[发明专利]一种基于两级执行器结构的大光程闭环测量系统

权利要求书

1.一种基于两级执行器结构的大光程闭环测量系统，其特征在于，该系统由光纤干涉仪、光电转换模块、数字控制模块和二级驱动模块组成；所述光纤干涉仪包括激光光源、干涉仪信号臂和干涉仪参考臂；所述光电转换模块包括光电转换器和模数转换电路；所述数字控制模块包括数字控制电路、第一数模转换电路、第二数模转换电路；所述二级驱动模块包括第一驱动放大电路、第二驱动放大电路、一级高动态执行器、二级大行程执行器；其中，激光光源产生光源使干涉仪信号臂和干涉仪参考臂产生干涉，外界信号作用在干涉仪信号臂上，以光功率波动的形式附加在光路上；光功率输入光电转换器后转换为电压，再通过模数转换电路转换为电压的数字信号；电压的数字信号输入数字控制电路，通过数字控制电路中的控制算法得到反馈值并对固定时段内的反馈值求平均得到平均反馈值；反馈值通过第一数模转换电路转换成反馈值模拟信号，再通过第一驱动放大电路放大后输入一级高动态执行器，输出一级执行器补偿光程；平均反馈值通过第二数模转换电路转换成平均反馈值模拟信号，再通过第二驱动放大电路放大后输入二级大行程执行器，输出二级执行器补偿光程；所述一级高动态执行器、二级大行程执行器、干涉仪参考臂共用同一光路，一级执行器补偿光程、二级执行器补偿光程和干涉仪参考臂的光程叠加，完成交流光程和直流光程的补偿。

2.如权利要求1所述基于两级执行器结构的大光程闭环测量系统，其特征在于，所述光电转换模块还包括调理放大电路；光电转换器将输入的光功率转换成电流信号后通过调理放大电路转换为电压再输入模数转换电路。

3.如权利要求2所述基于两级执行器结构的大光程闭环测量系统，其特征在于，所述调理放大电路为一级放大电路。

4.如权利要求1所述基于两级执行器结构的大光程闭环测量系统，其特征在于，所述干涉仪参考臂与干涉仪信号臂的光路等长。

5.如权利要求1所述基于两级执行器结构的大光程闭环测量系统，其特征在于，所述一级高动态执行器的响应时间在μs量级以内，可补偿光程在100μm量级以内。

6.如权利要求1所述基于两级执行器结构的大光程闭环测量系统，其特征在于，所述二级大行程执行器的可补偿光程在mm量级以上。

7.如权利要求1所述基于两级执行器结构的大光程闭环测量系统，其特征在于，所述光电转换器为光电二极管。

8.如权利要求1所述基于两级执行器结构的大光程闭环测量系统，其特征在于，所述固定时段为1s。