特開 2024-171981 電流センサおよび測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171981

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】電流センサおよび測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/18 20060101AFI20241205BHJP

   G01R 15/20 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G01R15/18 C

G01R15/20 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023089373

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000227180

【氏名又は名称】日置電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104787

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 伸司

(72)【発明者】

【氏名】柄澤 悠樹

(72)【発明者】

【氏名】池田 健太

(72)【発明者】

【氏名】中沢 宏紀

【テーマコード（参考）】

2G025

【Ｆターム（参考）】

2G025AA00

2G025AA11

2G025AB01

2G025AB02

2G025AB14

2G025AC01

(57)【要約】

【課題】出力電流のＳ／Ｎ比を向上させる。
【解決手段】磁気コアＭＣ１に配設されたフラックスゲートＦＧ１と、巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に巻回された巻線Ｗ１と、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を打ち消す電流Ｉ１をフラックスゲートＦＧ１から出力される電圧Ｖ１に基づいて生成して巻線Ｗ１の一端Ｔ１１に供給する増幅器Ａ１とを備え、磁気コアＭＣ２に配設されたフラックスゲートＦＧ２と、巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回されて巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力された電流Ｉ１が供給される巻線Ｗ２と、巻数Ｎ２よりも少ない巻数Ｎ３を有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回された巻線Ｗ３と、電流Ｉ１が巻線Ｗ２に供給されることによって磁気コアＭＣ２内に発生する磁束を打ち消す電流Ｉ２をフラックスゲートＦＧ２から出力される電圧Ｖ２に基づいて生成して巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に供給する増幅器Ａ２とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出導体が挿通される第１磁気コアと、
前記第１磁気コアに配設された第１磁電変換部と、
第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回された第１巻線と、
前記検出導体に検出電流が流れることによって前記第１磁気コア内に発生する磁束を打ち消す第１電流を前記第１磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第１巻線の一端に供給する第１電圧電流変換回路とを備えている電流センサであって、
第２磁気コアと、
前記第２磁気コアに配設された第２磁電変換部と、
第２巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回されて前記第１巻線の他端から出力された前記第１電流が供給される第２巻線と、
前記第２巻数よりも少ない第３巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第３巻線と、
前記第１電流が前記第２巻線に供給されることによって前記第２磁気コア内に発生する磁束を打ち消す第２電流を前記第２磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第３巻線の一端に供給する第２電圧電流変換回路とを備えて、
前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値に応じた電流値の電流を前記第３巻線の他端から出力する電流センサ。

【請求項2】

前記第１巻線の前記他端から出力された前記第１電流をドライブして前記第２巻線に供給する電流バッファを備えている請求項１記載の電流センサ。

【請求項3】

検出導体が挿通される第１磁気コアと、
第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回されて前記検出導体に検出電流が流れることによって当該第１磁気コア内に発生する磁束に応じた第１電流を出力する第１巻線とを備えている電流センサであって、
第２磁気コアと、
第２巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第２巻線と、
前記第２巻数よりも少ない第３巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第３巻線と、
前記第１巻線から出力された前記第１電流をドライブして前記第２巻線に供給する第１電流バッファとを備え、
前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値に応じた電流値の電流を前記第３巻線から出力する電流センサ。

【請求項4】

検出導体が挿通される第１磁気コアと、
前記第１磁気コアに配設された第１磁電変換部と、
第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回された第１巻線Ａと、
前記第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回された第１巻線Ｂと、
前記検出導体に検出電流が流れることによって前記第１磁気コア内に発生する磁束を打ち消す第１電流Ａを前記第１磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第１巻線Ａの一端に供給する第１電圧電流変換回路Ａと、
前記検出導体に前記検出電流が流れることによって前記第１磁気コア内に発生する磁束を前記第１電流Ａと相俟って打ち消す第１電流Ｂを前記第１磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第１巻線Ｂの一端に供給する第１電圧電流変換回路Ｂと、
第２磁気コアと、
前記第２磁気コアに配設された第２磁電変換部と、
第２巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回されて前記第１巻線Ａの他端から出力された前記第１電流Ａが供給される第２巻線Ａと、
前記第２巻数を有すると共に、前記第１巻線Ｂの他端から出力された前記第１電流Ｂが供給され、かつ当該第１電流Ｂが供給されたときに前記第２磁気コア内に発生する磁束の向きと、前記第１電流Ａが前記第２巻線Ａに供給された際に前記第２磁気コア内に発生する磁束の向きとが同じになるように当該第２磁気コアに巻回された第２巻線Ｂと、
前記第２巻数よりも少ない第３巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第３巻線と、
前記第１電流Ａが前記第２巻線Ａに供給されると共に前記第１電流Ｂが前記第２巻線Ｂに供給されることによって前記第２磁気コア内に発生する磁束を打ち消す第２電流を前記第２磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第３巻線の一端に供給する第２電圧電流変換回路とを備えて、
前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値に応じた電流値の電流を前記第３巻線の他端から出力する電流センサ。

【請求項5】

前記第１巻線Ａの前記他端から出力された前記第１電流Ａをドライブして前記第２巻線Ａに供給する電流バッファＡと、
前記第１巻線Ｂの前記他端から出力された前記第１電流Ｂをドライブして前記第２巻線Ｂに供給する電流バッファＢとを備えている請求項４記載の電流センサ。

【請求項6】

検出導体が挿通される第１磁気コアと、
第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回されて前記検出導体に検出電流が流れることによって当該第１磁気コア内に発生する磁束に応じた第１電流Ａを出力する第１巻線Ａと、
前記第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回されて前記検出導体に前記検出電流が流れることによって当該第１磁気コア内に発生する磁束に応じた第１電流Ｂを出力する第１巻線Ｂと、
第２磁気コアと、
第２巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回されて前記第１巻線Ａから出力された前記第１電流Ａが供給される第２巻線Ａと、
前記第２巻数を有すると共に、前記第１巻線Ｂから出力された前記第１電流Ｂが供給され、かつ当該第１電流Ｂが供給されたときに前記第２磁気コア内に発生する磁束の向きと、前記第１電流Ａが前記第２巻線Ａに供給された際に前記第２磁気コア内に発生する磁束の向きとが同じになるように当該第２磁気コアに巻回された第２巻線Ｂと、
前記第２巻数よりも少ない第３巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第３巻線と、
前記第１巻線Ａから出力された前記第１電流Ａをドライブして前記第２巻線Ａに供給する第１電流バッファＡと、
前記第１巻線Ｂから出力された前記第１電流Ｂをドライブして前記第２巻線Ｂに供給する第１電流バッファＢとを備えて、
前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値に応じた電流値の電流を前記第３巻線から出力する電流センサ。

【請求項7】

請求項１から６のいずれかに記載の電流センサを備え、
前記電流センサから出力された前記検出電流の電流値に応じた電流値の前記電流に基づいて前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値を測定する測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出導体が挿通される磁気コアと、磁気コアに巻回されて検出導体に検出電流が流れることによって磁気コア内に発生する磁束に応じた電流を出力する巻線とを備えて、検出導体を流れる検出電流の電流値に応じた電流値の電流を巻線から出力する電流センサ、およびそのような電流センサを備えた測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、この種の電流センサとして下記の特許文献１に開示された電流センサが知られている。この電流センサは、磁気コア、例えばフラックスゲートで構成される磁電変換部、帰還巻線および電圧電流変換回路を備えて、ゼロフラックス方式の電流センサとして構成されている。

【0003】

この従来の電流センサでは、検出電流の流れている被検出電線（検出導体）が磁気コアの内部に挿通されている状態において、磁電変換部が、磁気コアの内部に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた電圧値の電圧を出力する。この場合、磁気コア内には、被検出電線に検出電流が流れることによって発生している磁束と、電圧電流変換回路から出力されている負帰還電流が帰還巻線に流れることによって発生している磁束との差分の磁束が発生している。

【0004】

この際に、電圧電流変換回路は、被検出電線に流れている検出電流が例えば直流から数ｋＨｚまでの低周波数帯域のときには、ゼロフラックス動作を実行する。具体的には、電圧電流変換回路は、磁電変換部から入力している電圧に基づいて、出力する電圧がゼロボルトになるように、つまり、磁電変換部において検出される磁気コア内に発生している磁束の磁束密度がゼロになるように、負帰還電流の電流値を制御しつつ、負帰還電流を生成して帰還巻線に出力する。これにより、この電流センサは、検出電流の電流値を帰還巻線の巻回数で除算した値の電流値の負帰還電流を出力する。

【0005】

一方、被検出電線に流れている検出電流が例えば数ｋＨｚ以上の高周波数帯域のときには、この従来の電流センサは、カレントトランスの動作を実行する（以下、「ＣＴ動作」ともいう）。具体的には、この電流センサでは、帰還巻線が、磁気コア内に発生している磁束に基づいて、検出電流の電流値を帰還巻線の巻数（以下、巻数を「Ｎ１」ともいう）で除した値の電流を出力電流として出力する。したがって、この電流センサに接続される測定装置では、フラックスゲート素子が動作するゼロフラックス動作時に出力される負帰還電流、およびＣＴ動作時に出力される出力電流に基づいて、検出電流の電流値を測定することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－１６６４３号公報（第１０－１３頁、第１図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところが、上記の電流センサには、以下の改善すべき課題が存在している。具体的には、上記の電流センサでは、ゼロフラックス動作時には、磁電変換部が、磁気コア内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた電圧値の電圧を出力する。この際に、磁電変換部は、高い周波数成分のノイズが検出電流に含まれているときには、そのノイズ成分に応じた電圧を出力する。このため、電圧電流変換回路が磁電変換部から出力されたノイズ成分に基づく負帰還電流を出力する結果、この電流センサから出力される負帰還電流のＳ（信号）／Ｎ（ノイズ）比（以下、「Ｓ／Ｎ比」ともいう）が低下している。そこで、この種の電流センサでは、帰還巻線の巻数を増やすことによって帰還巻線のインダクタンスを大きくしてノイズ成分を低減している。ところが、電流センサから出力される負帰還電流の電流値は、検出電流の電流値を帰還巻線の巻数で除した値の電流となる。このため、検出電流の電流値が大きいときには特に問題とはならないものの、検出電流が微小電流のときには、電流センサから出力される負帰還電流の電流値も微小となる結果、負帰還電流のＳ／Ｎ比が低下する。したがって、この電流センサには、出力電流のＳ／Ｎ比を向上すべきとの改善点が存在する。

【0008】

一方、ＣＴ動作時にも、ゼロフラックス動作時における上記の課題が同様に存在する。また、ＣＴ動作時には、上記の電流センサでは、帰還巻線が、磁気コア内に発生している磁束に基づいて、検出電流の電流値を帰還巻線の巻数で除した値の電流を出力電流として出力している。このため、電流センサ（帰還巻線）の負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合において、高周波数帯域の検出電流が被検出電線に流れたときには、帰還巻線が高周波数帯域の出力電流を出力するのが困難となる。したがって、この電流センサには、電流センサの負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流を検出可能とすべきとの改善点も存在する。

【0009】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、出力電流のＳ／Ｎ比を向上し得る電流センサを提供することを主目的とする。また、ＣＴ動作時において高周波数帯域の検出電流を検出し得る電流センサを提供することを他の主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成すべく本発明に係る電流センサは、検出導体が挿通される第１磁気コアと、前記第１磁気コアに配設された第１磁電変換部と、第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回された第１巻線と、前記検出導体に検出電流が流れることによって前記第１磁気コア内に発生する磁束を打ち消す第１電流を前記第１磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第１巻線の一端に供給する第１電圧電流変換回路とを備えている電流センサであって、第２磁気コアと、前記第２磁気コアに配設された第２磁電変換部と、第２巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回されて前記第１巻線の他端から出力された前記第１電流が供給される第２巻線と、前記第２巻数よりも少ない第３巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第３巻線と、前記第１電流が前記第２巻線に供給されることによって前記第２磁気コア内に発生する磁束を打ち消す第２電流を前記第２磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第３巻線の一端に供給する第２電圧電流変換回路とを備えて、前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値に応じた電流値の電流を前記第３巻線の他端から出力する。

【0011】

したがって、本発明に係る電流センサによれば、演算増幅回路などの能動素子で電流を増幅する構成と比較して、動作ノイズを発生する能動素子を用いることなく、第２磁気コアの第２巻線の巻数を第３巻線の巻数よりも大きくすることによって第１巻線から出力される電流を等価的に増幅しているため、出力する電流のＳ／Ｎ比をより十分に向上させることができる。

【0012】

また、本発明に係る電流センサは、前記第１巻線の前記他端から出力された前記第１電流をドライブして前記第２巻線に供給する電流バッファを備えている。したがって、本発明に係る電流センサによれば、電流センサの負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流を精度良く検出することができる。

【0013】

また、本発明に係る電流センサは、検出導体が挿通される第１磁気コアと、第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回されて前記検出導体に検出電流が流れることによって当該第１磁気コア内に発生する磁束に応じた第１電流を出力する第１巻線とを備えている電流センサであって、第２磁気コアと、第２巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第２巻線と、前記第２巻数よりも少ない第３巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第３巻線と、前記第１巻線から出力された前記第１電流をドライブして前記第２巻線に供給する第１電流バッファとを備え、前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値に応じた電流値の電流を前記第３巻線から出力する。

【0014】

したがって、本発明に係る電流センサによれば、演算増幅回路などの能動素子で電流を増幅する構成と比較して、動作ノイズを発生する能動素子を用いることなく、第２磁気コアの第２巻線の巻数を第３巻線の巻数よりも大きくすることによって第１巻線から出力される電流を等価的に増幅しているため、出力する電流のＳ／Ｎ比をより十分に向上させることができる。

【0015】

また、本発明に係る電流センサは、検出導体が挿通される第１磁気コアと、前記第１磁気コアに配設された第１磁電変換部と、第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回された第１巻線Ａと、前記第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回された第１巻線Ｂと、前記検出導体に検出電流が流れることによって前記第１磁気コア内に発生する磁束を打ち消す第１電流Ａを前記第１磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第１巻線Ａの一端に供給する第１電圧電流変換回路Ａと、前記検出導体に前記検出電流が流れることによって前記第１磁気コア内に発生する磁束を前記第１電流Ａと相俟って打ち消す第１電流Ｂを前記第１磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第１巻線Ｂの一端に供給する第１電圧電流変換回路Ｂと、第２磁気コアと、前記第２磁気コアに配設された第２磁電変換部と、第２巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回されて前記第１巻線Ａの他端から出力された前記第１電流Ａが供給される第２巻線Ａと、前記第２巻数を有すると共に、前記第１巻線Ｂの他端から出力された前記第１電流Ｂが供給され、かつ当該第１電流Ｂが供給されたときに前記第２磁気コア内に発生する磁束の向きと、前記第１電流Ａが前記第２巻線Ａに供給された際に前記第２磁気コア内に発生する磁束の向きとが同じになるように当該第２磁気コアに巻回された第２巻線Ｂと、前記第２巻数よりも少ない第３巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第３巻線と、前記第１電流Ａが前記第２巻線Ａに供給されると共に前記第１電流Ｂが前記第２巻線Ｂに供給されることによって前記第２磁気コア内に発生する磁束を打ち消す第２電流を前記第２磁電変換部から出力される電圧に基づいて生成して前記第３巻線の一端に供給する第２電圧電流変換回路とを備えて、前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値に応じた電流値の電流を前記第３巻線の他端から出力する。

【0016】

したがって、本発明に係る電流センサによれば、演算増幅回路などの能動素子で電流を増幅する構成と比較して、動作ノイズを発生する能動素子を用いることなく、第２磁気コアの第２巻線の巻数を第３巻線の巻数よりも大きくすることによって第１巻線Ａおよび第１巻線Ｂから出力される電流を等価的に増幅しているため、出力する電流のＳ／Ｎ比をより十分に向上させることができる。また、この電流センサによれば、検出導体を流れる検出電流にコモンモードノイズ（同相ノイズ）が重畳していた場合に、そのコモンモードノイズを相殺して低減することができる結果、耐ノイズを十分に向上させることができる。

【0017】

また、本発明に係る電流センサは、前記第１巻線Ａの前記他端から出力された前記第１電流Ａをドライブして前記第２巻線Ａに供給する電流バッファＡと、前記第１巻線Ｂの前記他端から出力された前記第１電流Ｂをドライブして前記第２巻線Ｂに供給する電流バッファＢとを備えている。したがって、本発明に係る電流センサによれば、電流センサの負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流を精度良く検出することができる。

【0018】

また、本発明に係る電流センサは、検出導体が挿通される第１磁気コアと、第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回されて前記検出導体に検出電流が流れることによって当該第１磁気コア内に発生する磁束に応じた第１電流Ａを出力する第１巻線Ａと、前記第１巻数を有すると共に前記第１磁気コアに巻回されて前記検出導体に前記検出電流が流れることによって当該第１磁気コア内に発生する磁束に応じた第１電流Ｂを出力する第１巻線Ｂと、第２磁気コアと、第２巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回されて前記第１巻線Ａから出力された前記第１電流Ａが供給される第２巻線Ａと、前記第２巻数を有すると共に、前記第１巻線Ｂから出力された前記第１電流Ｂが供給され、かつ当該第１電流Ｂが供給されたときに前記第２磁気コア内に発生する磁束の向きと、前記第１電流Ａが前記第２巻線Ａに供給された際に前記第２磁気コア内に発生する磁束の向きとが同じになるように当該第２磁気コアに巻回された第２巻線Ｂと、前記第２巻数よりも少ない第３巻数を有すると共に前記第２磁気コアに巻回された第３巻線と、前記第１巻線Ａから出力された前記第１電流Ａをドライブして前記第２巻線Ａに供給する第１電流バッファＡと、前記第１巻線Ｂから出力された前記第１電流Ｂをドライブして前記第２巻線Ｂに供給する第１電流バッファＢとを備えて、前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値に応じた電流値の電流を前記第３巻線から出力する。

【0019】

したがって、本発明に係る電流センサによれば、動作ノイズを発生する能動素子を用いることなく、第１磁気コアの第２巻線Ａおよび第２巻線Ｂの巻数を第３巻線の巻数よりも大きくすることによって第１巻線Ａおよび第２巻線Ｂから出力される電流を等価的に増幅しているため、出力する電流のＳ／Ｎ比をより十分に向上させることができる。また、この電流センサによれば、検出導体を流れる検出電流にコモンモードノイズ（同相ノイズ）が重畳していた場合に、そのコモンモードノイズを相殺して低減することができる結果、耐ノイズを十分に向上させることができる。

【0020】

また、本発明に係る電流測定装置は、上記のいずれかに記載の電流センサを備え、前記電流センサから出力された前記検出電流の電流値に応じた電流値の前記電流に基づいて前記検出導体を流れる前記検出電流の電流値を測定する。したがって、本発明に係る電流測定装置によれば、電流測定の際の信頼性を十分に高めることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係る電流センサによれば、能動素子で電流を増幅する構成と比較して、電流センサから出力される電流のＳ／Ｎ比を十分に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】電流測定装置１００の構成を示す構成図である。

【図2】電流測定装置１００Ａの構成を示す構成図である。

【図3】電流測定装置１００Ｂの構成を示す構成図である。

【図4】電流測定装置１００Ｃの構成を示す構成図である。

【図5】電流測定装置１００Ｄの構成を示す構成図である。

【図6】電流測定装置１００Ｅの構成を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、電流センサの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

【0024】

最初に、電流センサ１を備えた電流測定装置１００について、図１を参照して説明する。

【0025】

電流測定装置１００は、電流センサ１、測定部２および出力部３を備えて、検出導体Ｌを流れる検出対象の検出電流Ｉｔの電流値を測定可能に構成されている。

【0026】

電流センサ１は、磁気コアＭＣ１，ＭＣ２、巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３、フラックスゲートＦＧ１，ＦＧ２、増幅器Ａ１，Ａ２および電流バッファＢＵを備えて構成され、検出導体Ｌを流れる直流から数ｋＨｚ（例えば、３ｋＨｚ程度）までの低周波数帯域（以下、単に「低周波数帯域」ともいう）における検出電流Ｉｔの電流値をゼロフラックス動作で測定（検出）すると共に、数ｋＨｚ（例えば、３ｋＨｚ程度）以上の高周波数帯域（以下、単に「高周波数帯域」ともいう）における検出電流Ｉｔの電流値をＣＴ動作によって測定（検出）する。

【0027】

磁気コアＭＣ１は、第１磁気コアを構成する。この場合、磁気コアＭＣ１は、例えば、フェライト、パーマロイ、パーメンジュール、ケイ素鋼板および純鉄などの材料を用いて、基端部（図１中の左端部）を中心として開閉可能な分割型に形成されて、検出電流Ｉｔが流れている活線状態の検出導体Ｌをクランプ可能（検出導体Ｌを内部に挿通可能）に、円形状、楕円形状、矩形状および多角形状状などの環状に形成されている。なお、磁気コアＭＣ１については、分割型に限定されず、貫通型（非分割型）の構成を採用することもできる。

【0028】

また、巻線Ｗ１は、帰還巻線として機能して、予め規定された巻数Ｎ１（本例では一例として、Ｎ１＝５０）を有すると共に磁気コアＭＣ１に線材を巻回して構成されている。

【0029】

フラックスゲートＦＧ１は、第１磁電変換部として機能して、一例として、磁気コアＭＣ１の基端部に形成されたギャップＧ１内に配設されている。また、フラックスゲートＦＧ１は、作動状態において、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ１を出力する。この場合、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束は、磁気コアＭＣ１に挿通された検出導体Ｌに検出電流Ｉｔが流れることによって発生する磁束φ１と、巻線Ｗ１に後述する負帰還電流である電流Ｉ１が流れることによって発生する磁束φ２（磁束φ１と逆向きの磁束）との合成磁束（φ１－φ２）となっている。なお、第１磁電変換部としては、フラックスゲートに代えてホール素子や磁気抵抗素子(MR:Magneto Resistive)などで構成することもできる。

【0030】

増幅器Ａ１は、第１電圧電流変換回路として機能すると共に演算増幅回路などで構成されている。この場合、増幅器Ａ１は、フラックスゲートＦＧ１から出力される電圧Ｖ１に基づいて、検出導体Ｌに検出電流Ｉｔが流れることによって磁気コアＭＣ１内に発生する磁束φ１を打ち消す第１電流としての電流Ｉ１を生成して巻線Ｗ１の一端Ｔ１１に供給する。具体的には、増幅器Ａ１は、電圧Ｖ１がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ１において検出される磁気コアＭＣ１内に発生している合成磁束（φ１－φ２）の磁束密度がゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ２で磁束φ１を打ち消すように）、電流Ｉ１の電流値を制御する。この場合、電流Ｉ１の電流値（Ｉ１とする）は、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値（Ｉｔとする）を巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）となる。

【0031】

磁気コアＭＣ２は、第２磁気コアであって、磁気コアＭＣ１とは互いに別体に構成されている。この場合、磁気コアＭＣ２は、例えば、フェライト、パーマロイ、パーメンジュール、ケイ素鋼板および純鉄などの材料を用いて、基端部（図１中の左端部）を中心として開閉可能な分割型に形成されて、検出電流Ｉｔが流れている活線状態の検出導体Ｌをクランプ可能（検出導体Ｌを内部に挿通可能）に、円形状、楕円形状、矩形状および多角形状状などの環状に形成されている。なお、磁気コアＭＣ２については、分割型に限定されず、貫通型（非分割型）の構成を採用することもできる。また、磁気コアＭＣ２については、環状に限らず、Ｉ型やＬ型の磁気コアを用いることができる。ただし、漏れ磁束を少なくして検出精度を上げる観点からすれば、磁気コアＭＣ２を環状に形成するのが好ましい。

【0032】

巻線Ｗ２は、予め規定された巻数Ｎ２（本例では一例として、Ｎ２＝２００）で磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。また、巻線Ｗ３は、巻線Ｗ２と磁気結合すると共に帰還巻線として機能する巻線であって、予め規定された巻数Ｎ３（本例では一例として、Ｎ３＝５０）で磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。この場合、本例では、巻数Ｎ３は、巻数Ｎ２よりも少ない巻数に規定されている。言い替えれば、巻数Ｎ２は、巻数Ｎ３よりも大きい巻数に規定されている。

【0033】

フラックスゲートＦＧ２は、第２磁電変換部として機能して、一例として、磁気コアＭＣ２の基端部に形成されたギャップＧ２内に配設されている。また、フラックスゲートＦＧ２は、作動状態において、磁気コアＭＣ２内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ２を出力する。この場合、磁気コアＭＣ２内に発生する磁束は、磁気コアＭＣ２に巻回されている巻線Ｗ２に電流Ｉ１が流れることによって発生する磁束φ３と、巻線Ｗ３に後述する負帰還電流である電流Ｉ２が流れることによって発生する磁束φ４（磁束φ３と逆向きの磁束）との合成磁束（φ３－φ４）となっている。なお、第２磁電変換部としては、フラックスゲートに代えてホール素子や磁気抵抗素子(MR:Magneto Resistive)などで構成することもできる。

【0034】

増幅器Ａ２は、第２電圧電流変換回路として機能すると共に演算増幅回路などで構成されている。この場合、増幅器Ａ２は、フラックスゲートＦＧ２から出力された電圧Ｖ２に基づいて、巻線Ｗ２に電流Ｉ２が流れることによって磁気コアＭＣ２内に発生する磁束φ３を打ち消す第２電流としての電流Ｉ２を生成して巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に供給する。具体的には、増幅器Ａ２は、電圧Ｖ２がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ２において検出される磁気コアＭＣ２内に発生している合成磁束（φ３－φ４）の磁束密度がゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ４で磁束φ３を打ち消すように）、電流Ｉ２の電流値を制御する。この場合、電流Ｉ２は、電流センサ１から出力される出力電流として、巻線Ｗ３を通って、巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。

【0035】

電流バッファＢＵは、巻線Ｗ１の他端Ｔ１２と巻線Ｗ２の一端Ｔ２１とを結ぶラインに反転端子が接続されると共に非反転端子がグランドに接続され、かつ巻線Ｗ２の他端Ｔ２２に出力端子が接続された演算増幅回路で構成されている。この電流バッファＢＵは、巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から電流Ｉ１が出力された際に、Ｉ／Ｖ変換回路として機能して、電流Ｉ１を電流／電圧変換して変換した電圧を出力端子に出力することにより電流Ｉ１を電流増幅する。つまり、電流バッファＢＵは、電流Ｉ１をドライブして巻線Ｗ２に供給する。この場合、電流Ｉ１の周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２の巻数が多いときに、つまり巻線Ｗ２のインダクタンスが大きいときには、巻線Ｗ１の負荷が誘導性となるため、巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力される電流Ｉ１を巻線Ｗ２に供給するのが困難となる。これに対して、この電流センサ１では、電流バッファＢＵを設けたことにより、電流Ｉ１の周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２の巻数が多いときであっても、電流Ｉ１を巻線Ｗ２に確実に供給することができる。

【0036】

測定部２は、巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力された電流Ｉ２を入力してＡ／Ｄ変換することによって電流Ｉ２の電流を示す測定値を演算すると共に、その測定値を表示させるための表示用データＳｄを出力部３に出力する。

【0037】

出力部３は、一例として、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどの表示装置（ディスプレイ）で構成されて、測定部２から出力された表示用データＳｄを入力して検出導体Ｌを流れている検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを画面上に表示する。なお、出力部３は、表示装置に代えて、外部装置とデータ通信を行うインターフェース装置で構成して、この外部装置にインピーダンスデータＤｚを出力する構成を採用することもできる。

【0038】

次に、電流センサ１および電流測定装置１００の動作について、図１を参照して説明する。なお、検出導体Ｌは、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されているものとする。

【0039】

磁気コアＭＣ１の内部に挿通されている検出導体Ｌに低周波数帯域の検出電流Ｉｔが流れた際には、フラックスゲートＦＧ１が、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ１を出力する。次いで、増幅器Ａ１が、フラックスゲートＦＧ１から出力された電圧Ｖ１を入力すると共に、この電圧Ｖ１に基づいて上記した電流Ｉ１を生成して巻線Ｗ１の一端Ｔ１１に供給する。この場合、増幅器Ａ１は、電圧Ｖ１がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ１において検出される磁気コアＭＣ１内に発生している合成磁束（φ１－φ２）の磁束密度がゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ２で磁束φ１を相殺するように）、電流Ｉ１の電流値を制御する。この結果、この電流センサ１では、ゼロフラックス動作により、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）の電流Ｉ１が巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力される。

【0040】

一方、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されている検出導体Ｌに高周波数帯域の検出電流Ｉｔが流れた際には、巻線Ｗ１が、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束の磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電流値の電流Ｉ１を出力する。この結果、この電流センサ１では、ＣＴ動作により、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）の電流Ｉ１が巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力される。

【0041】

次いで、電流バッファＢＵが、巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力された電流Ｉ１を電流／電圧変換して出力端子に出力することにより電流Ｉ１をドライブする。この結果、電流Ｉ１の周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２の巻数が多いときであっても、電流Ｉ１は、巻線Ｗ２に確実に供給される。したがって、この電流センサ１では、低周波数帯域から高周波数帯域までに亘る広い周波数帯域の検出電流Ｉｔが検出導体Ｌに流れたときであっても、広い周波数帯域に対応する電流Ｉ１を巻線Ｗ２に確実に供給することができる。

【0042】

次に、巻線Ｗ２に低周波数帯域の電流Ｉ１が流れた際には、フラックスゲートＦＧ２が、磁気コアＭＣ２内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ２を出力する。この場合、磁気コアＭＣ２内に発生する磁界の強さは、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した値（Ｉｔ／Ｎ１）に、巻線Ｗ２の巻数Ｎ２を乗算した値に比例する値となる。つまり、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２の巻数Ｎ２を巻数Ｎ１よりも大きく規定したことで、磁気コアＭＣ２内に発生する磁界の強さが等価的に値（Ｎ２／Ｎ１）だけ増幅される。

【0043】

次いで、増幅器Ａ２が、フラックスゲートＦＧ２から出力された電圧Ｖ２を入力すると共に、この電圧Ｖ２に基づいて上記した電流Ｉ２を生成して巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に供給する。この場合、増幅器Ａ２は、電圧Ｖ２がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ２において検出される磁気コアＭＣ２内に発生している合成磁束（φ３－φ４）の磁束密度がゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ４で磁束φ３を相殺する（打ち消す）ように）、電流Ｉ２の電流値を制御する。この結果、電流Ｉ２は、巻線Ｗ３を通って、巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。この場合、電流Ｉ２の電流値（Ｉ２とする）は、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）に、巻線Ｗ２の巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３で除した値を乗算した値となる。この結果、電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））の電流Ｉ２が巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。

【0044】

一方、巻線Ｗ２に高周波数帯域の電流Ｉ１が流れた際には、磁気コアＭＣ２内に磁束φ３が発生し、巻線Ｗ３が、その発生した磁束φ３の磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電流値の電流Ｉ２を他端Ｔ３２から出力する。この場合、電流Ｉ２の電流値Ｉ２は、巻線Ｗ２に低周波数帯域の電流Ｉ１が流れたときと同様にして、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）に、巻線Ｗ２の巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３で除した値を乗算した値となる。この結果、電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））の電流Ｉ２が巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。

【0045】

ここで、この電流センサ１では、巻数Ｎ３が、巻数Ｎ２よりも少ない巻数に規定されている。言い替えれば、この電流センサ１では、巻数Ｎ２が、巻数Ｎ３よりも多い巻数に規定されている。したがって、値（Ｎ２／Ｎ３）が１よりも大きい値になるため、電流Ｉ２の電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））は、巻線Ｗ１から出力された電流Ｉ１の電流値Ｉ１（＝（Ｉｔ／Ｎ１））よりも値（Ｎ２／Ｎ３）倍だけ大きい値となる。つまり、巻数Ｎ２を巻数Ｎ３よりも大きい巻数に規定したことにより、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２によって電流Ｉ１が等価的に値（Ｎ２／Ｎ３）だけ増幅される。この結果、従来技術の電流センサから出力される電流値Ｉ１（＝Ｉｔ×（１／Ｎ１））と比較して、値（Ｎ２／Ｎ３）倍の電流値の電流Ｉ２が出力される結果、従来技術の電流センサにおける負帰還電流に対応する電流Ｉ２のＳ／Ｎ比が、演算増幅回路などの能動素子で電流を増幅する従来技術の電流センサと比較して十分に向上する。また、電流センサ１のＣＴ動作時には、高周波数帯域の検出電流Ｉｔが検出導体Ｌに流れた際に、電流バッファＢＵが、電流Ｉ１をドライブして巻線Ｗ２に出力するため、電流センサ１の負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流Ｉｔを精度良く検出することができる。

【0046】

次いで、測定部２が、巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力された電流Ｉ２を入力してＡ／Ｄ変換することによって電流Ｉ２の電流を示す測定値を演算すると共に、その測定値を表示させるための表示用データＳｄを出力部３に出力する。この後、出力部３が、測定部２から出力された表示用データＳｄを入力して検出導体Ｌを流れている検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを画面上に表示する。以上により、電流測定装置１００による電流センサ１を用いての検出導体Ｌに流れる検出電流Ｉｔの電流検出（測定）が終了する。

【0047】

このように、この電流センサ１および電流測定装置１００では、磁気コアＭＣ１に配設されたフラックスゲートＦＧ１と、巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に巻回された巻線Ｗ１とを備え、巻線Ｗ１に供給されることによって磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を打ち消す電流Ｉ１をフラックスゲートＦＧ１から出力される電圧Ｖ１に基づいて増幅器Ａ１で生成して、巻線Ｗ１の一端Ｔ１１に供給する。そして、磁気コアＭＣ２に配設されたフラックスゲートＦＧ２と、巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回されて巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力された電流Ｉ１が供給される巻線Ｗ２と、巻線Ｗ２の巻数Ｎ２よりも少ない巻数（Ｎ３）である巻線Ｗ３とを有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回された巻線Ｗ３とを備え、電流Ｉ１が巻線Ｗ２に供給されることによって磁気コアＭＣ２内に発生する磁束を打ち消す電流Ｉ２を、フラックスゲートＦＧ２から出力される電圧Ｖ２に基づいて生成して巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に供給することにより、演算増幅回路などの能動素子で電流Ｉ１を増幅する構成と比較して、この電流センサ１によれば、動作ノイズを発生する能動素子を用いることなく、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２の巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３よりも大きくすることによって電流Ｉ１を等価的に値（Ｎ２／Ｎ３）だけ増幅しているため、電流Ｉ２のＳ／Ｎ比をより十分に向上させることができる。したがって、この電流測定装置１００によれば、電流測定の際の信頼性を十分に高めることができる。

【0048】

また、この電流センサ１によれば、磁気コアＭＣ１と磁気コアＭＣ２の両方をゼロフラックス動作させることにより、直流から交流までの信号を扱えるため、直流から交流までの検出電流Ｉｔを検出することができる。また、この電流センサ１によれば、電流バッファＢＵが、電流Ｉ１をドライブして巻線Ｗ２に出力することにより、電流センサ１の負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流Ｉｔを精度良く検出することができる。さらに、この電流センサ１によれば、巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に電流Ｉ２を供給する増幅器Ａ２を備えたことにより、巻線Ｗ１から出力される電流Ｉ１を増幅した電流Ｉ２を出力することができる結果、電流センサ１の負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流Ｉｔを精度良く検出することができる。

【0049】

次に、電流センサ１Ａを備えた電流測定装置１００Ａについて、図２を参照して説明する。なお、上記した電流センサ１および電流測定装置１００と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0050】

この電流センサ１Ａは、電流センサ１における電流バッファＢＵの配設を省略しており、それ以外の構成に関しては、電流センサ１と同様に構成されている。

【0051】

電流センサ１Ａは、磁気コアＭＣ１，ＭＣ２、巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，フラックスゲートＦＧ１，ＦＧ２および増幅器Ａ１，Ａ２を備え、主としてゼロフラックス動作によって検出導体Ｌを流れる低周波数帯域の検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを測定（検出）可能に構成されている。

【0052】

この場合、巻線Ｗ１は、第１巻線を構成し、電流センサ１における巻線Ｗ１と同様にして、第１巻数である巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に線材を巻回して構成されている。

【0053】

フラックスゲートＦＧ１は、電流センサ１におけるフラックスゲートＦＧ１と同様に構成されると共に同様にして動作して、第１磁電変換部として機能する。また、フラックスゲートＦＧ１は、作動状態において、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ１を出力する。この場合、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束は、磁気コアＭＣ１に挿通された検出導体Ｌに検出電流Ｉｔが流れることによって発生する磁束φ１と、巻線Ｗ１に上記した負帰還電流である電流Ｉ１が流れることによって発生する磁束φ２（磁束φ１と逆向きの磁束）との合成磁束（φ１－φ２）となっている。

【0054】

増幅器Ａ１は、電流センサ１Ａにおける増幅器Ａ１と同様に構成されると共に同様にして動作して、第１電圧電流変換回路として機能する。この場合、増幅器Ａ１は、フラックスゲートＦＧ１から出力される電圧Ｖ１に基づいて、検出導体Ｌに検出電流Ｉｔが流れることによって磁気コアＭＣ１内に発生する磁束φ１を打ち消す第１電流としての電流Ｉ１を生成して巻線Ｗ１の一端Ｔ１１に供給する。

【0055】

巻線Ｗ２は、電流センサ１における巻線Ｗ２と同様にして、第２巻数である巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。また、この巻線Ｗ２では、巻線Ｗ３と磁気結合する巻線であって、一端Ｔ２１が巻線Ｗ１の他端Ｔ１２に接続されると共に他端Ｔ２２がグランドに接続されている。

【0056】

次に、電流センサ１Ａおよび電流測定装置１００Ａの動作について、図２を参照して説明する。なお、電流センサ１Ａは、電流センサ１ではゼロフラックス動作およびＣＴ動作の両動作で動作するのに対して、主としてゼロフラックス動作で動作する。したがって、以下、電流センサ１の動作とは相違する動作を説明し、同じ動作に関しては、重複する説明を省略する。また、測定部２および出力部３に関しては、電流センサ１の測定部２および出力部３と同じ構成で同様に動作するため、その説明を省略する。また、検出導体Ｌは、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されているものとする。

【0057】

この電流センサ１Ａでは、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されている検出導体Ｌに低周波数帯域の検出電流Ｉｔが流れた際には、フラックスゲートＦＧ１が、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ１を出力する。次いで、増幅器Ａ１が、フラックスゲートＦＧ１から出力された電圧Ｖ１を入力すると共に、この電圧Ｖ１に基づいて上記した電流Ｉ１を生成して、巻線Ｗ１の一端Ｔ１１に供給する。この場合、増幅器Ａ１は、電圧Ｖ１がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ１において検出される磁気コアＭＣ１内に発生している合成磁束（φ１－φ２）の磁束密度がゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ２で磁束φ１を相殺するように）、電流Ｉ１の電流値を制御する。この結果、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）の電流Ｉ１が巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力される。

【0058】

次に、巻線Ｗ２に電流Ｉ１が供給された際には、フラックスゲートＦＧ２が、磁気コアＭＣ２内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ２を出力する。次いで、増幅器Ａ２が、フラックスゲートＦＧ２から出力された電圧Ｖ２を入力すると共に、この電圧Ｖ２に基づいて上記した電流Ｉ２を生成して、巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に供給する。この場合、増幅器Ａ２は、電圧Ｖ２がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ２において検出される磁気コアＭＣ２内に発生している合成磁束（φ３－φ４）の磁束密度がゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ４で磁束φ３を相殺する（打ち消す）ように）、電流Ｉ２の電流値を制御する。この結果、電流Ｉ２は、巻線Ｗ３を通って、巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。この場合、電流Ｉ２の電流値Ｉ２は、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）に、巻線Ｗ２の巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３で除した値を乗算した値となる。この結果、電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））の電流Ｉ２が巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。

【0059】

ここで、この電流センサ１Ａでは、巻数Ｎ３が、巻数Ｎ２よりも少ない巻数に規定されている。言い替えれば、この電流センサ１では、巻数Ｎ２が、巻数Ｎ３よりも多い巻数に規定されている。したがって、値（Ｎ２／Ｎ３）が１よりも大きい値になるため、電流Ｉ２の電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））は、増幅器Ａ１から出力された電流Ｉ１の電流値Ｉ１（＝（Ｉｔ／Ｎ１））よりも値（Ｎ２／Ｎ３）倍だけ大きい値となる。この結果、負帰還電流である電流Ｉ２のＳ／Ｎ比が向上する。なお、この電流センサ１Ａでは、高周波数帯域の周波数成分の電流Ｉ１が巻線Ｗ２に供給される際には、大きなインダクタンスを有する巻線Ｗ２に電流Ｉ１を供給することが困難となる。このため、この電流センサ１Ａでは、主として、ゼロフラックス動作で動作する。

【0060】

このように、この電流センサ１Ａおよび電流測定装置１００Ａでは、磁気コアＭＣ１に配設されたフラックスゲートＦＧ１と、巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に巻回された巻線Ｗ１とを備え、巻線Ｗ１に供給されることによって磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を打ち消す電流Ｉ１をフラックスゲートＦＧ１から出力される電圧Ｖ１に基づいて増幅器Ａ１で生成して、巻線Ｗ１の一端Ｔ１１に供給する。そして、磁気コアＭＣ２に配設されたフラックスゲートＦＧ２と、巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回されて巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力された電流Ｉ１が供給される巻線Ｗ２と、巻線Ｗ２の巻数Ｎ２よりも少ない巻数（Ｎ３）である巻線Ｗ３を有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回された巻数Ｎ３と、電流Ｉ１が巻線Ｗ２に供給されることによって磁気コアＭＣ２内に発生する磁束を打ち消す電流Ｉ２を、フラックスゲートＦＧ２から出力される電圧Ｖ２に基づいて生成して巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に供給することにより、演算増幅回路などの能動素子で電流Ｉ１を増幅する構成と比較して、この電流センサ１Ａでは、動作ノイズを発生する能動素子を用いることなく、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２の巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３よりも大きくすることによって電流Ｉ１を等価的に値（Ｎ２／Ｎ３）だけ増幅しているため、電流Ｉ２のＳ／Ｎ比をより十分に向上させることができる。したがって、この電流測定装置１００Ａによれば、電流測定の際の信頼性を十分に高めることができる。

【0061】

また、この電流センサ１Ａによれば、磁気コアＭＣ１と磁気コアＭＣ２の両方をゼロフラックス動作させることにより、直流から交流までの信号を扱えるため、直流から交流までの検出電流Ｉｔを検出することができる。また、この電流センサ１Ａによれば、巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に電流Ｉ２を供給する増幅器Ａ２を備えたことにより、巻線Ｗ１から出力される電流Ｉ１を増幅した電流Ｉ２を出力することができる結果、電流センサ１Ａの負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流Ｉｔを精度良く検出することができる。

【0062】

次に、電流センサ１Ｂを備えた電流測定装置１００Ｂについて、図３を参照して説明する。なお、上記した電流センサ１および電流測定装置１００と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0063】

この電流センサ１Ｂは、電流センサ１におけるフラックスゲートＦＧ１，ＦＧ２および増幅器Ａ１，Ａ２の配設を省略しており、それ以外の構成に関しては、電流センサ１と同様に構成されている。

【0064】

電流センサ１Ｂは、磁気コアＭＣ１，ＭＣ２、巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および電流バッファＢＵを備え、主としてＣＴ動作時によって検出導体Ｌを流れる高周波数帯の検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを測定（検出）可能に構成されている。

【0065】

この場合、巻線Ｗ１は、第１巻線を構成し、電流センサ１における巻線Ｗ１と同様にして、第１巻数である巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に線材を巻回して構成されている。また、この巻線Ｗ１では、一端Ｔ１１がグランドに接続されると共に他端Ｔ１２が巻線Ｗ２の一端Ｔ２１に接続されている。

【0066】

電流バッファＢＵは、第１電流バッファを構成し、電流センサ１における電流バッファＢＵと同様に構成されると共に同様にして動作する。この電流バッファＢＵは、巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から電流Ｉ１が出力された際に、電流Ｉ１を電流／電圧変換して出力端子に出力することにより電流Ｉ１を電流増幅する。つまり、電流バッファＢＵは、電流Ｉ１をドライブして巻線Ｗ２に供給する。この場合、この電流センサ１では、電流バッファＢＵを設けたことにより、電流センサ１における電流バッファＢＵと同様にして、電流Ｉ１の周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２の巻数が多いときであっても、電流Ｉ１を巻線Ｗ２に確実に供給することができる。

【0067】

巻線Ｗ２は、第２巻線を構成し、電流センサ１における巻線Ｗ２と同様にして、第２巻数である巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。巻線Ｗ３は、第３巻線を構成し、電流センサ１における巻線Ｗ３と同様にして、第３巻数である巻数Ｎ３を有すると共に磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。また、この巻線Ｗ３では、一端Ｔ３１がグランドに接続されると共に他端Ｔ３２が測定部２の入力部に接続されている。

【0068】

次に、電流センサ１Ｂおよび電流測定装置１００Ｂの動作について、図３を参照して説明する。なお、電流センサ１Ｂは、電流センサ１ではゼロフラックス動作およびＣＴ動作の両動作で動作するのに対して、主としてＣＴ動作で動作する。したがって、以下、電流センサ１の動作とは相違する動作を説明し、同じ動作に関しては、重複する説明を省略する。また、測定部２および出力部３に関しては、電流センサ１の測定部２および出力部３と同じ構成で同様に動作するため、その説明を省略する。また、検出導体Ｌは、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されているものとする。

【0069】

この電流センサ１Ｂでは、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されている検出導体Ｌに高周波数帯域の検出電流Ｉｔが流れた際には、巻線Ｗ１が、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束の磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電流値の電流Ｉ１を出力する。この場合、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）の電流Ｉ１が巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力される。

【0070】

次いで、電流バッファＢＵが、巻線Ｗ１の他端Ｔ１２から出力された電流Ｉ１を電流／電圧変換して出力端子に出力することにより電流Ｉ１をドライブする。この結果、電流Ｉ１の周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２の巻数が多いときであっても、電流Ｉ１は、巻線Ｗ２に確実に供給される。電流Ｉ１が巻線Ｗ２に供給された際には、磁気コアＭＣ２内に磁束が発生し、巻線Ｗ３が、その発生した磁束の磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電流値の電流Ｉ２を他端Ｔ３２から出力する。この場合、電流Ｉ２の電流値Ｉ２は、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）に、巻線Ｗ２の巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３で除した値を乗算した値となる。この結果、電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））の電流Ｉ２が巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。

【0071】

ここで、この電流センサ１Ｂでは、巻数Ｎ３が、巻数Ｎ２よりも少ない巻数に規定されている。言い替えれば、この電流センサ１では、巻数Ｎ２が、巻数Ｎ３よりも多い巻数に規定されている。したがって、値（Ｎ２／Ｎ３）が１よりも大きい値になるため、電流Ｉ２の電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））は、巻線Ｗ１から出力された電流Ｉ１の電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）よりも値（Ｎ２／Ｎ３）倍だけ大きい値となる。つまり、巻数Ｎ２を巻数Ｎ３よりも大きい巻数に規定したことにより、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２によって電流Ｉ１が等価的に値（Ｎ２／Ｎ３）だけ増幅される。この結果、従来技術の電流センサから出力される電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）と比較して、値（Ｎ２／Ｎ３）倍の電流値の電流Ｉ２が出力される結果、従来技術の電流センサにおける負帰還電流に対応する電流Ｉ２のＳ／Ｎ比が、演算増幅回路などの能動素子で電流を増幅する従来技術の電流センサと比較して十分に向上する。また、電流センサ１ＢのＣＴ動作時には、高周波数帯域の検出電流Ｉｔが検出導体Ｌに流れた際に、電流バッファＢＵが、電流Ｉ１をドライブして巻線Ｗ２に出力するため、電流センサ１Ｂの負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流Ｉｔを精度良く検出することができる。なお、低周波数帯域の周波数成分の検出電流Ｉｔが検出導体Ｌに流れる際には、巻線Ｗ１から電流Ｉ１ｂを供給することが困難となる。このため、この電流センサ１Ｂでは、主として、ＣＴ動作で動作する。

【0072】

このように、この電流センサ１Ｂおよび電流測定装置１００Ｂによれば、検出導体Ｌが挿通される磁気コアＭＣ１と、巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に巻回されて検出導体Ｌに検出電流Ｉｔが流れることによって磁気コアＭＣ１内に発生する磁束に応じた電流Ｉ１を出力する巻線Ｗ１と、磁気コアＭＣ２と、巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回された巻線Ｗ２と、巻線Ｗ２よりも少ない巻数Ｎ３を有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回された巻線Ｗ３と、巻線Ｗ１から出力された電流Ｉ１をドライブして巻線Ｗ２に供給する電流バッファＢＵとを備えて、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値に応じた電流値の電流Ｉ２を巻線Ｗ３から出力することにより、電流センサ１Ｂの負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流Ｉｔを精度良く検出することができる。したがって、この電流測定装置１００Ｂによれば、電流測定の際の信頼性を十分に高めることができる。

【0073】

次に、電流センサ１Ｃを備えた電流測定装置１００Ｃについて、図４を参照して説明する。なお、上記した電流センサ１および電流測定装置１００と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0074】

電流センサ１Ｃは、磁気コアＭＣ１，ＭＣ２、巻線Ｗ１ａ，巻線Ｗ１ｂ，Ｗ２ａ，Ｗ２ｂ，Ｗ３、フラックスゲートＦＧ１，ＦＧ２、増幅器Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ２および電流バッファＢＵａ，ＢＵｂを備えて構成され、検出導体Ｌを流れる低周波数帯域における検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔをゼロフラックス動作で測定（検出）すると共に、高周波数帯域における検出電流Ｉｔの電流値ＩｔをＣＴ動作によって測定（検出）する。また、この電流センサ１Ｃは、検出電流Ｉｔが検出導体Ｌに流れているときに磁気コアＭＣ１内に発生する磁束に応じて検出した電流（本例では、後述する電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂ）を差動方式で磁気コアＭＣ２に巻回されている巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに出力する。

【0075】

巻線Ｗ１ａは、帰還巻線として機能する第１巻線Ａを構成し、予め規定された巻数Ｎ１（本例では一例として、Ｎ１＝５０）を有すると共に磁気コアＭＣ１に線材を巻回して構成されている。巻線Ｗ１ｂは、帰還巻線として機能する第１巻線Ｂを構成し、巻線Ｗ１ａと同じ巻数に予め規定された巻数Ｎ１（本例では、一例として、Ｎ１＝５０）を有すると共に磁気コアＭＣ１に線材を巻回して構成されている。この場合、巻線Ｗ１ａ，Ｗ１ｂは、後述する電流Ｉ１ａが巻線Ｗ１ａに供給されると共に後述する電流Ｉ１ｂが巻線Ｗ１ｂに供給された際に、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束が互いに同じ向きとなるように、磁気コアＭＣ１にそれぞれ巻回されている。つまり、巻線Ｗ１ａ，Ｗ１ｂは、電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂがそれぞれ供給された際に、磁気コアＭＣ１に挿通された検出導体Ｌに検出電流Ｉｔが流れることによって発生する磁束φ１を相殺可能な向きで磁気コアＭＣ１に巻回されている。

【0076】

フラックスゲートＦＧ１は、電流センサ１におけるフラックスゲートＦＧ１と同様に構成されると共に同様にして動作して、第１磁電変換部として機能する。また、フラックスゲートＦＧ１は、作動状態において、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ１を出力する。この場合、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束は、磁気コアＭＣ１に挿通された検出導体Ｌに検出電流Ｉｔが流れることによって発生する磁束φ１と、巻線Ｗ１ａに上記した電流Ｉ１ａが供給されて発生する磁束（電流センサ１において発生した磁束φ２の１／２）に相当する磁束（磁束φ１と逆向きの磁束）、および巻線Ｗ１ｂに電流Ｉ１ｂが供給されることによって発生する磁束（電流センサ１において発生した磁束φ２の１／２）に相当する磁束（磁束φ１と逆向きの磁束）を合成した磁束φ２との合成磁束（φ１－φ２）となっている。

【0077】

増幅器Ａ１ａは、第１電圧電流変換回路Ａとして機能すると共に演算増幅回路などで非反転増幅回路として構成されている。この場合、増幅器Ａ１ａは、フラックスゲートＦＧ１から出力される電圧Ｖ１に基づいて、検出導体Ｌに検出電流Ｉｔが流れることによって磁気コアＭＣ１内に発生する磁束φ１の１／２を打ち消す第１電流Ａとしての電流Ｉ１ａを生成して巻線Ｗ１ａの一端Ｔ１１ａに供給する。具体的には、増幅器Ａ１ａは、電圧Ｖ１がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ１において検出される磁気コアＭＣ１内に発生している合成磁束（φ１－φ２）の磁束密度が後述する電流Ｉ１ｂと相俟って、ゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ２で磁束φ１を打ち消すように）、電流Ｉ１ａの電流値を制御する。この場合、電流Ｉ１ａの電流値（Ｉ１ａとする）は、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（）＝Ｉｔ／Ｎ１）の１／２となる。

【0078】

増幅器Ａ１ｂは、第１電圧電流変換回路Ｂとして機能すると共に演算増幅回路などで反転増幅回路として構成されている。この場合、増幅器Ａ１ｂは、フラックスゲートＦＧ１から出力される電圧Ｖ１に基づいて、検出導体Ｌに検出電流Ｉｔが流れることによって磁気コアＭＣ１内に発生する磁束φ１の１／２を打ち消す第１電流Ｂとしての電流Ｉ１ｂを生成して巻線Ｗ１ｂの一端Ｔ１１ｂに供給する。具体的には、増幅器Ａ１ｂは、電圧Ｖ１がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ１において検出される磁気コアＭＣ１内に発生している合成磁束（φ１－φ２）の磁束密度が上記の電流Ｉ１ａと相俟って、ゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ２で磁束φ１を打ち消すように）、電流Ｉ１ｂの電流値を制御する。この場合、電流Ｉ１ｂの電流値（Ｉ１ｂとする）は、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）の１／２となる。なお、本例では、増幅器Ａ１ａを非反転増幅回路として構成すると共に増幅器Ａ１ｂを反転増幅回路として構成したが、これに限定されない。例えば、電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂによって磁気コアＭＣ１内に発生する磁束の向きが同じで、かつ巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに向かって流れる電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂの向き（これについては後述する）が逆向きになる限り、巻線Ｗ１ａ，Ｗ１ｂの巻き方を変えることができるし、増幅器Ａ１ａ，Ａ１ｂを非反転増幅回路および反転増幅回路のいずれにも構成することができる。

【0079】

巻線Ｗ２ａは、第２巻線Ａとして機能して、予め規定された巻数Ｎ２（本例では一例として、Ｎ２＝２００）で磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成され、巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから出力された電流Ｉ１ａが一端Ｔ２１ａに供給される。また、巻線Ｗ２ｂは、第２巻線Ｂとして機能して、予め規定された巻数Ｎ２（本例では一例として、Ｎ２＝２００）で磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成され、巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから出力された電流Ｉ１ｂが一端Ｔ２１ｂに供給される。この場合、巻線Ｗ２ｂは、電流Ｉ１ｂが供給されたときに磁気コアＭＣ２内に発生する磁束の向きと、巻線Ｗ２ａに電流Ｉ１ａが供給された際に磁気コアＭＣ２内に発生する磁束の向きとが同じになるように磁気コアＭＣ２に巻回されている。また、巻線Ｗ３は、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂと磁気結合する巻線であって、予め規定された巻数Ｎ３（本例では一例として、Ｎ３＝５０）で磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。この場合、本例では、巻数Ｎ３は、巻数Ｎ２よりも少ない巻数に規定されている。言い替えれば、巻数Ｎ２は、巻数Ｎ３よりも大きい巻数に規定されている。

【0080】

電流バッファＢＵａは、電流バッファＡとして機能して、巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａと巻線Ｗ２ａの一端Ｔ２１ａとを結ぶラインに反転端子が接続されると共に非反転端子がグランドに接続され、かつ巻線Ｗ２ａの他端Ｔ２２ａに出力端子が接続された演算増幅回路で構成されている。この電流バッファＢＵａは、巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから電流Ｉ１ａが出力された際に、Ｉ／Ｖ変換回路として機能して、電流Ｉ１ａを電流／電圧変換して変換した電圧を出力端子に出力することにより電流Ｉ１ａを電流増幅する。つまり、電流バッファＢＵａは、電流Ｉ１ａをドライブして巻線Ｗ２ａに供給する。この場合、電流Ｉ１ａの周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２ａの巻数が多いときに、つまり巻線Ｗ２ａのインダクタンスが大きいときには、巻線Ｗ１ａの負荷が誘導性となるため、巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから出力される電流Ｉ１ａを巻線Ｗ２ａに供給するのが困難となる。これに対して、この電流センサ１Ｃでは、電流バッファＢＵａを設けたことにより、電流Ｉ１ａの周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２ａの巻数が多いときであっても、電流Ｉ１ａを巻線Ｗ２ａに確実に供給することができる。

【0081】

電流バッファＢＵｂは、電流バッファＢとして機能して、電流バッファＢＵａと同様にして動作する。具体的には、電流バッファＢＵｂは、巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂと巻線Ｗ２ｂの一端Ｔ２１ｂとを結ぶラインに反転端子が接続されると共に非反転端子がグランドに接続され、かつ巻線Ｗ２ｂの他端Ｔ２２ｂに出力端子が接続された演算増幅回路で構成されている。この電流バッファＢＵｂは、巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから電流Ｉ１ｂが出力された際に、Ｉ／Ｖ変換回路として機能して、電流Ｉ１ｂを電流／電圧変換して変換した電圧を出力端子に出力することにより電流Ｉ１ｂを電流増幅する。つまり、電流バッファＢＵｂは、電流Ｉ１ｂをドライブして巻線Ｗ２ｂに供給する。この場合、電流Ｉ１ｂの周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２ｂの巻数が多いときに、つまり巻線Ｗ２ｂのインダクタンスが大きいときには、巻線Ｗ１ｂの負荷が誘導性となるため、巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから出力される電流Ｉ１ｂを巻線Ｗ２ｂに供給するのが困難となる。これに対して、この電流センサ１Ｃでは、電流バッファＢＵｂを設けたことにより、電流Ｉ１ｂの周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２ｂの巻数が多いときであっても、電流Ｉ１ｂを巻線Ｗ２ｂに確実に供給することができる。

【0082】

次に、電流センサ１Ｃおよび電流測定装置１００Ｃの動作について、図４を参照して説明する。なお、電流センサ１Ｃは、上記したように、検出電流Ｉｔが検出導体Ｌに流れているときに磁気コアＭＣ１内に発生する磁束に応じて検出した電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂを差動方式で巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに出力する。したがって、この点が電流センサ１とは異なり、それ以外の動作については電流センサ１と同様にため、以下、差動方式で動作する点を主として説明する。また、測定部２および出力部３に関しては、電流センサ１の測定部２および出力部３と同じ構成で同様に動作するため、その説明を省略する。また、検出導体Ｌは、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されているものとする。

【0083】

磁気コアＭＣ１の内部に挿通されている検出導体Ｌに低周波数帯域の検出電流Ｉｔが流れた際には、フラックスゲートＦＧ１が、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ１を出力する。次いで、増幅器Ａ１ａが、フラックスゲートＦＧ１から出力された電圧Ｖ１を入力すると共に、この電圧Ｖ１に基づいて上記した電流Ｉ１ａを生成して巻線Ｗ１ａの一端Ｔ１１ａに供給する。この場合、増幅器Ａ１ａは、電圧Ｖ１がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ１において検出される磁気コアＭＣ１内に発生している合成磁束（φ１－φ２）の磁束密度が、電流Ｉ１ｂと相俟って、ゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ２で磁束φ１を打ち消すように）、電流Ｉ１ａの電流値を制御する。この結果、この電流センサ１Ｃでは、ゼロフラックス動作により、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）の１／２の電流値（Ｉ１ａとする。Ｉ１ａ＝Ｉｔ／（Ｎ１×２））の電流Ｉ１ａが巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから出力される。

【0084】

また、増幅器Ａ１ｂが、フラックスゲートＦＧ１から出力された電圧Ｖ１を入力すると共に、この電圧Ｖ１に基づいて上記した電流Ｉ１ｂを生成して巻線Ｗ１ｂの一端Ｔ１１ｂに供給する。この場合、増幅器Ａ１ｂは、電圧Ｖ１がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ１において検出される磁気コアＭＣ１内に発生している合成磁束（φ１－φ２）の磁束密度が、電流Ｉ１ａと相俟って、ゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ２で磁束φ１を打ち消すように）、電流Ｉ１ｂの電流値を制御する。この結果、この電流センサ１Ｃでは、ゼロフラックス動作により、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）の１／２の電流値（Ｉ１ｂとする。Ｉ１ｂ＝Ｉｔ／（Ｎ１×２））の電流Ｉ１ｂが巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから出力される。この場合、電流Ｉ１ｂは、電流Ｉ１ａと同じ電流値であって、巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから巻線Ｗ２ｂの一端Ｔ２１ｂに流れる向きが、巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから巻線Ｗ２ａの一端Ｔ２１ａに流れる電流Ｉ１ａの向きとは逆向きとなっている。つまり、この電流センサ１Ｃでは、電流１Ｉａ，Ｉ１ｂは、差動電流として巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂの各一端Ｔ２１ａ，Ｔ２１ｂに出力される。このため、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔにコモンモードノイズ（同相ノイズ）が重畳していた場合に、そのコモンモードノイズが相殺されて低減される。

【0085】

一方、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されている検出導体Ｌに高周波数帯域の検出電流Ｉｔが流れた際には、巻線Ｗ１ａが、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束の磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電流値の電流Ｉ１ａを出力すると共に巻線Ｗ１ｂが、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束の磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電流値の電流Ｉ１ｂを出力する。この結果、この電流センサ１Ｃでは、ＣＴ動作により、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）の１／２の電流値Ｉ１ａ（＝Ｉｔ／（Ｎ１×２））の電流Ｉ１ａが巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから出力されると共に、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）の１／２の電流値Ｉ１ｂ（＝Ｉｔ／（Ｎ１×２））の電流Ｉ１ｂが巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから出力される。

【0086】

次いで、電流バッファＢＵａが、巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから出力された電流Ｉ１ａを電流／電圧変換して出力端子に出力することにより電流Ｉ１ａをドライブする。この結果、電流Ｉ１ａの周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２ａの巻数が多いときであっても、電流Ｉ１ａは、巻線Ｗ２ａに確実に供給される。同時に、電流バッファＢＵｂが、巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから出力された電流Ｉ１ｂを電流／電圧変換して出力端子に出力することにより電流Ｉ１ｂをドライブする。この結果、電流Ｉ１ｂの周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２ｂの巻数が多いときであっても、電流Ｉ１ｂは、巻線Ｗ２ｂに確実に供給される。したがって、この電流センサ１Ｃでは、低周波数帯域から高周波数帯域までに亘る広い周波数帯域の検出電流Ｉｔが検出導体Ｌに流れたときであっても、広い周波数帯域に対応する電流Ｉ１ａ，Ｉｂを巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに確実に供給することができる。

【0087】

次に、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに低周波数帯域の電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂが流れた際には、フラックスゲートＦＧ２が、磁気コアＭＣ２内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ２を出力する。この場合、この磁気コアＭＣ２では、巻線Ｗ２ａに電流Ｉ１ａが供給されることによって発生する磁束（電流センサ１において発生する磁束φ３の１／２の大きさ）の向きと、巻線Ｗ２ｂに電流Ｉ１ｂが供給されることによって発生する磁束（電流センサ１において発生する磁束φ３の１／２の大きさ）の向きとが同じとなっている。したがって、磁気コアＭＣ２内に発生する磁界の強さは、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した値（Ｉｔ／Ｎ１）に、巻線Ｗ２ａ．Ｗ２ｂの巻数Ｎ２を乗算した値に比例する値となる。したがって、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２ａ．Ｗ２ｂの巻数Ｎ２を巻数Ｎ１よりも大きく規定したことで、磁気コアＭＣ２内に発生する磁界の強さが等価的に値（Ｎ２／Ｎ１）だけ増幅される。

【0088】

次いで、増幅器Ａ２が、フラックスゲートＦＧ２から出力された電圧Ｖ２を入力すると共に、この電圧Ｖ２に基づいて上記した電流Ｉ２を生成して巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に供給する。この場合、増幅器Ａ２は、電圧Ｖ２がゼロボルトに近づくように、つまり、フラックスゲートＦＧ２において検出される磁気コアＭＣ２内に発生している合成磁束（φ３（φ３／２＋φ３／２）－φ４）の磁束密度がゼロに近づくように（言い換えれば、磁束φ４で磁束φ３を相殺する（打ち消す）ように）、電流Ｉ２の電流値を制御する。この結果、電流Ｉ２は、巻線Ｗ３を通って、巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。この場合、電流Ｉ２の電流値Ｉ２は、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）に、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂの巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３で除した値を乗算した値となる。この結果、電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））の電流Ｉ２が巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。

【0089】

一方、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに高周波数帯域の電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂがそれぞれ流れた際には、磁気コアＭＣ２の内部に磁束φ３（＝φ３／２＋φ３／２）が発生し、巻線Ｗ３が、その発生した磁束φ３の磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電流値の電流Ｉ２を他端Ｔ３２から出力する。この場合、電流Ｉ２の電流値Ｉ２は、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに低周波数帯域の電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂが流れたときと同様にして、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを巻数Ｎ１で除算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ／Ｎ１）に、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂの巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３で除した値を乗算した値となる。この結果、電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））の電流Ｉ２が巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。

【0090】

ここで、この電流センサ１Ｃでは、巻数Ｎ３が、巻数Ｎ２よりも少ない巻数に規定されている。言い替えれば、この電流センサ１Ｃでは、巻数Ｎ２が、巻数Ｎ３よりも多い巻数に規定されている。したがって、値（Ｎ２／Ｎ３）が１よりも大きい値になるため、電流Ｉ２の電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））は、巻線Ｗ１ａから出力された電流Ｉ１ａの電流値Ｉ１ａ（＝Ｉｔ×（１／Ｎ１）／２）と巻線Ｗ１ｂから出力された電流Ｉ１ｂの電流値Ｉ１ｂ（＝Ｉｔ×（１／Ｎ１）／２）とを加算した電流値Ｉ１（＝Ｉｔ×（１／Ｎ１））よりも値（Ｎ２／Ｎ３）倍だけ大きい値となる。つまり、巻数Ｎ２を巻数Ｎ３よりも大きい巻数に規定したことにより、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２によって電流Ｉ１が等価的に値（Ｎ２／Ｎ３）だけ増幅される。この結果、電流センサ１Ｃでは、電流センサ１と同様にして、電流Ｉ２のＳ／Ｎ比が十分に向上すると共に電流バッファＢＵａ，ＢＵｂが、電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂをドライブして巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに出力するため、電流センサ１Ｃの負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流Ｉｔを精度良く検出することができる。

【0091】

また、この電流センサ１Ｃでは、巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから巻線Ｗ２ａの一端Ｔ２１ａに流れる電流Ｉ１ａの向きと、巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから巻線Ｗ２ｂの一端Ｔ２１ｂに流れる電流Ｉ１ｂの向きとが互いに逆向きで同じ電流値となっている。つまり、この電流センサ１Ｃでは、巻線Ｗ１ａ，Ｗ１ｂが巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに差動電流（Ｉ１ａ，Ｉ１ｂ）を供給する構成となっている。このため、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔにコモンモードノイズ（同相ノイズ）が重畳していた場合に、そのコモンモードノイズを相殺して低減することができる結果、この電流センサ１Ｃでは、耐ノイズが十分に向上している。

【0092】

このように、この電流センサ１Ｃおよび電流測定装置１００Ｃは、磁気コアＭＣ１に配設されたフラックスゲートＦＧ１と、巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に巻回された巻線Ｗ１ａと、巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に巻回された巻線Ｗ１ｂと、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を打ち消す電流Ｉ１ａをフラックスゲートＦＧ１から出力される電圧Ｖ１に基づいて生成して巻線Ｗ１ａの一端Ｔ１１ａに供給する増幅器Ａ１ａと、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を電流Ｉ１ａと相俟って打ち消す電流Ｉ１ｂをフラックスゲートＦＧ１から出力される電圧Ｖ１に基づいて生成して巻線Ｗ１ｂの一端に供給する増幅器Ａ１ｂと、磁気コアＭＣ２と、磁気コアＭＣ２に配設されたフラックスゲートＦＧ２と、巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回されて巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから出力された電流Ｉ１ａが供給される巻線Ｗ２ａと、巻数Ｎ２を有すると共に、巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから出力された電流Ｉ１ｂが供給され、かつ電流Ｉ１ｂが供給されたときに磁気コアＭＣ２内に発生する磁束の向きと、電流Ｉ１ａが巻線Ｗ２ａに供給された際に磁気コアＭＣ２内に発生する磁束の向きとが同じになるように磁気コアＭＣ２に巻回された巻線Ｗ２ｂと、巻数Ｎ２よりも少ない巻数Ｎ３を有すると共に磁気コアＭＣ２に巻回された巻線Ｗ３とを備えている。

【0093】

したがって、この電流センサ１Ｃおよび電流測定装置１００Ｃによれば、動作ノイズを発生する能動素子を用いることなく、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂの巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３よりも大きくすることによって電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂを等価的に値（Ｎ２／Ｎ３）だけ増幅しているため、電流Ｉ２のＳ／Ｎ比をより十分に向上させることができる。したがって、この電流測定装置１００Ｃによれば、電流測定の際の信頼性を十分に高めることができる。

【0094】

また、この電流センサ１Ｃによれば、磁気コアＭＣ１と磁気コアＭＣ２の両方をゼロフラックス動作させることにより、直流から交流までの信号を扱えるため、直流から交流までの検出電流Ｉｔを検出することができる。また、この電流センサ１Ｃによれば、電流バッファＢＵａが巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから出力された電流Ｉ１ａをドライブして巻線Ｗ２ａに出力し、電流バッファＢＵｂが巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから出力された電流Ｉ１ｂをドライブして巻線Ｗ２ｂに出力することにより、電流センサ１の負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流Ｉｔを精度良く検出することができる。また、この電流センサ１Ｃによれば、巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に電流Ｉ２を供給する増幅器Ａ２を備えたことにより、巻線Ｗ１から出力される電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂを増幅した電流Ｉ２を出力することができる結果、電流センサ１Ｃの負荷が誘導性の場合や負荷が重い場合においても、高周波数帯域の検出電流Ｉｔを精度良く検出することができる。

【0095】

さらに、この電流センサ１Ｃおよび電流測定装置１００Ｃによれば、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔにコモンモードノイズ（同相ノイズ）が重畳していた場合に、そのコモンモードノイズを相殺して低減することができる結果、耐ノイズを十分に向上させることができる。

【0096】

次に、電流センサ１Ｄを備えた電流測定装置１００Ｄについて、図５を参照して説明する。なお、上記した電流センサ１，１Ｃおよび電流測定装置１００，１００Ｃと同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0097】

この電流センサ１Ｄは、電流センサ１Ｃにおける電流バッファＢＵａ，ＢＵｂの配設を省略しており、それ以外の構成に関しては、電流センサ１Ｃと同様に構成されている。

【0098】

電流センサ１Ｄは、磁気コアＭＣ１，ＭＣ２、巻線Ｗ１ａ，巻線Ｗ１ｂ，Ｗ２ａ，Ｗ２ｂ，Ｗ３、フラックスゲートＦＧ１，ＦＧ２および増幅器Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ２を備え、検出導体Ｌを流れる低周波数帯域における検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔをゼロフラックス動作で測定（検出）可能に構成されている。また、この電流センサ１Ｃは、電流センサ１Ｄと同様にして、検出電流Ｉｔが検出導体Ｌに流れているときに磁気コアＭＣ１内に発生する磁束に応じて検出した電流（本例では、電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂ）を差動方式で磁気コアＭＣ２に巻回されている巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに出力する。

【0099】

この場合、巻線Ｗ１ａは、第１巻線Ａを構成し、電流センサ１Ｃにおける巻線Ｗ１ａと同様にして、第１巻数である巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に線材を巻回して構成されている。また、巻線Ｗ１ｂは、第１巻線Ｂを構成し、電流センサ１Ｃにおける巻線Ｗ１ｂと同様にして、第１巻数である巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に線材を巻回して構成されている。

【0100】

フラックスゲートＦＧ１は、電流センサ１ＣにおけるフラックスゲートＦＧ１と同様に構成されると共に同様にして動作して、第１磁電変換部として機能する。また、増幅器Ａ１ａ，ＡＩｂは、電流センサ１Ｃにおける増幅器Ａ１ａ，ＡＩｂと同様に構成されると共に同様にして動作して、第１電圧電流変換回路として機能する。

【0101】

巻線Ｗ２ａは、第２巻線Ａとして機能して、電流センサ１Ｃにおける巻線Ｗ２ａと同様にして、第２巻数である巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。また、この巻線Ｗ２ａでは、巻線Ｗ３と磁気結合する巻線であって、一端Ｔ２１ａが巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａに接続されると共に他端Ｔ２２ａがグランドに接続されている。また、巻線Ｗ２ｂは、第２巻線Ｂとして機能して、電流センサ１Ｃにおける巻線Ｗ２ｂと同様にして、第２巻数である巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。また、この巻線Ｗ２ｂでは、巻線Ｗ３と磁気結合する巻線であって、一端Ｔ２１ｂが巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂに接続されると共に他端Ｔ２２ｂがグランドに接続されている。

【0102】

次に、電流センサ１Ｄおよび電流測定装置１００Ｄの動作について、図５を参照して説明する。なお、電流センサ１Ｄは、電流センサ１，１Ｃではゼロフラックス動作およびＣＴ動作の両動作で動作するのに対して、主としてゼロフラックス動作で動作する。したがって、以下、電流センサ１，１Ｃの動作とは相違する動作を説明し、同じ動作に関しては、重複する説明を省略する。また、測定部２および出力部３に関しては、電流センサ１の測定部２および出力部３と同じ構成で同様に動作するため、その説明を省略する。また、検出導体Ｌは、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されているものとする。

【0103】

この電流センサ１Ｄでは、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されている検出導体Ｌに低周波数帯域の検出電流Ｉｔが流れた際には、フラックスゲートＦＧ１が、磁気コアＭＣ１内に発生する磁束を検出して、その磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ１を出力する。次いで、増幅器Ａ１ａ，ＡＩｂが、フラックスゲートＦＧ１から出力された電圧Ｖ１を入力すると共に、この電圧Ｖ１に基づいて上記した電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂを生成して巻線Ｗ１ａの一端Ｔ１１ａおよび巻線Ｗ１ｂの一端Ｔ１１ｂにそれぞれ供給する。次いで、この電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂは、巻線Ｗ２ａの一端Ｔ２１ａおよび巻線Ｗ２ｂの一端Ｔ２１ｂに出力される。

【0104】

次に、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂがそれぞれ供給された際には、電流センサ１Ｃと同様にして、フラックスゲートＦＧ２が電圧Ｖ２を出力する。次いで、増幅器Ａ２が、フラックスゲートＦＧ２から出力された電圧Ｖ２を入力すると共に、この電圧Ｖ２に基づいて上記した電流Ｉ２を生成して、巻線Ｗ３の一端Ｔ３１に供給する。この結果、電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））の電流Ｉ２が巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。

【0105】

ここで、この電流センサ１Ｄでは、巻数Ｎ３が、巻数Ｎ２よりも少ない巻数に規定されている。言い替えれば、この電流センサ１Ｄでは、巻数Ｎ２が、巻数Ｎ３よりも多い巻数に規定されている。したがって、この電流センサ１Ｄでは、電流センサ１Ｃと同様にして、電流Ｉ２のＳ／Ｎ比が十分に向上する。

【0106】

このように、この電流センサ１Ｄおよび電流測定装置１００Ｄによれば、動作ノイズを発生する能動素子を用いることなく、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂの巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３よりも大きくすることによって巻線Ｗ１ａ，Ｗ１ｂから出力される電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂを等価的に値（Ｎ２／Ｎ３）だけ増幅しているため、出力する電流Ｉ２のＳ／Ｎ比をより十分に向上させることができる。したがって、この電流測定装置１００Ｄによれば、電流測定の際の信頼性を十分に高めることができる。さらに、この電流センサ１Ｄおよび電流測定装置１００Ｄによれば、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔにコモンモードノイズ（同相ノイズ）が重畳していた場合に、そのコモンモードノイズを相殺して低減することができる結果、耐ノイズを十分に向上させることができる。

【0107】

また、この電流センサ１Ｄによれば、磁気コアＭＣ１と磁気コアＭＣ２の両方をゼロフラックス動作させることにより、直流から交流までの信号を扱えるため、直流から交流までの検出電流Ｉｔを検出することができる。

【0108】

次に、電流センサ１Ｅを備えた電流測定装置１００Ｅについて、図６を参照して説明する。なお、上記した電流センサ１，１Ｃおよび電流測定装置１００，１００Ｃと同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0109】

この電流センサ１Ｅは、電流センサ１ＣにおけるフラックスゲートＦＧ１，ＦＧ２および増幅器Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ２の配設を省略しており、それ以外の構成に関しては、電流センサ１Ｃと同様に構成されている。

【0110】

電流センサ１Ｅは、磁気コアＭＣ１，ＭＣ２、巻線Ｗ１ａ，巻線Ｗ１ｂ，Ｗ２ａ，Ｗ２ｂ，Ｗ３、および電流バッファＢＵａ，ＢＵｂを備え、主としてＣＴ動作によって検出導体Ｌを流れる高周波数帯の検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを測定（検出）可能に構成されている。また、この電流センサ１Ｅは、電流センサ１Ｃと同様にして、検出電流Ｉｔが検出導体Ｌに流れているときに磁気コアＭＣ１内に発生する磁束に応じて検出した電流（本例では、電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂ）を差動方式で磁気コアＭＣ２に巻回されている巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに出力する。

【0111】

この場合、巻線Ｗ１ａは、第１巻線Ａを構成し、電流センサ１Ｃにおける巻線Ｗ１ａと同様にして、第１巻数である巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に線材を巻回して構成されている。また、この巻線Ｗ１ａでは、一端Ｔ１１ａがグランドに接続されると共に他端Ｔ１２ａが巻線Ｗ２ａの一端Ｔ２１ａに接続されている。また、巻線Ｗ１ｂは、第１巻線Ｂを構成し、電流センサ１Ｃにおける巻線Ｗ１ｂと同様にして、第１巻数である巻数Ｎ１を有すると共に磁気コアＭＣ１に線材を巻回して構成されている。また、この巻線Ｗ１ｂでは、一端Ｔ１１ｂがグランドに接続されると共に他端Ｔ１２ｂが巻線Ｗ２ｂの一端Ｔ２１ｂに接続されている。

【0112】

巻線Ｗ２ａは、第２巻線Ａとして機能して、電流センサ１Ｃにおける巻線Ｗ２ａと同様にして、第２巻数である巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。また、巻線Ｗ２ｂは、第２巻線Ｂとして機能して、電流センサ１Ｃにおける巻線Ｗ２ｂと同様にして、第２巻数である巻数Ｎ２を有すると共に磁気コアＭＣ２に線材を巻回して構成されている。

【0113】

次に、電流センサ１Ｅおよび電流測定装置１００Ｅの動作について、図６を参照して説明する。なお、電流センサ１Ｅは、電流センサ１，１Ｃではゼロフラックス動作およびＣＴ動作の両動作で動作するのに対して、主としてＣＴ動作で動作する。したがって、以下、電流センサ１，１Ｃの動作とは相違する動作を説明し、同じ動作に関しては、重複する説明を省略する。また、測定部２および出力部３に関しては、電流センサ１の測定部２および出力部３と同じ構成で同様に動作するため、その説明を省略する。また、検出導体Ｌは、磁気コアＭＣ１の内部に挿通されているものとする。

【0114】

磁気コアＭＣ１の内部に挿通されている検出導体Ｌに高周波数帯域の検出電流Ｉｔが流れた際には、電流センサ１Ｃと同様にして、電流値Ｉ１ａ（＝Ｉｔ／（Ｎ１×２））の電流Ｉ１ａが巻線Ｗ１ａの他端Ｔ１２ａから出力されると共に電流値Ｉ１ｂ（＝Ｉｔ／（Ｎ１×２））の電流Ｉ１ｂが巻線Ｗ１ｂの他端Ｔ１２ｂから出力される。

【0115】

次いで、電流センサ１Ｃと同様にして、電流バッファＢＵａが電流Ｉ１ａをドライブすると共に電流バッファＢＵｂが電流Ｉ１ｂをドライブする。この結果、電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂの周波数成分が高周波数帯域であって、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂの巻数が多いときであっても、電流１Ｉａ，Ｉ１ｂは、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂにそれぞれ確実に供給される。

【0116】

次に、巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂに高周波数帯域の電流Ｉ１ａが供給された際には、電流センサ１Ｃと同様にして、電流値Ｉ２（＝（Ｉｔ／Ｎ１）×（Ｎ２／Ｎ３））の電流Ｉ２が巻線Ｗ３の他端Ｔ３２から出力される。

【0117】

このように、この電流センサ１Ｅおよび電流測定装置１００Ｅによれば、動作ノイズを発生する能動素子を用いることなく、磁気コアＭＣ２の巻線Ｗ２ａ，Ｗ２ｂの巻数Ｎ２を巻線Ｗ３の巻数Ｎ３よりも大きくすることによって電流Ｉ１ａ，Ｉ１ｂを等価的に値（Ｎ２／Ｎ３）だけ増幅しているため、電流Ｉ２のＳ／Ｎ比をより十分に向上させることができる。したがって、この電流測定装置１００Ｅによれば、電流測定の際の信頼性を十分に高めることができる。さらに、この電流センサ１Ｅおよび電流測定装置１００Ｅによれば、検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔにコモンモードノイズ（同相ノイズ）が重畳していた場合に、そのコモンモードノイズを相殺して低減することができる結果、耐ノイズを十分に向上させることができる。

【0118】

なお、電流測定装置１００，１００Ａ～１００Ｅでは、電流センサ１，１Ａ～１Ｅを用いて検出導体Ｌを流れる検出電流Ｉｔの電流値Ｉｔを測定（演算）して、その電流値Ｉｔを出力部３に表示させているが、これに限定されない。例えば、電流値Ｉｔを測定（演算）すると共に電圧を測定して、測定した電流値Ｉｔおよび電圧値に基づいて電力値を測定する電力計や、抵抗値を測定する抵抗計などに電流センサ１，１Ａ～１Ｅを適用することができる。

【0119】

また、磁気コアＭＣ２（第２磁気コア）については、検出導体Ｌを挿通させる必要がない。このため、磁気コアＭＣ２を磁気コアＭＣ１（第１磁気コア）よりも小さく（または、できるだけ小さく）形成することにより、電流センサ１，１Ａ～１Ｅおよび電流測定装置１００，１００Ａ～１００Ｅを小型化することができる。また、磁気コアＭＣ２の一部または全部を磁気シールドで覆うことにより、外部磁界等の磁界の影響を抑制することができる。同様にして、磁気コアＭＣ２の一部または全部を電磁シールドで覆うことにより、電波の影響を抑制することができる。

【産業上の利用可能性】

【0120】

本願発明によれば、第２磁気コアと、第２巻数を有すると共に第２磁気コアに巻回された第２巻線と、第２巻数よりも少ない第３巻数を有すると共に第２磁気コアに巻回された第３巻線とを備え、検出導体を流れる検出電流の電流値に応じた電流値の電流を第３巻線から出力することにより、出力する電流のＳ／Ｎ比を十分に向上させることができる。また、そのような電流センサを備えた電流測定装置は、電流測定の際の信頼性を十分に高めることができる。これにより、本願発明は、このような電流センサや、電流を測定する電流測定装置などに広く適用することができる。

【符号の説明】

【0121】

１，１Ａ～１Ｅ 電流センサ
２ 測定部
３ 出力部
１００，１００Ａ～１００Ｅ 電流測定装置
Ａ１，Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ２ 増幅器
ＢＵ，ＢＵａ，ＢＵｂ 電流バッファ
ＦＧ１，ＦＧ２ フラックスゲート
Ｉ１，Ｉ１ａ，Ｉ１ｂ，Ｉ２ 電流
Ｉｔ 検出電流
Ｌ 検出導体
ＭＣ１，ＭＣ２ 磁気コア
Ｔ１１，Ｔ１１ａ，Ｔ１１ｂ，Ｔ２１ａ，Ｔ２１ｂ 一端
Ｔ１２，Ｔ１２ａ，Ｔ１２ｂ，Ｔ２２ａ，Ｔ２２ｂ 他端
Ｗ１，Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ，Ｗ２，Ｗ２ａ，Ｗ２ｂ，Ｗ３ 巻線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】