一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构及其解算方法技术

技术编号:41147400 阅读:20 留言:0更新日期:2024-04-30 18:15
本发明专利技术提供一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构及其解算方法,包括自下向上依次布置的三轴加速度同步敏感结构、阵列光栅结构和光电检测阵列结构;三轴加速度同步敏感结构包括固定框架、特异敏感弹性梁、台阶式质量块和反光膜。具有以下优点:(1)该设计以单一敏感结构同时响应并实现3个轴向加速度测量,相对于常规阵列集成3方向加速度传感单元的传感系统进一步提高了集成度。并且,本发明专利技术测量结果更为准确。(2)采用光栅干涉式位移测量方法,结合阵列光栅结构和光电检测阵列结构构建检测敏感结构上多位点位移的阵列化传感结构,进一步提高整个三轴加速度传感模块的集成度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光干涉式三轴加速度传感结构,具体涉及一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构及其解算方法


技术介绍

1、当前以3轴加速度传感器为重要组成的惯性导航模块在航空领域、智能机械领域、消费电子领域等都有着广泛的应用需求。通过对运动对象的3轴向加速度的测量,进一步结合其它运动参数测量,融合解算运动对象的姿态、速度和位移等重要信息,并进一步以运动信息反馈完成运动轨迹规划、稳定控制等任务,在实现运动设备自主导航和智能控制等方面发挥着重要作用。

2、新型的基于光学测量方法的加速度传感技术具有高灵敏度、低噪声、非接触式响应等优势,尤其是结合高灵敏光干涉位移测量方法和弹性梁-质量块加速度敏感结构已经成为开发高灵敏加速度传感器的重要方向。但是相比于较为成熟的微机电系统(mems)电学加速度传感器,当前的光干涉式加速度传感器在微型化、集成化应用方面还存在差距。首先,常规的光干涉型位移测量基于在一定空间内的干涉光路和形成光路的光学元件,不易与主流硅基微敏感结构集成,因此单个加速度传感元件的集成度受到限制。另一方面,当前用于光干涉式微加速度传感器的光干涉位本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构,其特征在于,包括自下向上依次布置的三轴加速度同步敏感结构、阵列光栅结构和光电检测阵列结构;

2.根据权利要求1所述的一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构,其特征在于,每个所述特异敏感弹性梁(2)的一端与所述固定框架(1)连接固定,每个所述特异敏感弹性梁(2)的另一端与所述台阶式质量块(3)的上表面边缘对应位置连接固定。

3.根据权利要求1所述的一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构,其特征在于,所述特异敏感弹性梁(2)由两侧对称的折叠弹性梁构成,与所述台阶式质量块(3)连接处为两侧折叠弹性梁分立部位,具有两个连接点,且连接点...

【技术特征摘要】

1.一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构,其特征在于,包括自下向上依次布置的三轴加速度同步敏感结构、阵列光栅结构和光电检测阵列结构;

2.根据权利要求1所述的一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构,其特征在于,每个所述特异敏感弹性梁(2)的一端与所述固定框架(1)连接固定,每个所述特异敏感弹性梁(2)的另一端与所述台阶式质量块(3)的上表面边缘对应位置连接固定。

3.根据权利要求1所述的一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构,其特征在于,所述特异敏感弹性梁(2)由两侧对称的折叠弹性梁构成,与所述台阶式质量块(3)连接处为两侧折叠弹性梁分立部位,具有两个连接点,且连接点间距不大于所述台阶式质量块(3)上表面尺寸的1/10,所述特异敏感弹性梁(2)中各段直梁的垂直方向厚度不大于宽度的1/10。

4.根据权利要求3所述的一种光干涉式微集成三轴加速度传感结构,其特征在于,所述特异敏感弹性梁(2)以从与所述固定框架(1)连接处到与所述台阶式质量块(3)连接处的方向为轴向,在所述特异敏感弹性梁(2)所在平面,与轴向垂直的方向为横向;与所述特异敏感弹性梁(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员:张萌颖宋仙钊王超赵全亮何广平袁俊杰赵磊
申请(专利权)人:北方工业大学
类型:发明
国别省市:

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