[发明专利]一种加速度测量装置及方法

权利要求书

1.一种加速度测量装置，其特征在于，所述装置包括：电极笼、位移测量系统、悬浮控制系统、检验质量块和计算装置；

所述电极笼为长方体；所述检验质量块初始时位于所述电极笼内部的平衡位置；所述位移测量系统和所述悬浮控制系统位于所述电极笼上；

所述位移测量系统用于测量所述检验质量块的位移数据，所述位移数据包括所述检验质量块沿三个坐标轴方向的平动位移数据和所述检验质量块沿所述三个坐标轴方向的转动角位移数据；所述三个坐标轴包括x轴、y轴和z轴，所述x轴与所述电极笼的上表面和下表面垂直；所述y轴与所述电极笼的前表面和后表面垂直；所述z轴与所述电极笼的左表面和右表面垂直；所述位移测量系统具体为光学相干位移检测系统，所述光学相干位移检测系统通过向所述检验质量块发射光信号和接收反射回的光信号，实现对所述检验质量块的位移数据的测量；

所述悬浮控制系统的输入端连接所述位移测量系统的输出端，所述悬浮控制系统的输出端连接所述电极笼，用于根据所述位移测量系统测量的所述位移数据产生反馈控制电压，控制所述检验质量块的平动和转动，使所述检验质量块悬浮于所述电极笼的平衡位置；

所述计算装置的输入端连接所述悬浮控制系统的另一输出端，用于根据所述悬浮控制系统产生的反馈控制电压计算所述检验质量块的线加速度和角加速度。

2.根据权利要求1所述的加速度测量装置，其特征在于，所述位移测量系统具体包括：第一干涉仪探头、第二干涉仪探头、第一光学位移检测装置、第二光学位移检测装置和位移解调装置；

所述第一干涉仪探头分别位于所述电极笼的上、下、左、右、前、后六个面上，用于测量所述检验质量块沿三个坐标轴方向的平动位移数据，所述第一干涉仪探头的个数为2n，其中n为大于3的整数，所述电极笼的两个相对面上的第一干涉仪探头个数相等；

所述第二干涉仪探头分别位于所述电极笼的上表面、右表面和前表面上，用于测量所述检验质量块沿所述三个坐标轴方向的转动角位移数据，且所述上表面、右表面和前表面上的第二干涉仪探头个数均为大于或等于2的偶数；

所述第一光学位移检测装置接收所述第一干涉仪探头的数据信号，所述第二光学位移检测装置接收所述第二干涉仪探头的数据信号；

所述第一光学位移检测装置的输出端和所述第二光学位移检测装置的输出端均与所述位移解调装置的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的加速度测量装置，其特征在于，所述电极笼的上表面上的第一干涉仪探头与所述电极笼下表面上的第一干涉仪探头对称分布，每两个对称分布的第一干涉仪探头组成第一探头对，所述第一探头对中的两个第一干涉仪探头之间的连线与所述x轴平行，用于测量所述检验质量块在x轴方向的平动位移数据；所述电极笼的左表面上的第一干涉仪探头与所述电极笼的右表面上的第一干涉仪探头对称分布，每两个对称分布的第一干涉仪探头组成第二探头对，所述第二探头对中的两个第一干涉仪探头之间的连线与所述z轴平行，用于测量所述检验质量块在z轴方向的平动位移数据；所述电极笼前表面上的第一干涉仪探头与所述电极笼后表面上的第一干涉仪探头对称分布，每两个对称分布的第一干涉仪探头组成第三探头对，所述第三探头对中的两个第一干涉仪探头之间的连线与所述y轴平行，用于测量所述检验质量块在y轴方向的平动位移数据；

所述上表面上的第二干涉仪探头关于所述上表面的面心左右对称分布，每两个对称分布的第二干涉仪探头组成第四探头对，所述第四探头对中的两个第二干涉仪探头之间的连线与所述y轴垂直，用于测量所述检验质量块绕y轴转动的角位移数据；所述右表面上的第二干涉仪探头关于所述右表面的面心前后对称分布，每两个对称分布的第二干涉仪探头组成第五探头对，所述第五探头对中的两个第二干涉仪探头之间的连线与所述x轴垂直，用于测量所述检验质量块绕x轴转动的角位移数据；所述前表面上的第二干涉仪探头关于所述前表面的面心上下对称分布，每两个对称分布的第二干涉仪探头组成第六探头对，所述第六探头对中的两个第二干涉仪探头之间的连线与所述z轴垂直，用于所述检验质量块绕z轴转动的角位移数据；

所述第一探头对、所述第二探头对和所述第三探头对中，每一探头对的两个第一干涉仪探头分别通过光纤连接于第一光学位移检测装置的两个输入端；

所述第四探头对、所述第五探头对和所述第六探头对中，每一探头对的两个第二干涉仪探头分别通过光纤连接于第二光学位移检测装置的两个输入端。