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高精度光学加速度计关键技术

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-09-18 15:06:34

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王方 | 2023-09-18 15:06:34

高精度加速度计是航空重力场精确测量、大型无人机长航时导航、战略导弹精确打击等国防应用必不可少的核心惯性器件。本科技成果在国内光学加速度计精度和可靠性与国际先进水平存在明显代差的挑战下,建立了光机腔式加速度计的多物理场耦合分析模型,揭示了加速度计性能与内在参量的关联机理;发明了计算智能驱动的自由几何光机结构理性设计技术,显著提高了测量精度和动态范围;发明了异构集成电磁力反馈控制技术,兼顾了加速度计带宽和动态特性。

发明了融合内在参量关联模型、自由几何建模和多目标计算智能优化的光机结构理性设计技术,实现了对大自由度空间的参数快速寻优;设计了超灵敏低串扰加速度敏感结构,突破了简单几何的约束,灵敏度较传统结构提升了 1个数量级以上,实现了国际先进的超 100μm/g 加速度转换灵敏度;设计了高集成度的紧凑位移敏感光腔,解决了无显性表达式的光腔响应优化难题,克服了位移敏感光腔结构复杂度和灵敏度的矛盾,实现了皮米级位移的高精度测量。

成果可以应用于某型高稳平台振动补偿器中,经过实际测试与分析,本项目所提方法实现了高稳平台振动补偿器对微弱振动的检测能力;可以将本项目发明的技术成功应用于某型高精度光学加速度计中。应用前景良好。

西北工业大学王小旭团队对计算智能驱动的自由几何光机结构理性设计技术、微光机电加速度计系统异构集成技术做出了突出贡献。曾获国家人力资源和社会保障部博士后创新人才支持计划和中国仪器仪表学会一等奖学金。

中国船舶集团公司第七一七研究所将本项目发明的技术成功应用于某型低噪声光电微振仪中,经过实际测试与分析,新方法实现了低噪声光电微振仪低频振动测量的性能提升和工艺需求降低,能量利用率提升至少 1 倍,光学位移测量灵敏度提升 50%,相位调制光栅工艺要求降低 400%。该型低噪声光电微振仪产生了一定的社会效益。

光学加速度计是一种融合光学测量和微机电系统两者技术优点的新型加速度计,“科创中国”园区航空航天领域相关需求企业或院所可联系,以便针对相关技术或服务需求开展技术咨询与技术服务。