[發明專利]四簧平面位移式傾仰角測試器及測試方法

有效

• 申請號: 202011020124.8
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112362028B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 張照鋒;吳明康;聶子健;蔡紀源;王順華;李璟;殷家騰;高燕;孫冬;顧斌;吳珊珊;湯滟
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01C1/00;G01B5/24;G01B11/26
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

1.四簧平面位移式傾仰角測試方法，其特征在于，采用四簧平面位移式傾仰角測試器，四簧平面位移式傾仰角測試器包括測量儀，測量儀包括信號采集模塊、信號調理模塊和控制模塊；

信號采集模塊，包括感光管點陣板(1)、彈簧(2)、旋鈕式彈簧栓(3)和滑塊(4)；感光管點陣板(1)為正方形結構，感光管點陣板(1)上等間隔分布有若干感光管單元(1a)；旋鈕式彈簧栓(3)和彈簧(2)的數量均為四個，四個旋鈕式彈簧栓(3)分別設于感光管點陣板(1)的四條邊中間，每個旋鈕式彈簧栓(3)通過彈簧(2)連接于滑塊(4)側部，四個連接于旋鈕式彈簧栓(3)和滑塊(4)之間的彈簧(2)的長度和彈性系數均相同，感光管點陣板(1)傾斜時，滑塊(4)在感光管點陣板(1)上滑動；滑塊(4)包括透明圓盤狀支撐體(401)、設于支撐體(401)上的凹面鏡(402)和設于支撐體(401)上且位于凹面鏡(402)的鏡前焦點處的發光二極管(403)；發光二極管(403)在焦點上所發出的光經凹面鏡(402)反射后形成平行光束，感光管單元(1a)用于接收平行光束；

信號調理模塊，用于對由感光管單元(1a)采集的光信號轉換的電信號進行信號調理；

控制模塊，用于控制發光二極管(403)發光及人機交互、用于根據調理后的電信號所載光照信息進行傾斜角計算；

測試方法步驟具體為：

步驟0：感光管點陣板左右兩側邊的中點分別設為C點和A點，上下兩側邊的中點分別設為B點和D點，感光管點陣板(1)中點位置設為原點O，給定固定點C、A所在直線為X軸，給定固定點D、B所在直線為Y軸，原點O至固定點A為X軸正方向，原點O至固定點B為Y軸正方向；感光管點陣板(1)處于水平狀態時，滑塊(4)處于原點O位置處；感光管點陣板(1)中的感光管單元(1a)的序號設為(i,j)，i＝0,…I,j＝0,…I,I設置成偶數；

步驟1：給序號集和賦以空集：

步驟2：給i賦以零值：i←0；

步驟3：給j賦以零值：j←0；

步驟4：讀取序號(i,j)感光管所在的信號通道的ADC輸出電壓U(i,j)；

步驟5：判斷當前感光管電路輸出電壓U(i,j)是否大于預設電壓門限u_thd，若是，則執行步驟6，否則，執行步驟7；

步驟6：將序號i和j分別存入和其中符號∪表示并集；

步驟7：判斷序號j是否達到最大值I，若是，執行步驟8，否則對j遞增1后跳轉步驟4；

步驟8：判斷序號i是否達到最大值I，若是，執行步驟9，否則對i遞增1后跳轉步驟3；

步驟9：計算光照覆蓋域中心的感光管單元(1a)序號

其中運算過程表示對x進行四舍五入運算后取整數然后將結果對y賦值；

步驟10：給滑塊(4)中心坐標M(x,y)賦值，d表示相鄰兩個感光管單元(1a)的間距；

步驟11：以沿著彈簧離開滑塊的方向為參考正方向，將固定于A、B、C和D的旋鈕式彈簧栓(3)所連接的彈簧(2)分別賦以序號1、2、3和4，計算與固定點A、B、C和D連接的彈簧對滑塊的作用力F₁、F₂、F₃和F₄：

其中，a表示正方形的感光管點陣板邊長的一半；

步驟12：根據彈簧對滑塊的作用力計算重力G在傾斜的感光管點陣板面上的分力G_xoy：

其中，

其中，下標x和y分別代表所標注的力在感光管點陣板面的X軸和Y軸方向上的分力，i為彈簧的序號；

步驟13：計算和

其中，為傾斜的感光管點陣板面即傾斜面與水平面的夾角，符號|·|代表向量的模值；

步驟14：計算傾斜面法線向量n：