数字角度传感器在建筑角度测量仪中的应用.pdf

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1、第23卷第8期传感技术学报Vo1．23No．8CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSAug．20102010年8月TheApplicationofDigitalAngleSenorinArchitecturalAngleMeasuringInstrumentDENGHonggui，Rangliang，SHIJiajia(PhysicalCollege，CentralSouthUniversiy，Changsha410083，China)Abstract：Asexistinganglemeasuringinstrumentsforbuildingcannot

2、fulfilltherequirementsinpracticeduetotheirlowaccuracyandinstability，anoveldesignsolutionforanglemeasuringinstrumentisproposed，whichappliesthedigitalanglesensor，SCA61T．Byanalyzingthecauseofsystemperturbationandmechanicalerrorinanglemeasur—ing，themethodisdesignedbyintegratingtheaveragemedianfilteri

3、ng，thecalibrationofstandardpointandthelinearfittingtorealizethecompensationoftheerror．Theresultsofsimulationandpracticalapplicationillustratethattheimprovedanglemeasuringinstrumentdesignedinthispaperperformswellintermsoftheaccuracyofanglemeasuringandworkingstability，andtheaccuracyofanglemeasuring

4、anddisplayresearchto0．05and0．01，respectively．Theapproachgreatlyreducestheanglemeasuringerrorandmeetstherequirementsofpractices．Keywords：Anglesensor；medianfiltering；averagevaluefiltering；linearfitting；SCA61TEEACC：7230：7210doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2010．08．032数字角度传感器在建筑角度测量仪中的应用水邓宏贵，吴让亮，施佳佳(中南大学

5、物理科学与技术学院，长沙410083)摘要：针对现有建筑角度测量仪的测量精度低、显示不稳定，无法满足客观要求的现实难题，提出了一种基于角度传感器SCA6IT的新颖数字式建筑角度测量仪设计方案。分析了系统微扰和机械误差产生的主要原因，提出了利用平均中值滤波、标准角度标定和线性拟合进行误差补偿的新方法。仿真分析和实际应用表明，设计的建筑角度测量仪测量精度达到0．05。，显示精度达到0．O1。，大大提高了测量角度的精度，大幅度的减小了误差，同时提高了角度测量值的显示稳定性，能够满足现代建筑领域的实际应用需求。关键词：角度传感器；中值滤波；平均值滤波；线性拟合；SCA61T中图分类号：TD178

6、；TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)O8—1206一O5随着建筑业的不断发展，对建筑辅助工具的要用。本文采用数字信号处理的路线，提出了一种新求也越来越高，其中对建筑角度测量仪的要求尤为型的数字式建筑角度测量仪设计方案，以VTI公司明显。目前中国市场上的建筑角度测量仪主要是采的加速度型高精度单轴倾角角度传感器SCA61T作用模拟的角度传感器或者是直接代理国外品牌⋯。为核心角度传感器，将数字角度传感器应用到建筑而国外数字式角度测量仪存在着自身无法克服的问角度测量仪中。详细分析了系统微扰(随机误差)题：首先，代理国外品牌，成本高；其次，缺乏稳定性，和机械误差(系统

7、误差)两个主要误差的产生原因，无法满足特殊场合的需求；第三，测量精度低，一并利用平均中值滤波和标准角度标定数据线性拟合般显示精度只有0．1。，而实际测量精度只有0．0左原理分别对两个主要误差进行补偿。通过对测量角右J。而对这方面的研究基本集中在提出新型的、度误差产生原因的详细分析、误差减小算法的设计精度更高的倾角传感器设计方法，如电容式倾角传和精度提高算法的设计，提出了平均中值滤波和标感器、霍尔角度传感器，但高精度传感器成本相准角度