JP7155541B2

JP7155541B2 - Current measuring device

Info

Publication number: JP7155541B2
Application number: JP2018036472A
Authority: JP
Inventors: 一馬竹中; 美菜子寺尾; 晃太朗小河; 紗希小箱
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2038-03-01
Also published as: JP2019152481A

Description

本発明は、電流測定装置に関する。 The present invention relates to a current measuring device.

従来から、被測定導体に流れる電流を非接触で直接的に測定することが可能な様々な電流測定装置が開発されている。このような電流測定装置の代表的なものとしては、例えばＣＴ（Current Transformer：変流器）方式の電流測定装置、ゼロフラックス方式の電流測定装置、ロゴスキー方式の電流測定装置、ホール素子方式の電流測定装置等が挙げられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, various current measuring devices have been developed that are capable of directly measuring a current flowing through a conductor to be measured without contact. Representative examples of such current measuring devices include, for example, a CT (Current Transformer) type current measuring device, a zero flux type current measuring device, a Rogowski type current measuring device, and a Hall element type current measuring device. A current measuring device and the like can be mentioned.

例えば、ＣＴ方式及びゼロフラックス方式の電流測定装置は、巻線が巻回された磁気コアを被測定導体の周囲に設け、被測定導体（一次側）に流れる電流によって磁気コアに生ずる磁束を打ち消すように巻線（二次側）に流れる電流を検出することで、被測定導体に流れる電流を測定するものである。また、ロゴスキー方式の電流測定装置は、ロゴスキーコイル（空芯コイル）を被測定導体の周囲に設け、被測定導体に流れる交流電流によって生ずる磁界がロゴスキーコイルと鎖交することでロゴスキーコイルに誘起される電圧を検出することで、被測定導体に流れる電流を測定するものである。 For example, in CT and zero-flux current measurement devices, a magnetic core with windings is provided around the conductor to be measured, and the magnetic flux generated in the magnetic core by the current flowing in the conductor (primary side) is canceled. By detecting the current flowing through the winding (secondary side), the current flowing through the conductor under test is measured. In the Rogowski current measuring device, a Rogowski coil (air-core coil) is provided around the conductor to be measured. By detecting the voltage induced in the coil, the current flowing through the conductor under test is measured.

以下の特許文献１には、ゼロフラックス方式の電流測定装置の一例が開示されている。また、以下の特許文献２には、複数の磁気センサを用いた電流測定装置が開示されている。具体的に、以下の特許文献２に開示された電流測定装置は、被測定導体に対してそれぞれ異なる距離をとって２つの磁気センサを配置し、これら磁気センサの出力から磁気センサと被測定導体との距離を求め、求めた距離を用いて被測定導体に流れる電流の大きさを求めている。 Patent Literature 1 below discloses an example of a zero-flux current measuring device. Further, Patent Document 2 below discloses a current measuring device using a plurality of magnetic sensors. Specifically, in the current measuring device disclosed in Patent Document 2 below, two magnetic sensors are arranged at different distances from the conductor to be measured, and the output of the magnetic sensor and the conductor to be measured are obtained from the outputs of these magnetic sensors. , and the magnitude of the current flowing through the conductor under test is obtained using the obtained distance.

特開２００５－５５３００号公報JP-A-2005-55300 特開２０１１－１６４０１９号公報JP 2011-164019 A

ところで、近年、ハイブリッド自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）や電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）の開発工程において、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）等のパワー半導体のピンに流れる電流や、組み立て後のバスバーに流れる電流を直接的に測定したいという要求がある。パワー半導体はピンのピッチが狭いものが多く、バスバーは周辺のスペースが限られている場所に設置されることがあり、このようなパワー半導体やバスバー等に対して、電流測定時の設置を柔軟に行うことが可能な電流測定装置が望まれている。また、ハイブリッド自動車や電気自動車では、例えばバッテリから供給される直流電流やモータに流れる交流電流が取り扱われるため、直流電流及び低周波（例えば、十［Ｈｚ］程度）の交流電流を非接触で測定可能な電流測定装置が望まれている。 By the way, in recent years, in the development process of hybrid vehicles (HVs) and electric vehicles (EVs: electric vehicles), the current flowing in the pins of power semiconductors such as SiC (silicon carbide) and the current flowing in bus bars after assembly There is a demand for direct measurement. Many power semiconductors have narrow pin pitches, and busbars are sometimes installed in places where the surrounding space is limited. What is desired is a current measurement device that can perform In addition, in hybrid vehicles and electric vehicles, for example, DC current supplied from a battery and AC current flowing in a motor are handled, so DC current and low-frequency (for example, about ten [Hz]) AC current can be measured without contact. A capable current measuring device is desired.

しかしながら、上述した特許文献１に開示されたゼロフラックス方式の電流測定装置は、ある程度の大きさを有する磁気コアを被測定導体の周囲に設ける必要があることから、狭い場所への設置が困難であるという問題がある。また、上述したロゴスキー方式の電流測定装置は、ロゴスキーコイルに誘起される電圧を検出していることから、原理的に直流電流の測定を行うことはできないという問題がある。また低周波領域では、出力信号が微弱であるとともに位相がずれるため、測定精度が悪いという問題がある。また、上述した特許文献２に開示された電流測定装置は、磁気センサの感磁方向を被測定導体の円周方向に一致させる必要があることから、磁気センサの配置が制限されてしまい柔軟な配置が困難であるという問題がある。 However, the zero-flux current measuring device disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 requires a magnetic core having a certain size to be provided around the conductor to be measured, making it difficult to install in a narrow space. There is a problem that there is Further, since the Rogowski-type current measuring device described above detects the voltage induced in the Rogowski coil, there is a problem that it cannot measure a direct current in principle. In addition, in the low-frequency region, the output signal is weak and out of phase, resulting in poor measurement accuracy. Further, in the current measuring device disclosed in Patent Document 2 mentioned above, the magnetism sensing direction of the magnetic sensor must be aligned with the circumferential direction of the conductor to be measured. There is a problem that the arrangement is difficult.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、柔軟な配置が可能であり、直流電流及び低周波の交流電流を非接触で直接的に測定することができる電流測定装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a current measuring device which can be arranged flexibly and which can directly measure direct current and low-frequency alternating current without contact. aim.

上記課題を解決するために、本発明の一態様による電流測定装置は、被測定導体（ＭＣ）に流れる電流（Ｉ）を測定する電流測定装置（１）であって、各々の感磁方向が互いに平行になるように、予め規定された間隔をもって配置された２つの三軸磁気センサ（１１、１２）と、前記２つの三軸磁気センサの検出結果と前記２つの三軸磁気センサの間隔（ｄ）とに基づいて、前記被測定導体に流れる電流を求める演算部（２４）と、を備える。
また、本発明の一態様による電流測定装置は、前記演算部が、前記２つの三軸磁気センサの検出結果と前記２つの三軸磁気センサの間隔とに基づいて、前記被測定導体に対する前記２つの三軸磁気センサの何れか一方の距離を推定する距離推定部（２４ｂ）と、前記距離推定部によって推定された距離と、前記２つの三軸磁気センサの何れか一方の検出結果とに基づいて、前記被測定導体に流れる電流を求める電流算出部（２４ｃ）と、を備える。
また、本発明の一態様による電流測定装置は、前記演算部が、前記２つの三軸磁気センサの検出結果に含まれる雑音成分を除去する雑音除去部（２４ａ）を更に備えており、前記雑音除去部によって雑音成分が除去された前記２つの三軸磁気センサの検出結果を用いて前記被測定導体に流れる電流を求める。
また、本発明の一態様による電流測定装置は、前記雑音除去部が、予め規定された一定の期間毎に得られる、前記２つの三軸磁気センサの検出結果の各々に対し、平均化処理又は二乗和平方根処理を個別に行うことで、前記２つの三軸磁気センサの検出結果に含まれる雑音成分をそれぞれ除去する。
また、本発明の一態様による電流測定装置は、前記２つの三軸磁気センサを備えるセンサヘッド（１０）と、前記演算部を備える回路部（２０）と、を備える。
また、本発明の一態様による電流測定装置は、前記２つの三軸磁気センサの検出結果を示す信号が、ディジタル信号である。 In order to solve the above problems, a current measuring device according to one aspect of the present invention is a current measuring device (1) for measuring a current (I) flowing through a conductor (MC) to be measured, wherein each magnetosensitive direction is Two triaxial magnetic sensors (11, 12) arranged at a predetermined interval so as to be parallel to each other, the detection results of the two triaxial magnetic sensors and the interval between the two triaxial magnetic sensors ( d), and a calculation unit (24) for obtaining the current flowing in the conductor under test based on the above.
Further, in the current measuring device according to one aspect of the present invention, the computing unit calculates the two currents for the conductor under test based on the detection results of the two triaxial magnetic sensors and the distance between the two triaxial magnetic sensors. a distance estimating unit (24b) for estimating the distance of one of the three three-axis magnetic sensors, the distance estimated by the distance estimating unit, and the detection result of one of the two three-axis magnetic sensors and a current calculator (24c) for obtaining the current flowing through the conductor under test.
Further, in the current measuring device according to one aspect of the present invention, the calculation unit further includes a noise removal unit (24a) for removing noise components contained in the detection results of the two triaxial magnetic sensors, and the noise Using the detection results of the two triaxial magnetic sensors from which the noise component has been removed by the removal unit, the current flowing through the conductor under test is obtained.
Further, in the current measuring device according to one aspect of the present invention, the noise elimination unit performs averaging or Noise components contained in the detection results of the two triaxial magnetic sensors are removed by individually performing the root-sum-of-squares process.
Further, a current measuring device according to one aspect of the present invention includes a sensor head (10) including the two triaxial magnetic sensors, and a circuit section (20) including the arithmetic unit.
Also, in the current measuring device according to one aspect of the present invention, the signals indicating the detection results of the two triaxial magnetic sensors are digital signals.

本発明によれば、柔軟な配置が可能であり、直流電流及び低周波の交流電流を非接触で直接的に測定することができるという効果がある。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, flexible arrangement|positioning is possible and there exists an effect that a direct current and a low frequency alternating current can be directly measured by non-contact.

本発明の一実施形態による電流測定装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the current measuring apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電流測定装置の要部構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the main configuration of a current measuring device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態による電流測定装置による電流の測定原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement principle of the current by the current measuring apparatus by one Embodiment of this invention. 被測定導体及び三軸磁気センサを、図３中の方向Ｄ１から見た図である。FIG. 4 is a view of the conductor to be measured and the triaxial magnetic sensor viewed from direction D1 in FIG. 3; 三軸磁気センサのＹ方向における間隔Ｌを求める方法を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a method of obtaining the interval L in the Y direction between the three-axis magnetic sensors; 本発明の一実施形態による電流測定装置の動作の概要を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an overview of the operation of the current measuring device according to one embodiment of the present invention;

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による電流測定装置について詳細に説明する。 Hereinafter, a current measuring device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〈電流測定装置の構成〉
図１は、本発明の一実施形態による電流測定装置を模式的に示す図である。図１に示す通り、本実施形態の電流測定装置１は、ケーブルＣＢによって接続されたセンサヘッド１０及び回路部２０を備えており、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを非接触で直接的に測定する。尚、被測定導体ＭＣは、例えばパワー半導体のピンやバスバー等の任意の導体である。以下では、説明を簡単にするために、被測定導体ＭＣは、円柱形状の導電であるとする。 <Configuration of current measuring device>
FIG. 1 is a diagram schematically showing a current measuring device according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the current measuring device 1 of this embodiment includes a sensor head 10 and a circuit section 20 connected by a cable CB, and directly measures the current I flowing through the conductor MC to be measured without contact. do. Incidentally, the conductor MC to be measured is an arbitrary conductor such as a pin of a power semiconductor, a bus bar, or the like. In the following, for the sake of simplification of explanation, it is assumed that the conductor MC to be measured is a cylindrical conductor.

センサヘッド１０は、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを非接触で測定するために、被測定導体ＭＣに対して任意の位置に任意の姿勢で配置される部材である。このセンサヘッド１０は、電流Ｉによって生成される磁界（例えば、図１中に示す磁界Ｈ１，Ｈ２）を遮らない材質（例えば、樹脂等）によって形成されている。このセンサヘッド１０は、いわば被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを非接触で測定するためのプローブとして用いられるものである。 The sensor head 10 is a member arranged at an arbitrary position and in an arbitrary posture with respect to the conductor MC to be measured in order to measure the current I flowing through the conductor MC to be measured without contact. The sensor head 10 is made of a material (such as resin) that does not block the magnetic field generated by the current I (such as the magnetic fields H1 and H2 shown in FIG. 1). The sensor head 10 is used as a probe for non-contact measurement of the current I flowing through the conductor MC to be measured.

センサヘッド１０には、２つの三軸磁気センサ１１，１２が設けられている。三軸磁気センサ１１，１２は、互いに直交する三軸に感磁方向を有する磁気センサである。三軸磁気センサ１１，１２は、各々の感磁方向が互いに平行になるように、予め規定された間隔をもって配置されている。例えば、三軸磁気センサ１１，１２の第１軸が平行になり、三軸磁気センサ１１，１２の第２軸が平行になり、且つ三軸磁気センサ１１，１２の第３軸が平行になり、所定の方向に所定の距離だけ離間するように配置されている。尚、以下では、三軸磁気センサ１１，１２は、第１軸方向に所定の距離だけ離間するように配列されているとする。 The sensor head 10 is provided with two triaxial magnetic sensors 11 and 12 . The three-axis magnetic sensors 11 and 12 are magnetic sensors having magnetic sensing directions along three axes orthogonal to each other. The three-axis magnetic sensors 11 and 12 are arranged with a predetermined interval so that their magnetic sensing directions are parallel to each other. For example, the first axes of the triaxial magnetic sensors 11 and 12 are parallel, the second axes of the triaxial magnetic sensors 11 and 12 are parallel, and the third axes of the triaxial magnetic sensors 11 and 12 are parallel. , are spaced apart by a predetermined distance in a predetermined direction. In the following, it is assumed that the three-axis magnetic sensors 11 and 12 are arranged so as to be separated from each other by a predetermined distance in the first axis direction.

三軸磁気センサ１１，１２の検出結果を示す信号は、アナログ信号及びディジタル信号の何れでも良いが、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果を示す信号がディジタル信号である場合には、センサヘッド１０と回路部２０とを接続するケーブルＣＢの本数を少なくすることができる。例えば、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果を示す信号がアナログ信号である場合には、三軸磁気センサ１１，１２の各々について三軸の検出結果を出力する３本のケーブルＣＢがそれぞれ必要になるため、計６本のケーブルＣＢが必要になるが、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果を示す信号がディジタル信号である場合には、１本のケーブルＣＢのみで良い。ケーブルＣＢの本数が少ないと、ケーブルＣＢの屈曲性が向上するため、例えばセンサヘッド１０を狭い空間内に配置する際にハンドリングが容易になる。 The signals indicating the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 may be either analog signals or digital signals. 10 and the circuit part 20 can be reduced in the number of cables CB. For example, if the signals indicating the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 are analog signals, each of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 requires three cables CB for outputting the three-axis detection results. Therefore, a total of six cables CB are required. However, if the signals indicating the detection results of the triaxial magnetic sensors 11 and 12 are digital signals, only one cable CB is sufficient. If the number of cables CB is small, the bendability of the cables CB is improved, so that handling is facilitated when the sensor head 10 is arranged in a narrow space, for example.

回路部２０は、センサヘッド１０から出力される検出結果（三軸磁気センサ１１，１２の検出結果）に基づいて、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを測定する。回路部２０は、電流Ｉの測定結果を表示し、或いは外部に出力する。センサヘッド１０と回路部２０とを接続するケーブルＣＢとしては任意のものを用いることができるが、可撓性を有し、取り回しが用意であり、且つ断線が生じ難いものが望ましい。 The circuit unit 20 measures the current I flowing through the conductor MC to be measured based on the detection results output from the sensor head 10 (detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12). The circuit section 20 displays the measurement result of the current I or outputs it to the outside. Any cable can be used as the cable CB that connects the sensor head 10 and the circuit section 20, but it is preferable to use a cable that is flexible, easy to handle, and resistant to disconnection.

図２は、本発明の一実施形態による電流測定装置の要部構成を示すブロック図である。尚、図２では、図１に示した構成に対応するブロックについては、同一の符号を付してある。以下では、主に、図２を参照して回路部２０の内部構成の詳細について説明する。図２に示す通り、回路部２０は、操作部２１、表示部２２、メモリ２３、及び演算部２４を備える。 FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration of the current measuring device according to one embodiment of the present invention. In FIG. 2, blocks corresponding to the configuration shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Details of the internal configuration of the circuit section 20 will be mainly described below with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the circuit section 20 includes an operation section 21, a display section 22, a memory 23, and a calculation section 24. FIG.

操作部２１は、例えば電源ボタン、設定ボタン等の各種ボタンを備えており、各種ボタンに対する操作指示を示す信号を演算部２４に出力する。表示部２２は、例えば例えば７セグメントＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）表示器、液晶表示装置等の表示装置を備えており、演算部２４から出力される各種情報（例えば、電流Ｉの測定結果を示す情報）を表示する。尚、操作部２１及び表示部２２は、物理的に分離されたものであっても良く、表示機能と操作機能とを兼ね備えるタッチパネル式の液晶表示装置のように物理的に一体化されたものであっても良い。 The operation unit 21 includes various buttons such as a power button and a setting button, and outputs signals indicating operation instructions to the various buttons to the calculation unit 24 . The display unit 22 includes a display device such as, for example, a 7-segment LED (Light Emitting Diode) display or a liquid crystal display device, and various information output from the calculation unit 24 (for example, the measurement result of the current I information) is displayed. Note that the operation unit 21 and the display unit 22 may be physically separated, and may be physically integrated like a touch panel type liquid crystal display device having both a display function and an operation function. It can be.

メモリ２３は、例えば揮発性又は不揮発性の半導体メモリを備えており、センサヘッド１０から出力される三軸磁気センサ１１，１２の検出結果、演算部２４の演算結果（電流Ｉの測定結果）等を記憶する。尚、メモリ２３は、上記の半導体メモリとともに（或いは、上記の半導体メモリに代えて）、例えばＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）等の補助記憶装置を備えていても良い。 The memory 23 includes, for example, a volatile or nonvolatile semiconductor memory, and stores the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 output from the sensor head 10, the calculation results of the calculation unit 24 (measurement results of the current I), and the like. memorize The memory 23 may include an auxiliary storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive) in addition to the semiconductor memory (or instead of the semiconductor memory).

演算部２４は、センサヘッド１０から出力される三軸磁気センサ１１，１２の検出結果をメモリ２３に記憶させる。また、演算部２４は、メモリ２３に記憶された三軸磁気センサ１１，１２の検出結果を読み出して、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを求める演算を行う。この演算部２４は、雑音除去部２４ａ、距離推定部２４ｂ、及び電流算出部２４ｃを備える。 The calculation unit 24 causes the memory 23 to store the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 output from the sensor head 10 . Further, the calculation unit 24 reads out the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 stored in the memory 23, and calculates the current I flowing through the conductor MC to be measured. The calculator 24 includes a noise remover 24a, a distance estimator 24b, and a current calculator 24c.

雑音除去部２４ａは、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果に含まれる雑音成分を除去する。具体的に、雑音除去部２４ａは、予め規定された一定の期間（例えば、１秒）毎に、三軸磁気センサ１１，１２の各々から得られる複数の検出結果に対し、平均化処理又は二乗和平方根処理を個別に行うことで、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果に含まれる雑音成分を除去する。尚、三軸磁気センサ１１，１２からは三軸の検出結果がそれぞれ出力されるが、雑音除去部２４ａによる雑音成分の除去は、各軸の検出結果に対して個別に行われる。このような雑音除去を行うのは、三軸磁気センサ１１，１２のＳＮ比（信号対雑音比）を向上させて、電流Ｉの測定精度を高めるためである。 The noise elimination unit 24a eliminates noise components contained in the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12. FIG. Specifically, the noise elimination unit 24a averages or squares a plurality of detection results obtained from each of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 at predetermined intervals (for example, one second). Noise components contained in the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 are removed by individually performing the sum square root processing. The three-axis magnetic sensors 11 and 12 output three-axis detection results, respectively, and noise components are removed by the noise removal unit 24a separately for each axis detection result. The purpose of such noise removal is to improve the SN ratio (signal-to-noise ratio) of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 and improve the measurement accuracy of the current I.

距離推定部２４ｂは、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果と三軸磁気センサ１１，１２の間隔とに基づいて、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１１，１２の何れか一方の距離を推定する。尚、本実施形態では、距離推定部２４ｂは、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離を推定するものとする。このような距離の推定を行うのは、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを測定するためである。尚、距離推定部２４ｂで行われる処理の詳細については後述する。 Based on the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 and the distance between the three-axis magnetic sensors 11 and 12, the distance estimation unit 24b estimates the distance of either one of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 from the conductor MC to be measured. presume. In this embodiment, the distance estimator 24b estimates the distance of the three-axis magnetic sensor 12 to the conductor MC to be measured. Such distance estimation is performed in order to measure the current I flowing through the conductor MC under test. Details of the processing performed by the distance estimation unit 24b will be described later.

電流算出部２４ｃは、距離推定部２４ｂによって推定された距離と、三軸磁気センサ１１，１２の何れか一方の検出結果とに基づいて、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを求める。尚、本実施形態では、電流算出部２４ｃは、距離推定部２４ｂによって推定された距離と、被測定導体ＭＣに対する距離が推定された三軸磁気センサ１２の検出結果とに基づいて、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを求めるものとする。尚、電流算出部２４ｃで行われる処理の詳細については後述する。 Based on the distance estimated by the distance estimator 24b and the detection result of one of the three-axis magnetic sensors 11 and 12, the current calculator 24c obtains the current I flowing through the conductor MC under measurement. In the present embodiment, the current calculator 24c calculates the conductor to be measured based on the distance estimated by the distance estimator 24b and the detection result of the three-axis magnetic sensor 12 from which the distance to the conductor to be measured MC is estimated. Assume that the current I flowing through MC is to be obtained. The details of the processing performed by the current calculator 24c will be described later.

ここで、図１，図２に示す通り、回路部２０は、センサヘッド１０と分離されており、ケーブルＣＢを介してセンサヘッド１０に接続されている。このような構成にすることで、磁界検出機能（三軸磁気センサ１１，１２）と演算機能（演算部２４）とを分離することができ、演算部２４がセンサヘッド１０内に設けられている場合に生ずる諸問題（例えば、温度特性、絶縁耐性）等を回避することができ、これにより電流測定装置１の用途を拡げることができる。 Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the circuit section 20 is separated from the sensor head 10 and connected to the sensor head 10 via the cable CB. With such a configuration, the magnetic field detection function (three-axis magnetic sensors 11 and 12) and the calculation function (calculation unit 24) can be separated, and the calculation unit 24 is provided inside the sensor head 10. It is possible to avoid various problems (for example, temperature characteristics, insulation resistance), etc. that may arise in some cases, thereby expanding the application of the current measuring device 1 .

〈電流の測定原理〉
次に、電流測定装置１による電流の測定原理について説明する。図３は、本発明の一実施形態による電流測定装置による電流の測定原理を説明するための図である。まず、図３に示す通り、センサヘッド１０のみに係る座標系（ｘｙｚ直交座標系）と、被測定導体ＭＣ及びセンサヘッド１０の双方に係る座標系（ＸＹＺ直交座標系）との２つの座標系を設定する。尚、図示の都合上、ＸＹＺ直交座標系は、原点位置をずらして図示しているが、ＸＹＺ直交座標系の原点は、ｘｙｚ直交座標系の原点と同じ位置である。 <Current measurement principle>
Next, the principle of current measurement by the current measuring device 1 will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of current measurement by the current measuring device according to one embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 3, there are two coordinate systems: a coordinate system (xyz orthogonal coordinate system) related only to the sensor head 10 and a coordinate system (XYZ orthogonal coordinate system) related to both the conductor MC to be measured and the sensor head 10. set. For convenience of illustration, the XYZ orthogonal coordinate system is illustrated with its origin position shifted, but the origin of the XYZ orthogonal coordinate system is the same position as the origin of the xyz orthogonal coordinate system.

ｘｙｚ直交座標系は、センサヘッド１０の位置及び姿勢に応じて規定される座標系である。このｘｙｚ直交座標系は、三軸磁気センサ１１の位置に原点が設定されており、三軸磁気センサ１１，１２の配列方向（第１軸方向）にｘ軸が設定されており、三軸磁気センサ１１，１２の第２軸方向にｙ軸が設定されており、三軸磁気センサ１１，１２の第３軸方向にｚ軸が設定されている。尚、三軸磁気センサ１１，１２のｘ方向の間隔はｄ［ｍ］であるとする。従って、三軸磁気センサ１１は、ｘｙｚ直交座標系の座標（０，０，０）に配置されており、三軸磁気センサ１２は、ｘｙｚ直交座標系の座標（ｄ，０，０）に配置されているということができる。 The xyz orthogonal coordinate system is a coordinate system defined according to the position and orientation of the sensor head 10 . In this xyz orthogonal coordinate system, the origin is set at the position of the three-axis magnetic sensor 11, and the x-axis is set in the arrangement direction (first axis direction) of the three-axis magnetic sensors 11 and 12. The y-axis is set in the second axial direction of the sensors 11 and 12 , and the z-axis is set in the third axial direction of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 . It is assumed that the distance between the triaxial magnetic sensors 11 and 12 in the x direction is d [m]. Therefore, the triaxial magnetic sensor 11 is arranged at coordinates (0, 0, 0) of the xyz orthogonal coordinate system, and the triaxial magnetic sensor 12 is arranged at coordinates (d, 0, 0) of the xyz orthogonal coordinate system. It can be said that

ＸＹＺ座標系は、被測定導体ＭＣとセンサヘッド１０との相対的な位置関係に応じて規定される座標系である。このＸＹＺ直交座標系は、三軸磁気センサ１１の位置に原点が設定されており、被測定導体ＭＣの長手方向（電流Ｉの方向）と平行になるようにＸ軸が設定されており、原点位置（三軸磁気センサ１１の位置）における磁界Ｈ１の方向にＹ軸が設定される。尚、Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向に設定される。 The XYZ coordinate system is a coordinate system defined according to the relative positional relationship between the conductor MC to be measured and the sensor head 10 . In this XYZ orthogonal coordinate system, the origin is set at the position of the triaxial magnetic sensor 11, the X axis is set so as to be parallel to the longitudinal direction of the conductor MC to be measured (the direction of the current I), and the origin The Y-axis is set in the direction of the magnetic field H1 at the position (the position of the three-axis magnetic sensor 11). Note that the Z-axis is set in a direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis.

図３に示す通り、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１１の距離をｒ１とし、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離をｒ２とする。尚、距離ｒ１は、三軸磁気センサ１１から被測定導体ＭＣに垂直に下ろした線分の長さであり、距離ｒ２は、三軸磁気センサ１２から被測定導体ＭＣに垂直に下ろした線分の長さである。また、電流Ｉによって三軸磁気センサ１１の位置に形成される磁界をＨ１とし、電流Ｉによって三軸磁気センサ１２の位置に形成される磁界をＨ２とする。ここで、上記の磁界Ｈ１，Ｈ２は、三軸磁気センサ１１，１２によって検出することができるが、磁界Ｈ１，Ｈ２のみでは距離ｒ１，ｒ２を検出することはできない点に注意されたい。 As shown in FIG. 3, the distance of the triaxial magnetic sensor 11 from the conductor MC to be measured is r1, and the distance of the triaxial magnetic sensor 12 from the conductor MC to be measured is r2. Note that the distance r1 is the length of a line segment drawn vertically from the triaxial magnetic sensor 11 to the conductor MC to be measured, and the distance r2 is the length of a line segment drawn vertically from the triaxial magnetic sensor 12 to the conductor MC to be measured. is the length of The magnetic field formed at the position of the three-axis magnetic sensor 11 by the current I is H1, and the magnetic field formed at the position of the three-axis magnetic sensor 12 by the current I is H2. Note that the magnetic fields H1 and H2 can be detected by the three-axis magnetic sensors 11 and 12, but the distances r1 and r2 cannot be detected with the magnetic fields H1 and H2 alone.

図４は、被測定導体及び三軸磁気センサを、図３中の方向Ｄ１から見た図である。図３中の方向Ｄ１は、被測定導体ＭＣの長手方向に沿う方向（電流Ｉが流れる方向とは反対の方向）である。尚、図４においては、理解を容易にするためにセンサヘッド１０の図示を省略して、被測定導体ＭＣ及び三軸磁気センサ１１，１２を図示している。また、図４においても、図３と同様に、原点位置をずらしてＸＹＺ直交座標系を図示している。 FIG. 4 is a diagram of the conductor to be measured and the triaxial magnetic sensor viewed from the direction D1 in FIG. A direction D1 in FIG. 3 is a direction along the longitudinal direction of the conductor under test MC (a direction opposite to the direction in which the current I flows). In FIG. 4, the sensor head 10 is omitted to facilitate understanding, and the conductor MC to be measured and the three-axis magnetic sensors 11 and 12 are shown. Also, in FIG. 4, as in FIG. 3, the XYZ orthogonal coordinate system is illustrated with the origin position shifted.

図４に示す通り、紙面に対して垂直なＸ方向（－Ｘ方向）に流れる電流Ｉによって、三軸磁気センサ１１，１２の位置に形成される磁界Ｈ１，Ｈ２は、Ｘ軸に直交するものになる。従って、図４に示す通り、電流Ｉが流れる方向と直交するＹＺ平面に、三軸磁気センサ１１，１２の位置に形成される磁界Ｈ１，Ｈ２を、その大きさを変えることなく射影することができる。 As shown in FIG. 4, the magnetic fields H1 and H2 formed at the positions of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 by the current I flowing in the X direction (−X direction) perpendicular to the plane of the paper are perpendicular to the X axis. become. Therefore, as shown in FIG. 4, the magnetic fields H1 and H2 formed at the positions of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 can be projected onto the YZ plane orthogonal to the direction in which the current I flows without changing their magnitudes. can.

三軸磁気センサ１１の位置に形成される磁界Ｈ１は、三軸磁気センサ１１から被測定導体ＭＣに垂直に下ろした線分に直交する。また、三軸磁気センサ１２の位置に形成される磁界Ｈ２は、三軸磁気センサ１２から被測定導体ＭＣに垂直に下ろした線分に直交する。従って、上記の線分同士がなす角θ２は、磁界Ｈ１と磁界Ｈ２とがなす角θ１に等しくなる。このため、三軸磁気センサ１１，１２のＹ方向における間隔Ｌは、以下の（１）式で表される。

The magnetic field H1 formed at the position of the triaxial magnetic sensor 11 is orthogonal to a line segment drawn vertically from the triaxial magnetic sensor 11 to the conductor MC to be measured. Also, the magnetic field H2 formed at the position of the triaxial magnetic sensor 12 is perpendicular to the line segment drawn vertically from the triaxial magnetic sensor 12 to the conductor MC to be measured. Therefore, the angle .theta.2 between the line segments is equal to the angle .theta.1 between the magnetic field H1 and the magnetic field H2. Therefore, the distance L between the three-axis

magnetic sensors

11 and 12 in the Y direction is expressed by the following equation (1).

ここで、上述の通り、上記の角θ１は、ベクトルで表される磁界Ｈ１と磁界Ｈ２とのなす角である。このため、角θ１は、ベクトルの内積公式を用いて以下の（２）式で表される。

Here, as described above, the angle θ1 is the angle between the magnetic field H1 and the magnetic field H2 represented by a vector. Therefore, the angle θ1 is represented by the following equation (2) using the vector inner product formula.

上記（２）式を変形して上記（１）に代入すると、以下の（３）式が得られる。

By transforming the above formula (2) and substituting it into the above (1), the following formula (3) is obtained.

上記（３)式中の磁界Ｈ１，Ｈ２は、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果である。このため、上記の間隔Ｌが分かれば、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離ｒ２を求める（推定する）ことができる。そして、距離ｒ２を求める（推定する）ことができれば、その距離ｒ２と三軸磁気センサ１２で検出される磁界Ｈ２とを用いて、アンペールの法則から電流Ｉを測定することができる。以下、距離ｒ２（電流Ｉを測定するために必要となる距離）を求めるために必要となる三軸磁気センサ１１，１２のＹ方向における間隔Ｌを求める方法について説明する。 The magnetic fields H1 and H2 in the above equation (3) are the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12, respectively. Therefore, if the distance L is known, it is possible to obtain (estimate) the distance r2 of the three-axis magnetic sensor 12 with respect to the conductor MC to be measured. Then, if the distance r2 can be obtained (estimated), the current I can be measured from Ampere's law using the distance r2 and the magnetic field H2 detected by the three-axis magnetic sensor 12 . A method for obtaining the distance L in the Y direction between the three-axis magnetic sensors 11 and 12, which is necessary for obtaining the distance r2 (distance required for measuring the current I), will be described below.

図５は、三軸磁気センサのＹ方向における間隔Ｌを求める方法を説明するための図である。尚、図５（ａ）は、ｘｙｚ座標系を＋ｚ側から－ｚ側の方向に見た図であり、図５（ｂ）は、ｘｙｚ座標系を＋ｘ側から－ｘ側の方向に見た図であり、図５（ｃ）は、ｘｙｚ座標系を＋ｙ側から－ｙ側の方向に見た図である。本実施形態では、ＸＹＺ座標系を回転させてｘｙｚ座標系に一致させる操作を行って、三軸磁気センサ１１，１２のＹ方向における間隔Ｌを求めている。尚、かかる操作を行うことで、三軸磁気センサ１１の位置における磁界はｙ成分のみになり、被測定導体ＭＣはｙｚ平面と直交した状態（ｘ軸と平行な状態）になる。 FIG. 5 is a diagram for explaining a method of obtaining the distance L in the Y direction between the three-axis magnetic sensors. 5(a) is a view of the xyz coordinate system viewed from the +z side to the -z side, and FIG. 5(b) is a view of the xyz coordinate system viewed from the +x side to the -x side. FIG. 5(c) is a diagram of the xyz coordinate system viewed from the +y side to the −y side. In this embodiment, the XYZ coordinate system is rotated to match the xyz coordinate system, and the distance L between the three-axis magnetic sensors 11 and 12 in the Y direction is obtained. By performing such an operation, the magnetic field at the position of the triaxial magnetic sensor 11 becomes only the y component, and the conductor MC to be measured becomes perpendicular to the yz plane (parallel to the x axis).

具体的には、まず、図５（ａ）に示す通り、ＸＹＺ座標系をｚ軸の周りで角αだけ回転させて、磁界Ｈ１（Ｙ軸）をｙｚ平面に配置する操作を行う。ここで、三軸磁気センサ１１で検出される磁界Ｈ１のｘ成分をＨ１_ｘとし、ｙ成分をＨ１_ｙとし、ｚ成分をＨ１_ｚとすると、上記の角αは、以下の（４）式で表される。また、かかる操作を行った後の三軸磁気センサ１２の位置Ｐ１は、以下の（５）式で表される。 Specifically, first, as shown in FIG. 5A, the XYZ coordinate system is rotated around the z-axis by an angle α to place the magnetic field H1 (Y-axis) on the yz-plane. Here, if the x component of the magnetic field H1 detected by the three-axis magnetic sensor 11 is H1 _x , the y component is H1 _y , and the z component is H1 _z , the angle α is given by the following equation (4): expressed. Moreover, the position P1 of the triaxial magnetic sensor 12 after performing such an operation is represented by the following equation (5).

次に、図５（ｂ）に示す通り、ＸＹＺ座標系をｘ軸の周りで角βだけ回転させて、磁界Ｈ１（Ｙ軸）をｙ軸上に配置する操作を行う。上記の角βは、以下の（６）式で表される。また、かかる操作を行った後の三軸磁気センサ１２の位置Ｐ２は、以下の（７）式で表される。 Next, as shown in FIG. 5(b), the XYZ coordinate system is rotated around the x-axis by an angle β to arrange the magnetic field H1 (Y-axis) on the y-axis. The above angle β is represented by the following equation (6). Also, the position P2 of the triaxial magnetic sensor 12 after performing such an operation is represented by the following equation (7).

次いで、図５（ｃ）に示す通り、ＸＹＺ座標系をｙ軸の周りで角γだけ回転させて、被測定導体ＭＣをｙｚ平面と直交させる操作を行う。このとき、ｙ座標は変化しないことから、かかる操作を行った後の三軸磁気センサ１２の位置Ｐ３のｙ座標は、ｄ・ｓｉｎα・ｃｏｓβである。 Next, as shown in FIG. 5(c), the XYZ coordinate system is rotated about the y-axis by an angle γ to make the conductor MC to be measured orthogonal to the yz-plane. At this time, since the y-coordinate does not change, the y-coordinate of the position P3 of the three-axis magnetic sensor 12 after such operation is d·sinα·cosβ.

以上の操作を行うことにより、三軸磁気センサ１１，１２のＹ方向（ｙ方向）における間隔Ｌは、三軸磁気センサ１２の位置Ｐ３のｙ座標（ｄ・ｓｉｎα・ｃｏｓβ）と等しくなる。すると、上記（１）式は、上記（４）式及び上記（６）式を用いて以下の（８）式に変形することができる。この（８）式を参照すると、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果と三軸磁気センサ１１，１２の間隔ｄとから、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離ｒ２が求められる（推定される）ことが分かる。 By performing the above operations, the distance L between the triaxial magnetic sensors 11 and 12 in the Y direction (y direction) becomes equal to the y coordinate (d·sinα·cosβ) of the position P3 of the triaxial magnetic sensor 12 . Then, the above equation (1) can be transformed into the following equation (8) using the above equations (4) and (6). Referring to the formula (8), the distance r2 of the triaxial magnetic sensor 12 from the conductor MC to be measured can be obtained from the detection results of the triaxial magnetic sensors 11 and 12 and the distance d between the triaxial magnetic sensors 11 and 12 ( estimated).

被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離ｒ２が求められると、アンペールの法則から被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを求めることができる。具体的には、以下の（９）式から、電流Ｉを求めることができる。この（９）式を参照すると、定数（２π）、上記の距離ｒ２、及び三軸磁気センサ１２の検出結果（Ｈ２）から電流Ｉが求められることが分かる。 Once the distance r2 of the triaxial magnetic sensor 12 with respect to the conductor MC to be measured is obtained, the current I flowing through the conductor MC to be measured can be obtained from Ampere's law. Specifically, the current I can be obtained from the following equation (9). Referring to the equation (9), it can be seen that the current I can be obtained from the constant (2π), the distance r2, and the detection result (H2) of the three-axis magnetic sensor 12.

〈電流測定装置の動作〉
次に、電流測定装置１を用いて被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを測定する際の動作について説明する。まず、電流測定装置１のユーザは、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを測定するために、センサヘッド１０を被測定導体ＭＣに近接配置させる。尚、被測定導体ＭＣに対するセンサヘッド１０の位置及び姿勢は任意である。 <Operation of the current measuring device>
Next, the operation of measuring the current I flowing through the conductor MC to be measured using the current measuring device 1 will be described. First, the user of the current measuring device 1 places the sensor head 10 close to the conductor MC under measurement in order to measure the current I flowing through the conductor MC under measurement. The position and attitude of the sensor head 10 with respect to the conductor MC to be measured are arbitrary.

図６は、本発明の一実施形態による電流測定装置の動作の概要を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、例えば一定周期（例えば、１秒）で開始される。図６に示すフローチャートの処理が開始されると、まず三軸磁気センサ１１，１２によって、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉによって形成される磁界が検出される（ステップＳ１１）。尚、三軸磁気センサ１１，１２による磁界の検出は、例えば１秒間に１０００回程度行われる。次に、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果を示す検出データを、メモリ２３に蓄積する処理が、回路部２０の演算部２４によって行われる（ステップＳ１２）。 FIG. 6 is a flowchart outlining the operation of the current measuring device according to one embodiment of the present invention. The flowchart shown in FIG. 6 is started, for example, at regular intervals (eg, 1 second). When the process of the flowchart shown in FIG. 6 is started, first, the magnetic field formed by the current I flowing through the conductor MC to be measured is detected by the three-axis magnetic sensors 11 and 12 (step S11). The magnetic field detection by the three-axis magnetic sensors 11 and 12 is performed, for example, about 1000 times per second. Next, a process of accumulating detection data indicating detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 in the memory 23 is performed by the calculation section 24 of the circuit section 20 (step S12).

次いで、検出データから雑音を除去する処理が、雑音除去部２４ａによって行われる（ステップＳ１３）。具体的には、メモリ２３に蓄積された検出データが雑音除去部２４ａに読み出され、読み出された検出データに対して平均化処理又は二乗和平方根処理が行われることで、検出データに含まれる雑音成分を除去する処理が行われる。尚、二乗和平方根処理を行うと符号が無くなるため、別途、符号の付加を行う。ここで、三軸磁気センサ１１，１２からは、三軸の検出結果を出力する３種類の検出データがそれぞれ出力される。雑音除去部２４ａによる雑音成分の除去は、各軸の検出データに対して個別に行われる。 Next, a process of removing noise from the detected data is performed by the noise remover 24a (step S13). Specifically, the detection data stored in the memory 23 is read out to the noise elimination unit 24a, and the read detection data is subjected to averaging processing or square root sum processing, thereby reducing the noise contained in the detection data. processing is performed to remove the noise component that is Since the sign disappears when the square-sum-square-root processing is performed, the sign is added separately. Here, the three-axis magnetic sensors 11 and 12 respectively output three types of detection data outputting three-axis detection results. The removal of noise components by the noise remover 24a is individually performed on the detection data of each axis.

続いて、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離ｒ２を推定する処理が、距離推定部２４ｂによって行われる（ステップＳ１４）。具体的には、ステップＳ１３で雑音が除去された検出データと、予め入力されている三軸磁気センサ１１，１２の間隔ｄを示すデータとを用い、前述した（８）式に示される演算を行って、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離ｒ２を推定する処理が距離推定部２４ｂによって行われる。 Subsequently, the process of estimating the distance r2 of the triaxial magnetic sensor 12 with respect to the conductor MC to be measured is performed by the distance estimating section 24b (step S14). Specifically, using the detection data from which noise has been removed in step S13 and data indicating the distance d between the three-axis magnetic sensors 11 and 12 that has been input in advance, the calculation shown in the above-described equation (8) is performed. Then, the distance estimating section 24b performs the process of estimating the distance r2 of the triaxial magnetic sensor 12 with respect to the conductor MC to be measured.

以上の処理が終了すると、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを算出する処理が、演算部２４の電流算出部２４ｃによって行われる（ステップＳ１５）。具体的には、ステップＳ１４で推定された距離ｒ２と、ステップＳ１３で雑音が除去された三軸磁気センサ１２の検出データとを用い、前述した（９）式に示される演算を行って、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを算出する処理が、演算部２４の電流算出部２４ｃによって行われる。このようにして、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉが非接触で直接的に測定される。 When the above process is finished, the process of calculating the current I flowing through the conductor MC to be measured is performed by the current calculator 24c of the calculator 24 (step S15). Specifically, using the distance r2 estimated in step S14 and the detection data of the three-axis magnetic sensor 12 from which noise has been removed in step S13, the calculation shown in the above equation (9) is performed, The current calculator 24c of the calculator 24 performs the process of calculating the current I flowing through the measurement conductor MC. Thus, the current I flowing through the conductor MC to be measured is directly measured without contact.

以上の通り、本実施形態では、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果を示す検出データと、三軸磁気センサ１１，１２の間隔ｄを示すデータとを用いて、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離ｒ２を推定し、推定した距離ｒ２と三軸磁気センサ１２の検出結果を示す検出データとを用いて被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを測定している。ここで、本実施形態では、被測定導体ＭＣに対するセンサヘッド１０の位置及び姿勢は任意で良い。また、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果は、電流Ｉが直流電流であるか交流電流であるかに拘わらず得られる。このため、本実施形態では、柔軟な配置が可能であり、直流電流及び低周波の交流電流を非接触で直接的に測定することができる。 As described above, in the present embodiment, the detection data indicating the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 and the data indicating the distance d between the three-axis magnetic sensors 11 and 12 are used to determine the three-axis magnetic field for the conductor MC to be measured. The distance r2 of the magnetic sensor 12 is estimated, and the estimated distance r2 and detection data indicating the detection result of the three-axis magnetic sensor 12 are used to measure the current I flowing through the conductor MC to be measured. Here, in this embodiment, the position and orientation of the sensor head 10 with respect to the conductor MC to be measured may be arbitrary. Moreover, the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 are obtained regardless of whether the current I is a direct current or an alternating current. Therefore, in this embodiment, flexible arrangement is possible, and direct current and low-frequency alternating current can be directly measured without contact.

また、本実施形態では、三軸磁気センサ１１，１２が設けられたセンサヘッド１０と、演算部２４が設けられた回路部２０とが分離されてケーブルＣＢによって接続されている。これにより、センサヘッド１０の取り回しが容易になり、例えば狭い場所へのセンサヘッド１０の設置も容易に行うことができるため、より柔軟な配置が可能である。 Further, in this embodiment, the sensor head 10 provided with the three-axis magnetic sensors 11 and 12 and the circuit section 20 provided with the calculation section 24 are separated and connected by the cable CB. As a result, handling of the sensor head 10 is facilitated and, for example, the sensor head 10 can be easily installed in a narrow space, so that a more flexible arrangement is possible.

以上、本発明の一実施形態による電流測定装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離ｒ２を推定し、推定した距離ｒ２を用いて被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを測定する例について説明した。しかしながら、前述した（９）式を参照すると、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉは、三軸磁気センサ１１，１２の検出結果と、三軸磁気センサ１１，１２の間隔ｄとから求められることが分かる。このため、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離ｒ２を推定することなく、前述した（９）式を用いて直接的に被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを測定するようにしても良い。 Although the current measuring device according to one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be freely modified within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the example in which the distance r2 of the triaxial magnetic sensor 12 with respect to the conductor MC under measurement is estimated and the current I flowing through the conductor under measurement MC is measured using the estimated distance r2 has been described. However, referring to the above equation (9), the current I flowing through the conductor MC to be measured can be obtained from the detection results of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 and the distance d between the three-axis magnetic sensors 11 and 12. I understand. Therefore, without estimating the distance r2 of the triaxial magnetic sensor 12 with respect to the conductor MC to be measured, the current I flowing through the conductor MC to be measured may be directly measured using the above-described equation (9). .

また、上述した実施形態では、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１２の距離ｒ２のみを推定し、推定した距離ｒ２を用いて被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを測定する例について説明した。しかしながら、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１１，１２の距離ｒ１，ｒ２を共に推定し、推定した距離ｒ１を用いて被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを求めるとともに、推定した距離ｒ２を用いて被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを求め、求めた電流Ｉを平均化することによって被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを測定するようにしても良い。 In the above-described embodiment, only the distance r2 of the triaxial magnetic sensor 12 with respect to the conductor MC under measurement is estimated, and the estimated distance r2 is used to measure the current I flowing through the conductor MC under measurement. However, both the distances r1 and r2 of the three-axis magnetic sensors 11 and 12 to the conductor MC under measurement are estimated, and the estimated distance r1 is used to obtain the current I flowing through the conductor MC under measurement. The current I flowing through the conductor MC to be measured may be obtained and averaged to measure the current I flowing through the conductor MC to be measured.

また、上述した実施形態では、三軸磁気センサ１１，１２が第１軸方向（ｘ軸方向）に間隔ｄ［ｍ］だけ離間している例について説明した。しかしながら、三軸磁気センサ１１，１２は、第２軸方向（ｙ軸方向）に離間していても良く、第３軸方向（ｚ軸方向）に離間していても良く、その他の方向に離間していても良い。つまり、三軸磁気センサ１１，１２が離間する方向は任意である。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the three-axis magnetic sensors 11 and 12 are spaced apart by the distance d [m] in the first axis direction (x-axis direction) has been described. However, the three-axis magnetic sensors 11 and 12 may be separated in the second axis direction (y-axis direction), may be separated in the third axis direction (z-axis direction), or may be separated in other directions. It's okay to be In other words, the direction in which the triaxial magnetic sensors 11 and 12 are spaced apart is arbitrary.

１電流測定装置
１０センサヘッド
１１三軸磁気センサ
１２三軸磁気センサ
２０回路部
２４演算部
２４ａ雑音除去部
２４ｂ距離推定部
２４ｃ電流算出部
Ｉ電流
ＭＣ被測定導体 1 current measuring device 10 sensor head 11 three-axis magnetic sensor 12 three-axis magnetic sensor 20 circuit unit 24 calculation unit 24a noise removal unit 24b distance estimation unit 24c current calculation unit I current MC conductor to be measured

Claims

A current measuring device for measuring a current flowing through a conductor under test,
two triaxial magnetic sensors arranged with a predetermined interval so that their magnetosensitive directions are parallel to each other;
a calculation unit that calculates the current flowing through the conductor under test based on the detection results of the two triaxial magnetic sensors and the distance between the two triaxial magnetic sensors;
with
The computing unit calculates an angle formed by the magnetic fields detected by each of the two triaxial magnetic sensors and the two triaxial a distance estimating unit for estimating the distance of one of the two three-axis magnetic sensors with respect to the conductor under test based on a first distance, which is the distance between the magnetic sensors;
a current calculator that calculates the current flowing through the conductor under test based on the distance estimated by the distance estimator and the detection result of the other of the two triaxial magnetic sensors;
with
The distance estimating unit determines that the magnetic field at the position of either one of the two triaxial magnetic sensors becomes only a component in a first direction, which is one of the magnetosensitive directions, and the two triaxial magnetic fields By performing coordinate rotation about the position of either one of the two three-axis magnetic sensors so that the magnetic field at the position where the other of the sensors is arranged has only the component in the first direction, find one interval,
Current measuring device.

The computing unit further comprises a noise removing unit that removes noise components contained in the detection results of the two triaxial magnetic sensors,
Obtaining the current flowing through the conductor under test using the detection results of the two triaxial magnetic sensors from which noise components have been removed by the noise removing unit;
The current measuring device according to claim 1.

The noise removal unit individually performs an averaging process or a square root sum of squares process on each of the detection results of the two triaxial magnetic sensors, which are obtained at predetermined intervals. 3. The current measuring device according to claim 2, wherein noise components contained in the detection results of the three triaxial magnetic sensors are respectively removed.

a sensor head comprising the two triaxial magnetic sensors;
a circuit unit including the arithmetic unit;
The current measuring device according to any one of claims 1 to 3, comprising:

The current measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the signals indicating the detection results of the two triaxial magnetic sensors are digital signals.