[发明专利]一种倾角检测装置及其角度解算方法有效
| 申请号： | 201710325059.1 | 申请日： | 2017-05-10 |
| 公开（公告）号： | CN107167113B | 公开（公告）日： | 2019-09-27 |
| 发明（设计）人： | 涂海波;田蔚;梁星辉;何建刚;柳林涛 | 申请（专利权）人： | 中国科学院测量与地球物理研究所 |
| 主分类号： | G01C9/00 | 分类号： | G01C9/00 |
| 代理公司： | 深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙) 44316 | 代理人： | 赵勍毅 |
| 地址： | 430063 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 倾角检测装置 温控模块 磁屏蔽 加速度计 解算 三轴加速度计 磁场扰动 恒温空间 倾角检测 输出结果 算法修正 外界磁场 正交设置 传统的 敏感轴 有效地 噪声 申请 | ||
1.一种倾角检测装置，应用于倾斜仪中，其特征在于，所述倾角检测装置包括：
敏感轴相互正交设置的第一加速度计、第二加速度计和第三加速度计；
温控模块，用于提供恒温空间，以设置所述第一加速度计、第二加速度计和第三加速度计；
磁屏蔽模块，用于屏蔽环境磁场的波动，所述第一加速度计、第二加速度计和第三加速度计均设于所述磁屏蔽模块所形成的磁屏蔽空间内；
参数标定模块，用于在倾角检测装置应用前进行准确标定，以得到第一、二、三加速度计的输出模型系数；
伺服电路，根据参数标定模块得出的第一、二、三加速度计的输出模型系数解算测量角度。
2.根据权利要求1所述的倾角检测装置，其特征在于，所述倾角检测装置还包括：
底座，与所述磁屏蔽模块和温控模块连接；
框架，设置于所述底座上，所述第一加速度计、第二加速度计和第三加速度计设置于所述框架上。
3.根据权利要求2所述的倾角检测装置，其特征在于，所述伺服电路所采用的角度解算方法包括：
其中，定义第一加速度计的敏感轴所在的轴为X轴且垂直于所述底座所在的平面，定义第二加速度计和第三加速度计的敏感轴所在的轴分别为Y轴和Z轴，ax、ay、az分别为第一加速度计、第二加速度计和第三加速度计在倾角检测装置相对于初始水平面发生变化时的对应测量值，α、β分别为第二加速度计和第三加速度计的敏感轴相对于所述初始水平面的倾角；
其中，定义所述底座所在的平面初始时平行于所述初始水平面，γ为所述底座相对于所述初始水平面发生变化的角度。
4.根据权利要求1所述的倾角检测装置，其特征在于，所述温控模块包括：
紧邻所述第一加速度计、第二加速度计和第三加速度计设置的温度传感器、加热单元；
设于所述温度传感器与所述磁屏蔽模块之间的保温绝热层。
5.根据权利要求4所述的倾角检测装置，其特征在于，所述倾角检测装置还包括：PI控制器，与所述温控模块相连接。
6.根据权利要求2所述的倾角检测装置，其特征在于，所述底座与所述磁屏蔽模块一体成型。
7.一种基于权利要求2所述的倾角检测装置的角度解算方法，其特征在于，所述角度解算方法包括：
其中，定义第一加速度计的敏感轴所在的轴为x轴且其垂直于所述底座所在的平面，定义第二加速度计和第三加速度计的敏感轴所在的轴分别为y轴和z轴，ax、ay、az分别为第一加速度计、第二加速度计和第三加速度计在倾角检测装置相对于初始水平面发生变化时的对应测量值，α、β分别为第二加速度计和第三加速度计的敏感轴相对于所述初始水平面的倾角；
其中，定义所述底座所在的平面初始时平行于所述初始水平面，γ为所述底座相对于所述初始水平面发生变化的角度。
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