-
作者：
郭银博1裴延涛2李帆2张驰2郭丽娜2
-
学科：
经济管理
> 产业经济
- 创建时间：2017-09-19
-
出处：《红地产》 2017年第9期
-
机构：角度测量在工程中有比较广泛的应用，通过测量倾斜角，可以间接计算出水平距离和垂直距离。特别是在宏观尺度的测量中，倾角测量的精确度对于距离计算有着很大的影响。因此，新的测试方法不断被提出来，以增加倾角测试精度。1倾斜角测试原理简介倾斜角测试的基本原理为，将敏感传感器与地球引力的夹角转换为模拟信号（或脉冲信号），然后再将这些信号还原为角度的形式显示出来[1]。根据敏感传感器所处的环境介质，可将倾角测试传感器分为固体摆式、液体摆式、气体摆式三种。1.1固体摆式倾角传感器工作原理如图1所示物理量，所受合外力计算如下：式中：θ——摆线与垂直方向的夹角。可以近似认为F与θ是线性关系。1.2液体摆式倾角传感器工作原理如图2所示玻璃壳内装有导电液体，三根铂电极与外界连接。当装置水平放置时，三根电极浸入液体的深度相同；当装置倾斜放置时，三根电极浸入液体的深度不同[2]。两电极之间的液体相当于电阻。液体与电极接触面的变化会引起电阻的变化，从而实现角度变化向电阻变化的转换。1.3气体摆式倾角传感器工作原理气体摆式倾角传感器是基于气体受热上升的原理制作而成的。如图3所示的原理图中，该装置由热线、密闭腔体、气体三部分组成[3]。当装置倾斜或者受加速度影响时，由角度或加速度引起热线的阻值发生变化。这样，就把角度变化转换为阻值变化。1.4三种摆的优劣比较上文所述三种不同介质的摆适用于不同场合。摆锤质量、电解液和气体分别是固、液、气三种摆的敏感质量。相较而言，气体对大冲击或高过载敏感度低，故其具有较好的抗冲击能力[4]。但由于气体运动复杂，所以精度有所降低。固体摆测量范围广，精度高，抗干扰能力较强。液体摆介于两者之间。2利用SCA100T测量倾斜角的硬件电路减小误差的措施2.1硬件电路设计利用SCA100T测量倾斜角的硬件电路主要分为传感器电路、传感器电源电路、AD采样电路、单片机控制电路。2.2减小误差的措施由于电磁干扰和谐波干扰等因素的存在，测量结果会产生一定的误差，为了减小误差，可以采取下述抗干扰措施：（1）采用REF195高精密、低噪声参考电压供电。（2）各个电源采用磁珠、电容滤波处理。（3）AD采样点添加RC滤波。（4）单片机采样程序里采用中值滤波算法处理3测试结果对比通过对电路进行优化和采取必要的抗干扰措施，本文提到的硬件电路能够有效减小干扰，提高测试结果精度。通过与某标准仪器的设定角度
