[发明专利]用于角振动测量的衍射光栅外差激光测振仪

权利要求书

1.一种用于角振动测量的衍射光栅外差激光测振仪，包括：

衍射装置，其包括能够产生角振动的角振动台和衍射光栅，所述角振动台具有转动轴，所述衍射光栅同轴安装在所述转动轴上并能够随所述转动轴转动；

激光干涉仪，其能够发射激光光束，该激光光束照射在所述衍射光栅上产生携带有角振动信息的一级衍射光，通过调整激光光束与衍射光栅的角度，能够使一级衍射光返回激光干涉仪并与参考光进行差频，差频后得到的光信号经光电转换后得到携带有角振动信息的第一电信号；

信号处理装置，其将第一电信号移相90度得到与第一电信号正交的第二电信号，并将第一电信号和第二电信号分别进行下降频处理得到第一中频电信号和第二中频电信号，并对第一中频电信号和第二中频电信号分别进行模数转换，得到第一数字信号和第二数字信号；以及

相位解调装置，该相位解调装置对第一数字信号和第二数字信号进行相位解调，得到与角振动台的角振动有关的参数。

2.根据权利要求1所述的用于角振动测量的衍射光栅外差激光测振仪，其中，所述信号处理装置包括：

移相器，其对第一电信号进行移相90度以产生正交的第二电信号；

第一混频器，其对第一电信号进行下降频处理；

第二混频器，其对第二电信号进行下降频处理；

第一低通滤波器，其对第一混频器的输出信号进行低通滤波，得到第一中频电信号；

第二低通滤波器，其对第二混频器的输出信号进行低通滤波，得到第二中频电信号；以及

A/D转换器，其对第一中频电信号和第二中频电信号分别进行模数转换，得到第一数字信号和第二数字信号。

3.根据权利要求1所述的用于角振动测量的衍射光栅外差激光测振仪，其中，所述衍射光栅是柱面反射式正弦相位的衍射光栅，所述衍射光栅的外表面刻有正弦波面，且波形连续。

4.根据权利要求3所述的用于角振动测量的衍射光栅外差激光测振仪，其中，所述衍射光栅的精度为每毫米3000个正弦波面。

5.根据权利要求1所述的用于角振动测量的衍射光栅外差激光测振仪，其中，所述参考光是所述激光光束经预定频率的频移后形成的。

6.根据权利要求1所述的用于角振动测量的衍射光栅外差激光测振仪，其中，所述相位解调装置基于正弦逼近法对第一数字信号和第二数字信号进行相位解调。

7.根据权利要求1所述的用于角振动测量的衍射光栅外差激光测振仪，其中，与角振动台的角振动有关的参数包括角振动的角加速度参数、角速度参数、相位调制项幅值参数和位移的初相位参数中的一个或多个。

8.一种角振动传感器校准系统，包括：

根据权利要求1至8中任意一项所述的用于角振动测量的衍射光栅外差激光测振仪；

角振动传感器，其安放在所述衍射光栅外差激光测振仪中的角振动台上，以感测角振动台的角振动；以及

校准装置，其利用所述衍射光栅外差激光测振仪得到的与角振动相关的信息以及来自所述角振动传感器的感测信号，对所述角振动传感器进行校准。