一种利用光栅检测技术进行加速度测量的装置和方法

摘要

本发明公开了一种利用光栅检测技术进行加速度测量的新装置和新方法，属于传感检测领域。装置通过质量块1敏感加速度；质量块1的一端通过弹性梁7连接在锚点4上，另一端连接可动栅条2；可动栅条2与固定栅条5构成一个光栅副。工作时，入射光6照射到光栅副上，其出射光束3被分成不同的衍射级。在加速度作用下，质量块1带动可动栅条2产生一定位移x，从而改变可动栅条2与固定栅条5之间的相对位置，导致出射光束3中不同衍射级次上的光强发生相应改变。因此，针对特定的衍射级次，根据其光强反推出输入的加速度信号。本发明提出的加速度测量的装置和方法，具有温漂低、抗电磁干扰性能强、灵敏度高等优点，适合工作于较恶劣的环境。

主权项

一种加速度测量的方法，该方法使用的测量装置为：通过质量块(1)敏感加速度，所述的质量块(1)的一端通过弹性梁(7)连接在锚点(4)上，另一端连接着可动栅条(2)；可动栅条(2)与连接在锚点(4)上的固定栅条(5)构成一个光栅副；该加速度测量的方法特征在于包括下述步骤：步骤一：将入射光(6)照射到光栅副上，得到相应的出射光束(3)；步骤二：利用光电探测器探测出出射光束(3)的某一衍射级次上相对光强I；步骤三：根据式{i}和{j}，由某一衍射级次上的相对光强I求解得出加速度信号a：I＝sinc2(wn/d){1+cos[2πn(d/2+x)/d]}               {i}a＝kx/m                                           {j}其中，式{i}为光栅衍射光强公式，式中x表示质量块(1)在加速度作用下的位移，w为固定栅条(5)和可动栅条(2)的宽度、d为固定栅条(5)和可动栅条(2)的周期，n为选取的某一衍射级次；式{j}中m为质量块(1)的质量，k为弹性梁(7)的刚度。