[发明专利]一种杆式测斜仪温度补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种杆式测斜仪温度补偿方法，涉及到杆式测斜仪的测试、应用领域。

背景技术

杆式测斜仪是一种利用倾角变化反应水平位移的装置，其基本原理是：杆式测斜仪的长度固定，通过倾斜角度的变化，通过三角函数的关系计算水平位移L=Len*Sin(α)，其中Len为杆式测斜仪的长度，α为倾斜角度。

由于内置倾角传感器，其灵敏度高，易受环境温度、机械振动的影响，按照倾角传感器数据手册中参数描述，倾角传感器受温度影响典型值为±0.008°/℃。按照地铁施工规范要求，在温差20℃范围内，角度示值变化值不得超过±0.02°，因此测斜仪若要满足工程测量要求，则必须进行温度补偿。传统方法采用硬件对称补偿的方法，存在离散性大等缺点。

综上所述，传统温补方法过于繁琐，且由于测斜仪的温度补偿是一种必须的进行的测试、生产工序，需要实现自动补偿功能。

发明内容

本发明为了克服上述缺陷，其目的在于提供一种杆式测斜仪温度补偿方法，解决的技术问题就在于：（1）环境温度的采集和温度自动补偿功能；可作为测斜仪温度补偿、测试工艺方法，具有自动化、可靠性高等特点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种杆式测斜仪温度补偿方法，杆式测斜仪内部设计有倾角传感器、ADC采集电路、微型控制器，实现倾角的测量功能；

本温度补偿方法中设计有：温度传感器、EEPROM存储器，其中温度传感器用于实现环境温度的测量，EEPROM存储器用于存储温度补偿系数；在完成温度补偿测试后，每次采集时微型控制器采集倾角度后，再读取环境温度和温度补偿系数进行补偿；

在本方法的实施步骤中需要进行两次温度测试操作，在进行温度测试前，将测斜仪进行固定；由于测斜仪固定安装，默认实际温度不会引起测斜仪结构的变化；

第一次温度测试后，根据读取的环境温度值-角度采集值进行二次项曲线拟合，得到角度-温度的拟合曲线，并计算温补系数C2、C1、C0；

在第二次温度测试前，将温补系数C2、C1、C0写入到EEPROM中进行保存；

重新上电启动测斜仪后，，每次采集角度后，微型控制器读取环境温度值和读出EEPROM的温补系数，进行温度补偿计算，计算后的角度值作为本次采集的值；

二次温度测试主要是为了验证，经过第一次温补系数的补偿后，在温差为20℃变化情况下，角度示值的变化是否在±0.02°内；若不在范围内，需要进行第二轮温度系数测试、验证工序。

本发明的有益效果：

本发明的方法，是一种基于角度测量电路、温度测量、存储器等模块实现的温补方法，通过两次温度测试，分别得到温补系数和进行验证，验证后测斜仪可自动完成温度补偿功能。

附图说明

图1为本发明的测斜仪的结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明进行详细描述：

一种杆式测斜仪温度补偿方法，杆式测斜仪内部设计有倾角传感器4、ADC采集电路5、微型控制器2，实现倾角的测量功能；

本温度补偿方法中设计有：温度传感器1、EEPROM存储器3，其中温度传感器1用于实现环境温度的测量，EEPROM存储器3用于存储温度补偿系数；在完成温度补偿测试后，每次采集时微型控制器1采集倾角度后，再读取环境温度和温度补偿系数进行补偿；

在本方法的实施步骤中需要进行两次温度测试操作，在进行温度测试前，将测斜仪进行固定；由于测斜仪固定安装，默认实际温度不会引起测斜仪结构的变化；

第一次温度测试后，根据读取的环境温度值-角度采集值进行二次项曲线拟合，得到角度-温度的拟合曲线，并计算温补系数C2、C1、C0；

在第二次温度测试前，将温补系数C2、C1、C0写入到EEPROM中进行保存；

重新上电启动测斜仪后，每次采集角度后，微型控制器读取环境温度值和读出EEPROM的温补系数，进行温度补偿计算，计算后的角度值作为本次采集的值；

二次温度测试主要是为了验证，经过第一次温补系数的补偿后，在温差为20℃变化情况下，角度示值的变化是否在±0.02°内；若不在范围内，需要进行第二轮温度系数测试、验证工序。

初次进行温度测试，取温度补偿系数阶段时，测斜仪应安装固定牢靠。第二次温度补偿效果验证测试时，同样也进行安装固定。

根据初次温度测试后，进行的角度-温度二次项拟合系数C2、C1、C0后，通过写入到EEPROM中进行保存。