基于激光自混合干涉的石英挠性加速度计

摘要

本发明涉及惯性检测仪表领域。为提供一种具有测量精度高、分辨率高、动态范围宽、结构简单紧凑、抗电磁干扰等优点的加速度计，本发明采取的技术方案是，基于激光自混合干涉的石英挠性加速度计，包括表头和数字再平衡回路；表头由外壳、摆组件、力矩器、激光自混合干涉信号传感器组成；数字再平衡回路包括激光器驱动电源、光电检测电路、数据采集电路、数字信号处理电路及力矩电流发生器；当有加速度输入时，激光自混合干涉信号传感器检测到摆组件的位移并转换为电信号，该电信号经过数字再平衡回路转化为与加速度成比例的电流信号，并反馈至力矩器使其产生再平衡力矩，通过检测力矩器电流即可得到加速度。本发明主要应用于加速度测量。

主权项

一种基于激光自混合干涉的石英挠性加速度计，其特征是，包括有：表头和数字再平衡回路；表头由外壳、摆组件、力矩器、激光自混合干涉信号传感器组成；数字再平衡回路包括激光器驱动电源、光电检测电路、数据采集电路、数字信号处理电路及力矩电流发生器；当有加速度输入时，激光自混合干涉信号传感器检测到摆组件的位移并转换为电信号，该电信号经过数字再平衡回路转化为与加速度成比例的电流信号，并反馈至力矩器使其产生再平衡力矩，通过检测力矩器电流即可得到加速度；激光自混合干涉信号传感器由垂直腔面发射激光器VCSEL、光电二极管、光纤组成；摆组件为石英摆片，垂直腔面发射激光器VCSEL采用锯齿波电流驱动，出射激光经过准直透镜聚焦到石英摆片上产生反射或散射，部分携带位移信息的反射或散射光反馈回垂直腔面发射激光器VCSEL激光器腔内同腔内光发生自混合干涉，引起激光器腔出射光功率变化，激光器腔内设置的光电探测器探测到自混合干涉信号并将其转换为电信号，该电信号经过经过数字再平衡回路的I/V转换、放大、滤波及ADC转换为数字信号，然后采用全相位FFT频谱分析法提取自混合干涉信号的相位，求出摆组件位移，通过数字再平衡回路加矩，进而通过加矩电流得到高精度的加速度测量数据。