[发明专利]物理量传感器和物理量计测方法

权利要求书

1.一种物理量传感器，其特征在于，包括：

对测定对象发射激光的半导体激光器；

振荡波长调制单元，启动所述半导体激光器，使振荡波长连续单调增加的第一振动期间和振动波长连续单调减少的第二振荡期间中的至少一种反复出现；

检测单元，其检测包含干涉波形的电信号，所述干涉波形由从所述半导体激光器发射的激光和所述测定对象的返回光的自混合效应产生；

信号提取单元，其在每次输入所述干涉波形时对包含在该检测单元的输出信号中的所述干涉波形的周期进行计测；

周期修正单元，其通过将该信号提取单元的计测结果和基准周期进行比较对所述计测结果进行修正；

计算单元，其基于由该周期修正单元修正后的各个周期，计算出所述测定对象的位移和速度中的至少一项。

2.如权利要求1所述的物理量传感器，其特征在于，所述计算单元，根据计测所述干涉波形的周期的采样时钟的频率、所述基准周期、所述半导体激光的平均波长、由所述周期修正单元修正后的周期相对于所述基准周期的变化量，计算出所述测定对象的位移和速度中的至少一项。

3.如权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，所述周期修正单元，在由所述信号提取单元计测到的干涉波形的周期小于所述基准周期的规定数k倍时，其中k是小于1的正值，则将该干涉波形的周期和之后所计测得到的干涉波形的周期合并后的周期作为修正后的干涉波形的周期，将组合周期得到的波形作为一个波形；在由所述信号提取单元计测到的干涉波形的周期为所述基准周期的(m-k)倍以上且小于所述基准周期的(m+k)倍时，其中m是2以上的自然数，将该干涉波形的周期m等分后得到的周期分别作为修正后的周期，修正后的周期的波形具有m个。

4.如权利要求3所述的物理量传感器，其特征在于，所述规定数k为0.5。

5.如权利要求1至4中任意一项所记载的物理量传感器，其特征在于，所述周期修正单元，将所述测定对象静止时的所述干涉波形的周期或者所述即将修正之前所计测到的规定数的干涉波形的周期的平均值作为所述基准周期。

6.如权利要求1至4中任意一项所述的物理量传感器，其特征在于，还包括：

计数单元，其对包含在所述检测单元的输出信号中的所述干涉波形的个数，在所述第一振荡期间和所述第二振荡期间分别进行计数；

距离计算单元，其根据由该计数单元对干涉波形的个数进行计数的期间的最小振荡波长、最大振荡波长、以及所述计数单元的计数结果来计算与所述测定对象之间的距离；

周期计算单元，其根据该距离计算单元所计算得到的距离求得所述干涉波形的周期，

所述周期修正单元，将所述周期计算单元求得的周期作为所述基准周期。

7.如权利要求1至4中任意一项所记载的物理量传感器，其特征在于，还包括：

计数单元，其对包含在所述检测单元的输出信号中的所述干涉波形的个数，在所述第一振荡期间和所述第二振荡期间分别进行计数；

距离比例个数计算单元，其通过计算所述干涉波形的个数的平均值，求得与所述半导体激光器和所述测定对象的平均距离成比例的干涉波形的个数即距离比例个数；

周期计算单元，其根据所述距离比例个数计算所述干涉波形的周期，

所述周期修正单元将所述周期计算单元所求得的周期作为所述基准周期。

8.一种物理量计测方法，其特征在于，包括：

振荡步骤，启动所述半导体激光器，使振荡波长连续单调增加的第一振荡期间和振动波长连续单调减少的第二振荡期间中的至少一种反复出现；

检测步骤，检测包含干涉波形的电信号，所述干涉波形由从所述半导体激光器发射的激光和测定对象的返回光的自混合效应产生；

信号提取步骤，在每次输入干涉波形时对包含于在所述检测步骤得到的输出信号中的所述干涉波形的周期进行计测；

周期修正步骤，通过将该信号提取步骤的计测结果和基准周期进行比较，对所述计测结果进行修正；

计算步骤，基于该周期修正步骤修正后的各个周期，计算出所述测定对象的位移和速度中的至少一项。