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JP2818301B2 - ファラデー効果を利用して２つの逆向きの光信号により電流を測定する方法および装置 - Google Patents

ファラデー効果を利用して２つの逆向きの光信号により電流を測定する方法および装置

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JP2818301B2
JP2818301B2 JP7510536A JP51053695A JP2818301B2 JP 2818301 B2 JP2818301 B2 JP 2818301B2 JP 7510536 A JP7510536 A JP 7510536A JP 51053695 A JP51053695 A JP 51053695A JP 2818301 B2 JP2818301 B2 JP 2818301B2
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signals
intensity
signal
faraday effect
optical
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Siemens AG
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    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
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    • G01R15/245—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect
    • G01R15/246—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ファラデー効果を利用して電流導体中の電流を測定す
るための磁気光学的変流器とも呼ばれる光学的測定装置
は知られている。ファラデー効果とは、磁界に関係して
の直線偏光した光の偏光面の回転をいう。その際に回転
角度は光が通った経路に沿う磁界の経路積分に比例して
おり、その比例定数はベルデ定数と呼ばれている。ベル
デ定数は一般に材料、温度および波長に関係している。
電流を測定するためには、たとえばガラスのような光学
的に透過性の材料から成るファラデー効果素子が電流導
体の近くに配置されている。電流により発生される磁界
が、ファラデー効果素子を通して送られる直線偏光した
光の偏光面を測定信号として評価され得る回転角度だけ
回転させる。一般に、測定光が電流導体を閉じられた経
路で巡るように、ファラデー効果素子は電流導体を囲ん
でいる。この場合に、回転角度の大きさは測定すべき電
流の振幅に良好な近似度で直接に比例している。
ファラデー効果素子は電流導体の周りの中実のガラス
リングとして構成されていてよいし（ヨーロッパ特許第
0088419号明細書）、または電流導体を光伝導性モノモ
ード−ファイバから成る測定巻線の形態で囲んでいても
よい（ファイバコイル）。
従来の誘導式変流器にくらべての磁気光学式変流器の
利点は、電位的に隔離されていること、また電磁的擾乱
に対して敏感でないことである。しかし、磁気光学式変
流器の使用の際の問題点は、それが温度および震動に対
して敏感なことである。
国際特許出願公開第92/13280号明細書から、ファラデ
ー測定巻線として電流導体の周りに構成された光ファイ
バを有する磁気光学式変流器の実施形態が知られてい
る。この公知の実施形態では、適当に選ばれた信号処置
と結び付けてファラデー回転と比較して高い内在性の円
複屈折率ρ０を有する光ファイバを設けることにより、
震動の影響がほぼ補償される。この公知の実施形態にお
ける測定原理は、ファイバコイル中に２つの逆向きの直
線偏光した光信号ＳおよびＴを送ることにある。両光信
号ＳおよびＴはファラデー効果素子の通過後に互いに直
交する偏光面を有する２つの光部分信号S1およびS2また
はT1およびT2に分割され、またこれらの光部分信号S1お
よびS2またはT1およびT2が光検出器により相応の電気強
度信号IS1またはIS2またはIT1またはIT2に変換される。
これらの４つの強度信号IS1、S2、IT1およびIT2は全強
度IS1＋IS2またはIT1＋IT2に相当する振幅二乗により除
算され、またそれによって強度正規化される。４つの強
度正規化された信号is1、is2、it1またはit2からＭ＝
（（is1−is2）−（it1−it2））／（（is1−is2）＋
（it1−it2））に等しい測定信号Ｍが導き出される。い
まファラデー効果はあ非相反性の効果であるから、両光
信号ＳおよびＴは逆向きに同一のファラデー回転角度ρ
だけ回転させられる。それに対して、ファイバの材料中
の直線複屈折は相反性の効果であり、従ってまた両光信
号ＳおよびＴの等しい変調を生じさせる。この公知の方
法により形成される測定信号Ｍは良好な近似度でρ／ρ
０に等しく、またこうして両光信号ＳおよびＴのファラ
デー回転ρに関する情報、従ってまた測定電流に関する
情報を含んでいるが、特にファイバの振動による有害な
直線複屈折の影響は実際上完全に消去される。しかしな
がら、測定信号Ｍは較正量として使用される円複屈折に
関係しており、従ってまたその温度依存性のゆえに温度
に関係している。
従って、本発明の課題は、ファラデー効果を利用して
電流を測定するための方法および装置であって、振動に
対する感度も温度に対する感度もほぼ抑制される方法お
よび装置を提供することにある。
この課題は、本発明によれば、請求項１または請求項
11の特徴により解決される。その際に本発明は、ファラ
デー回転と比較して無視可能な円複屈折を有するファラ
デー効果素子および適当な信号処理手段の使用により、
振動にも温度にもほぼ無関係な信号を得ることができる
という認識に基づいている。
本発明による測定方法およい測定装置の有利な実施態
様はそれぞれ従属請求項にあげられている。
以下、図面を参照して本発明を説明する。
図１は電流測定装置のための装置の原理的構成、また 図２および図３はそれぞれ特別な信号評価により電流
を測定するための装置の別の実施例の概要を示す。互い
に相応する部分には同一の符号が付されている。
図１中には電流導体が符号２を付して、ファラデー効
果素子が符号３を付して、伝送路としての２つの光導波
路が符号４および６を付けして、直線偏光光源が符号５
を付して、光分割手段としての３つのビームスプリッタ
が符号７、８および９を付して、２つの変換器ユニット
が符号11および21を付して、２つの検光子が符号15およ
び25を付して、２つの正規化ユニットが符号12および22
を付して、また信号処理ユニットが符号30を付して示さ
れている。
光源５の直線偏光した光はビームスプリッタ７内で２
つの相応に偏光した光信号Ｓ′およびＴ′に分割され、
その際に第１の光信号Ｓ′は通過させられ、また第２の
光信号Ｔ′は偏光させられる。第１の光信号Ｓ′はすぐ
次のビームスプリッタ８を通過し、また光導波路４を経
て測定巻線の電流導体２を包囲するファラデー効果素子
３の第１の端子3Aに送られる。第２の光信号Ｔ′はビー
ムスプリッタ９内でもう一度偏光させられ、また光導波
路６を経てファラデー効果素子３の第２の端子3Bに伝達
される。両光導波路４および６はそのために好ましくは
偏光を維持するものとして構成されており、またたとえ
ばHiBiファイバのようなモノモードファイバまたは偏光
中性なLoBiファイバであってよい。ファラデー効果素子
３の端子3Aおよび3Bに光導波路４または６との切り離し
可能な接続として詳細には示されていないスプライスが
対応付けられていてよい。ファイバコイルのほかにファ
ラデー効果素子として好ましくは閉じられた光経路を電
流導体２の周りに形成する中実なガラスリングまたは多
くの個々のガラスブロックが設けられていてもよい。最
後にファラデー効果素子は電流導体を完全に包囲する必
要はなく、電流導体とならんで配置されていてもよい。
ファラデー効果素子３は、それが実質的ファラデー効
果に比較して円複屈折を有していないように構成されて
いる。このように構成されたファラデー効果素子３の例
はすべての従来からの中実のガラスブロック、特にガラ
スリングまたは焼鈍された光ファイバである。
両光信号Ｓ′およびＴ′は逆回転方向にファラデー効
果素子３を通過し、また符号ＳおよびＴを付されている
光信号としてそれぞれ逆の端子3Bまたは3Aにおいて出力
される。この回転の際に両光信号Ｓ′およびＴ′の偏光
面は電流導体２中の電流Ｉにより発生される磁界により
逆方向に絶対値が等しいファラデー測定角度ρまたは−
ρだけ回転され、また同時にファラデー効果素子３中の
直線複屈折により同一の変調を受ける。両光信号Ｓ′お
よびＴ′の偏光状態への円複屈折による影響はファラデ
ー効果素子３の選択により実際上存在しない。それらの
偏光面で測定角度ρまたは−ρだけ回転された光信号Ｓ
およびＴは光導波路６または４を経てビームスプリッタ
９または８に伝達される。光信号Ｓはビームスプリッタ
９を通過させられ、また変換器ユニット11に供給され
る。光信号Ｔはビームスプリッタ８で偏光させられ、ま
た変換器ユニット21に供給される。こうして両光信号
Ｓ′またはＳおよびＴ′またはＴは両ビームスプリッタ
８および９の各々をそれぞれ一回通過するので、ビーム
スプリッタ８および９で失われる両光信号ＳおよびＴに
対する強度損失は少なくとも近似的に等しい。
光源５およびビームスプリッタ７、８および９は光導
波路４および６またはそれらの代わりに相応のフリービ
ーム伝送区間と共同して、ファラデー効果素子３を通し
て２つの逆向きの直線偏光した光信号Ｓ′およびＴ′を
送るための手段を形成し、これらの光信号の偏光面はフ
ァラデー効果素子３の通過後にファラデー効果に基づい
て逆向きにそれぞれ測定角度ρまたは−ρだけ回転され
ている。
各変換器ユニット11および21内で相応の光信号Ｓまた
はＴがそのつどの検光子15または25により互いに異なる
偏光面を有する２つの光部分信号S1およびS2またはT1お
よびT2に分割される。好ましくはこれらの両偏光面は少
なくとも近似的に互いに直角に向けられている。検光子
15および25としては、たとえばウォラストンプリズムの
ような偏光プリズムが設けられていてもよいし、または
相応の角度で交わっており、ビームスプリッタを有する
２つの偏光フィルタが設けられていてもよい。たとえば
増幅器回路に接続されているホトダイオードのような詳
細には示されていない光電変換器において光部分信号S1
およびS2ならびにT1およびT2は相応の電気強度信号IS
1、IS2、IT1またはIT2に変換される。検光子15または25
から光電変換器への光部分信号S1およびS2ならびにT1な
らびにT1およびT2の伝送はフリービム装置または相応の
光導波路を経て行われ得る。変換器ユニット11および21
は共同して、両光信号ＳおよびＴの各々をファラデー効
果素子３の通過後に相い異なる偏光面を有する２つの光
部分信号S1およびS2またはT1およびT2に分割し、またこ
れらの光部分信号S1、S2、T1およびT2を相応の光部分信
号の強度に対する尺度である相応の電気強度信号IS1、I
S2、IT1またはIT2に変換するための手段を形成する。
第１の光信号Ｓに対する強度信号IS1およびIS2は正規
化ユニット12に、また第２の光信号Ｔに対する強度信号
IT1およびIT2は正規化ユニット22に供給される。正規化
ユニット12および22において強度信号IS1およびIS2また
はIT1およびIT2からそれぞれ強度正規化された信号PSま
たはPTが発生される。これらの強度正規化された信号PS
およびPTは、それらが両光信号ＳおよびＴおよびそれら
の光部分信号S1およびS2またはT1およびT2のたとえば伝
送路で減衰損失または光源４の変動により惹起され得る
強度変動に無関係であるように形成すべきである。
好ましくは、強度正規化された信号PSまたはPTは付属
の両強度信号IS1およびIS2またはIT1およびIT2の差をそ
れらの和で除算することにより形成される。すなわち PS＝（IS1−IS2）／（IS1＋IS2） （1a） および PT＝（IT1−IT2）／（IT1＋IT2） （1b） そのために正規化ユニット12および22には、好ましく
は、差信号IS1−IS2またはIT1−IT2を形成するための符
号SUB1またはSUB2を付されている減算器と、和信号IS1
＋IS2またはIT1＋IT2を形成するための符号ADD1またはA
DD2を付されている加算器と、差信号および和信号から
比信号（IS1−IS2）／（IS1＋IS2）または（IT1−IT2）
／（IT1＋IT2）を形成するための符号DIV1またはDIV2を
付されている除算器とが設けられている。
両方の強度正規化された信号PSおよびPTは信号処理ユ
ニット30に供給される。信号処理ユニット30は強度正規
化された信号PSおよびPTから電流導体２の電流Ｉに対す
る、振動の影響も温度の影響も補償されている測定信号
Ｍを導き出す。その際に温度影響は、ファラデー効果素
子３における無視可能な円複屈折のゆえに、たとえば国
際特許出願公開第92/13280号明細書から公知の装置の場
合よりも明らかに良好である。
第１の図示されていない実施例では、測定信号Ｍは強
度正規化された信号PSおよびPTから下記のようにして導
き出される。先ず２つの信号PA＝PS＋PTおよびPB＝PS−
PTが形成される。こうして形成された第１の信号PAはほ
ぼ直線複屈折の関数であるが、ファラデー回転角度ρの
関数ではない。それに対して第２の信号PBはほぼファラ
デー回転角度ρにのみ関係している。測定信号Ｍは次い
で近似的に第１の信号PAの関数ｆ（PA）と第２の信号PB
との積として表される。すなわち Ｍ＝ｆ（PA）・PB 信号PAおよびPBから次いで好ましくは、予め求められ
た値表（ルックアップテーブル）に記憶されている較正
された値との比較により測定信号Ｍが求められる。値表
は数値的に計算され得るし、または実験的に求められ得
る。関数ｆ（PA）は、必要とされる較正測定の数を減ず
るため、直線または二乗適合関数により近似され得る。
もちろん直接に両方の強度正規化された信号PSおよびPT
自体および相応の値表も測定信号Ｍを導き出すために使
用され得る。
より高い精度を達成するため、測定信号は両信号PAお
よびPBの一般的な関数Ｍ＝ｆ（PA,PB）としても好まし
くは同様に値表を用いて決定され得る。さらに、すべて
の実施例において値表の代わりに較正関数も使用され得
る。
強度正規化された信号PSおよびPTが付属の両方の強度
信号IS1およびIS2またはIT1およびIT2の差をそれらの和
で除算することにより形成される特に有利な実施例で
は、式（1a）および（1b）により、測定信号Ｍとして好
ましくは両方の強度正規化された信号PSおよびPTの２つ
の直線関数の比が変数として利用される。測定信号Ｍは
次いで特に実係数ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅおよび単位信
号Ｅを有する関係式 Ｍ＝（ａ＊PS−ｂ＊PT）／（ｃ＊PS＋ｄ＊PT＋ｅ＊
Ｅ） （２） により得ることができる。その際に単位信号Ｅの絶対値
は両強度信号IS1またはIS2またはIT1またはIT2のまさに
１つが消滅するときの強度正規化された信号PSまたはPT
の絶対値に相当する。
図２に示されている実施例では、測定信号Ｍは両方の
強度正規化された信号PSおよびPTから、差PS−PTと和PS
＋PT＋Ｋ′・Ｅとの比、すなわち Ｍ＝（PS−PT）／（PS＋PT）＋Ｋ′・Ｅ） （３） が形成されることによって、導き出される。その際に
Ｋ′は予め定められた実の補正係数である。Ｅは、その
絶対値が、両方の付属の強度信号IS1またはIS2またはIT
1またはIT2の１つが消滅するときの相応の強度正規化さ
れた信号PSまたはPTの絶対値に単位信号である。その際
に両正規化ユニット12および22の両除算器DIV1およびDI
V2の出力レベルは、両除算器DIV1およびDIV2の出力端に
同一の単位信号Ｅを得るために、相応に互いに合わされ
ている。式（３）によるこの測定信号Ｍは、ａ＝ｂ＝１
かつｃ＝ｄ−１ならびにｅ＝Ｋ′に選ぶことによって、
一般的な関係式（２）から生ずる。
式（３）によるこの測定信号Ｍを導き出すため、信号
処理ユニット30に好ましくは、差信号PS−PTを導き出す
ための減算器SUB3と、和信号PS＋PTを形成するための第
１の加算器ADD3と、第１の加算器ADD1の和信号PS＋PTお
よびＫ′倍した単位信号Ｋ′＊Ｅから和信号PS＋PT＋
Ｋ′＊Ｅを形成するための第２の加算器ADD4と、減算器
SUB3の差信号PS−PTおよび第２の加算器ADD4の和信号PS
＋PT＋Ｋ′＊Ｅから測定信号Ｍとして比信号（PS−PT）
／（PS＋PT＋Ｋ′＊Ｅ）を形成するための除算器DIV3と
が設けられている。
補正係数Ｋ′の設定により測定信号Ｍの温度依存性が
少なくとも近似的に消去され得る。一般に補正係数Ｋ′
は−３と３との間の範囲内にある。
特別な実施例では、補正係数Ｋ′と、ファラデー効果
素子３内の直線複屈折率の固有軸線とファラデー効果素
子３への入結合の際の光信号Ｓ′およびＴ′の各々の偏
光面との間の入結合角ηと、直線複屈折率のこの固有軸
線と検光子15または25の固有軸線との間のいわゆる出結
合角θとが少なくとも近似的に下記の関係式 sin（２θ−２η）＝１ （4a） および cos（２θ＋２η）＝−Ｋ′/3 （4b） を満足するように設定される。
複屈折材料の固有軸線は、材料に入結合した直線偏光
した光が材料をその偏光に関して不変に再び去る偏光方
向により決定されている。
これらの式（4a）および（4b）を解くための可能な角
度値はたとえばＫ′＝２に対してη＝10.45゜およびθ
＝55.45゜である。前記の関係式（4a）および（4b）を
正確に満足する角度値からの偏差は特にファラデー効果
素子３内の大きい複屈折の際には可能であり、また約５
゜までの偏差が許される。
このように補正係数Ｋ′に関係して選ばれた角度θお
よびηにおいて測定角度は Ｍ（2/K′）＊sin（２ρ） （５） であり、またそれによって良好な近似で、2/K′により
スケーリングされた複屈折なしのその理論的に期待され
る値sin（２ρ）に相当することが計算により示され
る。
図３には測定装置の別の有利な実施例が示されてい
る。図２による実施例と同じくこの実施例でも先ず正規
化ユニット12および22で式（1a）および（1b）による強
度正規化された信号PSおよびPTが付属の強度信号IS1お
よびIS2またはIT1およびIT2の差および和の比信号とし
て形成される。そのために好ましくは同様にそれぞれ減
算器SUB1またはSUB2、加算器ADD1またはADD2および除算
器DIV1またはDIV2が正規化ユニット12または22に設けら
れている。
信号処理ユニット30で再び両方の強度正規化された信
号PSおよびPTから差信号PS−PTが減算器SUB3により、ま
た和信号PS＋PTが加算器ADD3により形成される。乗算器
ADD3の出力端に生ずる和信号PS＋PTは次いで乗算器MULT
に供給される。乗算器MULTで入力信号は予め定められた
実の補正係数Ｋを乗算される。乗算器MULTとしては、補
正値Ｋに等しく設定された増幅率を有する増幅器が設け
られていてよい。乗算器MULTの出力端に生ずる、補正係
数Ｋを乗算された和信号Ｋ＊（PS＋PT）は加算器ADD5の
入力端に供給され、加算器ADD5により、係数２を乗算さ
れた単位信号２＊Ｅを加算される。その際に単位信号Ｅ
の絶対値は、両強度信号IS1またはIS2またはIT1またはI
T2の１つが消滅するときの強度正規化された信号PSおよ
びPTの絶対値に相当する。減算器SUB3の出力端および加
算器ADD5の出力端はそれぞれ除算器DIV3の入力端と接続
されている。除算器DIV3はその両入力信号PS−PTおよび
２＊Ｅ＋Ｋ＊（PS＋PT）から、電流導体２内の電流Ｉに
対する測定信号Ｍとして利用される比信号（PS−PT）／
（２＊Ｅ＋Ｅ＊（PS＋PT））を発生する。
従って、信号処理ユニット30は両方の強度正規化され
た信号PSおよびPTから測定信号Ｍを導き出すための手段
を形成し、その際に測定信号Ｍは比信号 Ｍ＝（PS−PT）／（Ｋ＊（PS＋PT）＋２＊Ｅ）（６） として決定される。この測定信号Ｍは一般的な関係式
（２）から、ａ＝ｂ＝１、ｃ＝ｄ＝Ｋかつｅ＝２とおい
たときの特殊な場合として生ずる。
実の補正係数Ｋは好ましくは、測定信号Ｍの温度依存
性が少なくとも近似的に最小であるように設定される。
一般に補正係数Ｋの逆数値は−1.5と1.5との間の範囲内
にある。
特に有利な実施例では、補正係数Ｋは入結合角ηおよ
び出結合角θに関係して少なくとも近似的に下記の２つ
の関係式 sin（２θ−２η）＝１ （7a） cos（２θ＋２η）＝−2/（3K） （7b） が満足されるように設定される。
その際に入結合角ηは同様にファラデー効果素子３へ
の入結合の際の両光信号Ｓ′およびＴ′の各々の偏光面
とファラデー効果素子３内の直線複屈折の固有軸線との
間の角度として定義されており、また出結合角θは同様
にこの固有軸線と光信号ＳおよびＴをそれらの２つの光
部分信号S1およびS2またはT1およびT2に分割するために
それぞれ設けられている検光子15または25の固有軸線と
の間の角度として定義されている。
このように設定された補正係数Ｋ、入結合角ηおよび
出結合角θの際に測定信号Ｍは主として、複屈折成分な
し、かつ補正係数Ｋに関係する係数によるスケーリング
なしのその理論値 Ｍ＝sin（２ρ） （８） に相当する。従って、測定装置はこの実施例では、信号
処理ユニット30の出力端に生ずる測定信号Ｍが直線複屈
折の不存在の際の理論的信号sin2ρに相当するように補
正係数Ｋを設定することによって、温度ドリフトを最小
にするように特に簡単に調整され得る。前記の条件（7
a）および（7b）を満足するための可能な値はたとえば
Ｋ＝１、η＝10.45゜およびθ＝55.45゜である。前記の
条件（7a）および（7b）を正確に満足する角度値からの
偏差は特にファラデー効果素子３内の直線複屈折が大き
い際には可能であり、また約５゜までの値であってよ
い。
ファラデー効果素子３を通して２つの逆向きの光信号
Ｓ′およびＴ′を送るための手段は、図２および図３に
示されている実施例では、ミニチュア化されたビームス
プリッタ47、48および49と、ミニチュア化された検光子
15および25と、対応付けられている光源50と、ビームス
プリッタ48および49をそれらに対応付けられている光導
波路６または４に光学的に結合するための詳細には示さ
れていないコリメータレンズ（グリンレンズ）とを含ん
でいる。このビームスプリッタ手段の個々の構成要素4
7、48、49、15および25は好ましくは互いに接着されて
おり、またコンパクトな光学的ユニットを形成する。し
かしながらまた図１による実施例の場合のような離散的
な光学的構成要素が設けられていてもよい。
正規化ユニット12および22および信号処理ユニット30
の図２および図３に示されている実施例は、アナログの
ハードウェア構成要素により実現可能であるので、強度
および温度の変動の影響を実時間で補償することを可能
にする。しかし、もちろん測定信号Ｍはディジタルにも
計算され得る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−292263（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−113471（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−504372（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 15/24 G01R 19/00 G01R 33/032

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電流導体（２）に付設されているファラデ
    ー効果素子（３）により電流導体（２）内の電流（Ｉ）
    を測定するための方法において、 ａ）２つの逆向きの直線偏光した光信号（Ｓ′および
    Ｔ′）がファラデー効果素子（３）を通して送られ、ま
    たこれらの両光信号（ＳおよびＴ）の偏光面がファラデ
    ー効果素子（３）の通過後にファラデー効果に基づいて
    逆方向にそれぞれ測定角度（ρまたは−ρ）だけ回転さ
    れており、 ｂ）これらの両光信号（ＳおよびＴ）の各々がファラデ
    ー効果素子（３）の通過後に相い異なる偏光面を有する
    ２つの直線偏光した光部分信号（S1およびS2またはT1お
    よびT2）に分割され、またこれらの光部分信号（S1、S
    2、T1、T2）がそれぞれ相応の電気強度信号（IS1または
    IS2またはIT1またはIT2）に変換され、 ｃ）ファラデー効果素子（３）を通って走る両光信号
    （ＳおよびＴ）の各々に対して強度正規化された信号
    （PSまたはPT）が導き出され、 ｄ）測定角度（ρまたは−ρ）と比較して無視可能な円
    複屈折率を有するファラデー効果素子（３）が使用さ
    れ、 ｅ）両方の強度正規化された信号（PSおよびPT）から電
    流（Ｉ）に対するほぼ温度に無関係な測定信号（Ｍ）が
    導き出される ことを特徴とするファラデー効果素子を利用して電流を
    測定する方法。
  2. 【請求項２】両信号（ＳおよびＴ）に対する強度正規化
    された信号（PSおよびPT）がそれぞれ両方の付属の強度
    信号（IS1およびIS2またはIT1およびIT2）の差（IS1−I
    S2）および和（IS1＋IS2）からの比（（IS1−IS2）／
    （IS1＋IS2））に相当することを特徴とする請求項１記
    載の方法。
  3. 【請求項３】測定信号（Ｍ）が両方の強度正規化された
    信号（PSおよびPT）から予め求められた値表（ルックア
    ップテーブル）または較正関数を用いて導き出されるこ
    とを特徴とする請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】測定信号（Ｍ）が両方の強度正規化された
    信号（PSおよびPT）の２つの直線関数からの比（（ａ＊
    PS−ｂ＊PT）／（ｃ＊PS＋ｄ＊PT＋ｅ＊Ｅ））に相当す
    ることを特徴とする請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】測定信号（Ｍ）が両方の強度正規化された
    信号（PSおよびPT）の差（PS−PT）と、両方の強度正規
    化された信号（PSおよびPT）と補正係数Ｋ′を乗算され
    た単位信号（Ｅ）との和（PS＋PT＋Ｋ′Ｅ）との比（PS
    −PT）／（PS＋PT＋Ｋ′Ｅ）に相当し、その際に単位信
    号（Ｅ）の絶対値が、そのつどの強度正規化された信号
    （PSまたはPT）に対応付けられている両強度信号（IS1
    またはIS2またはIT1またはIT2）のまさに１つが消滅す
    るときに生ずる強度正規化された信号（PSまたはPT）の
    絶対値に等しいことを特徴とする請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】補正係数Ｋ′が、測定信号（Ｍ）の温度依
    存性が少なくとも近似的に最小であるように設定される
    ことを特徴とする請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】補正係数Ｋ′と、ファラデー効果素子
    （３）への入結合の際の両光信号（Ｓ′およびＴ′）の
    各々の偏光面とファラデー効果素子（３）内の直線複屈
    折の固有軸線との間の入結合角ηと、この固有軸線と光
    信号（ＳおよびＴ）をそれらの２つの光部分信号（S1お
    よびS2またはT1およびT2）に分割するためにそれぞれ設
    けられている検光子（15または25）の固有軸線との間の
    出結合角θとが少なくとも近似的に下記の条件 sin（２θ−２η）＝１ cos（２θ＋２η）＝−Ｋ′/3 により設定されることを特徴とする請求項６記載の方
    法。
  8. 【請求項８】測定信号（Ｍ）が、両方の強度正規化され
    た信号（PSおよびPT）の差（PS−PT）と、予め定められ
    た補正係数Ｋを乗算された両方の強度正規化された信号
    （PSおよびPT）の和（Ｋ＊（PS＋PT））と係数２を乗算
    された単位信号（Ｅ）との和（Ｋ＊（PS＋PT）＋２＊
    Ｅ）との比（（PS−PT）／（Ｋ＊（PS＋PT）＋２＊
    Ｅ））に相当し、その際に単位信号（Ｅ）の絶対値が、
    そのつど強度正規化された信号（PSまたはPT）に対応付
    けられている両強度信号（IS1またはIS2またはIT1また
    はIT2）のまさに１つが消滅するときに生ずる強度正規
    化された信号（PSまたはPT）の絶対値に等しいことを特
    徴とする請求項４記載の方法。
  9. 【請求項９】補正係数Ｋ′が、測定信号（Ｍ）の温度依
    存性が少なくとも近似的に最小であるように設定される
    ことを特徴とする請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】補正係数Ｋと、ファラデー効果素子
    （３）への入結合の際の両光信号（Ｓ′およびＴ′）の
    各々の偏光面とファラデー効果素子（３）内の直線複屈
    折の固有軸線との間の入結合角ηと、この固有軸線と光
    信号（ＳおよびＴ）をそれらの２つの光部分信号（S1お
    よびS2またはT1およびT2）に分割するためにそれぞれ設
    けられている検光子（15または25）の固有軸線との間の
    出結合角θとが少なくとも近似的に下記の条件 sin（２θ−２η）＝１ cos（２θ＋２η）＝−2/（3K） を満足するように設定されることを特徴とする請求項９
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】電流導体（２）内の電流（Ｉ）を測定す
    るための装置において、 ａ）電流導体（２）に付設されているファラデー効果素
    子（３）と、 ｂ）２つの逆向きの直線偏光した光信号（Ｓ′および
    Ｔ′）を、それらの偏光面がファラデー効果素子（３）
    の通過後にファラデー効果に基づいてそれぞれ測定角度
    （ρまたは−ρ）だけ回転されるように、ファラデー効
    果素子（３）を通して送るための手段（５、７、８、９
    または47、48、49、50）と、 ｃ）両光信号（ＳおよびＴ）の各々をファラデー効果素
    子（３）の通過後に相い異なる偏光面を有する２つの直
    線偏光した光部分信号（S1およびS2またはT1およびT2）
    に分割し、またこれらの光部分信号（S1、S2、T1、T2）
    を相応の電気強度信号（IS1またはIS2またはIT1またはI
    T2）に変換するための手段（11、21）と、 ｄ）両光信号（ＳおよびＴ）の各々に対するそれぞれ強
    度正規化された信号（PSおよびPT）を導き出すための手
    段（12、22）と、 ｅ）測定角度（ρまたは−ρ）に比較して無視可能な円
    複屈折を有するファラデー効果素子（３）と、 ｆ）両方の強度正規化された信号（PSおよびPT）から電
    流（Ｉ）に対するほぼ温度に無関係な測定信号（Ｍ）を
    導き出すための手段（30）と を有することを特徴とするファラデー効果素子による電
    流測定装置。
  12. 【請求項１２】強度正規化された信号（PSおよびPT）を
    導き出すための手段（12、22）が、強度正規化された信
    号（PS、PT）の各々がそれぞれ両方の付属の強度信号
    （IS1およびIS2またはIT1およびIT2）の差（IS1−IS2ま
    たはIT1−IT2）と和（IS1＋IS2またはIT1＋IT2）との比
    （（IS1−IS2）／（IS1＋IS2）または（（IT1−IT2）／
    （IT1＋IT2））に相当するように構成されていることを
    特徴とする請求項11記載の装置。
  13. 【請求項１３】測定信号（Ｍ）を導き出すための手段
    （30）が、測定信号（Ｍ）が、両方の強度正規化された
    信号（PSおよびPT）の差（PS−PT）と、予め定められた
    補正係数Ｋを乗算された両方の強度正規化された信号
    （PSおよびPT）の和（Ｋ＊（PS＋PT））と２倍にされた
    単位信号（２＊Ｅ）との和（Ｋ＊（PS＋PT）＋２＊Ｅ）
    との比（（PS＋PT）／（Ｋ＊（PS＋PT）＋２＊Ｅ））に
    相当し、その際に単位信号（Ｅ）の絶対値が、そのつど
    の強度正規化された信号（PSまたはPT）に対応付けられ
    ている両強度信号（IS1またはIS2またはIT1またはIT2）
    のまさに１つが消滅するときに生ずる強度正規化された
    信号（PSまたはPT）の絶対値に等しいように構成されて
    いることを特徴とする請求項11記載の装置。
  14. 【請求項１４】補正係数Ｋ′が、測定信号（Ｍ）の温度
    依存性が少なくとも近似的に最小であるように設定され
    ることを特徴とする請求項13記載の装置。
  15. 【請求項１５】ａ）両光信号（ＳおよびＴ）の各々をそ
    れぞれ２つの光部分信号（S1およびS2またはT1およびT
    2）に分割するためそれぞれ検光子（15または25）が設
    けられており、 ｂ）補正係数Ｋ′と、ファラデー効果素子（３）への入
    結合の際の両光信号（Ｓ′およびＴ′）の各々の偏光面
    とファラデー効果素子（３）内の直線複屈折率の固有軸
    線との間の入結合角ηと、この固有軸線と光信号（Ｓお
    よびＴ）をそれらの２つの光部分信号（S1およびS2また
    はT1およびT2）に分割するためにそれぞれ設けられてい
    る検光子（15または25）の固有軸線との間の出結合角θ
    とが少なくとも近似的に下記の条件 sin（２θ−２η）＝１ cos（２θ＋２η）＝−2/（3K） を満足するように設定されている ことを特徴とする請求項14記載の装置。
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