巻線（上記の例では、２個の巻線４ａ，４ｂ）のそれぞれに、帰還巻線４に使用されている導線４１と同じ温度係数の共振防止抵抗９が並列に接続されている。したがって、この電流検出装置６１および測定装置ＭＳによれば、高周波領域での共振の発生を共振防止抵抗９で確実に防止しつつ、電流検出装置６１がゼロフラックス方式の電流検出装置として機能する低周波領域では、温度が変化した場合においても帰還巻線４の巻線抵抗値Ｒｗと共振防止抵抗９の抵抗値Ｒの比率（Ｒｗ／Ｒ）をほぼ一定に維持でき、これにより、検出抵抗７に流れる駆動電流Ｉｄの電流値（Ｉｓ＋Ｉｒ）を測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐと比例する状態に維持できる結果、温度が変化する環境下においても、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐを高精度で測定することができる。

なお、上記した駆動部６については上記した構成に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、ボルテージフォロワ回路および反転増幅回路を使用した駆動部６Ａを採用することもできる。この駆動部６Ａでは、ボルテージフォロワ回路と反転増幅回路の双方に検出信号Ｓ３を入力し、ボルテージフォロワ回路の出力を帰還巻線４の一方の端部（巻線４ａの一端部４２）に接続し、反転増幅回路の出力を帰還巻線４の他方の端部（巻線４ｂの他端部４５）に接続する。この駆動部６Ａを有する電流検出装置６１および測定装置ＭＳにおいても、上記した駆動部６を有する電流検出装置６１および測定装置ＭＳと同等の効果を奏することができる。なお、上記した電流検出装置６１の各構成要素と同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

また、磁気センサ３の一例としてフラックスゲート型磁気センサを挙げて説明したが、フラックスゲート型磁気センサに限定されず、ホール素子などの他の磁気センサを使用することもできる。

また、上記の電流検出装置６１では、検出抵抗７が帰還巻線４に予め接続されて、検出抵抗７を別途用意する手間を省き得る構成を採用しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、測定対象電線６４に流れる電流Ｉの電流値Ｉ１をおおよそ予測し得る場合であって、かつこの電流値Ｉ１が広い範囲に亘る場合には、検出抵抗７に発生する電圧Ｖｄの電圧値が差動検出部８の入力定格に合致するような抵抗値の検出抵抗７を適宜選択し得る構成とするのが望ましい。このため、図１に示すように、電流検出装置６１において、駆動電流Ｉｄの電流路内に一対の抵抗接続端子４６，４６を配設して、所望の抵抗値の検出抵抗７をこの一対の抵抗接続端子４６，４６間に接続し得る構成とすることもできる。

また、２個の巻線４ａ，４ｂを直列接続して帰還巻線４を構成する例を挙げて説明したが、図示はしないが、３つ以上の巻線を直列接続して帰還巻線を構成する構成においても、各巻線のそれぞれに、上記のようにして温度係数が巻線を構成する導線の温度係数に揃えられた共振防止抵抗９を並列に接続することにより、上記した効果と同等の効果を奏することできる。また、電流検出装置６１を備えた測定装置ＭＳとして、電流測定装置を例に挙げて説明したが、電流検出装置６１を備えた測定装置ＭＳとしては、電流測定装置以外に電力測定装置など種々の測定装置とすることができる。

２ 磁気コア
３ 磁気センサ
４ 帰還巻線
４ａ，４ｂ 巻線
７ 検出抵抗
９ 共振防止抵抗
６１ 電流検出装置
６２ 処理部
６３ 出力部
６４ 測定対象電線
Ｉ 電流
Ｉｄ 駆動電流
Ｉｐ 電流値
Ｉｓ 帰還電流
ＭＳ 測定装置
Ｖｄ 電圧

Claims (4)

1. 測定対象電線が内部に挿通される環状の磁気コア、当該磁気コアの外表面に巻回された巻線、および前記磁気コアに挿通された前記測定対象電線に測定電流が流れることに起因して前記巻線に流れる電流を電圧に変換する検出抵抗を当該巻線に直列に接続するために当該巻線に配設された一対の抵抗接続端子を備えている電流検出装置であって、
   前記巻線は、一端部側の第１巻線部と、当該第１巻線部と同じ巻回数に形成されて当該第１巻線部に直列に接続された他端部側の第２巻線部とを備えて構成され、
   前記第１巻線部および前記第２巻線部のそれぞれに同じ抵抗値の共振防止抵抗が並列に接続されると共に、当該共振防止抵抗の温度係数は前記第１巻線部および前記第２巻線部を構成する導線の温度係数と同等に規定されている電流検出装置。
2. 前記一対の抵抗接続端子間に前記検出抵抗が接続されている請求項１記載の電流検出装置。
3. 測定対象電線が内部に挿通される環状の磁気コア、当該磁気コアの外表面に巻回された巻線、および当該巻線に直列に接続されると共に前記磁気コアに挿通された前記測定対象電線に測定電流が流れることに起因して当該巻線に流れる電流を電圧に変換する検出抵抗を備えている電流検出装置であって、
   前記巻線は、一端部側の第１巻線部と、当該第１巻線部と同じ巻回数に形成されて当該第１巻線部に直列に接続された他端部側の第２巻線部とを備えて構成され、
   前記第１巻線部および前記第２巻線部のそれぞれに同じ抵抗値の共振防止抵抗が並列に接続されると共に、当該共振防止抵抗の温度係数は前記第１巻線部および前記第２巻線部を構成する導線の温度係数と同等に規定されている電流検出装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の電流検出装置と、
   前記検出抵抗によって変換された前記電圧に基づいて前記測定電流の電流値を測定する処理部と、
   前記測定された電流値を出力する出力部とを備えている測定装置。

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