雙軸傾角傳感器示值誤差檢測(cè)方法

/ 陜西省計(jì)量科學(xué)研究院

0 引言

隨著雙軸傾角傳感器在航空航海、機(jī)械、交通、建筑等各領(lǐng)域的廣泛使用，其示值誤差的校準(zhǔn)檢測(cè)也越來越受到重視。

1 雙軸傾角傳感器工作原理

傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測(cè)量，作為一種檢測(cè)工具，它已成為航空航海、土木工程、石油鉆井、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要測(cè)量工具。用它可測(cè)量被測(cè)平面相對(duì)于水平位置的傾斜度、兩部件相互之間的平行度和垂直度等。

隨著硅微機(jī)械傳感器測(cè)量（MEMS）技術(shù)的發(fā)展，采用MEMS技術(shù)、數(shù)字輸出的雙軸傾角傳感器使用逐漸增多。雙軸傾角傳感器（見圖1）用于各種角度的測(cè)量。例如，高精度激光儀器的水平度、工程機(jī)械設(shè)備調(diào)平、遠(yuǎn)距離測(cè)距儀器、高空平臺(tái)安全保護(hù)、定向衛(wèi)星通信天線的俯仰角測(cè)量、船舶航行姿態(tài)測(cè)量、盾構(gòu)頂管應(yīng)用、大壩檢測(cè)、火炮炮管初射角度測(cè)量、雷達(dá)車輛平臺(tái)檢測(cè)、衛(wèi)星通信車姿態(tài)檢測(cè)等。當(dāng)傾角傳感器靜止時(shí)，也就是側(cè)面和垂直方向沒有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角。一般意義上的傾角傳感器是靜態(tài)測(cè)量或者準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量，一旦有外界加速度，那么加速度芯片測(cè)出的加速度就包含外界加速度，故計(jì)算出來的角度就不準(zhǔn)確。因此，雙軸傾角傳感器采用高端MEMS技術(shù)，傳感器內(nèi)部采用高分辨力差分?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置自動(dòng)補(bǔ)償和濾波算法，很大程度減小了環(huán)境變化引起的誤差。……