[发明专利]测斜仪中石英挠性加速度计的安装定位装置和标定方法

说明书

本发明涉及测斜仪技术领域，提供了一种测斜仪中石英挠性加速度计的安装定位装置和标定方法。其中，该装置包括：套筒，所述套筒设置在上轮座和下轮座之间，且所述套筒两端内壁上设置有套筒定位槽；上轮座定位销和下轮座定位销，与所述套筒两端内壁上设置的套筒定位槽配合，以使所述上轮座和所述下轮座共面；加速度计安装座，设置在所述下轮座上且与加速度计的表头配合，所述加速度计通过表头与加速度计安装座的装配实现安装定位。由此，可以使得加速度计安装定位，进而可以采用数字调表，不再需要机械调表结构，具有结构简单易于实现的优点。

技术领域

本发明涉及测斜仪技术领域，尤其涉及一种测斜仪中石英挠性加速度计的安装定位装置和标定方法。

背景技术

滑动式测斜仪是一种典型的岩土工程监测仪器，对于岩土工程领域变形监测(深部位移)十分有效，也是目前国内外在岩土工程中应用最广泛的一种精密的检测仪器。该仪器用于获得测孔内测斜管轴线在导槽对构成的剖面上的轨迹，经计算可以得到该剖面内测孔每一测量点相对于钻孔底部的水平位移。用于观测土石坝、堤防、土体边坡、建筑物基坑、地下建筑工程土体内部以及铁路、港口、公路、水利、高层建筑等基地内部层面的倾斜角度变化和水平位移变化。

依据机械行业标准JB/T 12204-2015《滑动式岩土测斜仪》，滑动式测斜仪主要由测读仪、测头和控制电缆组件等部分组成，其中测头是位移测量的核心部件。测头一般由套筒、上轮座组、下轮座组和传感器等部分组成。上轮座组和下轮座组的导轮间距构成测斜间距(一般要求500mm)，且导轮在同一平面内。

其中，基于石英挠性加速度计作为传感器的测斜仪为目前主流的测斜仪。石英挠性加速度计传感器测量测头倾斜后的重力加速度，再通过矢量分解，将重力加速度分量转换成水平分量(垂直分量)，经计算获得测头倾斜角度，经计算获得测斜孔的水平位移量(沉降位移)。

测头的零偏和标度因数是核心指标，出厂前需要标定至标称值(分辨率要求为8角秒，标度因数要求2.5V/g)。目前一般采用调节结构来调整加速度计的安装位置，由于这种标定存在误差，测斜仪的位移测量精度主要由加速度计输出决定，即要求其标定系数精确，这就要求加速度计相对测量基准(4个导轮平面)具有一定的安装精度。然而，通过现有的机械调节的调表方式确定测斜仪的标定系数，会造成机加成本高，同时增加了结构复杂性，且由于这种调节方式很难保证每套测斜仪的零偏和标度因数标称值一致，或存在松动可能性，影响测斜仪部件之间的互换性。因此采用机械调节加速度计的方法存在局限性。

发明内容

本发明提供了一种测斜仪中石英挠性加速度计的安装定位装置和标定方法，能够解决现有技术中结构复杂及机械调节加速度计的方法存在局限性的技术问题。

本发明提供了一种测斜仪中石英挠性加速度计的安装定位装置，该装置设置在测斜仪的测头上，其中，该装置包括：

套筒，所述套筒设置在上轮座和下轮座之间，且所述套筒两端内壁上设置有套筒定位槽；

上轮座定位销和下轮座定位销，与所述套筒两端内壁上设置的套筒定位槽配合，以使所述上轮座和所述下轮座共面；

加速度计安装座，设置在所述下轮座上与加速度计的表头配合，所述加速度计通过表头与加速度计安装座的装配实现安装定位。

优选地，所述套筒定位槽为盲槽。

本发明还提供了一种使用上述安装定位装置的测斜仪中石英挠性加速度计的标定方法，其中，该方法包括：

对加速度计的初始零偏和初始标度因数进行初始化；

控制测头分别倾斜正第一预定角度和负第一预定角度，得到对应角度下测斜仪中测读仪的读数L_正1和L_负1；

基于读数L_正1和L_负1计算标度因数K；