[发明专利]一种加速度计

权利要求书

1.一种加速度计，其特征在于，包括：激光干涉仪、表头和加速度解算模块；所述表头包括：壳体、质量块和弹性支撑件；所述质量块设置于所述壳体内部，所述质量块与所述壳体之间通过所述弹性支撑件连接；所述壳体用于与待测物体固定连接；当所述待测物体具有加速度时，所述质量块能够产生相对于所述壳体的六自由度位移；其中，所述六自由度包括：分别沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动自由度，以及，分别绕X、Y、Z三个直角坐标轴的转动自由度；

所述激光干涉仪包括：激光源、干涉镜组和信号处理板；所述干涉镜组包括：偏振分光镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片和反射镜；所述激光源产生的激光经所述偏振分光镜分为参考光和测量光；所述参考光通过所述第一四分之一波片后，再经所述反射镜反射后沿原光路返回；所述测量光通过所述第二四分之一波片后，经第一准直器进入光纤，并由所述光纤传输至所述壳体内部，经第二准直器出射至所述质量块表面；所述质量块表面用于反射所述测量光，形成反射光；所述反射光经所述第二准直器进入所述光纤，沿原光路返回；所述激光干涉仪还用于接收所述反射光，并使所述反射光与所述参考光发生干涉，形成干涉光；所述干涉光经第三准直器进入所述信号处理板，由所述信号处理板转换为干涉信号后发送给所述加速度解算模块；所述加速度解算模块用于对接收到的所述干涉信号进行解算，获得所述待测物体的加速度值；

所述干涉镜组有N个，其中，N6；所述激光源产生的激光分别经N路光纤传输至每个所述干涉镜组，以形成N路所述干涉光；所述信号处理板还用于将所述N路所述干涉光转换为N路所述干涉信号后发送给所述加速度解算模块；

所述加速度解算模块采用以下方式对接收到的所述干涉信号进行解算，获得所述待测物体的加速度值：

将N路所述干涉信号代入光路模型方程组，获得第一方程组：

其中，V_i为第i路所述干涉信号，i＝1,2,3...,N；X为所述质量块相对于坐标原点的六自由度位移，其中，所述坐标原点为无加速度输入时所述质量块的质心所在的位置；P_i为与第i路所述干涉信号对应的所述第二准直器的位置参数，由预先标定获得；ε_i为第i路所述干涉信号的噪声信号；F_i(·)为第i路光路模型函数，该函数的输出量为第i路所述测量光与第i路所述参考光的光程差；

采用最小二乘法对所述第一方程组进行求解，获得所述质量块相对于所述坐标原点的六自由度位移；

计算所述质量块相对于所述坐标原点的六自由度位移与预先标定的刚度矩阵的乘积，获得所述待测物体的加速度值。

2.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，所述弹性支撑件至少一个；所述质量块为正六面体形状；所述质量块的每个面通过与该面对应的所述弹性支撑件与所述壳体的内壁连接。

3.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，所述质量块表面镀有激光反射膜。

4.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，当所述质量块为正六面体形状时，所述测量光经所述第二准直器至少出射至所述质量块两两相邻的三个面。