倾角传感器动态误差标定系统-论文.pdf

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1、第16卷第4期铜仁学院学报Vo116．No．42O14年7月JournaIofTongrenUniversityJu1．2014【土木工程与机械工程】倾角传感器动态误差标定系统齐晓娜，冯贺平2(1．河北金融学院信息管理与工程系，河北保定071051；2．河北软件职业技术学院智能工程系，河北保定071000)摘要：研究了一种用于倾角传感器动态标定的系统。该系统包括工作台及其控制装置、传感器动态输出数据采集模块、数据处理模块等部分。该系统通过改变输入到驱动器的脉冲频率控制步进电机的转速，并通过调整脉冲数来控制旋转角度，从

2、而获得一定转速下．45。～45。范围内倾角传感器的动态输出。利用Matlab软件对所得数据进行预处理、插值和拟合，建立了动态特性的数学模型，得出在不同转速下倾角传感器的动态补偿量，以用于动态测量过程的实时补偿。关键词：倾角传感器；动态标定；Matlab数据处理中图分类号：TP217文献标识码：A文章编号：1673一o639(2014)04—0110—04倾角传感器是一种通过把传感器相对于基准面1．标定系统总体结构设计的倾角转换为与之对应的电信号输出，从而求出对本系统以角度测量传感器为前端测量元件，输出信号可以通过放大

3、电路调理得到稳定信号，再由应的倾角值的装置。目前，倾角传感器广泛应用在A／D芯片以及单片机对传感器输出的信号进行处建筑机械、路面机械、港口机械、起重机械等工程理，并通过串行接口芯片与计算机的串口进行通讯。机械领域，它能够对工程机械运作过程中与角度相通过软件对计算机发出命令，进行数据采集，对采关的状态和姿态实现实时监测与控制]。然而，普通集的数据进行处理、存储等操作，并在液晶屏上显的倾角传感器在实际应用中往往存在较大的非线性示或者输入到计算机进行显示。系统总体框图如图1误差L2J，尤其在动态使用场合如车辆的运动、船舶受

4、所示。波浪的干扰时，测量结果会受到快速运动产生的额外的轴向加速度和向心加速度的影响，使角度测量有效数据无法有效辨识，精度更是无法保证【3】。本研究通过控制步进电机的转速及旋转角度获得倾角传图1系统总体框图感器在一定的转速下的输出量，通过matlab软件对所得数据进行预处理、插值和拟合建立标定的数学1．1．输入信号的产生系统模型，得出在不同转速下倾角传感器的动态补偿量，输入信号的产生系统包括倾角传感器和信号调以用于动态测量过程的实时补偿。理电路。倾角传感器安装在旋转台上，其输出两路收稿『]期：2014．03．20金项U

5、：本文系河北省科技计划项目(13227204D)成果。作者简介：齐晓娜(1979一)，女，河北昌黎人，讲师，主要从事自动控制及计算机测控方面的研究第4期齐晓娜，冯贺平：倾角传感器动态误差标定系统ll3表1二阶拟合方程4．结论传感器进行角度的动态实时测量。在倾角传感器的动态测量中，传感器的输出受到运行过程中的速度、加速度、振动及受力变化等参考文献：因素的影响，每一时刻的瞬间输出值不能真实地反【1]王巍，李早平，王军，等．基于微加速度传感器的倾角传映测量的实际数据。本文采用步进电机控制工作台感器[J]．仪表技术与传感器，

6、2010(12)：12．13，25．转动来控制标定的步长，确定了不同转速下所造成[2】陈烁辉，周翔，王汉其，等．高精度倾角传感器检测系统的误差值，用于动态测量过程中的实时补偿，实现的设计与实现[J]．仪器仪表装置，2012(12)：18．21．传感器的自动标定，克服了传统的手动条件下效率[3]上海辉格科技发展有限公司．SST820动态倾角传感器低、精度低的缺点，同时提高了系统的实用性和精[EB／OL]．http：／／www．isensor．cn．度。在一定精度要求的范围内，本系统可以实现用[4]罗潇．传感器数据补偿算

7、法的设计与实现[D】．武汉：华一般精度的倾角传感器代替价格昂贵的高精度倾角中科技大学，2011．CalibrationSystemofAngleSensor’SDynamicErrorQIXiaona，FENGHeping(1．DepartmentofInformationManagementandEngineering，HebeiFinanceUniversity，Baoding，Hebei071051，China；2．IntelligentEngineeringDepartment，HebeiSoftwareIn

8、stitute，Baoding，Hebei071000，China)Abstract：Thispaperexploresadevelopmentofatiltsensorforthedynamiccalibrationsystem，whichincludesarotarydriveanditscontroloftheworktable，thes