本发明涉及检测仪表领域，尤其是涉及一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪。
背景技术：
1、地球上的重力加速度分布受所处位置和时间等多种因素的影响。其中与位置有关的部分主要由当地的质量分布、纬度和经度决定。与时间有关的部分受潮汐、地壳运动以及其他时间相关的现象影响。精确测量重力加速度在多个领域至关重要，为科学研究、资源勘探、工程设计和环境监测提供了重要的数据支持。因此不断提高重力测量技术和方法的精确度，有助于更深入的了解地球的物理特性，推动相关领域的研究和实践发展。
2、重力仪分为绝对重力仪和相对重力仪，其中，相对重力仪通过测量质量块的位移来计算重力加速度的变化量，因此精确测量质量块的位移是提升相对重力仪分辨率和测量精度的关键因素。溯源性是测量准确性的基础，溯源链越短量值传递误差越小，相应的测量精度越高。光栅干涉仪是一种高精度位移测量仪器，由于传统光栅不具有溯源性，还需溯源至计量机构仪器定值。因此，其在实际测量中的溯源链：“重力仪谐振子位移-光栅线距-计量型仪器-激光波长”，其溯源链过长，因此难以保证量值准确。为了提升重力仪的性能，需要解决传统重力传感位移测量溯源链长，误差累计大的问题，提升重力仪的位移测量能力和水平。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，具有极高测量度，并且位移测量可实时溯源，相比于传统moems相对重力仪能够提高其位移测量的准确度，减小重力加速度测量的非线性效应。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，包括mems谐振子、自溯源光栅干涉仪和数据处理模块，所述mems谐振子包括折叠梁、固定框架和质量块，所述折叠梁两端与所述固定框架内侧壁连接，所述质量块通过所述折叠梁支撑悬浮于所述固定框架中心，所述自溯源光栅干涉仪包括自溯源光栅和干涉测量读数头，所述自溯源光栅设置在所述质量块上。
3、优选的，所述折叠梁的灵敏轴方向与重力传感方向重合。
4、优选的，所述mems谐振子通过深硅刻蚀工艺加工得到。
5、优选的，所述自溯源光栅为采用激光汇聚原子沉积方法，在真空环境下将金属材料加热升华至气体状态，并以泻流方式引出金属原子束制备得到的沉积光栅。
6、优选的，所述自溯源光栅采用的金属原子种类为铬、铝、铁或钡的一种。
7、优选的，所述干涉测量读数头采用零差式结构或者外差式结构。
8、优选的，所述零差式结构的干涉光路中光频率与参考光频率相同，利用特定的光学器件与光学结构探测对光学干涉信号进行探测解调。
9、优选的，所述外差式结构的干涉光路中光频率与参考光频率不同，利用特定的光学器件与光学结构探测使二者光信号实现混频调制，然后进行探测。
10、因此，本发明采用上述的一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，具有以下有益效果：
11、1.本发明采用自溯源光栅作为位移测量基准元件，使相对重力仪器位移传感直接依赖于光栅的超高周期均一性和超高准确性，以及自溯源光栅干涉仪更高的分辨能力，扁平化的溯源链，极大提升其位移传感性能。因此，相比于传统相对重力仪重力测量具有更高的线性度、更高准确性和更高的分辨力，解决了传统相对重力仪位移传感测量不准导致的重力测量准确性差的问题。
12、2.本发明的自主溯源型光栅干涉仪采用自主溯源光栅作为位移测量的基准元件，使得重力仪位移传感直接溯源至自主溯源光栅的节距数值，进而间接溯源到原子的跃迁能级常数。这种方法不仅极大地简化了测量的量值溯源链条，而且在位移测量中充分发挥了自主溯源光栅高周期均一性的特点，有助于实现对质量块位移的精准测量，从而获得高精确度的重力加速度数值。
13、3.本发明的自溯源光栅采用一维激光汇聚原子沉积技术制备，是一种原子沉积光栅，其优势在于周期不确定度小、均匀性好以及自身环境稳定性极佳。目前研发的cr原子自溯源光栅已被世界权威计量机构ptb认证，具有皮米级周期不确定度。
14、4.本发明具有极高测量度，并且位移测量可实时溯源，相比于传统momes相对重力仪能够提高其位移测量的准确度，减小重力加速度测量的非线性效应。
15、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，其特征在于：包括mems谐振子、自溯源光栅干涉仪和数据处理模块，所述mems谐振子包括折叠梁、固定框架和质量块，所述折叠梁两端与所述固定框架内侧壁连接，所述质量块通过所述折叠梁支撑悬浮于所述固定框架中心，所述自溯源光栅干涉仪包括自溯源光栅和干涉测量读数头，所述自溯源光栅设置在所述质量块上。
2.根据权利要求1所述的一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，其特征在于：所述折叠梁的灵敏轴方向与重力传感方向重合。
3.根据权利要求1所述的一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，其特征在于：所述mems谐振子通过深硅刻蚀工艺加工得到。
4.根据权利要求1所述的一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，其特征在于：所述自溯源光栅为采用激光汇聚原子沉积方法，在真空环境下将金属材料加热升华至气体状态，并以泻流方式引出金属原子束制备得到的沉积光栅。
5.根据权利要求4所述的一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，其特征在于：所述自溯源光栅采用的金属原子种类为铬、铝、铁或钡的一种。
6.根据权利要求1所述的一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，其特征在于：所述自溯源光栅的光栅周期可直接溯源至自然界常数。
7.根据权利要求1所述的一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，其特征在于：所述干涉测量读数头采用零差式结构或者外差式结构。
8.根据权利要求7所述的一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，其特征在于：所述零差式结构的干涉光路中光频率与参考光频率相同，利用特定的光学器件与光学结构探测对光学干涉信号进行探测解调。
9.根据权利要求7所述的一种基于自溯源光栅的高精度moems相对重力仪，其特征在于：所述外差式结构的干涉光路中光频率与参考光频率不同，利用特定的光学器件与光学结构探测使二者光信号实现混频调制，然后进行探测。
