DE19842487C1

DE19842487C1 - Verfahren und Anordnung zum Messen eines magnetischen Wechselfeldes mit Temperaturkompensation

Info

Publication number: DE19842487C1
Application number: DE1998142487
Authority: DE
Inventors: Peter Menke; Thomas Bosselmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2000-02-10
Anticipated expiration: 2018-09-17

Abstract

Ein Sagnac-Interferometer wird zur Messung eines magnetischen Wechselfeldes (H) verwendet. Zusätzlich zu einer im Wechselfeld (H) angeordneten Sensoreinrichtung (3) durchlaufen zwei gegenläufige Lichtsignale (L1, L2) einen in einem konstanten Magnetfeld (HB) angeordneten Faraday-Rotator (8). Die temperaturabhängige Off-set-Drift im Faraday-Rotator (8) wird zur Temperaturkompensation des Meßsignals (M) verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen eines magnetischen Wechselfeldes. Unter einem magneti schen Wechselfeld wird dabei ein Magnetfeld verstanden, das in seinem Frequenzspektrum nur von Null verschiedene Fre quenzanteile aufweist.

Es sind optische Meßverfahren und Meßanordnungen zum Messen eines Magnetfeldes bekannt, bei denen der magnetooptische Fa raday-Effekt ausgenutzt wird. Unter dem Faraday-Effekt ver steht man die Veränderung des Polarisationszustandes von po larisiertem Licht oder von polarisierten Komponenten von Licht in Abhängigkeit von dem Magnetfeld. Bei den bekannten Meßsystemen werden zwei verschiedene Meßprinzipien genutzt, nämlich entweder das polarimetrische Meßprinzip oder das in terferometrische Meßprinzip.

Beim polarimetrischen Meßprinzip wird linear polarisiertes Licht durch eine den Faraday-Effekt zeigende und in dem zu messenden Magnetfeld angeordnete Sensoreinrichtung geschickt und anschließend polarimetrisch mit Hilfe von Analysatoren eine Drehung der Polarisationsebene des linear polarisierten Lichts durch den Faraday-Effekt detektiert und als Maß für das Magnetfeld ausgewertet. Der Drehwinkel ist dabei propor tional zum Wegintegral über dem Magnetfeld entlang des von dem Licht zurückgelegten Weges mit der Verdet-Konstanten als Proportionalitätskonstanten. Die Verdet-Konstante ist abhän gig von dem Material, in dem das Licht verläuft, von der Tem peratur in diesem Material und von der Wellenlänge des Lichts. Die Sensoreinrichtungen bestehen aus einem optisch transparenten Material und im allgemeinen aus Glas und sind mit einem oder mehreren, einen Lichtpfad bildenden massiven Körpern oder auch mit einem Lichtwellenleiter (Lichtleit faser) gebildet.

Beim interferometrischen Meßprinzip wird ein sogenanntes Sag nac-Interferometer verwendet. Es wird Meßlicht einer Licht quelle, insbesondere eines Lasers, von einem Strahlteiler oder Faserkoppler in zwei Meßlichtsignale (Meßlichtwellen) aufgeteilt, und die beiden Meßlichtsignale werden in zueinan der entgegengesetzten Richtungen durch eine im Magnetfeld an geordnete Faraday-Sensoreinrichtung gesendet und anschließend interferometrisch überlagert. Die Intensität des entstehenden Interferenzlichtes wird als Maß für das Magnetfeld herangezo gen. Das Magnetfeld induziert nämlich aufgrund des Faraday Effekts in der Faraday-Sensoreinrichtung eine Phasenverschie bung (Phasendifferenz) zwischen den beiden Meßlichtsignalen und diese Phasenverschiebung wiederum eine Intensitätsände rung des Interferenzlichtes. Bei dem interferometrischen Meß prinzip sind die Meßlichtsignale zueinander gegensinnig zirkular polarisiert.

Diese bekannten Meßverfahren und Meßvorrichtungen können auch zum Messen elektrischer Ströme eingesetzt werden (magneto optische Stromwandler), indem die Faraday-Sensoreinrichtung in der Nähe des den elektrischen Strom führenden Stromleiters und damit im magnetischen Induktionsfeld des Stromes angeord net wird. Im allgemeinen umgibt die Sensoreinrichtung den Stromleiter, so daß das polarisierte Licht den Stromleiter in einem quasi geschlossenen Weg umläuft. In diesem Fall ist der Betrag des Polarisationsdrehwinkels beim polarimetrischen Aufbau bzw. die Phasendifferenz beim interferometrischen Aufbau in guter Näherung direkt proportional zur Amplitude des Meßstromes.

Aus US-4 370 612 ist ein interferometrischer magnetoopti scher Stromwandler mit einer um den stromführenden Leiter ge wundenen Lichtfaser als Sensoreinrichtung bekannt, bei dem zum Bestimmen der Stromstärke außer dem bereits beschriebenen Auswerten der aktuellen Lichtintensität des Interferenzlich tes auch ein Kompensationsverfahren und ein Phasenmodulati onsverfahren beschrieben sind. Beim Kompensationsverfahren wird die Lichtintensität des Interferenzlichtes auf Null ge regelt durch Stellen eines Kompensationsstromes (Spulenstrom einer Kompensationsspule oder Strom durch Faserspule) zum Kompensieren des Magnetfeldes des Meßstromes. Beim Phasenmo dulationsverfahren wird die Phasendifferenz zwischen den bei den Meßlichtsignalen mit einer Modulationsfrequenz moduliert, indem um eine piezoelektrische Keramik einige Windungen der Lichtfaser gewunden werden und die Piezokeramik mit einer Mo dulationsperiode angeregt wird, die doppelt so groß ist wie die Lichtlaufzeit in der Sensor-Lichtfaser. Durch Auswerten der Interferenzlichtintensität bei der doppelten Modulations frequenz wird mit Hilfe eines Heterodyndetektors der Kompen sationsstrom bestimmt, bei dem der Faraday-Effekt durch den Meßstrom gerade kompensiert wird.

Ein Problem bei den genannten optischen Meßverfahren und Meß vorrichtungen zur Magnetfeld- oder Strommessung stellen Tem peratureinflüsse dar. Temperaturänderungen in der Sensorein richtung, insbesondere in der Lichtleitfaser gemäß der US 4 370 612, können nämlich zu einer unerwünschten Änderung des Arbeitspunktes (Off-set-Drift, Temperaturgang) führen.

In der einen interferometrischen magnetooptischen Stromsensor betreffenden US 4 370 612 sind Temperaturprobleme nicht er wähnt und nicht gelöst.

Aus WO 94/24572 A1 ist für einen polarimetrischen magnetoopti schen Stromsensor eine Kompensation von Temperatureinflüssen bekannt. Zum Messen eines elektrischen Wechselstromes in ei nem Stromleiter wird linear polarisiertes Meßlicht durch ein dem Stromleiter zugeordnetes Faraday-Element gesendet und nach Durchlaufen des Faraday-Elements von einem polarisieren den Strahlteiler in zwei im allgemeinen senkrecht zueinander polarisierte Lichtteilsignale aufgespalten. Diese beiden Lichtteilsignale werden von photoelektrischen Wandlern in entsprechende elektrische Intensitätssignale umgewandelt. Jedes elektrische Intensitätssignal wird mit Hilfe von Fil tern in einen Wechselsignalanteil und einen Gleichsignalan teil zerlegt. Die Wechselsignalanteile enthalten die Infor mationen über den Wechselstrom und sind ferner noch tempera turabhängig. Die Gleichsignalanteile sind dagegen nur von der Temperatur im Faraday-Element, nicht jedoch vom elektrischen Wechselstrom abhängig. Aus den Gleichsignalanteilen wird als Temperatursignal ein Winkelgleichanteil hergeleitet, der einer Arbeitspunktdrift durch die temperaturabhängige lineare Doppelbrechung in dem Faraday-Element entspricht. Aus den Wechselsignalanteilen wird ein Winkelwechselanteil abge leitet, der der Faraday-Rotation infolge des Wechselstroms entspricht. Dieser Winkelwechselanteil weist zwar keine durch Temperaturänderungen bedingte Arbeitspunktdrift auf, ist jedoch wegen der Temperaturabhängigkeit der den Faraday- Effekt bestimmenden Verdet-Konstanten noch temperaturabhän gig. Mit dem Temperatursignal wird deshalb mit Hilfe einer vorab ermittelten Wertetabelle oder einer Eichkurve eine ef fektive, temperaturunabhängige Verdet-Konstante ermittelt. Es wird nun ein temperaturkompensiertes Meßsignal für den Wech selstrom hergeleitet, das dem Quotienten aus dem Winkelwech selanteil und der ermittelten effektiven Verdet-Konstanten entspricht. Dieses aus WO 94/24572 A1 erkannte Verfahren nutzt die Arbeitspunktverschiebung im Meßlicht und den beiden Lichtteilsignalen durch die temperaturabhängige lineare Dop pelbrechung im Faraday-Element aus, um die Temperatur im Fa raday-Element zu bestimmen. Mit der Information über die Tem peratur wird dann die Temperaturabhängigkeit der Meßempfind lichkeit korrigiert. Bei Faraday-Elementen mit einer vernach lässigbaren linearen Doppelbrechung wie beispielsweise ge temperten Fasern (Annealed Fibres) ist eine Temperaturkompen sation mit diesem bekannten Verfahren nicht möglich.

Aus EP 0 390 581 B1 ist eine polarimetrische Meßanordnung zum gleichzeitigen Messen eines magnetischen Wechselfeldes und einer Temperatur bekannt, bei der ein Faraday-Element und ein temperaturempfindliches optisches Element optisch in Reihe zwischen einen Polarisator und einen Analysator geschaltet sind. Das temperaturempfindliche optische Element ist ein op tischer Rotator mit einer temperaturempfindlichen optischen Aktivität oder ein doppelbrechendes Material mit einer tempe raturabhängigen Doppelbrechung. Durch die Reihenschaltung eines optischen Rotators und eines Faraday-Elements wird vom Polarisator linear polarisiertes Meßlicht gesendet. Nach einmaligem Durchlaufen der Reihenschaltung wird der vom Ana lysator durchgelassene Anteil des Meßlichts über eine opti sche Faser zu einem Photodetektor übertragen und dort in ein elektrisches Intensitätssignal umgewandelt. In einer Ausfüh rungsform dieser bekannten Meßanordnung wird das elektrische Intensitätssignal in eine Wechselsignalkomponente (AC-Kompo nente) und eine Gleichsignalkomponente (DC-Komponente) zer legt. Aus der Gleichsignalkomponente wird ein Temperatursi gnal hergeleitet. Das Meßsignal wird entweder mit der Wech selsignalkomponente allein oder zur Kompensation von Licht intensitätsänderungen in der optischen Faser mit dem Quoti enten aus Wechselsignalkomponente und Gleichsignalkomponente gebildet. Die Gleichsignalkomponente und damit das Tempera tursignal können jedoch ebenfalls durch Intensitätsänderungen in der optischen Übertragungsfaser beeinflußt werden. Eine Kompensation dieser Intensitätsabhängigkeit des Temperatur signals ist mit dieser aus EP 0 390 581 B1 bekannten Meßanord nung nicht möglich.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen eines magnetischen Wechselfel des mit Hilfe einer den Faraday-Effekt zeigenden Sensorein richtung auf Basis des interferometrischen Meßprinzips anzu geben, bei denen Temperatureinflüsse auf das Meßsignal weit gehend kompensiert werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merk malen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 15 gelöst.

Zum Messen des magnetischen Wechselfeldes werden zwei Meß lichtsignale durch einen gemeinsamen Lichtweg, in dem eine unter dem Einfluß des magnetischen Wechselfeldes stehende und einen temperaturempfindlichen Faraday-Effekt zeigende Fara day-Sensoreinrichtung angeordnet ist, mit entgegengesetztem Durchlaufsinn geschickt und anschließend interferometrisch überlagert. Die Lichtintensität des interferierten Lichts (Interferenzlichts) ist abhängig von dem Phasenunterschied (Phasendifferenz) zwischen den Phasen der beiden Meßlichtsi gnale. Der zunächst vorhandene, bestimmte Phasenunterschied der beiden Meßlichtsignale ändert sich nun infolge des mä gnetooptischen Faraday-Effekts in der Faraday-Sensoreinrich tung mit der Amplitude des zu messenden Magnetwechselfeldes. Diese Phasenverschiebung zwischen den gegenläufigen Meßlicht signalen durch den nicht-reziproken Faraday-Effekt ist bei spielsweise in der eingangs genannten US 4 370 612 be schrieben. Die Intensität des Interferenzlichtes kann somit als Maß für das Wechselmagnetfeld herangezogen werden.

Probleme bereitet nun jedoch die Temperaturabhängigkeit des Faraday-Effekts, insbesondere wenn während des Meßbetriebs größere Temperaturschwankungen auftreten. Temperaturänderun gen führen nämlich auch zu einer Phasenverschiebung und damit zu einem Temperaturgang (Temperaturdrift, Arbeitspunktdrift) der Intensität des Interferenzlichts. Zur Eliminierung dieses Temperaturganges werden nun gemäß der Erfindung folgende Maß nahmen vorgeschlagen:

Es wird mit Hilfe von Phasenverschiebungsmitteln eine zusätz liche Phasenverschiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen auf deren gemeinsamem Lichtweg eingeführt, die unabhängig vom zu messenden magnetischen Wechselfeld ist und eine definierte Temperaturabhängigkeit aufweist. Aus einem als Maß für die Lichtintensität des Interferenzlichts von Detektionsmitteln gewonnenen Intensitätssignal wird von Auswertemitteln ein Wechselsignalanteil und ein Gleichsignalanteil ermittelt, wobei der Wechselsignalanteil im wesentlichen alle Frequenz anteile des magnetischen Wechselfeldes enthält. Aus dem Wech selsignalanteil und dem Gleichsignalanteil des Intensitäts signals wird nun von den Auswertemitteln ein Meßsignal für das magnetische Wechselfeld hergeleitet, das zumindest weit gehend frei von einer Temperaturdrift ist.

Diese Maßnahmen gemäß der Erfindung beruhen auf der Überle gung, daß die der durch den Faraday-Effekt bewirkten Phasen verschiebung überlagerte, zusätzliche Phasenverschiebung ei nen Arbeitspunkt (Off-set) definiert, der wegen der Tempera turabhängigkeit der zusätzlichen Phasenverschiebung eine von der Temperatur abhängige Drift aufweist. Durch Messung der Arbeitspunktdrift erhält man die Information über die Tempe ratur und kann mit dieser Information den Temperaturgang des Intensitätssignals kompensieren. Dies wird über die Trennung des Intensitätssignals in Gleichsignalanteil und Wechsel signalanteil erreicht. Der Gleichsignalanteil des Intensi tätssignals enthält alle langsamen Signalschwankungen, insbe sondere also die Information über die Temperatur, und ist un abhängig von dem magnetischen Wechselfeld. Der Wechsel signalanteil enthält dagegen alle Information über das magne tische Wechselfeld, ist allerdings noch temperaturabhängig. Die Temperaturabhängigkeit des Wechselsignalanteils kann nun mit Hilfe der Temperaturinformation im Gleichsignalanteil durch Bilden einer - in Einzelwerten (diskret) oder kontinu ierlich bestimmten - Funktion von Wechselsignalanteil und Gleichsignalanteil als Meßsignal eliminiert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Meßverfahrens und der Meß anordnung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den von An spruch 1 bzw. Anspruch 15 jeweils abhängigen Ansprüchen.

Als Phasenverschiebungsmittel können vorteilhaft eines oder mehrere der folgenden Mittel, auch in Kombination miteinan der, im oder am Lichtweg der beiden Meßlichtsignale verwendet werden:

- Mittel zum Erzeugen eines im wesentlichen konstanten Ma gnetfeldes, das die Faraday-Sensoreinrichtung zusätzlich zu dem zu messenden magnetischen Wechselfeld durchdringt.
- Mittel zum Erzeugen eines im wesentlichen konstanten Ma gnetfeldes und wenigstens einen in diesem Magnetfeld ange ordneten Faraday-Rotator
- wenigstens ein 3 × 3-Koppler.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden die Phasenverschiebungsmittel auch zum Verschieben des Arbeits punktes in einen eindeutigen Meßbereich verwendet. Der an fängliche Phasenunterschied der beiden Meßlichtsignale vor deren Eintritt in den gemeinsamen Meßlichtweg kann nämlich, insbesondere wenn die beiden Meßlichtsignale in einer Ausfüh rungsform durch Aufteilen von gemeinsamem Ausgangslicht er zeugt werden, ein ganzzahliges Vielfaches von π/2, also ins besondere Null, betragen. Bei Phasenunterschieden, die ein ganzzahliges Vielfaches von π/2 betragen, weist jedoch die Intensität des Interferenzlichtes bei verschwindendem Magnet feld ein Maximum oder Minimum auf. Somit ist die Meßempfind lichkeit (Kleinsignalempfindlichkeit), d. h. die Ableitung der Intensität des Interferenzlichtes nach der Amplitude des Ma gnetwechselfeldes, im Arbeitspunkt Null, und es kann nicht zwischen positivem und negativem Magnetwechselfeld unter schieden werden. Als Arbeitspunkt für die Magnetfeldmessung sind Phasenunterschiede der beiden gegenläufigen Meßlichtsi gnale von einem ganzzahligen Vielfachen von π/2 somit un brauchbar. Zur Behebung dieses Problems wird die zusätzliche, vom magnetischen Wechselfeld unabhängige Phasenverschiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen auf dem Lichtweg so ein gestellt, daß die Summe dieser Phasenverschiebung und einer etwaigen anfänglichen Phasendifferenz zwischen den beiden Meßlichtsignalen vor deren Eintritt in den Lichtweg von einem ganzzahligen Vielfachen von π/2 verschieden ist und damit die Meßempfindlichkeit beim Arbeitspunkt nicht null ist. Vorzugs weise wird die Phasenverschiebung derart gewählt, daß die Summe dieser Phasenverschiebung und einer etwaigen anfängli chen Phasendifferenz zwischen den beiden Meßlichtsignalen vor deren Eintritt in den Lichtweg wenigstens annähernd ein unge radzahliges Vielfaches von π/4 beträgt. Die Meßempfindlich keit ist dann maximal. Diese Einstellungen der Phasenver schiebung werden bei einer vorgegebenen Referenztemperatur im Arbeitstemperaturbereich vorgenommen. Temperaturschwankungen führen zu relativ kleinen Abweichungen von den Voreinstellun gen, die, wie beschrieben, für die Temperaturkompensation des Meßsignals verwendet werden.

Zum Bestimmen des Meßsignals ist in den meisten Fällen eine Faktorisierung ausreichend, bei der das Meßsignal als Produkt aus dem Wechselsignalanteil und einer vorab bestimmten Funk tion des Gleichsignalanteils angesetzt wird. Die Funktion des Gleichsignalanteils wird, vorzugsweise empirisch durch Eich messungen, so bestimmt, daß der Temperaturgang des Meßsignals minimal wird. Diese Faktorisierung hat den Vorteil, daß die Eichung recht einfach ist.

Das Meßsignal kann natürlich auch direkt aus dem Wechsel signalanteil und dem Gleichsignalanteil als deren Funktion bestimmt werden, wobei dann diese Funktion beider Signalan teile durch Eichmessungen in der Temperaturabhängigkeit mini miert wird.

Bei einer aktuellen Messung wird das Meßsignal dann mit Hilfe einer entsprechenden Wertetabelle oder Eichkurve aus dem ak tuellen Wertepaar Wechselsignalanteil und Funktionswert der Funktion des Gleichsignalanteils bzw. Wechselsignalanteil und Gleichsignalanteil berechnet.

Vorzugsweise wird vor dem Zerlegen des Intensitätssignals in Wechselsignalanteil und Gleichsignalanteil eine Intensitäts normierung durchgeführt, bei der statistische Schwankungen der Lichtintensität, die nicht vom Magnetfeld oder einer Tem peraturänderung herrühren, eliminiert werden. In einer Aus führungsform, bei der die beiden Meßlichtsignale durch Auf teilen des Meßlichts einer gemeinsamen Lichtquelle erzeugt werden, kann durch Division der Lichtintensität des Interfe renzlichts durch die zusätzlich gemessene Intensität des Meß lichts der Lichtquelle ein intensitätsnormiertes Intensitäts signal bzw. Meßsignal erhalten werden.

Ferner ist es auch vorteilhaft, ein linearisiertes Intensi tätssignal zu verwenden, damit die nachfolgende Temperatur gangskompensation nicht durch Effekte, die durch Nichtlinea ritäten verursacht werden, gestört wird. Dazu wird das aus der Lichtintensität des Interferenzlichts erhaltene sinusähn liche Signal, insbesondere nach der Intensitätsnormierung, mit Hilfe einer Wertetabelle (look-up table) oder einer Fit- Funktion einer Linearisierungstransformation unterzogen.

Aus dem Gleichsignalanteil kann auch ein Temperaturmeßwert gebildet werden, der an einem dafür vorgesehenen Ausgang ab gegriffen werden oder auf einer Anzeige angezeigt werden kann.

Bevorzugt werden die beiden Meßlichtsignale mit zueinander gegensinnig zirkularer Polarisation in den gemeinsamen Licht weg, der von beiden Meßlichtsignalen mit entgegengesetztem Durchlaufsinn passiert wird, eingekoppelt.

Das Verfahren und die Anordnung sind auch zum Messen eines elektrischen Wechselstromes geeignet, indem die Faraday-Sen soreinrichtung im vom Wechselstrom induktiv erzeugten magne tischen Wechselfeld angeordnet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Faraday-Sensor einrichtung mit wenigstens einer Lichtleitfaser gebildet, die bei einer Strommessung den stromführenden Leiter vorzugsweise in wenigstens einer Windung umgibt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren einziger Figur ein Ausführungsbei spiel eines Meßsystems zum Messen des magnetischen Wechsel feldes eines elektrischen Wechselstromes mit einem in einem konstanten Magnetfeld angeordneten Faraday-Rotator schema tisch veranschaulicht ist.

Die Figur zeigt eine Ausführungsform einer Anordnung zum Mes sen eines magnetischen Wechselfeldes H, das von einem elek trischen Wechselstrom I in einem Stromleiter 2 erzeugt wird. Mit dieser und allen anderen Ausführungsformen kann selbst verständlich auch ein magnetisches Wechselfeld H direkt ge messen werden, ohne damit einen Wechselstrom zu messen. Dem Stromleiter 2 ist eine den magnetooptischen Faraday-Effekt zeigende Sensoreinrichtung 3 zugeordnet, die in dem von dem elektrischen Wechselstrom I erzeugten zeitlich veränderlichen Magnetfeld H angeordnet ist.

Die Sensoreinrichtung 3 ist vorzugsweise mit einer optischen Faser (Lichtleitfaser) gebildet, die den Stromleiter 2 in einer Meßwicklung mit wenigstens einer Meßwindung umgibt (Faserspule) und eine Monomode- oder Multimode-Faser sein kann. Insbesondere weist die optische Faser eine im Vergleich zum Faraday-Effekt (nicht-reziproke zirkulare Doppelbrechung) vernachlässigbare lineare Doppelbrechung auf. Ein Beispiel für eine solche Faser ist eine getemperte Faser (Annealed Fibre). Besonders vorteilhaft ist eine optische Faser mit einer reziproken zirkularen Doppelbrechung und einer gegenüber dieser reziproken zirkularen Doppelbrechung ver nachlässigbaren linearen Doppelbrechung. Beispiele für Fasern mit einer solchen Eigenschaft sind unter einem starken Drehmoment stehende tordierte oder verdrillte Fasern (Twisted Fibres), vorzugsweise mit einer niedrigen linearen Doppelbre chung (Twisted LoBi Fibres) oder auch sogenannte Spun-HiBi- Fasern, die aus einem Material mit einer vergleichsweise ho hen linearen Doppelbrechung und einer durch einen speziellen Herstellprozeß eingeprägten, besonders hohen intrinsischen zirkularen Doppelbrechung bestehen. Als Sensoreinrichtung 3 können jedoch auch ein oder mehrere massive Körper aus Fara day-Materialien vorgesehen sein, die einen vorzugsweise ge schlossenen Lichtpfad um den Stromleiter 2 bilden, beispiels weise ein Glasring. Die Sensoreinrichtung 3 muß den Stromlei ter 2 auch nicht in einem geschlossenen Lichtpfad umgeben, sondern kann auch nur in räumliche Nähe neben dem Stromleiter 2 angeordnet sein.

Die Sensoreinrichtung 3 ist mit wenigstens einem Faraday-Ro tator 8 optisch in Reihe geschaltet, indem beispielsweise die Lichtfaser an dieser Stelle unterbrochen ist und das Licht durch den Faraday-Rotator 8 geführt wird. Der Faraday-Rotator 8 ist in räumlicher Nähe zu der Faraday-Sensoreinrichtung 3 angeordnet.

Der Faraday-Rotator 8 besteht aus einem einen Faraday-Effekt mit einer vorgegebenen Temperaturabhängigkeit zeigenden Mate rial. Die Temperaturempfindlichkeit der Verdet-Konstanten V* des Faraday-Rotators 8 wird vorzugsweise möglichst groß ge wählt, typischerweise wenigstens 0,1%/°C. Geeignete Materia lien für den Faraday-Rotator 8 sind beispielsweise Quarz, ein Glas mit dem Handelsnamen SF 56 oder Yttrium-Eisen-Granat (YIG). Der Faraday-Rotator 8 ist in einem im wesentlichen konstanten Magnetfeld H_B angeordnet. Zum Erzeugen dieses sta tischen Magnetfeldes H_B ist wenigstens eine, nicht darge stellte, Magnetfeldquelle vorgesehen, die mit wenigstens ei nem Permanentmagneten oder wenigstens einer Induktionsspule gebildet sein kann. Insbesondere sind Ringmagnete in Kombi nation mit einem zylindrischen Faraday-Rotator 8 als Magnet feldquelle geeignet. Es können statt einem Faraday-Rotator 8 auch mehrere Faraday-Rotatoren in Reihe geschaltet sein.

Die beiden Enden 30 und 31 der Lichtleitfaser der Sensorein richtung 3 sind jeweils an Kopplungsmittel 5, beispielsweise einen optischen Faserkoppler, wie dargestellt, oder einen Strahlteiler, angeschlossen. An der anderen Seite der Kopp lungsmittel 5 sind zwei weitere Lichtleitfasern 6 und 7 ange schlossen. Die Lichtleitfaser 6 verbindet die Kopplungsmittel 5 mit einer Lichtquelle 4, beispielsweise einem Laser, einer Laserdiode oder auch einer anderen Lichtquelle. Meßlicht L der Lichtquelle 4 wird nun von den Kopplungsmitteln 5 in zwei Meßlichtsignale L1 und L2, vorzugsweise gleicher Intensität, aufgeteilt, die in jeweils ein Ende 30 bzw. 31 der Lichtfaser der Sensoreinrichtung 3 eingekoppelt werden. Die beiden Meß lichtsignale L1 und L2 durchlaufen die Lichtleitfaser der Sensoreinrichtung 3 und den Faraday-Rotator 8 als gemeinsamen Lichtweg in zueinander entgegengesetztem Durchlaufsinn und treten an dem jeweils entgegengesetzten Ende 31 bzw. 30 wie der in die Kopplungsmittel 5 aus. In den Kopplungsmitteln 5 bzw. der nachgeschalteten Lichtleitfaser 7 interferieren die beiden Meßlichtsignale L1 und L2. Das entstandene Interfe renzlicht ist mit LI bezeichnet und tritt aus der Lichtleit faser 7 an deren freiem Ende aus, um von einem photoelektri schen Wandler 10, beispielsweise einer Empfangsdiode, empfangen zu werden. Der photoelektrische Wandler 10 wandelt das Interferenzlicht in ein elektrisches Intensitätssignal S" um, das proportional zur Lichtintensität des Interferenz lichts LI ist.

Die Kopplungsmittel 5 dienen somit sowohl zur Aufteilung des Meßlichts L in die beiden Lichtteile L1 und L2 als auch zu deren Rekombination (Interferenz) nach Durchlaufen der Fara day-Sensoreinrichtung 3 und des Faraday-Rotators 8. Anstelle der Lichtleitfasern 6 und 7 kann auch jeweils eine Frei strahlanordnung vorgesehen, insbesondere in Kombination mit einem Strahlteiler als Kopplungsmittel 5.

In Normierungsmitteln 11 wird nun das Intensitätssignal S" des photoelektrischen Wandlers 10 intensitätsnormiert. Dazu werden die Lichtintensität des Meßlichts L der Lichtquelle 4 gemessen und das Intensitätssignal S" des Wandlers 10 durch diese gemessene Lichtintensität des Meßlichts L dividiert. Das aus diesem Quotient erhaltene intensitätsnormierte Inten sitätssignal ist mit S' bezeichnet und ist unabhängig von In tensitätsschwankungen der Lichtquelle 4, die im Betrieb des Meßsystems die wichtigsten statistischen Intensitätsschwan kungen darstellen.

Das erhaltene intensitätsnormierte Intensitätssignal S' ist als Maß für die Lichtintensität des aus der Interferenz der beiden Meßlichtssignale L1 und L2 hervorgegangenen Interfe renzlichts LI eine mit der Periode 2π periodische, sinusähn liche Funktion der Phasendifferenz (Phasenverschiebung) Δϕ zwischen den Phasen der beiden Meßlichtsignale L1 und L2.

Das zeitlich veränderliche magnetische Wechselfeld H des elektrischen Wechselstromes I im Stromleiter 2 bewirkt auf grund des Faraday-Effekts zwischen den Phasen der beiden Meß lichtsignale L1 und L2 beim Durchlauf durch die Sensorein richtung 3 eine ebenfalls zeitlich veränderliche Phasenver schiebung

Δϕ1 (T, H) - V(T) . g(H) (1)

mit der von der Temperatur T in der Sensoreinrichtung 3 ab hängigen Verdet-Konstanten V(T) des Faraday-Effekts in der Sensoreinrichtung 3 und der Funktion g(H) des magnetischen Wechselfeldes, die der Summe der Wegintegrale über das magne tische Wechselfeld H entlang des von den Meßlichtsignalen L1 und L2 in der Sensoreinrichtung 3 zurückgelegten gemeinsamen Lichtweges entspricht. In der dargestellten Ausführungsform ist

Δϕ1 = V(T) N . I (2)

mit der Anzahl N der Windungen der Faserspule bzw. der Um läufe der Meßlichtsignale L1 und L2 um den Stromleiter 2. Die Phasenverschiebung Δϕ1 ist also abhängig von der Temperatur T in der Sensoreinrichtung 3.

Das konstante Magnetfeld H_B der Magnetfeldquelle bewirkt eine zusätzliche statische Phasenverschiebung Δϕ2 (Off-set) zwi schen den Phasen der beiden Meßlichtsignale L1 und L2 bei de ren Durchlauf durch den Faraday-Rotator 8 gemäß der Gleichung

Δϕ2 (T*, H_B) = V*(T*) . g(H_B) (3)

mit der von der Temperatur T* im Faraday-Rotator 8 abhängen den Verdet-Konstanten V*(T*) der Faraday-Rotation im Faraday- Rotator 8 und der Funktion g(H_B), die der Wegintegralsumme über das statische Magnetfeld H_B entlang der von den Meß lichtsignalen L1 und L2 in dem Faraday-Rotator 8 zurückgeleg ten Wege (gleiche Wegstrecke mit unterschiedlichen Vorzei chen) entspricht. Diese Off-set-Phasenverschiebung Δϕ2(T*) ist somit von der Temperatur T* im Faraday-Rotator 8 abhän gig. Da die Sensoreinrichtung 3 und der Faraday-Rotator 8 keinen großen Abstand voneinander aufweisen, sind ihre Tem peraturen T und T* im wesentlichen gleich, also T = T*. Bei größeren Entfernungen zwischen Faraday-Sensoreinrichtung 3 und Faraday-Rotator 8 ist ein Zusammenhang zwischen den bei den Temperaturen T* und T zu ermitteln.

Da ohne magnetisches Wechselfeld H (H = 0) in der in der Fi gur dargestellten Ausführungsform zwischen den Phasen der beiden Meßlichtsignale L1 und L2 keine Verschiebung auftritt, wird die feste Phasenverschiebung Δϕ2 vorzugsweise auf ein geradzahliges Vielfaches von π/4 eingestellt bei einer vorge gebenen Referenztemperatur T*_ref, also Δϕ2 = (2z + 1) π/4 mit der ganzen Zahl z. Die Meßempfindlichkeit, d. h. die Steigung der Lichtintensität des Interferenzlichts LI bzw. des Inten sitätssignals S' ist dann maximal.

Die gesamte Phasenverschiebung Δϕ zwischen den beiden Meß lichtsignalen L1 und L2 ergibt sich als Summe

Δϕ (H, T, T*, H_B) = Δϕ1 (T, H) + Δϕ2 (T*, H_B) (4)

der beiden Phasenverschiebungen Δϕ1 und Δϕ2, da reziproke Ef fekte, insbesondere reziproke zirkulare Doppelbrechung (optische Aktivität), in der Faser der Sensoreinrichtung 3 sich gerade herausheben.

Das Intensitätssignal S' das, wie bereits ausgeführt, eine sinusähnliche Funktion dieser gesamten Phasenverschiebung Δϕ ist, wird nun von Linearisierungsmitteln 12 linearisiert, um für die nachfolgende Temperaturkompensation nichtlineare Störeffekte zu vermeiden. Das resultierende linearisierte Intensitätssignal ist mit S bezeichnet. Der photoelektrische Wandler 10, die Normierungsmittel 11 und die Linearisierungs mittel 12 bilden gemeinsam Detektionsmittel zum Erzeugen des Intensitätssignals S aus dem Interferenzlicht LI.

Das linearisierte Intensitätssignal S ist als Funktion der Phasenverschiebung Δϕ noch temperaturabhängig, wie aus Glei chung (4) zu erkennen. Diese Temperaturabhängigkeit wird nun mit einem Temperaturkompensationsverfahren wie folgt besei tigt.

Eine Tiefpaßfiltereinheit 13 bildet aus dem elektrischen In tensitätssignal S einen Gleichsignalanteil D und eine Hoch paßfiltereinheit 14 einen Wechselsignalanteil A. Die Trenn frequenzen der Filtereinheiten 13 und 14 sind so gewählt, daß der Wechselsignalanteil A des Intensitätssignals S im wesent lichen alle Informationen über den zu messenden Wechselstrom I bzw. das zu messende magnetische Wechselfeld H enthält und der Gleichsignalanteil D entsprechend keine solchen Informa tionen. Insbesondere wird die Trennfrequenz kleiner als die Grundfrequenz des Wechselstromes I, beispielsweise 50 Hz, gewählt. Sowohl der Wechselsignalanteil A als auch der Gleichsignalanteil D des Intensitätssignals S sind noch von der Temperatur T* = T abhängig.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann anstelle der zwei Filtereinheiten 13 und 14 auch nur eine Filterein heit für das Intensitätssignal 5 zum Bilden des Wechsel signalanteils A oder des Gleichsignalanteils D und ein Sub trahierer zum Ableiten des komplementären Gleichsignalanteils D = S - A oder des komplementären Wechselsignalanteils A = S - D als Mittel zum Zerlegen des Intensitätssignals S in sei nen Wechselsignalanteil A und seinen Gleichsignalanteil D vorgesehen sein. Für die auszuführenden Filterungen können in allen Ausführungsformen entsprechende analoge Bauelemente (Filter bzw. Subtrahierer) oder auch digitale Komponenten wie ein Analog/Digitalwandler zusammen mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) oder einem Mikroprozessor (digitale Filterung) vorgesehen sein.

Der Wechselsignalanteil A sowie der Gleichsignalanteil D wer den nun Auswertemitteln 15 zum Ermitteln eines zumindest an nähernd temperaturkompensierten Meßsignals M für den elektri schen Wechselstrom I bzw. das magnetische Wechselfeld H zuge führt. Das Meßsignal M ist eine Funktion M = M(A, D) des Wech selsignalanteils A und des Gleichsignalanteils D.

Diese Funktion M(A, D) wird vorzugsweise durch eine Eichmes sung oder auch eine theoretische Approximation durch Fit- Funktionen ermittelt und in Form einer Wertetabelle oder ei ner Eichkurve in einem Speicher abgelegt.

In einer ersten Ausführungsform wird das Meßsignal M mit Hilfe einer vorab ermittelten, gespeicherten Wertetabelle oder Eichkurve direkt aus dem Wechselsignalanteil A und dem Gleichsignalanteil D abgeleitet.

In einer vorteilhaften zweiten Ausführungsform wird als Meß signal M das Produkt

M = A . f(D) (5)

aus dem Wechselsignalanteil A und einer vorgegebenen Funktion f(D) des Gleichsignalanteils D ermittelt. Mit der Funktion f(D), die nur von der Temperatur T = T* abhängt, wird die Tem peraturabhängigkeit des Wechselsignalanteils A korrigiert. Es hat sich gezeigt, daß auch mit einem solchen spezielleren An satz gemäß Gleichung (5) eine hervorragende Temperaturkompen sation erreicht werden kann.

Als Auswertemittel 15 zur Ableitung des Meßsignals M aus dem Wechselsignalanteil A und dem Gleichsignalanteil D wird vor zugsweise ein Mikroprozessor mit zugeordneten Rechenprogram men und Datenspeicher verwendet. Dieser Mikroprozessor kann auch zum Durchführen der Intensitätsnormierung und der Linea risierung sowie zur digitalen Filterung des Intensitätsignals S verwendet werden und vereinigt dann die Funktionen der Ein heiten 11 bis 15 in sich.

In einer nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Meß anordnung fehlt der Faraday-Rotator 8 und statt dessen ist die Faraday-Sensoreinrichtung 3 selbst im konstanten Magnet feld H_B einer Magnetfeldquelle angeordnet. Die Meßlichtsi gnale L1 und L2 stehen dann beim Durchlaufen der Sensorein richtung 3 unter dem Einfluß eines Gesamtmagnetfelds, das sich als vektorielle Summe H_B + H aus dem konstanten Magnet feld H_B der Magnetfeldquelle und dem zeitlich veränderlichen Magnetfeldes H des elektrischen Wechselstromes I im Strom leiter 2 zusammensetzt. Die Magnetfeldquelle kann mit über die Sensoreinrichtung 3 geschobenen Ringmagneten gebildet sein.

Analog zu Gleichung (4) gilt dann für die Phasenverschiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen L1 und L2

Δϕ (H, T, H_B) = V(T) g(H + H_B) = V(T) . (g(H) + g(H_B)) = Δϕ1 (T, H) + Δϕ3 (T, H_B) (6),

wobei V(T) die von der Temperatur T in der Sen/soreinrichtung 3 abhängige Verdet-Konstante des Faraday-Effekts in der Sen soreinrichtung 3 ist, die Funktion g dem Wegintegral über das entsprechende Magnetfeld entlang des von den Meßlichtsignalen L1 und L2 in der Sensoreinrichtung 3 zurückgelegten Weges entspricht, Δϕ1 (T, H) = V(T) . g(H) die von der Meßgröße H abhängende Phasenverschiebung und Δϕ3 (T, H_B) = V(T) . g(H_B) die feste Phasenverschiebung (Off-set) sind.

Im Unterschied zu der Ausführungsform mit dem Faraday-Rotator 8 (vgl. Gleichungen (1), (3) und (4)) ist hier nur die Tempe ratur T in der Sensoreinrichtung 3 zu berücksichtigen. Die Temperaturempfindlichkeit der Verdet-Konstanten V(T) liegt vorzugsweise bei wenigstens 0,1%/°C.

Die Ableitung des Meßsignals M kann wieder gemäß einer der bereits beschriebenen Ausführungsformen erfolgen.

Claims

1. Verfahren zum Messen eines magnetischen Wechselfeldes (H), bei dem

a) zwei Meßlichtsignale (L1, L2) einen Lichtweg mit einer in dem magnetischen Wechselfeld (H) angeordneten und einen temperaturabhängigen Faraday-Effekt zeigenden Faraday- Sensoreinrichtung (3) in zueinander entgegengesetzten Richtungen durchlaufen,
b) eine temperaturabhängige und vom magnetischen Wechselfeld (H) unabhängige Phasenverschiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen (L1, L2) auf dem Lichtweg erzeugt wird,
c) die beiden Meßlichtsignale (L1, L2) nach Durchlaufen des Lichtweges zur optischen Interferenz gebracht werden,
d) als Maß für die Intensität des bei der Interferenz ent standenen Interferenzlichtes (L1) ein Intensitätssignal (S) gebildet wird,
e) das Intensitätssignal (S) in einen Wechselsignalanteil (A) und einen Gleichsignalanteil (D) zerlegt wird, der art, daß der Wechselsignalanteil (A) im wesentlichen alle Frequenzanteile des magnetischen Wechselfeldes (H) ent hält,
f) aus dem Wechselsignalanteil (A) und dem Gleichsignalan teil (D) des Intensitätssignals (S) ein zumindest weit gehend temperaturunabhängiges Meßsignal (M) für das ma gnetische Wechselfeld (H) abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur vom magnetischen Wechselfeld (H) unabhängigen Phasenverschiebung zwischen den 1 beiden Meßlichtsignalen (L1, L2) die Faraday-Sensoreinrichtung (3) zusätzlich in einem im wesentlichen konstanten Magnetfeld (H_B) angeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die beiden Meßlichtsignale (L1, L2) zur vom magnetischen Wech selfeld (H) unabhängigen Phasenverschiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen (L1, L2) wenigstens einen im Lichtweg sowie in einem im wesentlichen konstanten Magnetfeld (H_B) angeordneten Faraday-Rotator (8) in zueinander entgegen gesetzten Richtungen durchlaufen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die beiden Meßlichtsignale (L1, L2) zur vom magnetische Wech selfeld (H) unabhängigen Phasenverschiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen (L1, L2) wenigstens einen 3 × 3-Koppler durchlaufen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die vom magnetischen Wechselfeld (H) unabhängige Phasenver schiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen (L1, L2) derart eingestellt wird, daß die Summe dieser Phasenverschiebung und einer anfänglichen Phasendifferenz zwischen den beiden Meß lichtsignalen vor deren Eintritt in den Lichtweg ungleich einem ganzzahligen Vielfachen von π/2 ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die vom magnetischen Wechselfeld (H) unabhängige Phasenverschiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen (L1, L2) derart eingestellt wird, daß die Summe dieser Phasenverschiebung und einer anfänglichen Phasendifferenz zwischen den beiden Meßlichtsignalen vor deren Eintritt in den Lichtweg wenigstens annähernd ein ungeradzahliges Vielfaches von π/4 ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Ableitung des Meßsignals (M) eine Beziehung zugrunde gelegt wird, gemäß der das Meßsignal (M) dem Produkt aus dem Wechselsignalanteil (A) des Intensitätssignals (S) und einer vorab ermittelten Funktion (f(D)) des Gleichsignalanteils (D) des Intensitätssignals (S) entspricht.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Meßsignal (M) mit Hilfe einer vorab, insbesondere durch Eichmessungen, ermittelten Wertetabelle oder Eichfunktion abgeleitet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die beiden Meßlichtsignale (L1, L2) durch Aufteilen von Meß licht (L) einer gemeinsamen Lichtquelle (4) erzeugt werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Intensitätssignal (S) von Intensitätsschwankungen der beiden Meßlichtsignale (L1, L2) zumindest weitgehend befreit wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, bei dem zur Bildung des Intensitätssignals ein Quotient aus der Inten sität des Interferenzlichts und der Intensität des Meßlichts (L) der Lichtquelle (4) ermittelt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Intensitätssignal (S) vor dem Zerlegen in Wechsel signalanteil (A) und Gleichsignalanteil (D) linearisiert wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zueinander gegensinnig zirkular polarisierte Meßlicht signale (L1, L2) verwendet werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Messen eines elektrischen Wechselstromes (I), bei dem die Faraday-Sensoreinrichtung (3) im vom Wechselstrom (I) er zeugten magnetischen Wechselfeld (H) angeordnet wird und das Meßsignal (M) als Maß für den Wechselstrom (I) herangezogen wird.

15. Anordnung zum Messen eines magnetischen Wechselfeldes (H) mit

a) einem Lichtweg mit einer im magnetischen Wechselfeld (H) angeordneten und einen temperaturabhängigen Faraday-Ef fekt zeigenden Faraday-Sensoreinrichtung (3),
b) Sendemitteln (4, 5, 6) zum Senden von zwei Meßlichtsignalen (L1, L2) in zueinander umgekehrten Richtungen durch den Lichtweg,
c) im oder am Lichtweg vorgesehenen Phasenverschiebungsmit teln (8) zum Erzeugen einer temperaturabhängigen und vom magnetischen Wechselfeld (H) unabhängigen Phasenverschie bung zwischen den beiden Meßlichtsignalen (L1, L2),
d) Interferenzmitteln (5) zum Interferieren der beiden Meß lichtsignale (L1, L2) nach Durchlaufen des Lichtweges,
e) Detektionsmitteln (10, 11, 12) zum Bilden eines Intensi tätssignals (S) als Maß für die Intensität des bei der Interferenz entstandenen Interferenzlichtes (LI),
f) Auswertemitteln (13, 14, 15) zum Zerlegen des Intensitäts signals (S) in einen Wechselsignalanteil (A) und einen Gleichsignalanteil (D) derart, daß der Wechselsignalan teil (A) im wesentlichen alle Frequenzanteile des magne tischen Wechselfeldes (H) enthält, und zum Ableiten eines zumindest weitgehend temperaturunabhängigen Meßsignals (M) für das magnetische Wechselfeld (H) aus dem Wechsel signalanteil (A) und dem Gleichsignalanteil (D) des In tensitätssignals (S).

16. Anordnung nach Anspruch 15, bei der die Phasenverschie bungsmittel Mittel zum Erzeugen eines im wesentlichen kon stanten Magnetfeldes (H_B) und wenigstens einen zusätzlichen Faraday-Rotator (8), der in diesem Magnetfeld (H_B) sowie im Lichtweg der beiden Meßlichtsignale (L1, L2)angeordnet ist und der einen temperaturabhängigen Faraday-Effekt zeigt, um fassen.

17. Anordnung nach Anspruch 16, bei der jeder Faraday-Rotator (8) in räumlicher Nähe zur Faraday-Sensoreinrichtung (3) angeordnet ist.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei der die Phasenverschiebungsmittel Mittel zum Erzeugen eines im wesentlichen konstanten Magnetfeldes (H_B) umfassen und bei der die Faraday-Sensoreinrichtung (3) in diesem Magnetfeld (H_B) angeordnet ist.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei der die Phasenverschiebungsmittel wenigstens einen im Lichtweg der beiden Meßlichtsignale (L1, L2)angeordneten 3 × 3-Koppler um fassen.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei der die Phasenverschiebungsmittel eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen (L1, L2) erzeugen derart, daß die Summe dieser Phasenverschiebung und einer etwaigen anfäng lichen Phasendifferenz zwischen den beiden Meßlichtsignalen vor deren Eintritt in den Lichtweg ungleich einem ganzzahli gen Vielfachen von π/2 ist.

21. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, bei der die Phasenverschiebungsmittel eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Meßlichtsignalen (L1, L2) derart erzeugen, daß die Summe dieser Phasenverschiebung und einer etwaigen anfängli chen Phasendifferenz zwischen den beiden Meßlichtsignalen vor deren Eintritt in den Lichtweg wenigstens annähernd einem ungeradzahligen Vielfachen von π/4 entspricht.

22. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, bei der die Auswertemittel (15) der Ableitung des Meßsignals (M) eine Beziehung zugrunde legen, gemäß der das Meßsignal (M) dem Produkt aus dem Wechselsignalanteil (A) des Intensitäts signals (S) und einer vorab ermittelten Funktion (f(D)) des Gleichsignalanteils (D) des Intensitätssignals (5) ent spricht.

23. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, bei der die Auswertemittel (15) zum Ableiten des Meßsignals (M) eine vorab ermittelte und gespeicherte Wertetabelle oder Eich funktion enthalten.

24. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, bei der die Sendemittel eine Lichtquelle (4), insbesondere einen Laser oder eine Laserdiode, zum Erzeugen von Meßlicht (L) und Mittel (5) zum Aufteilen des Meßlicht (L) in die beiden Meßlichtsignale (L1, L2) umfassen.

25. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, bei der die Detektionsmittel (11) das Intensitätssignal (S) von Intensi tätsschwankungen der beiden Meßlichtsignale (L1, L2) zumindest weitgehend befreien.

26. Anordnung nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, bei der die Detektionsmittel (11) zur Bildung des Intensitätssignals einen Quotienten aus der Intensität des Interferenzlichts und der Intensität des Meßlichts (L) der Lichtquelle (4) ermit teln.

27. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, bei der die Detektionsmittel (12) das Intensitätssignal (S) vor dem Zer legen in Wechselsignalanteil (A) und Gleichsignalanteil (D) linearisieren.

28. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, bei der die Auswertemittel (15) einen Temperaturmeßwert aus dem Gleich signalanteil (D) des Intensitätssignals (S) ermitteln und an einem Ausgang ausgeben.

29. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 28 zum Messen eines elektrischen Wechselstromes (I), bei der die Faraday- Sensoreinrichtung (3) im vom Wechselstrom (I) erzeugten magnetischen Wechselfeld (H) angeordnet ist und das Meßsignal (M) ein Maß für den Wechselstrom (I) ist.

30. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 29, bei der die Faraday-Sensoreinrichtung (3) mit wenigstens einer Lichtleit faser gebildet ist.

31. Anordnung nach Anspruch 29 oder Anspruch 30, bei der die Lichtleitfaser einen den Wechselstrom (I) führenden elek trischen Leiter (2) in wenigstens einer Windung umgibt.