[發(fā)明專利]自動(dòng)進(jìn)行零位補(bǔ)償?shù)膬A斜角測(cè)量裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710086510.5
• 申請(qǐng)日: 2007-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN101266146A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高國(guó)偉;李燕;潘雪;趙瑜;王超;張軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京信息工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G01C9/04
• 分類號(hào): G01C9/04;G01C9/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種傾斜角測(cè)量裝置，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有自動(dòng)補(bǔ)償功能的傾斜角測(cè)量裝置，其能夠在無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)水平工作臺(tái)的情況下，對(duì)由于組裝及其它原因而形成的零位偏差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。

背景技術(shù)

在機(jī)械、建筑、汽車、石油、地質(zhì)和電力等工程領(lǐng)域，常常要求精確測(cè)量平面相對(duì)水平方向的傾斜角，為狀態(tài)監(jiān)測(cè)或姿態(tài)控制提供控制參數(shù)。

公開號(hào)為CN1003344A、CN1013063A、CN1320808A和CN1668892A的中國(guó)專利申請(qǐng)中分別公開了基于“液體擺”的傾斜角測(cè)量裝置。其基本原理是，測(cè)量裝置包括兩個(gè)測(cè)量電極和一個(gè)公其電極，電極置于密閉的腔室內(nèi)，腔室內(nèi)裝有高介電常數(shù)液體和氣體。當(dāng)測(cè)量裝置處在水平面位置時(shí)，兩個(gè)電極有相等的面積浸沒在介電液體里，由電極和公開電極構(gòu)成兩個(gè)相等的電容器；傾斜測(cè)量?jī)x轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度時(shí)，二個(gè)電極浸沒在液體里的面積則不相等，產(chǎn)生的電容差值則代表被測(cè)量的傾斜角的大小。

公開號(hào)為CN1532523A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種基于“固體擺”的數(shù)顯式水平及角度測(cè)量?jī)x，其包括外殼和角度測(cè)量裝置，角度測(cè)量裝置為電容角度測(cè)量傳感器，外殼與電容角度測(cè)量?jī)x的主柵或副柵固連，外殼內(nèi)腔中還有一個(gè)始終自動(dòng)回復(fù)并保持在重力垂直狀態(tài)的重力垂直裝置，重力垂直裝置與電容角度測(cè)量?jī)x的副柵或主柵固連并同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；外殼上還設(shè)有一個(gè)用于決定絕對(duì)零位的精密位置開關(guān)，重力垂直裝置由重錘、支承軸和浮筒構(gòu)成，浮筒的位置和形狀為沿重錘中垂軸軸對(duì)稱。此外，公告號(hào)為CN2492832Y、CN2530245Y、CN2624179Y和CN2684149Y的中國(guó)專利申請(qǐng)分別公開了不同結(jié)構(gòu)的基于“固體擺”的傾斜角測(cè)量裝置，它們都是通過(guò)檢測(cè)由傾斜角改變所引起電阻、電容或電感等參數(shù)的變化來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果。

公告號(hào)為CN2335125Y、CN2505806Y、CN2509562Y、CN2575607Y、CN2622676Y、CN2760507Y和CN2738204Y的中國(guó)專利申請(qǐng)分別公開了集成有不同類型傳感器的傾斜角測(cè)量?jī)x器或儀表，上述產(chǎn)品具有諸如電源部分、顯示部分之類的多種外圍電路，可直觀地顯示出測(cè)量結(jié)果。

然而，上述現(xiàn)有技術(shù)都沒有涉及怎樣對(duì)測(cè)量裝置的零位偏差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。眾所周知，各種測(cè)量裝置在裝配過(guò)程中，很難保證測(cè)量裝置的測(cè)量面與傳感器的敏感軸之間絕對(duì)平行，即存在一定的零位偏差。因此，測(cè)量裝置在使用之前必須進(jìn)行校準(zhǔn)，以對(duì)零位偏差進(jìn)行補(bǔ)償。現(xiàn)有技術(shù)中補(bǔ)償零位偏差常用的方法是將裝配好的測(cè)量裝置放置于標(biāo)準(zhǔn)的水平工作臺(tái)面上，測(cè)量其輸出結(jié)果，隨后或者對(duì)傳感器的位置進(jìn)行調(diào)整，或者對(duì)輸出值進(jìn)行補(bǔ)償，以消除零位偏差。此過(guò)程操作復(fù)雜，效率較低，不適合大批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種具有自動(dòng)補(bǔ)償功能的傾斜角測(cè)量裝置，其能夠在無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)水平工作臺(tái)的情況下，對(duì)由于組裝及其它原因而形成的零位偏差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種傾斜角測(cè)量裝置，其包括基座、旋轉(zhuǎn)圓盤、傾斜角傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、電機(jī)、微處理器和數(shù)字輸出接口，其中基座上具有測(cè)量基準(zhǔn)面，A/D轉(zhuǎn)換器采集傾斜角傳感器的輸出電壓，并將其結(jié)果輸送至微處理器，微處理器基于特定的函數(shù)關(guān)系根據(jù)傾斜角傳感器的輸出電壓計(jì)算出測(cè)量基準(zhǔn)面與水平面之間的傾斜角，第一傾角傳感器安裝于旋轉(zhuǎn)圖盤邊緣處，第二傾角傳感器安裝于將第一傾角傳感器繞著旋轉(zhuǎn)圓盤的中心旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)90°后所處的位置，并且第二傾角傳感器和第一傾角傳感器的敏感軸相互垂直，旋轉(zhuǎn)圓盤固定在電機(jī)的輸出軸上，可以繞著電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)至少90°，傾斜角測(cè)量裝置啟動(dòng)后首先讀取第一位置處第一傾斜角傳感器的第一輸出電壓值，然后微處理器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)圓盤旋轉(zhuǎn)90°，延時(shí)一定時(shí)段后，讀取第二位置處第二傳感器的第二輸出電壓值，根據(jù)第一輸出電壓值和第二輸出電壓值的差值計(jì)算出測(cè)量基準(zhǔn)面與旋轉(zhuǎn)圓盤所在平面之間的零位偏差角，此后將旋轉(zhuǎn)圓盤反向旋轉(zhuǎn)90°，再次延時(shí)一定時(shí)段后進(jìn)行正式測(cè)量。