一种拓宽光学干涉式加速度传感器量程的方法及传感器技术

本发明专利技术提供了一种拓宽光学干涉式加速度传感器量程的方法及传感器，光学干涉式加速度传感器的光学干涉腔长随着外界激励加速度信号的变化而发生变化，包括：确定输入到光学干涉式加速度传感器的激光波长失谐锁定的谐振峰的线性工作点；当所述光学干涉腔长在外界加速度下发生变化时，光学干涉腔的谐振波长产生频移，激光波长与谐振峰的失谐量发生变化；参考所述失谐量对所述激光的波长进行闭环反馈跟踪，使得所述激光波长始终跟随所述谐振峰波长移动，与谐振峰波长保持失谐锁定在所述线性工作点，以拓宽所述光学干涉式加速度传感器的量程。本发明专利技术基于激光频率闭环反馈跟踪的加速度检测方法打破了光学干涉传感对量程的限制，拓宽了加速度检测量程。拓宽了加速度检测量程。拓宽了加速度检测量程。

【技术实现步骤摘要】
一种拓宽光学干涉式加速度传感器量程的方法及传感器


[0001]本专利技术属于光学传感领域，更具体地，涉及一种拓宽光学干涉式加速度传感器量程的方法及传感器。

技术介绍

[0002]加速度传感器是测量物体加速度的仪表，是飞机、火箭和舰艇等航行器获取空间位置所需的重要仪表之一。加速度经过积分运算得到速度分量，再次积分得到一个方向的位置坐标信号，是惯性导航所需要测量的重要物理量。此外，加速度传感器还用来监控发动机故障和结构的疲劳损伤情况，是研究飞行器颤振和疲劳寿命的重要仪器。不同应用场景的加速度传感器在性能上差异很大，重力测量和测震领域要求高精度加速度传感器，对量程要求不大；而惯性导航和结构健康检测等领域则可能要求加速度传感器量程达到1～10g。光学加速度传感器能够突破电学测量限制，具有高灵敏度、抗电磁干扰、小体积、结构简单、易集成等优点，是更高性能微加速度传感器的重要研究方向。目前，光学加速度传感器多采用开环检测方式，量程仅有mg量级，受限于高灵敏度与大量程之间的矛盾。闭环检测方式则采用电磁力反馈控制，虽然能够极大地拓宽量程，但不可避免地引入了电路噪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拓宽光学干涉式加速度传感器量程的方法，所述光学干涉式加速度传感器的光学干涉腔长随着外界激励加速度信号的变化而发生变化，其特征在于，包括以下步骤：确定输入到光学干涉式加速度传感器的激光波长失谐锁定的谐振峰的线性工作点；当所述光学干涉腔长在外界加速度下发生变化时，光学干涉腔的谐振波长产生频移，激光波长与谐振峰的失谐量发生变化；参考所述失谐量对所述激光的波长进行闭环反馈跟踪，使得所述激光波长始终跟随所述谐振峰波长移动，与所述谐振峰波长保持失谐锁定在所述线性工作点，以拓宽所述光学干涉式加速度传感器的量程。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学干涉式加速度传感器的光学干涉腔为F
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P腔、光子晶体腔或WGM腔。3.一种光学干涉式加速度传感器，其特征在于，包括：传感光路、F
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P腔传感单元及反馈控制回路；所述传感光路，用于向F
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P腔发射单频激光，以测量所述F
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P腔的腔长所反映的外界激励加速度信号；所述单频激光的波长相对F
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P腔传感单元的谐振波长失谐锁定在谐振峰的线性工作点；所述F
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P腔传感单元，用于将外界激励的加速度信号转换为位移信号，使得F
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P腔传感单元的干涉腔长发生变化，对应的谐振波长产生频移，激光波长与谐振峰的失谐量发生变化；所述反馈控制回路，用于获取传感光路测量的与外界激励加速度信号相关的电信号，并确定对应的失谐量，根据与所述线性工作点相关的失谐量预设值确定激光频率的调制信号，并激光频率将调制信号反馈给所述传感光路，使得所述传感光路调整单频激光波长，以便所述单频激光的波长始终跟随所述谐振峰波长移动，与所述谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：渠自强，焦世民，刘骅锋，周泽兵，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：