[發明專利]一種加速度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201710306500.1
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN106872730B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 楊先衛;潘禮慶;羅志會;譚超;劉敏;趙華;任瓊英;邵明學;肖文棟;樸紅光;王超;魯廣鐸;許云麗;黃秀峰;鄭勝;張超
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125;G01P15/13
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

1.一種加速度測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：電極籠、位移測量系統、懸浮控制系統、檢驗質量塊和計算裝置；

所述電極籠為長方體；所述檢驗質量塊初始時位于所述電極籠內部的平衡位置；所述位移測量系統和所述懸浮控制系統位于所述電極籠上；

所述位移測量系統用于測量所述檢驗質量塊的位移數據，所述位移數據包括所述檢驗質量塊沿三個坐標軸方向的平動位移數據和所述檢驗質量塊沿所述三個坐標軸方向的轉動角位移數據；所述三個坐標軸包括x軸、y軸和z軸，所述x軸與所述電極籠的上表面和下表面垂直；所述y軸與所述電極籠的前表面和后表面垂直；所述z軸與所述電極籠的左表面和右表面垂直；所述位移測量系統具體為光學相干位移檢測系統，所述光學相干位移檢測系統通過向所述檢驗質量塊發射光信號和接收反射回的光信號，實現對所述檢驗質量塊的位移數據的測量；

所述懸浮控制系統的輸入端連接所述位移測量系統的輸出端，所述懸浮控制系統的輸出端連接所述電極籠，用于根據所述位移測量系統測量的所述位移數據產生反饋控制電壓，控制所述檢驗質量塊的平動和轉動，使所述檢驗質量塊懸浮于所述電極籠的平衡位置；

所述計算裝置的輸入端連接所述懸浮控制系統的另一輸出端，用于根據所述懸浮控制系統產生的反饋控制電壓計算所述檢驗質量塊的線加速度和角加速度。

2.根據權利要求1所述的加速度測量裝置，其特征在于，所述位移測量系統具體包括：第一干涉儀探頭、第二干涉儀探頭、第一光學位移檢測裝置、第二光學位移檢測裝置和位移解調裝置；

所述第一干涉儀探頭分別位于所述電極籠的上、下、左、右、前、后六個面上，用于測量所述檢驗質量塊沿三個坐標軸方向的平動位移數據，所述第一干涉儀探頭的個數為2n，其中n為大于3的整數，所述電極籠的兩個相對面上的第一干涉儀探頭個數相等；

所述第二干涉儀探頭分別位于所述電極籠的上表面、右表面和前表面上，用于測量所述檢驗質量塊沿所述三個坐標軸方向的轉動角位移數據，且所述上表面、右表面和前表面上的第二干涉儀探頭個數均為大于或等于2的偶數；

所述第一光學位移檢測裝置接收所述第一干涉儀探頭的數據信號，所述第二光學位移檢測裝置接收所述第二干涉儀探頭的數據信號；

所述第一光學位移檢測裝置的輸出端和所述第二光學位移檢測裝置的輸出端均與所述位移解調裝置的輸入端連接。

3.根據權利要求2所述的加速度測量裝置，其特征在于，所述電極籠的上表面上的第一干涉儀探頭與所述電極籠下表面上的第一干涉儀探頭對稱分布，每兩個對稱分布的第一干涉儀探頭組成第一探頭對，所述第一探頭對中的兩個第一干涉儀探頭之間的連線與所述x軸平行，用于測量所述檢驗質量塊在x軸方向的平動位移數據；所述電極籠的左表面上的第一干涉儀探頭與所述電極籠的右表面上的第一干涉儀探頭對稱分布，每兩個對稱分布的第一干涉儀探頭組成第二探頭對，所述第二探頭對中的兩個第一干涉儀探頭之間的連線與所述z軸平行，用于測量所述檢驗質量塊在z軸方向的平動位移數據；所述電極籠前表面上的第一干涉儀探頭與所述電極籠后表面上的第一干涉儀探頭對稱分布，每兩個對稱分布的第一干涉儀探頭組成第三探頭對，所述第三探頭對中的兩個第一干涉儀探頭之間的連線與所述y軸平行，用于測量所述檢驗質量塊在y軸方向的平動位移數據；

所述上表面上的第二干涉儀探頭關于所述上表面的面心左右對稱分布，每兩個對稱分布的第二干涉儀探頭組成第四探頭對，所述第四探頭對中的兩個第二干涉儀探頭之間的連線與所述y軸垂直，用于測量所述檢驗質量塊繞y軸轉動的角位移數據；所述右表面上的第二干涉儀探頭關于所述右表面的面心前后對稱分布，每兩個對稱分布的第二干涉儀探頭組成第五探頭對，所述第五探頭對中的兩個第二干涉儀探頭之間的連線與所述x軸垂直，用于測量所述檢驗質量塊繞x軸轉動的角位移數據；所述前表面上的第二干涉儀探頭關于所述前表面的面心上下對稱分布，每兩個對稱分布的第二干涉儀探頭組成第六探頭對，所述第六探頭對中的兩個第二干涉儀探頭之間的連線與所述z軸垂直，用于所述檢驗質量塊繞z軸轉動的角位移數據；

所述第一探頭對、所述第二探頭對和所述第三探頭對中，每一探頭對的兩個第一干涉儀探頭分別通過光纖連接于第一光學位移檢測裝置的兩個輸入端；

所述第四探頭對、所述第五探頭對和所述第六探頭對中，每一探頭對的兩個第二干涉儀探頭分別通過光纖連接于第二光學位移檢測裝置的兩個輸入端。