[发明专利]一种加速度传感器与磁传感器同轴正交调整的方法

摘要

本发明公开了一种加速度传感器与磁传感器同轴正交调整的方法，利用地球重力和地球磁场对三轴磁传感器的正交性以及三轴加速度传感器和三轴磁传感器的同轴进行调整，先保证要调整加速度轴向与重力方向完全一致；然后矫正台在水平方向转动，通过观察磁传感器的读数的方法调整磁传感器，直到在转动过程中，磁传感器的读数波动在一定范围内；这样依次调整x，y，z轴，就保证三轴加速度传感器和三轴磁传感器的同轴，由于三轴加速度是正交的，三轴磁传感器自然也是正交的。本发明保证了加速度传感器和磁传感器的三轴同轴性，精度在0.2％，并且其监测的方位角精度控制在0.5°以内。

主权项

一种加速度传感器与磁传感器同轴正交调整的方法，其特征在于，该方法是通过以下步骤来实现的：(1)、将杆子悬垂将待调整的装有加速度传感器的杆子置于矫正台上，保证杆子能够保持悬垂，并且将水平仪放置与杆子垂直的剖面上，观察水平仪的气泡是否处于中央位置，以此来验证杆子是否处于悬垂状态；(2)、将加速度传感器的Z轴与杆子的夹角调整为0，按以下步骤进行相应的调节：(201)、将加速度传感器Z轴尽量调整成与地球重力方向平行的位置，水平旋转矫正台，观察加速度传感器X轴或者Y轴的读数与Z轴垂直的轴向；(202)、分别记下加速度传感器X轴读数和加速度传感器Y轴读数；(203)、对加速度传感器的Z轴进行微调，计算出每次微调后X轴读数与Y轴读数的平方和开方后的读数后，进行比较每次的读数计算结果，直到在水平旋转一周过程中X轴读数与Y轴读数平方和开方后的读数波动不超过重力加速度G的0.1％，此时加速度的Z轴与杆子夹角小于0.1°；(3)、将磁传感器的Z轴与杆子的夹角调整为0通过以下步骤进行调整：(301)、将磁传感器在水平旋转矫正台旋转一周后，记录Z轴的读数在旋转过程中的最大值及最小值；(302)、再次旋转使Z轴的读数达到最大值时，停止旋转，开始对磁传感器的Z轴进行调整，应该顺着地球磁力线方向对磁传感器的Z轴进行调整，直到Z轴的读数等于最大值和最小值的均值；同理，也可在Z轴的读数达到最小值处停止，逆着地球磁力线方向对磁传感器的Z轴进行调整；(303)、重复上述步骤(301)、(302)的旋转过程及其调整过程，直到在水平旋转一周过程中磁传感器Z轴的读数波动不超过总读数的0.1％，此时Z轴与杆子的夹角小于0.1°；(4)、调整加速度传感器和磁传感器的X轴方向先将加速度传感器的X轴调整到与地球重力方向一致，然后通过旋转的方式调整磁传感器的X轴，由于加速度传感器的正交性已经满足，加速度传感器Z轴已经与杆子悬垂时的方向一致，加速度传感器的X轴和Y轴必然与杆子的方向垂直，加速度传感器X轴调整完毕后，按照以下步骤进行调整：(401)、将磁传感器在水平旋转矫正台旋转一周后，记录X轴的读数在旋转过程中的最大值及最小值；(402)、再次旋转使X轴的读数达到最大值时，停止旋转，开始对磁传感器的X轴进行调整，应该顺着地球磁力线方向对磁传感器的X轴进行调整，直到X轴的读数等于最大值和最小值的均值；同理，也可在X轴的读数达到最小值处停止，逆着地球磁力线方向对磁传感器的X轴进行调整；(403)、重复上述步骤(401)、(402)的旋转过程及其调整过程，直到在水平旋转一周过程中磁传感器X轴的读数波动不超过总读数的0.1％，此时X轴与杆子的夹角小于0.1°，由于磁传感器X轴的调整流程与磁传感器的Z轴调整流程一致，该步骤仅对加速度传感器的X轴调整到与地球重力方向一致的流程进行说明；(5)、调整加速度传感器和磁传感器的Y轴方向先将加速度传感器的Y轴调整到与地球重力方向一致，然后通过旋转的方式调整磁传感器的Y轴，由于杆子已经转到水平方向了，仅需自转杆子，观察加速度传感器的X轴，直到X轴上的读数为0，加速度传感器Y轴调整完毕后，即可按照以下步骤调整磁传感器的Y轴：(501)、将磁传感器在水平旋转矫正台旋转一周后，记录Y轴的读数在旋转过程中的最大值及最小值；(502)、再次旋转使Y轴的读数达到最大值时，停止旋转，开始对磁传感器的Y轴进行调整，应该顺着地球磁力线方向对磁传感器的Y轴进行调整，直到Y轴的读数等于最大值和最小值的均值；同理，也可在Y轴的读数达到最小值处停止，逆着地球磁力线方向对磁传感器的Y轴进行调整；(503)、重复上述步骤(501)、(502)的旋转过程及其调整过程，直到在水平旋转一周过程中磁传感器X轴的读数波动不超过总读数的0.1％，此时Y轴与杆子的夹角小于0.1°。