一种高精度倾角仪及智能温补系统技术领域
本发明涉及倾角测量或倾角监测领域,具体是涉及一种高精度倾
角仪及智能温补系统。
背景技术
随着科学技术的发展,世界已经逐步进入物联网时代。传感器是
获取自然和工程领域中各种信息的主要途径与技术手段,其性能好坏
直接关系到测量结果的准确性和真实性。倾角仪作为一种测量倾角的
传感器,在机械、土木及各种工程中应用非常广泛。
倾角仪中的倾角测量芯片所使用材料有其特定的温度性质,因此
倾角仪在正常工作时,会受到内部电路产生的热量和外部气温变化的
影响,也会受到封装结构和材料的影响,直接反映为倾角测量数据的
温度漂移,简称温漂。申请号为201220432150.6的中国实用新型专
利《高精度带温补倾角模块》提出:将倾角传感器和温度传感器用隔
热材料封闭起来,然后人为进行温补试验,以达到克服温漂的目的。
然而,若要人为对高灵敏度的倾角仪进行精确的温补,需要非常
苛刻的试验环境:既要考虑升温,又要尽量避免产生温补环境微震或
气流流动,温补工作量较大。
另外,为了避免倾角仪从启动到正常工作之前产生温漂,倾角仪
从启动到正常工作之前需要预热一段时间,这占用了一定的工作时
间,导致工作效率降低。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足,提供一种高精
度倾角仪及智能温补系统,能够降低倾角仪正常工作时对温补环境的
要求,提高温补精度并减少温补工作量,减少倾角仪从启动到正常工
作之前的预热时间,有效提高工作效率。
本发明提供一种高精度倾角仪,该倾角仪包括倾角测量芯片和智
能温补系统,当倾角测量芯片内部集成有温度测量器件时,所述智能
温补系统包括微控制器、制热片、制冷片;当倾角测量芯片内部未集
成有温度测量器件时,所述智能温补系统包括微控制器、制热片、制
冷片、温度传感器,温度传感器置于倾角测量芯片的侧边;
微控制器控制制热片、制冷片的启动/停止、功率的分级加载/卸
载,获取温漂数组:
微控制器预先设定倾角仪温补过程中的温补上限温度T上限、温补
下限温度T下限;倾角仪固定在混凝土隔震试验台上;倾角仪正常工作
一段时间至其内部温度和倾角读数稳定时,微控制器控制倾角仪将当
前倾角读数自动置零;
微控制器启动制冷片,制冷片分级进行功率加载,每级加载至倾
角仪内部达到热平衡,即倾角仪内部的温度和温漂数据在一定时间内
均稳定,制冷片才进行下一级功率加载,直至倾角仪内部的温度降至
T下限以下时,制冷片才停止加载功率,并开始分级进行功率卸载,同
时微控制器开始以一定频率采集温度数据和温漂数据,自动保存在微
控制器的存储器内,且每级卸载过程中采集的数据保存为一组,每级
卸载至倾角仪内部达到热平衡,制冷片才进行下一级功率卸载,直至
制冷片的功率卸载到零;
在倾角仪内部达到热平衡后,微控制器启动制热片,制热片分级
进行功率加载,每级加载至倾角仪内部达到热平衡之后,制热片才进
行下一级功率加载,在上述过程中微控制器继续采集温度数据和温漂
数据,自动保存在微控制器的存储器内,且每级加载过程中采集的数
据保存为一组,直至倾角仪内部的温度升到T上限时,制热片停止工作,
同时微控制器停止记录温度数据和温漂数据;
微控制器对自动分组保存在微控制器内的数据进行处理:
微控制器从保存的多组数据中,提取每组中最后稳定的温度值和
温漂值,作为该组的温漂数据,保存在温漂数组中,温漂数组中有若
干列数据,n为温漂数组的总列数,m为温漂数组中列的序号,n、m
均为正整数,且4≤m≤n;温漂数组中第m列的温度值为Tm,温漂
数组中第m列的温漂值为Dm,温漂数组中第n列的温度值为Tn,温
漂数组中第n列的温漂值为Dn;
在使用倾角仪时,微控制器自动完成温补:
使用倾角仪测量倾角时,人工将倾角仪的读数置零,同时记录置
零时的温度T0,T0为此次测量的零漂温度,T下限<T0<T上限;
测量一段时间后,倾角仪的当前倾角读数为Ax,温度传感器记录
倾角仪内部的当前温度为Tx,倾角仪在当前温度Tx下相对于零漂温
度T0发生的温漂值为Dx-0,微控制器通过数据插值方法,结合温漂数
组,计算出温漂值Dx-0;
微控制器再根据以下公式计算真实倾角测量值Areal:Areal=Ax-
Dx-0,向外输出真实倾角测量值Areal。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器计算温漂值Dx-0的公
式为:
D
x
-
0
=
D
x
-
D
0
=
[
D
k
-
D
k
-
1
T
k
-
T
k
-
1
(
T
x
-
T
k
-
1
)
+
D
k
-
1
]
-
[
D
j
-
D
j
-
1
T
j
-
T
j
-
1
(
T
x
-
T
j
-
1
)
+
D
j
-
1
]
;
]]>
其中,x、k、k-1、j、j-1均为温漂数组中列的序号,x、k、k-1、
j、j-1均为正整数,温漂数组中第x列中的温度值为Tx,温漂数组中
第x列中的温漂值为Dx;温漂数组中第k列中的温度值为Tk,温漂
数组中第k列中的温漂值为Dk;温漂数组中第k-1列中的温度值为
Tk-1,温漂数组中第k-1列中的温漂值为Dk-1;温漂数组中第j列中的
温度值为Tj,温漂数组中第j列中的温漂值为Dj;温漂数组中第j-1
列中的温度值为Tj-1,温漂数组中第j-1列中的为温漂值Dj-1;
Tx对应的两个相邻数据列为(Tk-1、Dk-1)和(Tk、Dk),这两个
相邻数据列的线性插值点为Dx;
当T下限<Tx<T上限时,两个相邻数据列(Tk-1、Dk-1)和(Tk、Dk)
的温度值满足条件:Tk-1≤Tx≤Tk;当Tx<T下限时,两个相邻数据列(Tk-1、
Dk-1)和(Tk、Dk)取最前两列数据;当Tx>T上限时,两个相邻数据
列(Tk-1、Dk-1)和(Tk、Dk)取最后两列数据;
零漂温度T0对应的温漂数组中两个相邻数据列为(Tj-1、Dj-1)和
(Tj、Dj),这两个相邻数据列的线性插值点为D0,这两个相邻数据
列中的温度值满足条件:Tj-1≤T0≤Tj。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器通过分段三次埃尔米
特Hermite插值方法,结合温漂数组,计算出温漂值Dx-0。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器获取温漂数组的过程
中,外部环境的温度在-10℃~35℃之间。
在上述技术方案的基础上,所述制冷片分5~20级进行功率加载
或卸载。
在上述技术方案的基础上,所述制冷片分10级进行功率加载或
卸载。
在上述技术方案的基础上,所述倾角仪内部达到热平衡是指:
倾角仪内部的温度和温漂数据在1~2分钟内均稳定。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器以0.2~1HZ的频率采
集温度数据和温漂数据。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器以0.4HZ的频率采集
温度数据和温漂数据。
在上述技术方案的基础上,所述制热片分级进行功率加载或卸
载时,制热片分级的数量与制冷片分级的数量相同。
本发明还提供一种高精度倾角仪的智能温补系统,该系统位于
倾角仪内部,倾角仪还包括倾角测量芯片,当倾角测量芯片内部集成
有温度测量器件时,所述智能温补系统包括微控制器、制热片、制冷
片;当倾角测量芯片内部未集成有温度测量器件时,所述智能温补系
统包括微控制器、制热片、制冷片、温度传感器,温度传感器置于倾
角测量芯片的侧边;
微控制器控制制热片、制冷片的启动/停止、功率的分级加载/卸
载,获取温漂数组:
微控制器预先设定倾角仪温补过程中的温补上限温度T上限、温补
下限温度T下限;倾角仪固定在混凝土隔震试验台上;倾角仪正常工作
一段时间至其内部温度和倾角读数稳定时,微控制器控制倾角仪将当
前倾角读数自动置零;
微控制器启动制冷片,制冷片分级进行功率加载,每级加载至倾
角仪内部达到热平衡,即倾角仪内部的温度和温漂数据在一定时间内
均稳定,制冷片才进行下一级功率加载,直至倾角仪内部的温度降至
T下限以下时,制冷片才停止加载功率,并开始分级进行功率卸载,同
时微控制器开始以一定频率采集温度数据和温漂数据,自动保存在微
控制器的存储器内,且每级卸载过程中采集的数据保存为一组,每级
卸载至倾角仪内部达到热平衡,制冷片才进行下一级功率卸载,直至
制冷片的功率卸载到零;
在倾角仪内部达到热平衡后,微控制器启动制热片,制热片分级
进行功率加载,每级加载至倾角仪内部达到热平衡之后,制热片才进
行下一级功率加载,在上述过程中微控制器继续采集温度数据和温漂
数据,自动保存在微控制器的存储器内,且每级加载过程中采集的数
据保存为一组,直至倾角仪内部的温度升到T上限时,制热片停止工作,
同时微控制器停止记录温度数据和温漂数据;
微控制器对自动分组保存在微控制器内的数据进行处理:
微控制器从保存的多组数据中,提取每组中最后稳定的温度值和
温漂值,作为该组的温漂数据,保存在温漂数组中,温漂数组中有若
干列数据,n为温漂数组的总列数,m为温漂数组中列的序号,n、m
均为正整数,且4≤m≤n;温漂数组中第m列的温度值为Tm,温漂
数组中第m列的温漂值为Dm,温漂数组中第n列的温度值为Tn,温
漂数组中第n列的温漂值为Dn;
在使用倾角仪时,微控制器自动完成温补:
使用倾角仪测量倾角时,人工将倾角仪的读数置零,同时记录置
零时的温度T0,T0为此次测量的零漂温度,T下限<T0<T上限;
测量一段时间后,倾角仪的当前倾角读数为Ax,温度传感器记录
倾角仪内部的当前温度为Tx,倾角仪在当前温度Tx下相对于零漂温
度T0发生的温漂值为Dx-0,微控制器通过数据插值方法,结合温漂数
组,计算出温漂值Dx-0;
微控制器再根据以下公式计算真实倾角测量值Areal:Areal=Ax-
Dx-0,向外输出真实倾角测量值Areal。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器计算温漂值Dx-0的公
式为:
D
x
-
0
=
D
x
-
D
0
=
[
D
k
-
D
k
-
1
T
k
-
T
k
-
1
(
T
x
-
T
k
-
1
)
+
D
k
-
1
]
-
[
D
j
-
D
j
-
1
T
j
-
T
j
-
1
(
T
x
-
T
j
-
1
)
+
D
j
-
1
]
;
]]>
其中,x、k、k-1、j、j-1均为温漂数组中列的序号,x、k、k-1、
j、j-1均为正整数,温漂数组中第x列中的温度值为Tx,温漂数组中
第x列中的温漂值为Dx;温漂数组中第k列中的温度值为Tk,温漂
数组中第k列中的温漂值为Dk;温漂数组中第k-1列中的温度值为
Tk-1,温漂数组中第k-1列中的温漂值为Dk-1;温漂数组中第j列中的
温度值为Tj,温漂数组中第j列中的温漂值为Dj;温漂数组中第j-1
列中的温度值为Tj-1,温漂数组中第j-1列中的为温漂值Dj-1;
Tx对应的两个相邻数据列为(Tk-1、Dk-1)和(Tk、Dk),这两个
相邻数据列的线性插值点为Dx;
当T下限<Tx<T上限时,两个相邻数据列(Tk-1、Dk-1)和(Tk、Dk)
的温度值满足条件:Tk-1≤Tx≤Tk;当Tx<T下限时,两个相邻数据列(Tk-1、
Dk-1)和(Tk、Dk)取最前两列数据;当Tx>T上限时,两个相邻数据
列(Tk-1、Dk-1)和(Tk、Dk)取最后两列数据;
零漂温度T0对应的温漂数组中两个相邻数据列为(Tj-1、Dj-1)和
(Tj、Dj),这两个相邻数据列的线性插值点为D0,这两个相邻数据
列中的温度值满足条件:Tj-1≤T0≤Tj。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器通过分段三次埃尔米
特Hermite插值方法,结合温漂数组,计算出温漂值Dx-0。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器获取温漂数组的过程
中,外部环境的温度在-10℃~35℃之间。
在上述技术方案的基础上,所述制冷片分5~20级进行功率加载
或卸载。
在上述技术方案的基础上,所述制冷片分10级进行功率加载或
卸载。
在上述技术方案的基础上,所述倾角仪内部达到热平衡是指:
倾角仪内部的温度和温漂数据在1~2分钟内均稳定。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器以0.2~1HZ的频率采
集温度数据和温漂数据。
在上述技术方案的基础上,所述微控制器以0.4HZ的频率采集
温度数据和温漂数据。
在上述技术方案的基础上,所述制热片分级进行功率加载或卸
载时,制热片分级的数量与制冷片分级的数量相同。
与现有技术相比,本发明的优点如下:
(1)本发明在倾角仪内部增加制热片和制冷片,将倾角仪放置
在混凝土隔震试验台上,通过倾角仪内部的微控制器,对制冷片、制
热片的功率进行分级加载或分级卸载,每级加载或卸载达到倾角仪内
部温度和温漂数据在一段时间内稳定,使倾角仪内部温度从温补下限
温度T下限逐级升高,同时以一定的频率记录温度和温漂数据,倾角仪
内部温度逐级上升,当上升到温补上限温度T上限时,停止制热片工作
和数据记录。从每级加载或卸载记录的温度和温漂数据中,提取一组
数值稳定的温度和温漂数据,存为温漂数组。测量倾角时,记录置零
时温度为该次测量的零漂温度,当温度发生变化时,用当前测量值减
去当前温度相对于零漂温度的相对温漂值,即得到真实倾角值,相对
温漂值则利用温漂数组和插值方法得到。本发明中的方法具有良好的
可行性和实用性,能够降低倾角仪正常工作时对温补环境的要求,使
倾角仪在普通的隔震试验环境中,能够高精度地自动完成温漂数据的
捕捉,并存储在倾角仪微控制器内部备用。在测量倾角时,利用温漂
数组对测量的倾角进行温补修正,得到真实的倾角值,完成了高精度
的仪器温补,能够有效提高温补精度,并减少温补工作量。
(2)采用本发明中的系统实现高精度温补时,能够缩短倾角仪
从启动到正常工作之间的预热时间,倾角仪启动之后在较短时间内即
可正常工作,能够有效提高工作效率,不影响测量结果。
附图说明
图1是本发明实施例中倾角仪的一种结构框图。
图2是本发明实施例中倾角仪的另一种结构框图。
图3是本发明实施例中倾角仪置于混凝土隔震试验台上的结构
框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明实施例提供一种高精度倾角仪,该倾角仪包括倾角测
量芯片和智能温补系统(倾角测量芯片、智能温补系统均位于倾
角仪内部)。
参见图1所示,当倾角测量芯片内部集成有温度测量器件
时,智能温补系统包括微控制器、制热片、制冷片,制热片、制
冷片的功率、规格视具体情况而定;参见图2所示,当倾角测量
芯片内部未集成有温度测量器件时,智能温补系统包括微控制
器、制热片、制冷片、温度传感器,温度传感器置于倾角测量芯
片的侧边,制热片、制冷片的功率、规格视具体情况而定。
微控制器控制制热片、制冷片的启动/停止、功率的分级加载/卸
载,获取温漂数组:
微控制器预先设定倾角仪温补过程中的温补上限温度T上限、温补
下限温度T下限。参见图3所示,倾角仪固定在混凝土隔震试验台上,
微控制器获取温漂数组的过程中,外部环境的温度在-10℃~35℃之
间,允许环境温度有较小变动;倾角仪正常工作一段时间至其内部温
度和倾角读数稳定时,微控制器控制倾角仪将当前倾角读数自动置
零。
微控制器启动制冷片,制冷片分级进行功率加载,可以分5~20
级,优选为10级,每级加载至倾角仪内部达到热平衡,即倾角仪内
部的温度和温漂数据在一定时间内(1~2分钟)均稳定,制冷片才进
行下一级功率加载,直至倾角仪内部的温度降至T下限以下时,制冷片
才停止加载功率,并开始分级进行功率卸载,同时微控制器开始以一
定频率采集温度数据和温漂数据,频率可以为0.2~1HZ,优选为
0.4HZ,自动保存在微控制器的存储器内,且每级卸载过程中采集的
数据保存为一组,每级卸载至倾角仪内部达到热平衡,制冷片才进行
下一级功率卸载,直至制冷片的功率卸载到零。
在倾角仪内部达到热平衡后,微控制器启动制热片,制热片分级
进行功率加载,制热片分级的数量最好与制冷片分级的数量相同,分
为5~20级,优选为10级,每级加载至倾角仪内部达到热平衡之后,
制热片才进行下一级功率加载,在上述过程中微控制器继续采集温度
数据和温漂数据,自动保存在微控制器的存储器内,且每级加载过程
中采集的数据保存为一组,直至倾角仪内部的温度升到T上限时,制热
片停止工作,同时微控制器停止记录温度数据和温漂数据。
微控制器对自动分组保存在微控制器内的数据进行处理:
微控制器从保存的多组数据中,提取每组中最后稳定的温度值和
温漂值,作为该组的温漂数据,保存在温漂数组中,参见表1所示,
温漂数组中有若干列数据,n为温漂数组的总列数,m为温漂数组中
列的序号,n、m均为正整数,且4≤m≤n;温漂数组中第m列的温
度值为Tm,温漂数组中第m列的温漂值为Dm,温漂数组中第n列的
温度值为Tn,温漂数组中第n列的温漂值为Dn;温漂值的单位是角
度单位″(秒),1″=(1/3600)°,1°=3600″。
表1、温漂数组的数据
列序号
1
2
3
4
…
m
…
n
温度T/℃
T1
T2
T3
T4
…
Tm
…
Tn
温漂D/″
D1
D2
D3
D4
…
Dm
…
Dn
在使用倾角仪时,微控制器自动完成温补:
使用倾角仪实际测量倾角时,为了方便读数,人工将倾角仪的读
数置零,同时记录置零时的温度T0(如重新置零,则用重新置零时的
温度覆盖上次置零时的温度),T0为此次测量的零漂温度,T下限<T0
<T上限。随着外界环境(气温、光照)的变化,倾角仪内部温度发生
变化而产生温漂。
测量一段时间后,倾角仪的当前倾角读数为Ax,温度传感器记录
倾角仪内部的当前温度为Tx,倾角仪在当前温度Tx下相对于零漂温
度T0发生的温漂值为Dx-0,微控制器通过数据插值方法结合温漂数组
计算出温漂值Dx-0。
微控制器计算温漂值Dx-0的具体公式为:
D
x
-
0
=
D
x
-
D
0
=
[
D
k
-
D
k
-
1
T
k
-
T
k
-
1
(
T
x
-
T
k
-
1
)
+
D
k
-
1
]
-
[
D
j
-
D
j
-
1
T
j
-
T
j
-
1
(
T
x
-
T
j
-
1
)
+
D
j
-
1
]
;
]]>
其中,x、k、k-1、j、j-1均为温漂数组中列的序号,x、k、k-1、
j、j-1均为正整数,温漂数组中第x列中的温度值为Tx,温漂数组中
第x列中的温漂值为Dx;温漂数组中第k列中的温度值为Tk,温漂
数组中第k列中的温漂值为Dk;温漂数组中第k-1列中的温度值为
Tk-1,温漂数组中第k-1列中的温漂值为Dk-1;温漂数组中第j列中的
温度值为Tj,温漂数组中第j列中的温漂值为Dj;温漂数组中第j-1
列中的温度值为Tj-1,温漂数组中第j-1列中的为温漂值Dj-1;
Tx对应的两个相邻数据列为(Tk-1、Dk-1)和(Tk、Dk),这两个
相邻数据列的线性插值点为Dx;
当T下限<Tx<T上限时,两个相邻数据列(Tk-1、Dk-1)和(Tk、Dk)
的温度值满足条件:Tk-1≤Tx≤Tk;当Tx<T下限时,两个相邻数据列(Tk-1、
Dk-1)和(Tk、Dk)取最前两列数据;当Tx>T上限时,两个相邻数据
列(Tk-1、Dk-1)和(Tk、Dk)取最后两列数据。
零漂温度T0对应的温漂数组中两个相邻数据列为(Tj-1、Dj-1)和
(Tj、Dj),这两个相邻数据列的线性插值点为D0,且这两个相邻数
据列中的温度值满足条件:Tj-1≤T0≤Tj。
一般情况下,上述数据插值方法采用基本的线性插值方法;若温
补试验环境较好,温补精度要求更高时,数据插值方法可以选用分段
三次Hermite(埃尔米特)插值方法。
微控制器再根据以下公式计算真实倾角测量值Areal:Areal=Ax-
Dx-0,向外输出真实倾角测量值Areal。
下面通过一个具体的实施例进行详细说明。
本发明实施例提供一种高精度倾角仪,该倾角仪包括倾角测
量芯片和智能温补系统(倾角测量芯片、智能温补系统均位于倾
角仪内部)。
参见图2所示,当倾角测量芯片内部未集成有温度测量器件
时,智能温补系统包括微控制器、制热片、制冷片、温度传感器,
温度传感器置于倾角测量芯片的侧边,制热片、制冷片的功率、
规格视具体情况而定。本实施例中的倾角仪测量分辨率达到1″,
精度5″,量程±15°,属于高精度倾角仪。
微控制器控制制热片、制冷片的启动/停止、功率的分级加载/卸
载,获取温漂数组:
考虑到电子仪器一般可以在-20℃~80℃之间工作,微控制器预先
设定倾角仪温补过程的温补上限温度T上限为70℃,温补下限温度T下
限为-15℃。参见图3所示,倾角仪固定在混凝土隔震试验台上。微控
制器获取温漂数组的过程中,外部环境的温度在-10℃~35℃之间。倾
角仪正常工作一段时间其内部温度和倾角读数稳定时,微控制器控制
倾角仪将当前倾角读数自动置零。
微控制器启动制冷片,制冷片分10级进行功率加载,每级加载
至倾角仪内部达到热平衡,即倾角仪内部的温度和温漂数据在一段时
间(1分钟)内均稳定,制冷片才进行下一级功率加载,直至倾角仪
内部的温度降至-15℃以下时,制冷片才停止加载功率,并开始分级
进行功率卸载,同时微控制器开始以0.4HZ的频率采集温度数据和温
漂数据,自动保存在微控制器的存储器内,且每级卸载过程中采集的
数据保存为一组,每级卸载至倾角仪内部达到热平衡,制冷片才进行
下一级功率卸载,直至制冷片的功率卸载到零;
在倾角仪内部达到热平衡后,微控制器启动制热片,制热片也分
10级进行功率加载,每级加载至倾角仪内部达到热平衡之后,制热
片才进行下一级功率加载,在上述过程中微控制器继续采集温度数据
和温漂数据,自动保存在微控制器的存储器内,且每级加载过程中采
集的数据保存为一组,直至倾角仪内部的温度超过70℃时,制热片
停止工作,同时微控制器停止记录温度值和温漂值。
微控制器对自动分组保存在微控制器内的数据进行处理:
微控制器筛从保存的多组数据中,提取每组中最后稳定的温度值
和温漂值,作为该组的温漂数据,保存在温漂数组中,参见表2所示。
表2、温漂数组实例
数组序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度T/℃
-14.5
-6.3
2.0
10.2
18.3
26.6
34.9
43.3
51.4
59.7
67.8
温漂D/″
-306
-180
-75
15
102
201
318
444
579
735
912
在使用倾角仪时,微控制器自动完成温补:
使用倾角仪测量倾角时,人工将倾角仪的读数置零,同时记录置
零时的温度T0,T0为此次测量的零漂温度,T下限<T0<T上限;
测量一段时间后,倾角仪的当前倾角读数为Ax,温度传感器记录
倾角仪内部的当前温度为Tx,倾角仪在当前温度Tx下相对于零漂温
度T0发生的温漂值为Dx-0,微控制器通过数据插值方法,结合温漂数
组,计算出温漂值Dx-0;
微控制器再根据以下公式计算真实倾角测量值Areal:Areal=Ax-
Dx-0,向外输出真实倾角测量值Areal。
针对实际使用情况进行测试,温补效果如下:
使用倾角仪实际测量倾角时,倾角仪在启动2分钟(验证了不需
较长的预热时间)之后,人工将倾角读数置零,紧接着倾角仪转动一
小角度(1800″~3600″)后静止,此时测量值为2391″(1°=3600″),
并记录下此时的温度值21.2℃。然后使用日光灯(50~100瓦)照射
倾角仪,以模拟真实使用环境,倾角仪内部温度会升高,从25℃开
始,每隔8℃记录一次倾角读数,当温度测量值升高到49°时,关掉
日光灯,倾角仪自然冷却,直至倾角仪内部温度在一段时间内(2分
钟)稳定,记录稳定温度时的倾角读数。
表3、温补效果的测试数据
顺序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度T/℃
21.2
25
33
41
49
41
33
25
23.8
倾角读数A/″
2391
2385
2389
2396
2397
2392
2387
2386
2389
温漂D1/″
0
-6
-2
5
6
1
-4
-5
-2
具体测试结果参见表3所示,可表3可知:温漂问题得到了良好
的控制。
本发明中的系统容易实施,使倾角仪在普通的隔震试验环境中,
能够高精度地自动完成温漂数据的捕捉,并存储在倾角仪微控制器内
部备用。在测量倾角时,利用温漂数组对测量的倾角进行温补修正,
得到真实的倾角值,完成了高精度的仪器温补;本发明中的系统进行
的高精度温补时,能够有效缩短倾角仪预热时间,启动之后较短时间
内即可正常工作,并且不会影响测量结果。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型,倘
若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则这
些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。