事件时间测量系统及其在绝对重力仪中的应用

摘要

绝对重力仪通常采用真空腔中自由落体的方法,通过测量激光干涉条纹信号的过零时间来计算绝对重力加速度(g).针对绝对重力仪的使用,依托电子计数法的基本原理,基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)设计实现了事件时间测量系统,精确测量干涉条纹过零时间.首先介绍了事件时间测量的基本原理,然后具体介绍在以DSP为核心的硬件上的实现方法.根据理论计算和MATLAB(R)数值仿真实验,评价系统测时误差以及对重力加速度测值的影响.最后分别通过硬件模拟实验和FG5X型高精度绝对重力仪上的对比实验进行验证.实验证明,该系统对重力加速度测量真值影响小于1μGal(1μGal=1×10-8 m/s2),标准差影响小于5μGal.该系统体积小、成本低,尤其对于小型化、野外使用的绝对重力仪,完全符合其使用需求.