AT89C52单片机电流测量系统的设计+程序+电路图(2)
图1 系统结构简图
1.2 系统的理论基础
1.2.1 沃拉斯顿(Wollaston)棱镜
沃拉斯顿棱镜由两块直角方解石的棱镜胶合而成，它们的光轴互相垂直，如图2所示。自然光垂直入射到棱镜端面，因为方解石对o光e光折射率不同，故在第一块棱镜中o光e光速度不同；因为是垂直入射，故传播方向相同。由于两块棱镜光轴垂直，o光与e光在后一块棱镜里发生转化。由于方解石的 ，o光在通过界面时是由光密介质到光疏介质，所以偏离界面法线传播；而e光在界面上的折射光则由光疏介质进入光密介质，因此靠近界面法线传播。这两束线偏振光在射出棱镜时都是从光密介质到光疏介质，沿远离法线方向再偏折一次。这样，从沃拉斯顿棱镜射出的是分开一定角度，且光矢量互相垂直的两束线偏振光[3]。
图2 沃拉斯顿棱镜
1.2.2 法拉第磁光效应
起偏器 入射光 磁光介质 透射光 检偏器
磁光效应原理图
1846年，法拉第发现，线偏振光通过加有强磁场的某些介质时，其偏振面会发生旋转，这就是法拉第效应，或者称磁致旋光效应，如图3所示。该效应只是表明磁场与介质之间存在相互作用，并不表明磁场与光波之间存在相互作用。
研究发现：入射光矢量旋转的角 与光通过旋光材料的光程长 和磁场强度 成正比，即
(1)
其中， 叫费尔德常数，是与物质性质有关的常数，与波长有关，故选取材料需要与波长相匹配；一般情况下还应考虑旋光材料的通光率 ，即
(2)
1.2.3 马吕斯定律
一束自然光通过偏振器后，出射光变为线偏振光，光矢量的振动方向为偏振器的透光轴方向。出射光再通过一检偏器，则最后的光强由两器件透光轴的夹角决定，即
(3)
1.3 系统的工作原理
由于光纤材料在通电导线激发的磁场作用下产生Faraday效应，在其中传输的线偏振光的偏振面发生旋转，即 。载流直导线产生的磁场满足Ampere环路定律