[发明专利]一种高精度激光干涉加速度计

说明书

本发明公开了一种高精度激光干涉加速度计，包括固定框架、激光器、第一干涉测量光路、第二干涉测量光路、质量块、第一高反膜、第二高反膜、磁吸复位装置以及数字反馈电路；所述数字反馈电路基于第一干涉测量光路以及第二干涉测量光路中干涉信号的相位的变化，通过差分形式计算质量块的位移及加速度，然后通过控制磁吸复位装置使质量块复位。由于形成了两套干涉测量光路并通过差分形式输出进行测量加速度，将质量块的位移信号放大了一倍，抑制了环境、激光频率等共模噪声的影响，有效地提高了加速度计的测量精度。

技术领域

本发明涉及光学加速度传感器领域，更具体地，涉及一种高精度激光干涉加速度计。

背景技术

加速度计是精密测量和惯性导航的重要器件，用来测量运动物体的加速度和位移，光信号检测的加速度计与常规加速度计相比，在灵敏度、动态范围、可靠性等方面有明显的优势，得到了广泛的应用。其中光学加速度计主要分为光强调制型、相位调制型和波长调制型。目前使用最为广泛且有较高测量精度的为相位调制型，但是由于其测量过程会存在共模噪声，使其测量精度受到影响。

发明内容

本发明为解决现有相位调制型加速度计中，由于存在共模噪声降低了测量精度等问题，提供了一种高精度激光干涉加速度计。

为实现以上发明目的，而采用的技术手段是：

一种高精度激光干涉加速度计，包括固定框架、激光器、第一干涉测量光路、第二干涉测量光路、质量块、第一高反膜、第二高反膜、磁吸复位装置以及数字反馈电路；

所述质量块的一端通过挠性结构与所述固定框架连接，所述质量块的另一端固定连接在磁吸复位装置上，所述质量块的左右两侧面上分别安装有第一高反膜及第二高反膜，第一干涉测量光路、第二干涉测量光路分别设置于所述第一高反膜、第二高反膜的一侧；

其中第一干涉测量光路包括第一分光镜、第一光电探测器、第一反射镜，加速度发生变化时，质量块发生位移，激光器发出的光束通过第一分光镜分成两束光，其中一束光照射到第一高反膜后通过第一高反膜的反射作用反射至第一分光镜处；另一束光照射到第一反射镜后通过第一反射镜的反射作用反射至第一分光镜处，两束光在第一分光镜处发生干涉，并入射至第一光电探测器；其中第二干涉测量光路包括第二分光镜、第二光电探测器、第二反射镜，加速度发生变化时，质量块发生位移，激光器发出的光束通过第二分光镜分成两束光，其中二束光照射到第二高反膜后通过第二高反膜的反射作用反射至第二分光镜处；另二束光照射到第二反射镜后通过第二反射镜的反射作用反射至第二分光镜处，两束光在第二分光镜处发生干涉，并入射至第二光电探测器；

所述数字反馈电路基于第一干涉测量光路以及第二干涉测量光路中干涉信号的相位的变化，通过差分形式计算质量块的位移及加速度，然后通过控制磁吸复位装置使质量块复位。

上述方案中，通过形成两套干涉测量光路，将质量块受外界加速度时发生的位移变化转化为激光干涉光路干涉信号的相位变化，并输入至数字反馈电路进行差分测量，并通过控制磁吸复位装置使质量块复位。由于形成了两套干涉测量光路并通过差分形式输出进行测量，将质量块的位移信号放大了一倍，抑制了环境、激光频率等共模噪声的影响。

优选的，所述磁吸复位装置包括套筒、第一固定件、第二固定件、线圈、第一磁铁以及第二磁铁，所述第一固定件、第二固定件相对设置，第一固定件、第二固定件相对的侧面上分别设置有第一磁铁、第二磁铁，第一磁铁、第二磁铁分别与所述套筒的两端套设，线圈缠绕在套筒上，线圈与所述数字反馈电路电连接所述质量块的另一端固定连接在套筒。

优选的，所述挠性结构为弹簧片。

优选的，所述第一固定件、第二固定件均为磁钢。