[发明专利]一种测斜仪自动率定装置及率定方法

说明书

本发明公开了一种测斜仪自动率定装置及率定方法，装置包括水平面率定单元和竖直面率定单元；水平面率定单元包括水平转盘以及驱动水平转盘在水平面内转动的竖直轴驱动伺服电机；竖直面率定单元设于水平转盘上且随水平转盘转动而转动，包括测斜仪固定转轮以及驱动测斜仪固定转轮在竖直面内转动的水平轴驱动伺服电机，测斜仪固定转轮上设有用于安装测斜仪杆的测斜仪杆固定孔；水平转盘的轴线、测斜仪固定转轮的轴线以及测斜仪杆的轴线始终相交于一点，通过控制两台伺服电机按一定角度进退并测量测斜仪的输出实现自动率定。本发明能够实现测斜仪全姿态、全量程和全性能指标的自动率定，率定装置可靠，率定方法简单、准确、高效。

技术领域

本发明属于率定装置技术领域，具体涉及一种测斜仪自动率定装置及率定方法。

背景技术

测斜仪是进行结构变形测量的主要仪器之一，在高边坡、堤坝等工程已经获得广泛应用，但测斜仪的率定问题一直难以解决。目前的率定方法都是利用一个长方体块，采用卡尺人工定位计算的方式获得，难以考虑X、Y两个方向的相互影响，更不能检验测斜仪轴线扭转对输出的影响，人为误差大，率定准确性低且操作繁琐。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种测斜仪自动率定装置及率定方法，通过控制两台伺服电机按一定角度进退并测量测斜仪的输出实现自动率定，实现测斜仪全姿态、全量程和全性能指标的自动率定，率定装置可靠，率定方法简单、准确、高效。

本发明提供了如下的技术方案：

一种测斜仪自动率定装置，包括水平面率定单元和竖直面率定单元；

所述水平面率定单元包括水平转盘以及驱动水平转盘在水平面内转动的竖直轴驱动伺服电机；

所述竖直面率定单元设于水平转盘上且随水平转盘转动而转动，所述竖直面率定单元包括测斜仪固定转轮以及驱动测斜仪固定转轮在竖直面内转动的水平轴驱动伺服电机，所述测斜仪固定转轮上设有用于安装测斜仪杆的测斜仪杆固定孔；

所述水平转盘的轴线、测斜仪固定转轮的轴线以及测斜仪杆的轴线始终相交于一点。

优选的，所述水平面率定单元还包括与水平转盘固定相连的第一传动轴，所述第一传动轴与竖直轴驱动伺服电机相连，所述竖直轴驱动伺服电机能够带动第一传动轴在水平面内转动。

优选的，所述竖直面轴率定单元还包括与测斜仪固定转轮固定相连的第二传动轴，所述第二传动轴与水平轴驱动伺服电机相连，所述水平轴驱动伺服电机能够带动第二传动轴在竖直面内转动。

优选的，所述第二传动轴通过支撑架与水平转盘连接。

优选的，所述水平转盘上设有水平气泡。

优选的，还包括控制器，所述控制器分别与水平轴驱动伺服电机、竖直轴驱动伺服电机以及测斜仪的读数装置相连。

一种测斜仪自动率定方法，包括以下步骤：

将待率定的测斜仪杆安装于测斜仪杆固定孔中，确保水平转盘的轴线、测斜仪固定转轮的轴线以及测斜仪杆的轴线相交于一点；

将测斜仪的读数装置、水平轴驱动伺服电机和竖直轴驱动伺服电机分别与计算机相连，由计算机实现同步控制和读数；

启动水平轴驱动伺服电机和竖直轴驱动伺服电机，根据测斜仪精度要求确定步进角，记录两台电机累计旋转角度和测斜仪自身对应的读数，通过两台伺服电机的旋转角度计算测斜仪的理论测量角度，当测斜仪的理论测量角度达到测斜仪两倍量程时伺服电机停止前进；

控制水平轴驱动伺服电机和竖直轴驱动伺服电机以步进角反向旋转，直至复位到初始位置；

计算机自动计算测斜仪的最大误差或测斜仪的线性度、稳定性及滞后等参数，实现对测斜仪的自动率定。