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公开(公告)号：CN111207674B
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN202010050880.9
申请日：2020-01-17
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于位移传感器技术领域，具体涉及一种基于单层光栅多次衍射的位移传感器，激光器的直射光路上依次设置有偏振片和分光镜，第一反射镜、第二反射镜分别设置在分光镜的两侧，分光镜的与第一反射镜之间设置有半波片，两路光束分别经过第一反射镜、第二反射镜反射后垂直射入光栅上，光栅的一侧设置有两个第三反射镜，两路光束经光栅和两个第三反射镜多次衍射后通过四分之一波片射入偏振分光棱镜，第一探测器和第二探测器分别设置在偏振分光棱镜的分光方向上。本发明通过多次衍射的方法提高了位移测量灵敏度，且本发明通过优化光栅参数提高了光栅一级光衍射效率，实现了高对比度的信号输出。本发明用于位移的测量。
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公开(公告)号：CN112710292A
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN202011457459.6
申请日：2020-12-10
Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院
IPC: G01C19/02
Abstract: 本发明属于微机械陀螺技术领域，具体涉及一种基于隧道磁阻检测的频率可调谐微机械陀螺结构，包括玻璃基板、支撑结构、驱动质量块、检测质量块、第一支撑梁、第二支撑梁、驱动导线、驱动反馈导线、第一调节电极、第二调节电极、第三调节电极、第四调节电极、导线圈，所述支撑结构通过阳极键合固定在玻璃基板上，所述第一支撑梁、第二支撑梁均有四个，所述支撑结构通过四个第一支撑梁连接有驱动质量块，所述驱动质量块通过四个第二支撑梁连接有检测质量块，所述驱动质量块的两侧分别设置有驱动导线、驱动反馈导线。本发明微机械陀螺结构设计合理、接口电路简单、检测精度高，可解决角速率信号检测的难题。
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公开(公告)号：CN111207673A
公开(公告)日：2020-05-29
申请号：CN202010050875.8
申请日：2020-01-17
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于位移传感器技术领域，具体涉及一种基于等腰三角闪耀光栅结构的位移传感器，所述激光器设置在光栅的一侧，所述激光器发出的线偏振光经光栅反射并衍射出衍射光，所述第一反射镜、第二反光镜分别设置在±3级衍射光的光路上，所述±3级衍射光分别经过第一反射镜、第二反光镜交汇在分光镜上，所述第一反射镜与分光镜之间设置有半波片，所述分光镜的一侧依次设置有四分之一波片、第一偏振片、第二探测器，所述分光镜的另一侧依次设置有第二偏振片、第一探测器。本发明通过采用高级次衍射光提高了位移测量灵敏度，且本发明通过设计等腰三角闪耀光栅结构提高了三级次衍射光的衍射效率，实现了高对比度的信号输出。本发明用于位移的测量。
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公开(公告)号：CN110940830A
公开(公告)日：2020-03-31
申请号：CN201911273080.7
申请日：2019-12-12
Applicant: 中北大学
IPC: G01P15/03
Abstract: 本发明属于加速度计技术领域，具体涉及一种基于二维光栅和四象限探测器的两轴加速度计结构，包括上层结构、中层结构和下层结构，中层结构设置在上层结构与下层结构之间，上层结构的中部设置有二维光栅，中层结构的上设置有质量块，质量块上固定有玻璃基底，玻璃基底上固定有一维光栅，下层结构的中部设置有四象限探测器，二维光栅的顶部设置有激光器。本发明通过一层二维光栅和四象限的一维光栅实现的双轴加速度测量，较传统加速度计，提高了检测量程，同时，利用相错四分之一光栅周期的一维光栅实现两个相位差90°的A、B相信号，从而实现进一步的电学细分，提高了加速度计的灵敏度。本发明用于载体加速度的测量。
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公开(公告)号：CN116481436A
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202310291956.0
申请日：2023-03-23
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于微位移传感器技术领域，具体涉及一种基于90度移相电路的高精度光栅微位移传感器，所述电路系统包括偏置电路、90°移相电路、万倍细分插值电路，所述光路系统电性连接有偏置电路，所述偏置电路电性连接有90°移相电路，所述90°移相电路电性连接有万倍细分插值电路。本发明提供的锁定相位的移相电路，可以在频率发生波动时，将移相锁定在90度，即使是在1HZ的低频下，也可以稳定90度移相。本发明很好的解决了实际应用过程中由于高精度光栅微位移传感器装配，加工误差等影响使输入信号并非理想正余弦信号，使由于输入正余弦信号的幅值误差、偏置误差和相位误差限制的细分插值倍数达到了一万倍。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113916209B
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN202111164538.2
申请日：2021-09-30
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于微机械陀螺技术领域，具体涉及一种基于双层光栅近场泰伯效应的微机械陀螺，所述激光器的光路方向上设置有上层玻璃板，所述上层玻璃板的底部固定有上层光栅，所述上层光栅的正下方设置有可动敏感结构，所述下层光栅设置在可动敏感结构上，所述可动敏感结构的下方设置有磁铁，所述磁铁的中心处设置有下层玻璃板，所述下层玻璃板设置在可动敏感结构的正下方，所述下层玻璃板的下方设置有光电探测器。本发明使用基于光栅近场泰伯效应原理的测量方法，相较于较为常见的远场衍射，本发明采用近场衍射可以简化微陀螺结构中位移测量系统，减小了陀螺体积，提高微陀螺的集成度，有利于陀螺的微型化。
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公开(公告)号：CN114440945A
公开(公告)日：2022-05-06
申请号：CN202210188360.3
申请日：2022-02-28
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于角度测量传感器技术领域，具体涉及一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器，包括激光器、准直扩束器、上层圆孔点阵二维光栅、挡光环、下层圆孔点阵二维光栅、探测器，所述挡光环与下层圆孔点阵二维光栅通过螺纹连接，所述下层圆孔点阵二维光栅通过组合装配不同直径的挡光环来改变光栅有效光学孔径，所述下层圆孔点阵二维光栅与探测器固定连接，所述下层圆孔点阵二维光栅与探测器共同固定在待测物体表面。本发明通过设置不同半径挡光环组合，选取下层圆孔点阵二维光栅不同级次圆孔通光，可以实现分辨率调谐，以满足不同场景应用需求。
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公开(公告)号：CN113916158A
公开(公告)日：2022-01-11
申请号：CN202111170667.2
申请日：2021-10-08
Applicant: 中北大学
IPC: G01B11/26
Abstract: 本发明属于角度传感器技术领域，具体涉及一种基于环形光栅阵列的双光栅机构角度传感器，包括点光源、内层环形光栅、第一外层位错式环形光栅、第二外层位错式环形光栅、透镜、二象限探测器，所述点光源、内层环形光栅、外层位错式环形光栅、外层位错式环形光栅、透镜、二象限探测器在同一光轴方向上，所述点光源和内层环形光栅放置在圆形的固定台上，所述固定台固定在待测物体表面，所述第一外层位错式环形光栅、第二外层位错式环形光栅和二象限探测器放置在地面或静止台面上。本发明基于圆形微纳光栅曲面自成像效应，使用双层环形光栅结构实现光学角度信号输出，利用圆形光栅和位错式环形光栅阵列，实现360°全角度高灵敏角度测量。
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公开(公告)号：CN111536883A
公开(公告)日：2020-08-14
申请号：CN202010523030.6
申请日：2020-06-10
Applicant: 中北大学
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明属于微位移传感器技术领域，具体涉及一种基于复合式光栅的微位移传感器，所述激光器的下方设置有分束光栅，所述分束光栅的正一级衍射光路和负一级衍射光路上分别设置有第一反射镜、第二反射镜，所述第二反射镜的反射光路上设置有第三反射镜，所述第三反射镜的反射光路上设置有分束镜，所述分束镜的透射光路上设置有位移反射镜，所述干涉仪探测器设置在分束镜的一侧，所述第一反射镜的反射光路上设置有上层光栅，所述第一下层光栅的下方设置有第一探测器，所述第二下层光栅的下方设置有第二探测器。本发明在Talbot像离面方向上光强呈正弦变化的原理实现了位移测量。本发明用于微位移的测量。
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公开(公告)号：CN110967000A
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201911282716.4
申请日：2019-12-13
Applicant: 中北大学
IPC: G01C19/5656 , G01C19/5663
Abstract: 本发明属于微惯性导航仪器测量仪器仪表零部件的技术领域，具体涉及一种压电驱动压电检测的解耦式微陀螺装置。一种压电驱动压电检测的解耦式微陀螺装置，主要结构由支撑框架、质量块、活动梁、检测梁、连接块、信号线组成，在支撑框架上设置质量块、驱动组合梁、检测组合梁，质量块由驱动质量块、检测质量块、中心质量块组成，驱动组合梁由活动梁、连接块组成，检测组合梁由检测梁、连接块组成，在驱动质量块、检测质量块上设置压电材料结构，利用其逆压电效应驱动，正压电效应检测，此装置结构设计合理、紧凑，正交耦合误差小，适合微型化。
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