專利名稱：利用法拉第效應、帶有對強度變化和溫度影響進行補償的測量磁場的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量磁場的方法和裝置。
已知利用磁光法拉第效應測量磁場的光學測量裝置和測量方法。所謂的法拉第效應系指直線偏振光受磁場影響其偏振平面產生旋轉。旋轉角與光線在磁場中所經過的總路程成比例，以所謂的費爾德(Verdet)常數作為比例常數。費爾德常數通常取決于材質、溫度和波長。在磁場中設置用于測量磁場的由諸如玻璃等透光材料制成的法拉第-探測裝置。磁場促使由法拉第-探測裝置發送的直線偏振光作一旋轉角度的偏轉，對該旋轉角度可作為測量信號加以計算。已知這種磁光測量方法和測量裝置在電流測量中得到應用。為此，法拉第探測裝置被設置在導線附近并對由導線中的電流產生的磁場進行檢定。通常法拉第探測裝置環圍導線，從而使測量光在閉合的路徑中環繞導線。在此情況中，旋轉角非常近似地與待測電流的幅值成正比。法拉第探測裝置可以為環繞導線的實心玻璃環結構或者也可以是環繞導線的至少有一匝的光導纖維線圈。
與傳統的電感式電流互感器相比，這種磁光測量裝置和測量方法的優點是電位分隔并且對電磁干擾不敏感。但在采用磁光電流互感器時機械振動對探測裝置和光饋線的影響將會導致測得的是虛假的強度變化，以及尤其是探測裝置中的溫度變化的影響都會帶來問題。
為減少振動對測量的影響，由法拉第探測裝置發送兩個相互逆向的，即方向相反的光信號已為公眾所知。這個已公開的技術措施基于這樣的構思，即通過相應的信號處理可以把作為可逆效應的由于振動造成的兩個光信號在其共同光路上受到的線性雙折射與非可逆的法拉第效應區分開。
在第一個已知的實施形式中，由作為法拉第探測裝置的光纖線圈發送兩個相互逆向的、直線偏振光信號，該光纖線圈環繞電流導線。光纖線圈的光纖是機械對絞光纖(對扭光纖)或帶有高的線性雙折射的拉伸對絞的光纖。光纖除了法拉第效應外，還具有高于法拉第效應的圓偏振雙折射。兩個光信號中的每一個在穿過探測裝置后被一偏振分光器分解成兩個相互垂直偏振的分量。信號處理件用總共四個光分量產生出電流導線中電流的測量信號，該測量信號基本與法拉第測量角同光纖的圓偏振雙折射的商相符并因而與光纖中的線性雙折射無關。采用此方法獲得的測量信號雖然很大程度上與溫度造成的探測裝置內的線性雙折射無關，但由于光纖的圓偏振雙折射與溫度的關系，故測量信號仍受溫度的影響。在該已知的實施形式中，兩個相互逆向的光信號僅在一共同的光路上穿過法拉第探測裝置并且在離開法拉第探測裝置時又被光耦合器相互分隔開(WO92/13280)。
在另外的兩個已知實施形式中，兩個光信號以相互反向旋繞方式穿過由第一光導纖維、第一偏振器、法拉第探測裝置、第二偏振器和第二光導纖維構成的光串聯線路。兩個光信號在穿過光串聯線路后被相應的光電轉換器分別轉換成一電強度信號。
在第一個US4916387中已載的實施形式中，有一個作為法拉第探測裝置的實心玻璃環，該玻璃環環繞電流導線。兩個偏振器的偏振軸以相互夾角45°偏轉。為補償光纖饋線中不希望出現的強度變化，在US4916387中記載的該測量系統的前提條件是，不希望出現的強度變化(噪聲)和由于法拉第效應產生的強度變化與兩個電強度信號中的不同的正負號疊加并因此可以相互分隔開。但經過更為精確的物理觀測得出的結論是，傳輸兩個光信號的兩根光導纖維的機械移動基本起著兩個光信號的光強度的瞬時變化的衰減因素的作用。在US4916387中就如何對這些不同的衰減因素進行補償并未說明。
在光波技術雜志，第12卷，第10期，1994年10月，1882至1890頁記載的第二個實施形式中，備有一作為法拉第探測裝置由單模光纖構成的雙折射低的光纖線圈。兩個偏振器的偏振軸相互形成一大于0°的各種偏振器角，該角度優選為45°。唯一一個光源的光被分成兩個光信號，并且這兩個光信號分別通過一光耦合器輸入配屬的光導纖維中。由兩個電強度信號，該電強度信號與所配屬的光信號穿過串聯線路后的光強度相符，推導出一測量信號，該測量信號與兩個強度信號的差與和的商相符。因此基本可以對兩根光導纖維中的衰減因素加以補償。當然在將兩個光信號輸入串聯線路中時必須將其光強度調整到完全相同。
在US4916387或光波技術雜志，第12卷，第10期，1994年10月，1882至1890頁中對溫度作用于測量信號影響的補償并未加以說明。確切地說，作為探測裝置采用了熱敏光纖線圈。但制作這種光纖線圈相應較為困難。
本發明的目的在于提出一種測量磁場的，尤其是通過對磁場的測量測量電流的測量方法和測量裝置，其中可以實際消除兩個相互逆向的光信號的光傳輸線路上的強度變化和溫度變化的影響。
本發明的目的通過權利要求1及權利要求6的特征得以實現，兩個光信號相互反向環繞地穿過由第一光傳輸線路、第一偏振器、法拉第探測裝置、第二偏振器和第二光傳輸線路構成的光串聯線路。作為磁場的測量信號由計算器件求出分別穿過光傳輸線路的兩個光信號的光強度的兩個線性函數的商。該測量信號基本上與兩條光傳輸線路上的強度變化無關，但通常仍與溫度，尤其是探測裝置內的溫度有關。為補償溫度對測量信號的影響，這時調節第一偏振器的偏振軸(透射軸)與法拉第探測裝置中的線性雙折射的固有軸(主軸)的第一偏振器角η并且調節第二偏振器的偏振軸與探測裝置的該固有軸的第二偏振器角θ。兩個偏振器角η和θ的選擇應至少近似滿足cos(2η+2θ)＝-2/3(1)有關本發明方法和裝置的有益的設計和進一步設計，請參見從屬權利要求。
下面借助附圖對本發明作進一步的詳細說明，附圖中
圖1為采用法拉第探測裝置測量磁場或電流的測量裝置，圖2為采用法拉第探測裝置和特殊的計算器件測量電流的測量裝置，圖3為兩個偏振器的偏振軸和探測裝置中線性雙折射的固有軸。圖中相同的部件用同一附圖標記加以標示。
在圖1和2中對法拉第探測裝置用3，對兩條光傳輸線路用4和7，對兩個偏振器用5和6，對光源用10，對三個光耦合器用11、12及13并且對計算器件用20加以標示。
法拉第探測裝置3由至少具有磁光法拉第效應特性的材料構成。在至少部分穿透探測裝置3的磁場H的影響下，由于法拉第效應，穿過探測裝置3的偏振光的偏振被改變。探測裝置3以已知的方式由一個或多個最好用玻璃制的實心體，或至少一根光纖構成。
探測裝置3具有兩個光接口3A和3B，從而使在接口3A或3B輸入的光穿過探測裝置3并分別在另一接口3B或3A處輸出。探測裝置3的第一個接口3A通過第一偏振器5與第一條光傳輸線路4的端部光耦合。探測裝置3的第二接口3B通過第二偏振器6與第二條光傳輸線路7的端部光耦合。第一條傳輸線路4的與探測裝置3相背的另一端通過光耦合器12既與光耦合器11，又與計算器件20進行光連接。第二條傳輸線路7的與探測裝置3相背的另一端通過光耦合器13同樣既與光耦合器11，又與計算器件20進行光連接。光耦合器11與光源10進行光連接并把光源10的光L分成兩個光信號L1′和L2′，這兩個光信號被輸送給耦合器12及13并且然后被輸入到第一及第二傳輸線路4及7中。兩個光信號L1′和L2′相互反向環繞穿過由第一傳輸線路4，第一偏振器5、探測裝置3、第二偏振器6和第二傳輸線路7構成的光串聯線路并作為用L1及L2標示的光信號又由串聯線路輸出。光源10和三個光耦合器11、12和13因此構成發送兩個相互逆向穿過串聯線路的光信號L1和L2的器件。
對耦合器11、12和13至少部分可以由分光器替代。另外也可以用兩個光源替代耦合器11和一個光源10，這兩個光源分別發送一個光信號L1或L2。用于發送兩個相互逆向穿過串聯線路的光信號L1和L2的器件另外也可以由兩個交替作為發送器和接收器工作的光電轉換器構成，這兩個光電轉換器同時也起著將穿過串聯線路的光信號L1和L2轉換成電強度信號的作用。
第一光信號L1′在穿過第一傳輸線路4后被第一偏振器5直線起偏并作為直線偏振光信號L1′在接口3A處饋送入探測裝置3中。在穿過探測裝置3時第一直線偏振光信號L1′的偏振平面被偏轉一個取決于磁場H的法拉第測量角ρ。以所觀察的光信號的傳播方向為基準，正的角度值相應于數學正向旋轉，即相應于逆時針方向；與此相反負的角度值相應于數學負向旋轉，即相應于順時針方向。第一光信號L1′在其偏振平面偏轉了測量角ρ后被輸送給第二偏振器6。第二偏振器6僅允許所到達的第一光信號L1′投射在其偏振軸上的分量通過并因此對第一光信號L1′起著檢偏振器的作用。這時第一光信號L1′被第二偏振器6透射的分量用L1標示并通過第二傳輸線路7和耦合器13被傳送給計算器件20。
第二光信號L2′首先通過第二傳輸線路7并接著被第一偏振器5線性偏振。這時該第二直線偏振光信號L2′在接口3A處輸入探測裝置3內。在穿過探測裝置3時，第二直線偏振光信號L2′的偏振平面偏轉一個取決于磁場H的法拉第測量角-ρ，該測量角由于法拉第效應的不可逆特性具有相反的符號和與第一光信號L1′相同的量值。其偏振平面偏轉測量-ρ的第二光信號L2′這時被輸送給第二偏振器6。第二偏振器6僅允許所到達的第二光信號L2′投射到其偏振軸上的分量通過并因此對于第二光信號L2′起著檢偏振器的作用。對第二光信號L2′被第二偏振器6透射的分量這時用L2標示并通過第一傳輸線路4和耦合器12被傳送給計算器件20。
兩個偏振器5和6的偏振軸(傳輸軸)P1和P2如圖3所示相互之間形成一夾角α，角α以光信號L1′或L2′的透射方向為基準，不等于180°或π的整數倍。所以兩個偏振器5和6的偏振軸P1和P2互相不平行。
在一特別優選的實施形式中兩個偏振器5和6的偏振軸P1和P2的夾角α至少近似等于+45°或-45°更確切地說+π/4或-π/4。這時，H＝0時的工作點在一個具有最佳線性和測量靈敏度的范圍內受調節。
在輸入串聯線路前通常接預給定的固定的相互的比例調整兩個光信號L1′和L2′的光強度I1′和I2′。兩個光強度最好相等，即I1′＝I2′。在所述實施形式中，在耦合器11之后將光源10的光L以耦合比例50％∶50％分成兩個相等的部分。
兩個光信號L1′或L1和L2′或L2在穿過兩條傳輸線路4和7時分別經歷相同的強度變化，該強度變化尤其是因機械振動造成的衰減損耗引起的。該強度變化主要以衰減系數的方式進入光強度I1和I2。一條光傳輸線路的實數的、一般與時間有關的衰減系數的定義是到達光傳輸線路一端的光的強度與輸入傳輸線路另一端的光的輸入強度的比。假若A為第一傳輸線路4的實數衰減系數并且B為第二傳輸線路7的衰減系數。則對穿過光串聯線路的兩個光信號L1和L2的光強度I1和I2下述關系通式適用I1＝I0·A·B·cos2(ρ+α) (2)I2＝K·I0·B·A·cos2(ρ-α) (3)。I0是預給定固定的輸出強度。K是耦合系數，該耦合系數在所述實施形式中由耦合器11、12和13的耦合比得出。當所有的耦合器11、12和13的耦合比分別為50％∶50％時，K＝1。在式(2)和(3)中的cos2一項表明光強度I1及I2在兩個偏振器5和6的兩個偏振軸的預定夾角為α時與法拉第測量角ρ的關系。式(2)和(3)的兩個光強度I1和I2的表達式中的cos2一項前的系數僅在耦合系數K中有所區別。
傳輸線路4和7的衰減系數A和B這時被消去，其中計算器件(20)根據兩個光強度I1和I2的帶有實數系數a、b、c、d和e的兩個線性函數a·I1+b·I2+c和d·I1+e·I2+f推導出作為測量場H的測量信號M的結構式的商信號M＝(a·I1+b·I2+c)/(d·I1+e·I2+f) (4)。其中至少系數a和e或系數b和d不等于零。
式(4)的該測量信號M與尤其是因振動造成的傳輸線路4或7中的強度變化實際上無關。因此在所有的實施形式中也可以采用簡單的、價格較為低廉的通信光纖(多模光纖)作傳輸線路4和7，這是因為在測量信號M中相對高的衰減和振動敏感度會得到補償。但作為傳輸線路4和7也可以采用其它的光纖導線或自由輻射裝置。
式(4)中分子和分母的線性函數的系數a、b、c、d、e和f尤其可以與兩個光信號輸入串聯線路時的不同的輸入強度適配。系數a、b、c、d、e和f最好與根據式(2)和(3)確定的光強度I1和I2相適配，從而不需要對探測裝置3中的線性雙折射效應加以考慮即可以得出測量信號M～sin(2ρ) (5)，該測量信號主要與雙倍法拉第測量角ρ的正弦成比例。最好對式(4)的商的分母中線性函數d·I1+e·I2+f的系數d、e和f進行調整，使線性函數d·I1+e·I2+f實際不變并因而與磁場H無關。
在一特殊的實施形式中，由兩個光強度I1和I2求出的商M＝I1/I2＝cos2(ρ+α)/(K·cos2(ρ-α))(6a)或M＝I2/I1＝(K·cos2(ρ-α))/cos2(ρ+α)(6b)作為測量信號。當選用系數a＝e＝1和b＝c＝d＝f＝0或a＝c＝e＝f＝0和b＝d＝1時，由式(4)的通用商得出式(6a)或(6b)的商。該測量信號M以較為復雜、但明顯的方式取決于測量角并因此取決于測量場H。
尤其是在兩個光信號L1′和L2′的輸入強度I1′和I2′至少接近相等時，在一有益的實施形式中，也可以采用由穿過串聯線路后的兩個光強度I1和I2的差I1-I2(或I2-I1)與和I1+I2的商M＝(I1-I2)/(I1+I2) (7)作為測量信號。當在探測裝置3中未出現線性雙折射效應時，該測量信號M又與sin(2ρ)成比例。
計算器件20可以以各種方式根據兩個相互逆向的光信號L1和L2的兩個光強度I1和I2推導出消除了傳輸線路4和7的衰減系數A和B的測量信號。通常兩個信號L1和L2被計算器件20首先被分別光電轉換成電強度信號，該電強度信號是某光信號L1或L2的光強度I1或I2的直接量度。根據這兩個電強度信號，利用數值表或者也可以用計算機確定出測量信號M。為此，計算器件20含有相應的模擬的或數字的元件。
在一圖中未示出的實施形式中，兩個電強度信號首先利用一模/數轉換器被數字化并且該數字化的信號由微處理機或數字信號處理器根據式(4)、(6a)、(6b)或(7)中的一個繼續進行處理。
尤其在計算機依照式(4)、(6a)、(6b)或(7)推算作為兩個光強度I1和I2的預定函數M(I1，I2)的測量信號M時，也可以采用模擬元件，一般模擬元件的運算速度要高于數字元件。
在圖2中示出一個測量裝置實施形式，該實施形式具有帶模擬元件的計算器件20。計算器件20在該實施形式中含有兩個光電轉換器21和22、一個減法器23、一個加法器24和一個除法器25。第一轉換器21與耦合器13光連接并且把穿過串聯線路的第一光信號L1轉換成第一電強度信號S1，其信號強度與第一光信號L1的的光強度I1相符。第二轉換器22與耦合器12光連接并且把穿過串聯線路的第二光信號L2轉換成作為第二光信號L2的光強度I2量度的第二電強度信號S2。兩個電強度信號S1和S2分別輸送給減法器23和加法器24的輸入端。在減法器23輸出端的差信號S1-S2(或S2-S1)和在加法器24輸出端的和信號S1+S2被分別輸送給除法器25的輸入端。除法器的輸出信號(S1-S2)/(S1+S2)將作為測量信號M并加到計算器件20的輸出端上。該測量信號M與式(7)相符。
利用圖中未示出的實施形式中的模擬元件可以簡單地通過如下方式獲得滿足公式(4)的測量信號M，在減法器23和加法器24的輸入端前分別附加連接一個放大器并且該放大器的放大系數與式(4)中兩個線性函數的相應的系數a、負b時的-b、d和e相匹配以及備有將系數c根據式(4)中的分子加入減法器23的輸出信號中和將系數f根據式(4)中的分母加入加法器24輸出端上的輸出信號中的另外的加法器。另兩個加法器的輸出信號然后被輸送給除法器25的輸入端。當b是正的時，最好用另一個加法器替代減法器23。
通過根據式(4)形成的測量信號M中系數a、b、c、d、e和f的適配，尤其可以對兩個光電轉換器21和22的不同的靈敏度進行補償。
圖2的測量裝置最好用于測量在至少一根電線2上的電流。法拉第探測裝置3檢測由該電流I感應產生的磁場H并將兩個光信號L1′和L2′的偏振平面偏轉一個由磁場H并因此由電流I決定的測量角ρ或-ρ。在圖2中所示的特別有益的實施形式中，探測裝置3環繞電線2，因而兩個光信號L1′和L2′在一條實際閉合的光徑上環圍電流I。在此情況時，測量角ρ與電流I直接成比例。探測裝置3可以是帶有對兩個光信號L1′和L2′導向的內反射面的實心玻璃環或以其它已知方式實現的結構。計算器件20根據穿過串聯線路的兩個光信號L1和L2的光強度I1和I2推導出電流I的測量信號M，該測量信號與在兩條傳輸線路4和7上的強度變化是完全無關的。
根據所述的一種測量方法或所述的一種測量裝置對磁場H或電流I進行測量時，探測裝置3中的溫度影響將是個問題。該溫度影響將導致一作為探測裝置3中溫度T函數δ(T)的線性雙折射δ，該雙折射將會造成對磁場H或電流I的測量差錯。另外溫度變化也會改變費爾德常數和隨之的測量靈敏度。
通過采取下面所述進行溫度補償的措施基本可以消除溫度對該測量信號的影響。調節第一偏振器5的偏振軸P1與探測裝置3中線性雙折射δ的固有軸(主軸、光軸)EA所夾的偏振器角η，并且調節第二偏振器6的偏振軸P2與探測裝置3中線性雙折射δ的固有軸EA所夾的第二偏振器角θ(見圖3)。兩個偏振器角η和θ至少根據所述公式cos(2η+2θ)＝-2/3 (1)近似確定出。
線性雙折射δ的固有軸由某偏振方向加以確定，在該方向上輸入探測裝置3的偏振光實際上未有任何變化地又離開探測裝置。如果與此相反輸入探測裝置3的是帶有不平行于探測裝置3固有軸的偏振平面的直線偏振光，則在穿過探測裝置3時由于線性雙折射δ光被橢圓偏振。可以以已知方式確定通常相互正交的線性雙折射δ的兩個固有軸。例如探測裝置3可以設置在一偏振器，例如偏振器5，和一檢偏振器，例如偏振器6，之間。兩個偏振器的偏振軸相互垂直。在一個實施形式中偏振器和檢偏振器的兩個偏振軸對應于探測裝置3的基準軸線同向偏轉，直至由檢偏振器透射的光的強度等于零(最大消光)為止。此時，固有軸平行于偏振器和檢偏振器的兩個偏振軸。另外在另一實施形式中兩個偏振軸也可以對應于探測裝置3的基準軸同向偏轉，直至由檢偏振器透射的光的強度最大為止(最小消光)。在此情況時，由探測裝置3輸出的光圓偏振。此時，線性雙折射δ的固有軸對應于檢偏振器的偏振軸偏移45 °或-45°。
與精確的滿足式(1)的兩個偏振器角η和θ的角值稍有偏差是可能的，尤其在探測裝置3中的線性和/或圓雙折射高時，通常該偏差可以達到約5°。由關系式(1)尤其得出，兩個偏振器5和6的偏振軸P1和P2不平行于探測裝置3中的線性雙折射δ的固有軸EA。
視作為基準系統選定的是第一光信號L1′的或第二光信號L2′的穿過方向并考慮到兩個偏振器角η和θ與數學旋轉方向相符的符號，兩個偏振器5和6的兩個偏振軸的夾角α等于差η-θ或θ-η。差角α的優選調整應至少近似滿足關系式sin(2α)＝sin(±2(η-θ))＝±1 (8)。滿足式(8)的偏振器角η和θ與所述實施形式相符，在該實施形式中差角α被調整到其優選值+45°或-45°。例如如圖3所示，可以選擇η＝10。45°和θ＝55.45°作為同時滿足兩個式(1)和(8)的兩個偏振器角η和θ的角值。
用至少近似根據式(1)調節的偏振器角η和θ求出的測量信號M這時甚至在探測裝置3中溫度發生變化時，也基本等于在根據式(4)或(7)推導出的測量信號M的，即根據(5)與sin(2ρ)成比例的量值的情況下的無線性雙折射δ的測量信號。
在一特殊的實施形式中，可以以簡單的方式調整兩個偏振器5及6的兩個根據式(1)最佳的偏振器角η和θ，在校準測量時對測量信號M根據其與溫度的關系與無線性雙折射時所期待的額定值，尤其是與根據關系式(5)在兩個作為參數的預給定的偏振器角η和θ的情況下的額定值進行比較并且調整變化兩個偏振器角η和θ，直至實際測量信號M與實際與溫度無關的額定值一致為止。
通過調整偏振器角η和θ進行溫度補償的優點在于，測量磁場H或電流I的頻帶寬度。也就是說，由于采取了溫度補償措施基本使待測磁場H或電流I的頻譜不會受到限制。
權利要求
1.一種用具有法拉第效應特性的探測裝置(3)測量磁場(H)的方法，其中a)第一光信號(L1)穿過由第一光傳輸線路(4)、第一偏振器(5)、探測裝置(3)、第二偏振器(6)和第二光傳輸線路(7)構成的光串聯線路，b)第二光信號(L2)以與第一個光信號(L1)的穿過方向相反方向穿過該光串聯線路，c)第一偏振器(5)的偏振軸(P1)對應于探測裝置(3)內的線性雙折射的固有軸(EA)進行偏轉一個第一偏振器角η的調整，其中兩個偏振器角η和θ至少接近滿足關系式cos(2η+2θ)＝-2/3并且d)求出磁場(H)的測量信號(M)，該測量信號等于分別穿過光串聯線路的兩個光信號(L1，L2)的光強度(I1，I2)的兩個線性函數的商((a·I1+b·I2+c)/(d·I1+e·I2+f))。
2.如權利要求1所述的方法，其中測量信號(M)同兩個光強度(I1，I2)的差與和的商((I1-I2)/(I1+I2))成比例。
3.如權利要求1所述的方法，其中測量信號(M)與兩個光強度(I1，I2)的商(I1/I2或I2/I1)成比例。
4.如上述任一項權利要求所述的方法，其中這樣調整兩個偏振器(5，6)的偏振軸(P1，P2)與探測裝置(3)的線性雙折射的固有軸(EA)所形成的兩個偏轉器角η和θ，使之至少近似滿足sin(2θ-2η)＝±1。
5.如上述任一項權利要求所述的方法，其中對電流(I)的磁場(H)進行測量并且將測量信號(M)作為電流(I)的量度。
6.一種測量磁場(H)的裝置，其具有a)一條由第一光傳輸線路(4)、第一偏振器(5)、一個具有法拉第效應特性的探測裝置(3)、第二偏振器(6)和第二光傳輸線路(7)構成的光串聯線路，b)用于發送兩個相互反向穿過串聯線路的光信號(L1，L2)的器件(10，11，12，13)，和c)用于推導出磁場(H)測量信號(M)的計算器件(20)，該測量信號與分別穿過光串聯線路的兩個光信號(L1，L2)的光強度(I1，I2)的兩個線性函數的商((a·I1+b·I2+c)/(d·I1+e·I2+f))相符，其中d)第一偏振器(5)的偏振器軸(P1)相對于探測裝置(3)中的雙折射的固有軸(EA)偏轉一個第一偏振角η并且第二偏振器(6)的偏振軸(P2)相對于該固有軸(EA)偏轉一個第二偏振器角θ并且兩個偏振器角η和θ至少近似滿足關系式cos(2η+2θ)＝-2/3。
7.如權利要求6所述的裝置，其中兩條光傳輸線路(4，7)由多模光導線構成。
8.如權利要求6或7所述的裝置，其中計算器件(20)推導出測量信號(M)，該測量信號同兩個光強度(I1，I2)的差與和的商((I1-I2)/(I1+I2)成比例。
9.如權利要求6或7所述的裝置，其中計算器件(20)推導出測量信號(M)，該測量信號與兩個光強度(I1，I2)的商(I1/I2或I2/I1)成比例。
10.如權利要求6至9中任一項所述的裝置，其中兩個偏振器(5，6)的偏振軸(P1，P2)與探測裝置(3)中線性雙折射的固有軸(EA)所形成的偏振器角η和θ至少近似依照關系式sin(2θ-2η)＝±1進行調整。
11.如權利要求6至10中任一項所述的裝置，其中在電流(I)的磁場(H)中設置探測裝置(3)并且計算器件(20)推導出作為電流(I)量度的測量信號(M)。
全文摘要
一種利用法拉第效應，帶有對強度變化和溫度影響進行補償的測量磁場的方式和裝置，兩個光信號(L1′，L1，L2′，L2)以相逆的環繞方向穿過由第一多模光纖(4)、第一偏振器(5)、法拉第探測裝置(3)、第二偏振器(6)和第二多模光纖(7)構成的串聯線路。調整兩個偏振器(5，6)的偏振軸分別與探測裝置(3)中的線性雙折射的固有軸所形成的偏振器角η及θ，其中cos(2η+2θ)＝-2/3。求出穿過串聯線路的兩個光信號(L1，L2)的光強度(I1，I2)的兩個線性函數的商作為測量信號(M)。
文檔編號G01R33/032GK1163665SQ95196247
公開日1997年10月29日 申請日期1995年12月8日 優先權日1995年12月8日
發明者托馬斯·勃塞爾曼, 彼得·門克 申請人:西門子公司
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