[發(fā)明專利]一種高精度傾角儀的智能溫補方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510599780.0
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105136118B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王波;高陽;李東明;朱治寶;伊建軍;汪正興;柴小鵬;劉鵬飛;荊國強(qiáng);焦旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司;中鐵大橋局集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G01C9/02
• 分類號: G01C9/02
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務(wù)所(普通合伙)11221
• 代理人: 王衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傾角測量或傾角監(jiān)測領(lǐng)域，具體是涉及一種高精度傾角儀的智能溫補方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界已經(jīng)逐步進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時代。傳感器是獲取自然和工程領(lǐng)域中各種信息的主要途徑與技術(shù)手段，其性能好壞直接關(guān)系到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實性。傾角儀作為一種測量傾角的傳感器，在機(jī)械、土木及各種工程中應(yīng)用非常廣泛。

傾角儀中的傾角測量芯片所使用材料有其特定的溫度性質(zhì)，因此傾角儀在正常工作時，會受到內(nèi)部電路產(chǎn)生的熱量和外部氣溫變化的影響，也會受到封裝結(jié)構(gòu)和材料的影響，直接反映為傾角測量數(shù)據(jù)的溫度漂移，簡稱溫漂。申請?zhí)枮?01220432150.6的中國實用新型專利《高精度帶溫補傾角模塊》提出：將傾角傳感器和溫度傳感器用隔熱材料封閉起來，然后人為進(jìn)行溫補試驗，以達(dá)到克服溫漂的目的。

然而，若要人為對高靈敏度的傾角儀進(jìn)行精確的溫補，需要非常苛刻的試驗環(huán)境：既要考慮升溫，又要盡量避免產(chǎn)生溫補環(huán)境微震或氣流流動，溫補工作量較大。

另外，為了避免傾角儀從啟動到正常工作之前產(chǎn)生溫漂，傾角儀從啟動到正常工作之前需要預(yù)熱一段時間，這占用了一定的工作時間，導(dǎo)致工作效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種高精度傾角儀的智能溫補方法，能夠降低傾角儀正常工作時對溫補環(huán)境的要求，提高溫補精度并減少溫補工作量，減少傾角儀從啟動到正常工作之前的預(yù)熱時間，有效提高工作效率。

本發(fā)明提供一種高精度傾角儀的智能溫補方法，包括以下步驟：

A、傾角儀包括傾角測量芯片和微控制器，當(dāng)傾角測量芯片內(nèi)部集成有溫度測量器件時，在傾角儀內(nèi)部增設(shè)制熱片和制冷片；當(dāng)傾角測量芯片內(nèi)部未集成有溫度測量器件時，在傾角儀內(nèi)部增設(shè)制熱片、制冷片和溫度傳感器，溫度傳感器置于傾角測量芯片的側(cè)邊；

B、傾角儀智能獲取溫漂數(shù)組：

B1、傾角儀內(nèi)部的微控制器預(yù)先設(shè)定傾角儀溫補過程中的溫補上限溫度T_上限、溫補下限溫度T_下限；將傾角儀固定在混凝土隔震試驗臺上；傾角儀正常工作一段時間至其內(nèi)部溫度和傾角讀數(shù)穩(wěn)定時，微控制器控制傾角儀將當(dāng)前傾角讀數(shù)自動置零；

B2、微控制器啟動制冷片，制冷片分級進(jìn)行功率加載，每級加載至傾角儀內(nèi)部達(dá)到熱平衡，即傾角儀內(nèi)部的溫度和溫漂數(shù)據(jù)在一定時間內(nèi)均穩(wěn)定，制冷片才進(jìn)行下一級功率加載，直至傾角儀內(nèi)部的溫度降至T_下限以下時，制冷片才停止加載功率，并開始分級進(jìn)行功率卸載，同時微控制器開始以一定頻率采集溫度數(shù)據(jù)和溫漂數(shù)據(jù)，自動保存在微控制器的存儲器內(nèi)，且每級卸載過程中采集的數(shù)據(jù)保存為一組，每級卸載至傾角儀內(nèi)部達(dá)到熱平衡，制冷片才進(jìn)行下一級功率卸載，直至制冷片的功率卸載到零；

B3、在傾角儀內(nèi)部達(dá)到熱平衡后，微控制器啟動制熱片，制熱片分級進(jìn)行功率加載，每級加載至傾角儀內(nèi)部達(dá)到熱平衡之后，制熱片才進(jìn)行下一級功率加載，在上述過程中微控制器繼續(xù)采集溫度數(shù)據(jù)和溫漂數(shù)據(jù)，自動保存在微控制器的存儲器內(nèi)，且每級加載過程中采集的數(shù)據(jù)保存為一組，直至傾角儀內(nèi)部的溫度升到T_上限時，制熱片停止工作，同時微控制器停止記錄溫度數(shù)據(jù)和溫漂數(shù)據(jù)；

B4、微控制器對自動分組保存在微控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：

微控制器從保存的多組數(shù)據(jù)中，提取每組中最后穩(wěn)定的溫度值和溫漂值，作為該組的溫漂數(shù)據(jù)，保存在溫漂數(shù)組中，溫漂數(shù)組中有若干列數(shù)據(jù)，n為溫漂數(shù)組的總列數(shù)，m為溫漂數(shù)組中列的序號，n、m均為正整數(shù)，且4≤m≤n；溫漂數(shù)組中第m列的溫度值為T_m，溫漂數(shù)組中第m列的溫漂值為D_m，溫漂數(shù)組中第n列的溫度值為T_n，溫漂數(shù)組中第n列的溫漂值為D_n；

C、在使用傾角儀時，傾角儀內(nèi)部的微控制器自動完成溫補：

C1、使用傾角儀測量傾角時，人工將傾角儀的讀數(shù)置零，同時記錄置零時的溫度T₀，T₀為此次測量的零漂溫度，T_下限＜T₀＜T_上限；