WO2019167565A1 - 電流測定装置、電流測定方法、及びコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体 - Google Patents

Abstract

電流測定装置（１）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た２つの三軸磁気センサ（１１，１２）と、２つの三軸磁気センサ（１１，１２）の検出結果と２つの三軸磁気センサ（１１，１２）の間隔とに基づいて、被測定導体（ＭＣ）に流れる電流（Ｉ）を求める演算部と、を備える。

Description

電流測定装置、電流測定方法、及びコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体

　本発明は、電流測定装置、電流測定方法、及びコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体に関する。

　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。

　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。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。

　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。

特開２００５－５５３００号公報 特開２０１１－１６４０１９号公報

　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。

　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。

　また、電流は、一般的に電源の正極から流出した後に、負荷等を経て電源の負極に流入するため、電源から供給される電流の電流経路には、電流が電源の正極から流出する経路（往路）と、電流が電源の負極に流入する経路（復路）とがある。尚、前者の経路を復路といい、後者の経路を往路という場合もある。このため、電流経路の何れか一方（例えば、往路）を流れる電流を測定する場合には、電流経路の何れか他方（例えば、復路）を流れる電流によって生成される磁界の影響を受け、測定精度が悪化してしまうという問題がある。

　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精度良く測定することができる電流測定装置、電流測定方法、及びコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体を提供することを目的とする。

　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、前記演算部が、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。
　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方法は、２つの三軸磁気センサ（１１、１２）と、演算部（２４）とを備え、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）によって実行される電流測定方法であって、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（ｄ）をもって配置された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、前記被測定導体に流れる電流を前記演算部によって求める。
　また、本発明の一態様による電流測定方法において、前記演算部は、距離推定部（２４ｂ）と、電流算出部（２４ｃ）とを備え、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前記距離推定部によって推定し、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前記電流算出部によって求める。
　また、本発明の一態様による電流測定方法において、前記演算部は、雑音除去部（２４ａ）を更に備え、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前記雑音除去部によって除去し、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前記演算部によって求める。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様によるコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体は、２つの三軸磁気センサ（１１、１２）と、演算部（２４）とを備え、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）に実行させる一以上のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体であって、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（ｄ）をもって配置された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、前記被測定導体に流れる電流を前記演算部によって求める。
　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、互いに反対方向に電流が流れる一対の被測定導体（ＭＣ１、ＭＣ２）の何れか一方に流れる電流（Ｉ）を測定する電流測定装置（２）であって、各々の感磁方向が互いに平行になるように、予め規定された位置関係をもって配置された３つの三軸磁気センサ（３１、３２、３３）と、前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とに基づいて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界の影響を排除した上で、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を求める演算部（４５）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３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とを用いて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界を推定する磁界推定部（４５ｂ）と、前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とを用いて、前記被測定導体の何れか一方に対する前記３つの三軸磁気センサの少なくとも１つの距離を推定する距離推定部（４５ｃ）と、前記距離推定部によって推定された距離と、前記距離推定部によって距離が推定された三軸磁気センサの検出結果から前記磁界推定部によって推定された磁界を差し引いて得られた値とに基づいて、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を求める電流算出部（４５ｄ）と、を備える。
　また、本発明の一態様による電流測定装置において、前記磁界推定部によって推定される磁界は、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界が、前記３つの三軸磁気センサに近似的に均一に作用するとみなした場合の磁界である。
　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３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（４５ａ）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３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の何れか一方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３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３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３つの三軸磁気センサを備えるセンサヘッド（３０）と、前記演算部を備える回路部（４０）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３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。
　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方法は、３つの三軸磁気センサ（３１、３２、３３）と、演算部（４５）とを備え、互いに反対方向に電流が流れる一対の被測定導体（ＭＣ１、ＭＣ２）の何れか一方に流れる電流（Ｉ）を測定する電流測定装置（２）によって実行される電流測定方法であって、各々の感磁方向が互いに平行になるように、予め規定された位置関係をもって配置された前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とに基づいて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界の影響を排除した上で、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を前記演算部によって求める。
　また、本発明の一態様による電流測定方法において、前記演算部は、磁界推定部（４５ｂ）と、距離推定部（４５ｃ）と、電流算出部（４５ｄ）とを備え、前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とを用いて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界を前記磁界推定部によって推定し、前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とを用いて、前記被測定導体の何れか一方に対する前記３つの三軸磁気センサの少なくとも１つの距離を前記距離推定部によって推定し、前記距離推定部によって推定された距離と、前記距離推定部によって距離が推定された三軸磁気センサの検出結果から前記磁界推定部によって推定された磁界を差し引いて得られた値とに基づいて、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を前記電流算出部によって求める。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様によるコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体は、３つの三軸磁気センサ（３１、３２、３３）と、演算部（４５）とを備え、互いに反対方向に電流が流れる一対の被測定導体（ＭＣ１、ＭＣ２）の何れか一方に流れる電流（Ｉ）を測定する電流測定装置（２）に実行させる一以上のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体であって、各々の感磁方向が互いに平行になるように、予め規定された位置関係をもって配置された前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とに基づいて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界の影響を排除した上で、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を前記演算部によって求める。

　本発明によれば、電流測定装置を柔軟に配置することが可能であり、直流電流及び低周波の交流電流を非接触で精度良く測定することができるという効果が得られる。

第１実施形態における電流測定装置を模式的に示す図である。 第１実施形態における電流測定装置の要部構成を示すブロック図である。 第１実施形態におけ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。 第１実施形態における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。 第１実施形態における三軸磁気センサの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。 第１実施形態における三軸磁気センサの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。 第１実施形態における三軸磁気センサの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。 第１実施形態におけ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。 第２実施形態における電流測定装置を模式的に示す図である。 第２実施形態における電流測定装置の要部構成を示すブロック図である。 第２実施形態におけ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。 第２実施形態における被測定導体及び三軸磁気センサを、図９中の方向Ｄ１から見た図である。 第２実施形態におけ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。 第２実施形態における図１１中のステップＳ１４の処理の詳細を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
　以下、図面を参照して本発明の第１実施形態による電流測定装置について詳細に説明する。

　〈電流測定装置の構成〉
　図１は、第１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、第１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。

　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。

　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。

　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。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。しかしながら、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。

　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。

　図２は、第１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。

　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。

　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。

　演算部２４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、演算部２４の構成要素のうちの一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。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。

　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。

　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、第１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。

　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、第１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。

　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。

　〈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、第１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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　図５Ａ～図５Ｃ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５Ａは、ｘｙｚ座標系を＋ｚ側から－ｚ側の方向に見た図であり、図５Ｂは、ｘｙｚ座標系を＋ｘ側から－ｘ側の方向に見た図であり、図５Ｃは、ｘｙｚ座標系を＋ｙ側から－ｙ側の方向に見た図である。第１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。

　具体的には、まず、図５Ａ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。

　次に、図５Ｂ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。

　次いで、図５Ｃ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。

　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。

　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。

　〈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。

　図６は、第１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、三軸磁気センサ１１，１２は、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉによって形成される磁界を検出する（ステップＳ１１）。尚、三軸磁気センサ１１，１２は、例えば１秒間に１０００回程度磁界の検出を行う。次に、回路部２０の演算部２４は、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（ステップＳ１２）。

　次いで、雑音除去部２４ａは、検出データから雑音を除去する（ステップＳ１３）。具体的には、雑音除去部２４ａは、メモリ２３に蓄積された検出データを読み出し、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を行うことで、検出データに含まれる雑音成分を除去する。尚、二乗和平方根処理を行うと符号が無くなるため、雑音除去部２４ａは、別途、符号の付加を行う。ここで、三軸磁気センサ１１，１２は、三軸の検出結果を示す３種類の検出データをそれぞれ出力する。雑音除去部２４ａは、雑音成分の除去を、各軸の検出データに対して個別に行う。

　続いて、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ｒ２を推定する（ステップＳ１４）。具体的には、距離推定部２４ｂ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。

　以上の処理が終了すると、演算部２４の電流算出部２４ｃは、被測定導体ＭＣに流れる電流Ｉを算出する（ステップＳ１５）。具体的には、演算部２４の電流算出部２４ｃ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。このようにして、電流測定装置１は、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。

　以上の通り、第１実施形態の電流測定装置１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を推定する。また、電流測定装置１は、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を測定する。ここで、第１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、第１実施形態の電流測定装置１は、柔軟に配置することが可能であり、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。

　また、第１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、電流測定装置１をより柔軟に配置することが可能である。

　以上、第１実施形態による電流測定装置について説明したが、本発明は第１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、第１実施形態では、電流測定装置１が、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、電流測定装置１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。

　また、第１実施形態では、電流測定装置１が、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、電流測定装置１は、被測定導体ＭＣに対する三軸磁気センサ１１，１２のそれぞれの距離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。

　また、第１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。

（第２実施形態）
　次に、図面を参照して本発明の第２実施形態による電流測定装置について詳細に説明する。

　〈電流測定装置の構成〉
　図７は、第２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７に示す通り、第２実施形態の電流測定装置２は、ケーブルＣＢによって接続されたセンサヘッド３０及び回路部４０を備えており、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２の何れか一方に流れる電流Ｉを非接触で直接的に測定する。尚、第２実施形態では、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを測定する場合を例に挙げて説明する。

　尚、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２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ＭＣ１，ＭＣ２は、円柱形状の導電であるとする。被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２に流れる電流Ｉは、その流れの方向が互いに逆である。以下、被測定導体ＭＣ１を流れる電流の電流経路を「往路」といい、被測定導体ＭＣ２を流れる電流の電流経路を「復路」ということがある。

　センサヘッド３０は、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを非接触で測定するために、被測定導体ＭＣ１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３０は、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２に流れる電流Ｉによって生成される磁界（例えば、図７中に示す磁界Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）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３０は、いわば被測定導体ＭＣ１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。

　センサヘッド３０には、３つの三軸磁気センサ３１，３２，３３が設けられている。三軸磁気センサ３１，３２，３３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３１，３２，３３は、各々の感磁方向が互いに平行になるように、予め規定された位置関係をもって配置されている。例えば、三軸磁気センサ３１，３２，３３の第１軸が互いに平行になり、三軸磁気センサ３１，３２，３３の第２軸が互いに平行になり、且つ三軸磁気センサ３１，３２，３３の第３軸が互いに平行になるように、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３１，３２が、第１軸方向に所定の距離だけ離間するように配列され、三軸磁気センサ３１，３３が、第３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。

　三軸磁気センサ３１，３２，３３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。三軸磁気センサ３１，３２，３３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３０と回路部４０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３１，３２，３３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３１，３２，３３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９本のケーブルＣＢが必要になる。しかしながら、三軸磁気センサ３１，３２，３３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３０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。

　回路部４０は、センサヘッド３０から出力される検出結果（三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果）に基づいて、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを測定する。ここで、回路部４０は、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって生成される磁界の影響を排除した上で、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを測定する。回路部４０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３０と回路部４０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。

　図８は、第２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８では、図７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８を参照して回路部４０の内部構成の詳細について説明する。図８に示す通り、回路部４０は、操作部４１、表示部４２、メモリ４３、及び演算部４５を備える。

　操作部４１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４５に出力する。表示部４２は、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４５から出力される各種情報（例えば、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉの測定結果を示す情報）を表示する。尚、操作部４１及び表示部４２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。

　メモリ４３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３０から出力される三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果、演算部４５の演算結果（被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉの測定結果）等を記憶する。尚、メモリ４３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。

　演算部４５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、演算部４５の構成要素のうちの一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。演算部４５は、センサヘッド３０から出力される三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果をメモリ４３に記憶させる。また、演算部４５は、メモリ４３に記憶された三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果を読み出して、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを求める演算を行う。この演算部４５は、雑音除去部４５ａ、磁界推定部４５ｂ、距離推定部４５ｃ、及び電流算出部４５ｄを備える。

　雑音除去部４５ａは、三軸磁気センサ３１，３２，３３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４５ａ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３１，３２，３３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３１，３２，３３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３１，３２，３３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４５ａ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３１，３２，３３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。

　磁界推定部４５ｂは、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果と三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置関係とを用いて、被測定導体ＭＣ２に流れる電流によって生成される磁界を推定する。このような推定を行うのは、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって生成される磁界の影響を排除して、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉの測定精度を高めるためである。尚、磁界推定部４５ｂによって推定される磁界は、被測定導体ＭＣ２に流れる電流によって生成される磁界が、三軸磁気センサ３１，３２，３３に近似的に均一に作用するとみなした場合の磁界である。このような均一な磁界を考慮するのは、磁界推定部４５ｂの演算負荷の削減及び演算時間の短縮を図りつつ、可能な限り測定精度を高めるためである。尚、磁界推定部４５ｂで行われる処理の詳細については後述する。

　距離推定部４５ｃは、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果と三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置関係とを用いて、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３の少なくとも１つの距離を推定する。このような距離の推定を行うのは、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを測定するためである。尚、距離推定部４５ｃで行われる処理の詳細については後述する。

　電流算出部４５ｄは、距離推定部４５ｃによって推定された距離と、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって生成される磁界の影響が排除された三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果から、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを求める。例えば、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１の距離が電流算出部４５ｄによって推定されたとすると、電流算出部４５ｄは、推定された被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１の距離と、三軸磁気センサ３１の検出結果から磁界推定部４５ｂによって推定された磁界を差し引いて得られた値とに基づいて、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを求める。尚、電流算出部４５ｄで行われる処理の詳細については後述する。

　ここで、図７，図８に示す通り、回路部４０は、センサヘッド３０と分離されており、ケーブルＣＢを介してセンサヘッド３０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３１，３２，３３）と演算機能（演算部４５）とを分離することができ、演算部４５がセンサヘッド３０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２の用途を拡げることができる。

　〈電流の測定原理〉
　次に、電流測定装置２による電流の測定原理について説明する。図９は、第２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９に示す通り、センサヘッド３０のみに係る座標系（ｘｙｚ直交座標系）と、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２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。

　ｘｙｚ直交座標系は、センサヘッド３０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３１の位置に原点が設定されており、三軸磁気センサ３１，３２，３３の第１軸方向（三軸磁気センサ３１，３２の配列方向）にｘ軸が設定されており、三軸磁気センサ３１，３２，３３の第２軸方向にｙ軸が設定されており、三軸磁気センサ３１，３２，３３の第３軸方向（三軸磁気センサ３１，３３の配列方向）にｚ軸が設定されている。

　ここで、三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置をＰｉ（ｉ＝１，２，３）として表す。尚、Ｐｉはベクトルである。つまり、三軸磁気センサ３１の位置をＰ１で表し、三軸磁気センサ３２の位置をＰ２で表し、三軸磁気センサ３３の位置をＰ３で表すとする。例えば、図９に示す通り、三軸磁気センサ３１，３２のｘ方向の間隔、及び三軸磁気センサ３１，３３のｚ方向の間隔がｄ［ｍ］であるとすると、三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置は以下の通りに表される。
　　三軸磁気センサ３１の位置：Ｐ１＝（０，０，０）
　　三軸磁気センサ３２の位置：Ｐ２＝（ｄ，０，０）
　　三軸磁気センサ３３の位置：Ｐ３＝（０，０，ｄ）

　ＸＹＺ座標系は、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２に応じて規定される座標系である。このＸＹＺ直交座標系は、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２の長手方向（電流Ｉの方向）にＸ軸が設定されており、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２の並び方向にＹ軸が設定されている。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向に設定される。尚、ＸＹＺ直交座標系の原点位置は、任意の位置に設定可能である。

　図９に示す通り、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１の距離をｒ１とし、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３２の距離をｒ２とし、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３３の距離をｒ３とする。尚、距離ｒ１は、三軸磁気センサ３１から被測定導体ＭＣ１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３２から被測定導体ＭＣ１に垂直に下ろした線分の長さであり、距離ｒ３は、三軸磁気センサ３３から被測定導体ＭＣ１に垂直に下ろした線分の長さである。尚、距離ｒ１，ｒ２，ｒ３は、検出できない。

　また、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉによって三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置に形成される磁界をＨ_Ａｉ（ｉ＝１，２，３）として表す。尚、Ｈ_Ａｉはベクトルである。つまり、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉによって三軸磁気センサ３１の位置に形成される磁界をＨ_Ａ１として表し、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉによって三軸磁気センサ３２の位置に形成される磁界をＨ_Ａ２として表し、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉによって三軸磁気センサ３３の位置に形成される磁界をＨ_Ａ３として表す。

　また、被測定導体ＭＣ２に対するセンサヘッド３０の距離が、被測定導体ＭＣ１に対するセンサヘッド３０の距離に比べて十分大きいとすると、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって形成される磁界は、三軸磁気センサ３１，３２，３３に近似的に均一に作用するとみなすことができる。この磁界をＨ_Ｂとして表す。尚、Ｈ_Ｂはベクトルである。すると、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２に流れる電流Ｉによって三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置に形成される磁界Ｈｉ（ｉ＝１，２，３）は、以下の（１０）式によって表される。尚、Ｈｉはベクトルである。

　次に、センサヘッド３０のみに係るｘｙｚ直交座標系と、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２に係るＸＹＺ直交座標系とを関連付けるために、電流Ｉの方向（図９中のＸ軸の方向）を求める。前述の通り、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって形成される磁界Ｈ_Ｂを均一と近似しているため、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果の差分をとると磁界Ｈ_Ｂをキャンセルすることができる。また、電流Ｉの方向は、磁界の方向と直交するため、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果の差分の外積の方向は、電流Ｉの方向と一致する。このため、電流Ｉの方向（図９中のＸ軸の方向）の単位ベクトルｊは、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果（磁界Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）を用いて、以下の（１１）式で表される。

　次いで、ｘｙｚ直交座標系で表された各種ベクトルをＸＹＺ直交座標系で表すために、図１０に示す通り、電流Ｉに対して垂直な平面Γを考える。つまり、上記（１１）式を用いて求められる単位ベクトルｊに垂直な平面Γを考える。尚、平面Γは、ＹＺ平面に平行な平面であるということもできる。図１０は、被測定導体及び三軸磁気センサを、図９中の方向Ｄ１から見た図である。図９中の方向Ｄ１は、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２の長手方向に沿う方向（被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉの方向とは反対の方向、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉの方向に沿う方向）である。尚、図１０においては、理解を容易にするためにセンサヘッド３０の図示を省略して、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２及び三軸磁気センサ３１，３２，３３を図示している。

　図１０に示す平面Γに対して、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２、三軸磁気センサ３１，３２，３３、及び三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置に形成される磁界を射影することにより、ｘｙｚ直交座標系で表された各種ベクトルをＸＹＺ直交座標系で表す。図１０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３１，３２，３３の位置に形成される磁界は、Ｘ軸に直交するものになる。従って、電流Ｉが流れる方向と直交する平面Γに、三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置に形成される磁界を、その大きさを変えることなく射影することができる。

　ここで、平面Γ上における三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置をｐｉ（ｉ＝１，２，３）として表し、平面Γ上における被測定導体ＭＣ１の位置をｐ_Ａとして表す。尚、ｈｉ，ｐ_Ａは、２次元のベクトルである。また、平面Γ上に射影された磁界ｈｉ（ｉ＝１，２，３）を、以下の（１２）式で表す。以下の（１２）式中のｈ_Ａｉ，ｈ_Ｂはそれぞれ、上記（１０）式中のＨ_Ａｉ，Ｈ_Ｂを平面Γに射影したものである。尚、ｈｉは２次元のベクトルである。

　続いて、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって形成される磁界Ｈ_Ｂを推定する。まず、図１０に示す通り、平面Γ上において、磁界ｈ_Ａ１は、三軸磁気センサ３１から被測定導体ＭＣ１に垂直に下ろした線分に直交する。また、平面Γ上において、磁界ｈ_Ａ２は、三軸磁気センサ３２から被測定導体ＭＣ１に垂直に下ろした線分に直交する。同様に、平面Γ上において、磁界ｈ_Ａ３は、三軸磁気センサ３３から被測定導体ＭＣ１に垂直に下ろした線分に直交する。従って、これら線分を示すベクトルと磁界ｈ_Ａ１，ｈ_Ａ２，ｈ_Ａ３との内積がゼロになるため、以下の（１３）式が成り立つ。

　次に、上記線分の長さと、磁界ｈ_Ａ１，ｈ_Ａ２，ｈ_Ａ３の大きさとの関係に着目すると、アンペールの法則から以下の（１４）式が成り立つ。

　ここで、前述の通り、三軸磁気センサ３１，３２，３３から被測定導体ＭＣ１に垂直に下ろした線分を示すベクトルと磁界ｈ_Ａ１，ｈ_Ａ２，ｈ_Ａ３との内積がゼロになる。一方、各々の線分を示すベクトルを平面Γ内で９０°回転させてから磁界ｈ_Ａ１，ｈ_Ａ２，ｈ_Ａ３との内積をとると、以下の（１５）式が成り立つ。

　但し、上記（１５）式中のＲは、二次元座標平面内における９０°回転行列であり、以下の（１６）式で示される。

　平面Γに射影した磁界ｈ_Ｂは、上記（１３），（１５）式を用いて得られる以下の（１７）式から求められる。

　但し、上記（１７）式中のｐ，ｈ，ｃ_１，ｃ_２は、以下の（１８）式に示される通りである。

　ここで、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって形成される磁界Ｈ_Ｂを平面Γに射影した磁界ｈ_Ｂは、Ｘ成分（電流Ｉが流れる方向の成分）が失われている。被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉによって形成される磁界Ｈ_Ａｉは、Ｘ成分が生ずることはないため、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２に流れる電流Ｉによって形成される磁界ＨｉのＸ成分は、磁界Ｈ_ＢのＸ成分と等価になる。このため、磁界ＨｉのＸ成分（ｊ^ＴＨｉ）を磁界ｈ_Ｂに追加することで、磁界Ｈ_Ｂを求めることができる。このようにして、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって形成される磁界Ｈ_Ｂを推定することができる。

　続いて、平面Γ上における被測定導体ＭＣ１の位置ｐ_Ａを求める。被測定導体ＭＣ１の位置ｐ_Ａは、上記（１３），（１５），（１７）式を用いて得られる以下の（１９）式から求められる。

　平面Γ上における被測定導体ＭＣ１の位置ｐ_Ａが分かると、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３のそれぞれの距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を求める（推定する）ことができる。そして、距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を求める（推定する）ことができれば、以下に示す組み合わせの何れかを用いて、アンペールの法則から電流Ｉを測定することができる。
　　・距離ｒ１と三軸磁気センサ３１の検出結果（磁界Ｈ１）との組み合わせ
　　・距離ｒ２と三軸磁気センサ３２の検出結果（磁界Ｈ２）との組み合わせ
　　・距離ｒ３と三軸磁気センサ３３の検出結果（磁界Ｈ３）との組み合わせ

　具体的には、まず、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果（磁界Ｈｉ）から、上記（１７）式等を用いて推定された磁界Ｈ_Ｂを差し引き、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉによって三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置に形成される磁界Ｈ_Ａｉを求める。そして、上記（１８）式等を用いて被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３距離ｒ１，ｒ２，ｒ３が求められている。このため、以下の（２０）式を用いて、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉが求められる。

　〈電流測定装置の動作〉
　次に、電流測定装置２を用いて被測定導体ＭＣ１（往路）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２のユーザは、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを測定するために、センサヘッド３０を被測定導体ＭＣ１に近接配置させる。尚、被測定導体ＭＣ１に対するセンサヘッド３０の位置及び姿勢は任意である。但し、被測定導体ＭＣ２に対するセンサヘッド３０の距離が、被測定導体ＭＣ１に対するセンサヘッド３０の距離に比べて十分大きいとみなせる程度に、被測定導体ＭＣ１に対してセンサヘッド３０を近接配置させる必要がある。尚、被測定導体ＭＣ２が移動可能な場合には、被測定導体ＭＣ２に対するセンサヘッド３０の距離が、被測定導体ＭＣ１に対するセンサヘッド３０の距離に比べて十分大きいとみなせる程度に、被測定導体ＭＣ２を被測定導体ＭＣ１に対して遠方に配置させる。

　図１１は、第２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１１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１１に示すフローチャートの処理が開始されると、三軸磁気センサ３１，３２，３３は、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２に流れる電流Ｉによって形成される磁界を検出する（ステップＳ２１）。尚、三軸磁気センサ３１，３２，３３は、例えば１秒間に１０００回程度磁界の検出を行う。次に、回路部４０の演算部４５は、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果を示す検出データを、メモリ４３に蓄積する（ステップＳ２２）。

　次いで、雑音除去部４５ａは、検出データから雑音を除去する（ステップＳ２３）。具体的には、雑音除去部４５ａは、メモリ４３に蓄積された検出データを読み出し、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を行うことで、検出データに含まれる雑音成分を除去する。尚、二乗和平方根処理を行うと符号が無くなるため、雑音除去部４５ａは、別途、符号の付加を行う。ここで、三軸磁気センサ３１，３２，３３は、三軸の検出結果を示す３種類の検出データをそれぞれ出力する。雑音除去部４５ａは、雑音成分の除去を、各軸の検出データに対して個別に行う。

　続いて、磁界推定部４５ｂは、被測定導体ＭＣ２（復路）に流れる電流Ｉによって形成される磁界Ｈ_Ｂを推定する（ステップＳ２４）。尚、磁界推定部４５ｂによって推定される磁界Ｈ_Ｂは、被測定導体ＭＣ２に流れる電流によって生成される磁界が、３つの三軸磁気センサ３１，３２，３３に近似的に均一に作用するとみなした場合の磁界である。

　図１２は、図１１中のステップＳ２４の処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ２４の処理が開始されると、図１２に示す通り、磁界推定部４５ｂは、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２を流れる電流Ｉの方向を算出する（ステップＳ３１）。具体的には、磁界推定部４５ｂは、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果を用いて、前述した（１１）式に示される演算を行って、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２を流れる電流Ｉの方向を算出する。

　次に、磁界推定部４５ｂは、被測定導体ＭＣ１，ＭＣ２、三軸磁気センサ３１，３２，３３、及び三軸磁気センサ３１，３２，３３で検出された磁界Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を電流Ｉに垂直な平面Γに射影する（ステップＳ３２）。尚、かかる処理によって、磁界Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を平面Γ上に射影した磁界ｈ１，ｈ２，ｈ３は、前述した（１２）式を用いて表される。

　そして、磁界推定部４５ｂは、被測定導体ＭＣ２（復路）に流れる電流Ｉによって形成される磁界Ｈ_Ｂを算出する（ステップＳ３３）。具体的には、磁界推定部４５ｂは、前述した（１７），（１８）式を用いて磁界ｈ_Ｂを算出し、磁界ＨｉのＸ成分（ｊ^ＴＨｉ）を磁界ｈ_Ｂに追加して磁界Ｈ_Ｂを求める。このような処理により、磁界推定部４５ｂは、被測定導体ＭＣ２（復路）に流れる電流Ｉによって形成される磁界Ｈ_Ｂを推定する。

　続いて、距離推定部４５ｃは、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３の距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を推定する（ステップＳ２５）。具体的には、距離推定部４５ｃは、平面Γ上における三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置ｐｉ、平面Γ上に射影された磁界ｈｉ、前述した（１７），（１８）式を用いて算出される磁界ｈ_Ｂを用い、前述した（１９）式に示される演算を行って、平面Γ上における被測定導体ＭＣ１の位置ｐ_Ａを求める。そして、距離推定部４５ｃは、平面Γ上における被測定導体ＭＣ１の位置ｐ_Ａと、平面Γ上における三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置ｐｉとから、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３の距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を推定する。

　以上の処理が終了すると、電流算出部４５ｄは、被測定導体ＭＣ１（往路）に流れる電流Ｉを算出する（ステップＳ２６）。具体的には、電流算出部４５ｄは、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果（磁界Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）、ステップＳ２４で推定された磁界Ｈ_Ｂ、及びステップＳ２５で推定された距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を用い、前述した（２０）式に示される演算を行って、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを算出する。

　より具体的には、電流算出部４５ｄは、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果（磁界Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）からステップＳ２４で推定された磁界Ｈ_Ｂを差し引いて、（２０）式中の磁界Ｈ_Ａｉ（被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉによって三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置に形成される磁界）を求める。そして、電流算出部４５ｄは、ステップＳ２５で推定された距離ｒ１，ｒ２，ｒ３と磁界Ｈ_Ａｉの大きさとを用いて（２０）式に示される演算を行う。このようにして、電流測定装置２は、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって形成される磁界の影響を排除した上で、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを非接触で直接的に測定する。

　以上の通り、第２実施形態の電流測定装置２は、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果と、三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置関係とを用いて、被測定導体ＭＣ２に流れる電流Ｉによって形成される磁界Ｈ_Ｂを推定するとともに、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３の距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を推定する。そして、電流測定装置２は、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果（磁界Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）から磁界Ｈ_Ｂの影響を排除して得られた値と、推定した距離ｒ１，ｒ２，ｒ３とを用いて、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを測定する。ここで、第２実施形態では、被測定導体ＭＣ１に対するセンサヘッド３０の位置及び姿勢は任意で良い。また、三軸磁気センサ３１，３２，３３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、第２実施形態の電流測定装置２は、柔軟に配置することが可能であり、往復する電流経路の何れか一方（被測定導体ＭＣ１）に流れる直流電流及び低周波の交流電流を非接触で精度良く測定することができる。

　また、第２実施形態では、三軸磁気センサ３１，３２，３３が設けられたセンサヘッド３０と、演算部４５が設けられた回路部４０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３０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３０の設置も容易に行うことができるため、電流測定装置２をより柔軟に配置することが可能である。

　尚、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを測定する場合には、三軸磁気センサ３１，３２，３３の検出結果（磁界Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から磁界Ｈ_Ｂの影響を排除して得られた値）と、推定された距離ｒ１，ｒ２，ｒ３とを全て用いる必要は必ずしも無い。以下の組み合わせの何れかを用いれば、被測定導体ＭＣ１に流れる電流Ｉを測定することができる。
　　・距離ｒ１と三軸磁気センサ３１の検出結果との組み合わせ
　　・距離ｒ２と三軸磁気センサ３２の検出結果との組み合わせ
　　・距離ｒ３と三軸磁気センサ３３の検出結果との組み合わせ

　以上、本発明の第２実施形態による電流測定装置について説明したが、本発明は第２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、上述した第２実施形態では、電流測定装置２が、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３の距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を推定し、推定した距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を用いて被測定導体ＭＣ１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、電流測定装置２は、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３の距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を推定する必要は必ずしも無く、省略することが可能である。

　つまり、前述した（１８），（１９）式を参照すると、平面Γ上における被測定導体ＭＣ１の位置ｐ_Ａは、平面Γ上における三軸磁気センサ３１，３２，３３の位置ｐｉ、平面Γ上に射影された磁界ｈｉ、前述した（１７），（１８）式を用いて算出される磁界ｈ_Ｂを用いて求められる。このため、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３の距離ｒｉ（ｒ１，ｒ２，ｒ３）も、上記の位置ｐ_Ａ、上記の位置ｐｉ、及び上記の磁界ｈ_Ｂを用いて求めることができる。よって、予め被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３の距離ｒｉを求める式を求めて、求めた式を前述した（２０）式に代入すれば、（２０）式は、上記の位置ｐ_Ａ、上記の位置ｐｉ、及び上記の磁界ｈ_Ｂと、Ｈ_Ａｉの大きさとを用いて電流Ｉを求める式に変形することができる。このため、被測定導体ＭＣ１に対する三軸磁気センサ３１，３２，３３の距離ｒｉを推定する処理は省略することが可能である。

　また、上述した第２実施形態では、三軸磁気センサ３１，３２が第１軸方向（ｘ軸方向）に間隔ｄ［ｍ］だけ離間し、三軸磁気センサ３１，３３が第３軸方向（ｚ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３１，３２，３３は、各々の感磁方向が互いに平行になるように設定されていれば、相対的な位置関係は任意である。

　なお、本実施形態で説明した演算部２４および４５を構成する一部または全部の機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、本実施形態の上述した種々の処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

　さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

　本明細書において「前、後ろ、上、下、右、左、垂直、水平、縦、横、行および列」などの方向を示す言葉は、本発明の装置におけるこれらの方向について言及する。従って、本発明の明細書におけるこれらの言葉は、本発明の装置において相対的に解釈されるべきである。

　「構成される」という言葉は、本発明の機能を実行するために構成され、または装置の構成、要素、部分を示すために使われる。

　さらに、クレームにおいて「ミーンズ・プラス・ファンクション」として表現されている言葉は、本発明に含まれる機能を実行するために利用することができるあらゆる構造を含むべきものである。

　「ユニット」という言葉は、構成要素、ユニット、ハードウェアや所望の機能を実行するためにプログラミングされたソフトウェアの一部分を示すために用いられる。ハードウェアの典型例はデバイスや回路であるが、これらに限られない。

　以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

　１　　　　電流測定装置
　２　　　　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
　３０　　　センサヘッド
　３１　　　三軸磁気センサ
　３２　　　三軸磁気センサ
　３３　　　三軸磁気センサ
　４０　　　回路部
　４５　　　演算部
　４５ａ　　雑音除去部
　４５ｂ　　磁界推定部
　４５ｃ　　距離推定部
　４５ｄ　　電流算出部
　Ｉ　　　　電流
　ＭＣ　　　被測定導体
　ＭＣ１　　被測定導体
　ＭＣ２　　被測定導体

Claims (20)

1. 　被測定導体に流れる電流を測定する電流測定装置であって、
   　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と、
   　を備える電流測定装置。
2. 　前記演算部は、
   　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と、
   　を備える請求項１記載の電流測定装置。
3. 　前記演算部は、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を更に備えており、
   　前記演算部は、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、
   　請求項１又は請求項２記載の電流測定装置。
4. 　前記雑音除去部は、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、請求項３記載の電流測定装置。
5. 　前記２つの三軸磁気センサを備えるセンサヘッドと、
   　前記演算部を備える回路部と、
   　を備える請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電流測定装置。
6. 　前記２つの三軸磁気センサの検出結果を示す信号は、ディジタル信号である、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の電流測定装置。
7. 　２つの三軸磁気センサと、演算部とを備え、被測定導体に流れる電流を測定する電流測定装置によって実行される電流測定方法であって、
   　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、前記被測定導体に流れる電流を前記演算部によって求める、
   　電流測定方法。
8. 　前記演算部は、距離推定部と、電流算出部とを備え、
   　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前記距離推定部によって推定し、
   　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前記電流算出部によって求める、
   　請求項７記載の電流測定方法。
9. 　前記演算部は、雑音除去部を更に備え、
   　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前記雑音除去部によって除去し、
   　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前記演算部によって求める、
   　請求項７又は請求項８記載の電流測定方法。
10. 　２つの三軸磁気センサと、演算部とを備え、被測定導体に流れる電流を測定する電流測定装置に実行させる一以上のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体であって、
    　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、前記被測定導体に流れる電流を前記演算部によって求める、
    　コンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体。
11. 　互いに反対方向に電流が流れる一対の被測定導体の何れか一方に流れる電流を測定する電流測定装置であって、
    　各々の感磁方向が互いに平行になるように、予め規定された位置関係をもって配置された３つの三軸磁気センサと、
    　前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とに基づいて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界の影響を排除した上で、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を求める演算部と、
    　を備える電流測定装置。
12. 　前記演算部は、前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とを用いて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界を推定する磁界推定部と、
    　前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とを用いて、前記被測定導体の何れか一方に対する前記３つの三軸磁気センサの少なくとも１つの距離を推定する距離推定部と、
    　前記距離推定部によって推定された距離と、前記距離推定部によって距離が推定された三軸磁気センサの検出結果から前記磁界推定部によって推定された磁界を差し引いて得られた値とに基づいて、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を求める電流算出部と、
    　を備える請求項１１記載の電流測定装置。
13. 　前記磁界推定部によって推定される磁界は、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界が、前記３つの三軸磁気センサに近似的に均一に作用するとみなした場合の磁界である、請求項１２記載の電流測定装置。
14. 　前記演算部は、
    　前記３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を更に備えており、
    　前記演算部は、前記雑音除去部によって雑音成分が除去された前記３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の何れか一方に流れる電流を求める、
    　請求項１１から請求項１３の何れか一項に記載の電流測定装置。
15. 　前記雑音除去部は、予め規定された一定の期間毎に得られる、前記３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３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、請求項１４記載の電流測定装置。
16. 　前記３つの三軸磁気センサを備えるセンサヘッドと、
    　前記演算部を備える回路部と、
    　を備える請求項１１から請求項１５の何れか一項に記載の電流測定装置。
17. 　前記３つの三軸磁気センサの検出結果を示す信号は、ディジタル信号である、請求項１１から請求項１６の何れか一項に記載の電流測定装置。
18. 　３つの三軸磁気センサと、演算部とを備え、互いに反対方向に電流が流れる一対の被測定導体の何れか一方に流れる電流を測定する電流測定装置によって実行される電流測定方法であって、
    　各々の感磁方向が互いに平行になるように、予め規定された位置関係をもって配置された前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とに基づいて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界の影響を排除した上で、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を前記演算部によって求める、
    　電流測定方法。
19. 　前記演算部は、磁界推定部と、距離推定部と、電流算出部とを備え、
    　前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とを用いて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界を前記磁界推定部によって推定し、
    　前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とを用いて、前記被測定導体の何れか一方に対する前記３つの三軸磁気センサの少なくとも１つの距離を前記距離推定部によって推定し、
    　前記距離推定部によって推定された距離と、前記距離推定部によって距離が推定された三軸磁気センサの検出結果から前記磁界推定部によって推定された磁界を差し引いて得られた値とに基づいて、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を前記電流算出部によって求める、
    　請求項１８記載の電流測定方法。
20. 　３つの三軸磁気センサと、演算部とを備え、互いに反対方向に電流が流れる一対の被測定導体の何れか一方に流れる電流を測定する電流測定装置に実行させる一以上のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体であって、
    　各々の感磁方向が互いに平行になるように、予め規定された位置関係をもって配置された前記３つの三軸磁気センサの検出結果と前記３つの三軸磁気センサの位置関係とに基づいて、前記被測定導体の何れか他方に流れる電流によって生成される磁界の影響を排除した上で、前記被測定導体の何れか一方に流れる電流を前記演算部によって求める、
    　コンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体。

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