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专利名称：一种数字化智能倾斜仪的安装标定方法
技术领域：
本发明属于检测技术领域，涉及一种数字化智能倾斜仪，尤其涉及一种数字化智能倾斜仪的安装标定方法。
背景技术：
数字化倾斜仪包括倾斜仪的核心部件及安装底座，在安装数字化倾斜仪时，倾斜仪的核心部件与安装底座会存在安装误差。现有的处理方法通常不考虑上述安装误差，仅仅只做置零处理，不够全面。有鉴于此，如今迫切需要设计一种能减少数字化智能倾斜仪安装误差的标定方法，以便修正倾斜仪核心敏感部件相对于安装壳体底座的安装误差。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种数字化智能倾斜仪的安装标定方法，可有效消除安装误差，提闻检测精度。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种数字化智能倾斜仪的安装标定方法，所述方法包括如下步骤步骤S1:将倾斜仪的核心部件安装在倾斜仪的壳体中，完成倾斜仪的组装；步骤S2 :将组装后的倾斜仪固定在治具中，并将治具放置在一平台上；步骤S3 :按照设定的顺序翻转治具，获取治具坐标轴中每个轴相对于壳体坐标系的误差分量；步骤S4 :对治具每个轴的误差分量做处理，输入到倾斜仪内置的微处理器中，微处理器自动解算出坐标系转换矩阵并存储；步骤S5 :每次新的角度值都会经过坐标转换矩阵的处理，修正安装误差。作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中，将治具水平放置在大理石平台上。作为本发明的一种优选方案，所述治具坐标系与壳体坐标系重合设置；利用精密加工的、水平的L型大理石平台，将设有倾斜仪的治具放置在L型大理石平台上，按照设定的顺序不停地在L型大理石平台上翻转治具，获得治具每个轴相对于壳体坐标系的误差分量。作为本发明的一种优选方案，所述步骤S3中，利用Y = W *C公式解算出在核心部件坐标系中核心部件感测到的横滚、俯仰角度在壳体坐标系中的映射；其中，Y为核心部件感测到的横滚、俯仰角度在壳体坐标系中的映射值，W为坐标转换的矩阵系数，C为核心部件坐标系中感测到的横滚、俯仰角度值。本发明的有益效果在于本发明提出的数字化智能倾斜仪的安装标定方法，将倾斜仪安装固定在特殊治具上，按照一定顺序翻转至多个位置，获得倾斜每个轴相对于安装外壳底座的分量误差，以此作为软件修正算法的输入，倾斜仪内部微处理器解算出误差矩阵系数并存储。倾斜仪每次测得角度数据经过误差矩阵处理可减少甚至消除安装误差。对于用户使用时，完全可以以看得见、摸得着的壳体参考边作为倾斜仪的实际测量轴，安装时不必费劲心思地去对准看不见的、摸不着的敏感轴向。经过该标定方法的倾斜仪，能够很好地消除安装误差，相对现有数字倾斜仪有明显优势。此外，本发明数字倾斜仪内部软件集成了标定方法实施算法，能够在外部简单的操作实现数字倾斜仪本身数字自动标定。


图1为本发明方法中数字化智能倾斜仪的内部坐标系示意图。图2为本发明标定方法实施流程图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。实施例一 请参阅图1，由于安装造成的核心部件坐标系XaYaZa与壳体坐标系XaYaZa是不重合 的，需要在算法上实施核心部件坐标系XaYaZa与壳体坐标系XaYaZa2间的实现相互转换。需要将倾斜仪安装固定在特殊治具上，按照一定顺序翻转至多个位置，获得倾斜仪每个轴相对于安装外壳底座的分量误差，作为坐标系转换的输入，利用倾斜仪内置微处理器解算出转换矩阵系数并存储。所述标定方法利用将倾斜仪安装固定在特殊治具上，按照一定顺序翻转至多个位置，获得倾斜仪每个轴相对于安装外壳底座的分量误差。所述倾斜仪的标定方法中的特殊治具是一个精密的、规则的坐标定系参考机构，倾斜仪安装在特殊治具上，特殊治具坐标系与壳体坐标系XaYaZa能够做到重合。利用精密加工的、水平的L型大理石平台，将有倾斜仪固定的特殊治具放置在L型大理石平台上，按照一定的顺序不停地在L型大理石平台上翻转特殊治具，获得每个轴相对于壳体坐标系XJaZa的误差分量。所述标定方法利用倾斜仪内置微处理器将核心部件坐标系XaYaZa与壳体坐标系XaYaZa的相互转换方法以软件算法的形式固化在微处理器执行代码中。所述标定方法中的坐标系转换方法为利用Y = W *C公式解算出在核心部件坐标系XaYaZa中核心部件感测到的横滚、俯仰角度在壳体坐标系XaYaZa中的映射。Y为核心部件感测到的横滚、俯仰角度在壳体坐标系中的映射值，W为坐标转换的矩阵系数，C为核心部件坐标系XaYaZa中感测到的横滚、俯仰角度值。具体地，请参阅图2，本发明数字化智能倾斜仪的安装标定方法，包括如下步骤步骤SI将核心部件安装在倾斜仪的壳体中，完成倾斜仪组装步骤，这必将引入
安装误差。步骤S2算法软件固化到倾斜仪内置微处理器中，用于解决安装误差自动软件算法修正。步骤S3将组装后的倾斜仪固定在特殊治具中，并将特殊治具放置水平的大理石平台上。步骤S4按照一定的顺序翻转特殊治具，获取每个轴相对于壳体坐标系的误差分量。步骤S5对每个轴的误差分量做处理，输入到倾斜仪内置的微处理器中，微处理器自动解算出坐标系转换矩阵并存储。步骤S6每次新的角度值都会经过坐标转换矩阵的处理，修正安装误差。
综上所述，本发明提出的数字化智能倾斜仪的安装标定方法，将倾斜仪安装固定在特殊治具上，按照一定顺序翻转至多个位置，获得倾斜每个轴相对于安装外壳底座的分量误差，以此作为软件修正算法的输入，倾斜仪内部微处理器解算出误差矩阵系数并存储。倾斜仪每次测得角度数据经过误差矩阵处理可减少甚至消除安装误差。对于用户使用时，完全可以以看得见、摸得着的壳体参考边作为倾斜仪的实际测量轴，安装时不必费劲心思地去对准看不见的、摸不着的敏感轴向。经过该标定方法的倾斜仪，能够很好地消除安装误差，相对现有数字倾斜仪有明显优势。此外,本发明数字倾斜仪内部软件集成了标定方法实施算法，能够在外部简单的操作实现数字倾斜仪本身数字自动标定。这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
权利要求
1.一种数字化智能倾斜仪的安装标定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤步骤S1:将倾斜仪的核心部件安装在倾斜仪的壳体中，完成倾斜仪的组装；步骤S2 :将组装后的倾斜仪固定在治具中，并将治具放置在一平台上；步骤S3 :按照设定的顺序翻转治具，获取治具坐标轴中每个轴相对于壳体坐标系的误差分量;步骤S4:对治具每个轴的误差分量做处理，输入到倾斜仪内置的微处理器中，微处理器自动解算出坐标系转换矩阵并存储；步骤S5 :每次新的角度值都会经过坐标转换矩阵的处理，修正安装误差。
2.根据权利要求1所述的数字化智能倾斜仪的安装标定方法，其特征在于通过六面体工装设备，测出传感器每个轴的输出误差、垂直误差两个分量，测量方法依照每个轴独立翻转测量，同时每个误差分量测得两次，便于消除人为误差。
3.根据权利要求1所述的数字化智能倾斜仪的安装标定方法，其特征在于所述步骤S2中，将治具水平放置在大理石平台上。
4.根据权利要求1所述的数字化智能倾斜仪的安装标定方法，其特征在于所述治具坐标系与壳体坐标系重合设置；利用精密加工的、水平的L型大理石平台，将设有倾斜仪的治具放置在L型大理石平台上，按照设定的顺序不停地在L型大理石平台上翻转治具，获得治具每个轴相对于壳体坐标系的误差分量。
5.根据权利要求1至4之一所述的数字化智能倾斜仪的安装标定方法，其特征在于 所述步骤S3中，利用Y = W · C公式解算出在核心部件坐标系中核心部件感测到的横滚、俯仰角度在壳体坐标系中的映射；其中，Y为核心部件感测到的横滚、俯仰角度在壳体坐标系中的映射值，W为坐标转换的矩阵系数，C为核心部件坐标系中感测到的横滚、俯仰角度值。
全文摘要
本发明揭示了一种数字化智能倾斜仪的安装标定方法，所述方法包括如下步骤步骤S1将倾斜仪的核心部件安装在倾斜仪的壳体中，完成倾斜仪的组装；步骤S2将组装后的倾斜仪固定在治具中，并将治具放置在一平台上；步骤S3按照设定的顺序翻转治具，获取治具坐标轴中每个轴相对于壳体坐标系的误差分量；步骤S4对治具每个轴的误差分量做处理，输入到倾斜仪内置的微处理器中，微处理器自动解算出坐标系转换矩阵并存储；步骤S5每次新的角度值都会经过坐标转换矩阵的处理，修正安装误差。本发明提出的数字化智能倾斜仪的安装标定方法，可有效消除安装误差，提高检测精度。
文档编号G01C25/00GK102997895SQ20121048294
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者张峰, 占博 申请人:上海辉格科技发展有限公司