[发明专利]光学MEMS加速度计中三光路信号补偿系统及其方法

摘要

本发明公开了一种光学MEMS加速度计中三光路信号补偿系统及其方法，包括三光路补偿光路和后续信号处理系统；其中三光路补偿光路包含光隔离器、微型分光棱镜、平面反射镜、可调衰减器、光电探测器；补偿信号处理系统包含三个模数转换AD转换模块，减法器，除法器，数据存储求和平均模块、乘法器，以上模块均由一个可编程数字信号处理器实现。本发明结构相对简单，可有效降低由于光源自身功率波动和环境光对输出信号的影响，相比采用具有很高功率稳定性激光器的方案可以有效降低光学MEMS加速度计的成本。而且该系统和方法能够有效应用于光学MEMS加速度计中，减小其输出信号的扰动，最终提高加速度测量零偏稳定性和精度。

主权项

1.一种光学MEMS加速度计中三光路信号补偿系统，其特征在于，包含由各光学元件组成的三光路补偿光路和补偿信号处理系统；三光路补偿光路与补偿信号处理系统相连，且补偿信号处理系统中的输入信号为从三光路补偿光路中输出的光强信号；所述的三光路补偿光路包含信号光路、参考光路和环境光检测光路三个光路，信号光路包含顺次放置的垂直腔表面发射激光器（1）、激光准直模块、光隔离器（11）、微型分光棱镜（12），由衍射光栅（2）和反射金属膜（3）构成的光学位移传感系统，以及放置于光学位移传感系统一级干涉衍射光束出射方向上的信号光路光电探测器（17）；参考光路同样包含顺次放置的所述垂直腔表面发射激光器（1）、所述激光准直模块、所述光隔离器（11）、所述微型分光棱镜（12），以及放置于分光棱镜反射光轴上的微型平面反射镜（13），一个可调衰减器（14），以及一个与所述信号光路光电探测器（17）临近放置的参考光路光电探测器（15）；环境光检测光路包含一个与上述两个探测器相邻放置的环境光路光电探测器（16）；所述补偿信号处理系统包含由DSP实现的AD转换模块（22），两个减法器（23）、一个除法器（24）、一个乘法器（26），以及一个数据存储求和平均模块（25），AD转换模块（22）接收信号光路光电探测器（17）的输入信号A、参考光路光电探测器（15）的参考信号B、环境光路光电探测器（16）的环境光信号C，并与两个减法器（23）相连，两个减法器( 23) 分别输出A和B与环境光信号C的差分量A-C和B-C；这两个减法器（23）的输出信号又作为除法器（24）的输入，且其中一个减法器的输出信号B-C还是数据存储求和平均模块（25）的输入信号，除法器（24）和数据存储求和平均模块（25）又同时与一个乘法器（26）相连，所述补偿信号处理系统与原光学MEMS加速度计的补偿信号处理系统集成在一起，在完成信号补偿后可进行后续信号处理。