一种基于线圈反馈结构的光加速度计装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于线圈反馈结构的光加速度计装置，该装置由位于顶层的反馈线圈结构、永磁体、带反射膜的敏感质量块结构，位于中间的光栅结构和位于底层的光电激光探测器机构构成，顶层结构、中间结构和底层结构结构两端分别由外部框架连接固定形成一个统一整体。敏感质量块使得输入加速度转化为z轴位移变化量，进而转化为不同的光强大小，同时通过反馈线圈结构实现对永磁体的控制，形成完整的闭环系统，最后通过光电探测器检测并解调出不同光强，实现对外界加速度的测量。本发明专利技术提出的基于线圈反馈结构的光加速度计装置具有精度高、灵敏度高、线性度好等优点。线性度好等优点。线性度好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线圈反馈结构的光加速度计装置


[0001]本专利技术涉及相位光栅解调技术和电磁反馈线圈
，具体涉及到一种基于线圈反馈结构的光加速度计装置。

技术介绍

[0002]利用光学原理检测加速度变化技术通过将外界加速度转化为敏感质量块在z方向的位移，通过质量块位移的变化改变反射腔长的大小，进而对入射光的光强产生影响，实现了加速度-位移-光强信号的转化，组成了精度很高的加速度计结构。
[0003]关于利用电磁感应原理来实现反馈作用的工作在很多领域已开有开展。电磁反馈线圈产生的电磁力较大，对磁场的利用率较高，且通过调节通电线圈电流的大小可以很方便的调节电磁力的大小。基于通电线圈和永磁体结合以对敏感质量块产生反馈作用力，可以建立一种稳定的闭环自动控制系统，具有许多潜在的应用。
[0004]将光学原理检测加速度变化技术与电磁感应原理来实现反馈作用技术结合，从而形成用于检测外界输入加速度的完全集成的光加速度计结构。这种结构的加速度计精度高、线性度好，检测范围大、稳定性强，为加速度计的发展提供了新的思路。
专利
技术实现思路

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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线圈反馈结构的光加速度计装置，其特征在于：光加速度计装置包括位于顶层的反馈线圈结构（1）、永磁体（2）、带反射膜的敏感质量块结构（3）、位于中间的光栅结构（4）和位于底层的光电激光探测器机构（5）构成；其中所述带反射膜的敏感质量块结构（3）位于反馈线圈结构（1）的下方，永磁体（2）的下表面位于带反射膜敏感质量块结构（3）的上表面中心位置，且永磁体（2）上方部分结构位于反馈线圈结构（1）的内部，反馈线圈结构（1）与带反射膜的敏感质量块结构（3）左右两端分别用第一、二外部框架（6、7）连接；光栅结构（4）与带反射膜的敏感质量块结构（3）的左右两端用分别用第三、四外部框架（8、9）连接；位于底层的光电激光探测器机构（5）与光栅结构（4）的左右两端用第五、六外部框架（11、12）连接；其中反馈线圈结构（1）由顶层敏感质量块基底（13）、绕线框顶部（14）、绕线框底部（20）、绕线框外表面（18）、绕线框内表面（19）、线圈结构（17）、输入端口（15）、输出端口（16）构成，绕线框顶、底部（14、20）和绕线框内、外表面（19、18）均位于顶层敏感质量块基底（13）下表面的中心位置，其中所述绕线框外表面（18）和绕线框内表面（19）构成一个中空的管壳，管壳顶部连接绕线框顶部（14），管壳底部连接绕线框底部（20），线圈结构（17）缠绕在绕线框外表面（18）上，输入端口（15）和输出端口（16）分别位于绕线框顶部（14）下表面的左右两侧，从而实现反馈作用；带反射膜的敏感质量块结构（3）由反射膜（22）和敏感质量块（21）构成，其中敏感质量块（21）与顶层敏感质量块基底（13）结构完全相同，其中所述敏感质量块（21）采用正向放置，所述顶层敏感质量块基底（13）采用倒扣放置，永磁体（2）的下表面与敏感质量块（21）的上表面重合并位于中心位置，反射膜（22）的上表面与敏感质量块（21）的下表面重合并位于中心位置；位于中间的光栅结构（4）由第一～六条形光栅（24～28）以及玻璃基底（23）构成，第一～六条形光栅条形光栅（24～28）下表面与玻璃基底（23）上表面重合，第三条形光栅（26）位于玻璃基底（23）上表面的中心位置，第一、二条形光栅（24、25）与第四、五条形光栅（27、28）均以第三条形光栅（26）为基准分别在第三条形光栅（26）的左右两侧等距放置；其中位于底层的光电激光探测器机构（5）由激光器结构（29）及楔形基底（30）、第一、二、三光电探测器（31、32、33）和底层玻璃基底（34）构成，楔形基底（30）位于底层玻璃基底（34）上表面的偏左边位置，楔形基底（30）平面部分与底层玻璃基底（34）的上表面重合，其斜面上放置一个激光器结构（29），第一、二、三光电探测器（31、32、33）位于底层玻璃基底（34）上表面水平方向的中心位置。2.如权利要求1所述的一种基于线圈反馈结构的光加速度计装置，其特征在于：所述顶层敏感质量块基底（13）为正方形结构，绕线框顶部（14）和绕线框底部（20）均为一个圆形结构且位于顶层敏感质量块基底（13）的中心位置放置，绕线框外表面（18）和绕线框内表面（19）为分别为圆心在顶层敏感质量块基底（13）中心的圆形，构成了绕线框的空心外壳结构，线圈结构（17）缠绕在绕线框外表面（18），形成一个完整的反馈线圈结构。3.如权利要求1所述的一种基于线圈反馈结构的光加速度计装置，其特征在于：永磁体（2）位于敏感质量块（21）的中心位置，同时反射膜（22）位于敏感质量块（21）背面中心位置处放置；其中敏感质量块（21）由内部质量块（21-11）、第一、二、三、四内部支撑梁（21-7、21-8、21-9、21-10）、活动外框（21-6）、第一、二、三、四外部支撑梁（21-2、21-3、21-4、21-5）、和
外围锚点（21-1）构成；其中所述内部质量块（21-11）为正方形结构，所述第一、三外部支撑梁（21-7、21-9）为轴对称结构；第二、四外部支撑梁（21-8、21-10）为轴对称结构；第一、二、三、四内部支撑梁（21-7、21-8、21-9、21-10）的主体部分均为长方形中空结构，并在长边中心处有两个凸起的连接点，第一、二、三、四内部支撑梁（21-7、21-8、21-9、21-10）的长度与内部质量块（21-11）的边长长度相等，且第一、二、三、四内部支撑梁（21-7、21-8、21-9、21-10）中凸起的连接点位于内部质量块（21-11）边长的中点；活动外框（21-6）为中空的轴对称方形结构，方形的四条边处较窄，四个顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，李成，陈新茹，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：