[发明专利]引张线仪自动化标定装置及其标定方法

说明书

本发明提供一种引张线仪自动化标定装置及其标定方法，所述自动化标定装置包括中央控制单元、伺服电机传动模块、光栅测量模块、与中央控制单元连接的上位机、用于固定引张线仪的引张线仪标定台，引张线仪与上位机通信连接。中央控制单元在PC端上位机的控制下发送指令，使伺服电机传动模块带动待测引张线仪产生位移，光栅测量模块通过实时地测量该位移量，并同时反馈给中央控制单元，中央控制单元根据内置算法控制伺服电机的启停，从而完成引张线仪的自动化标定。本发明还提供一种引张线仪自动化标定方法，使标定过程完全实现自动化，能大大提高引张线仪标定过程的效率。

技术领域

本发明涉及大坝安全监测技术领域，具体是一种引张线仪自动化标定装置及其标定方法。

背景技术

引张线仪是一种用于监测大坝安全的仪器，它利用一条拉直的钢丝——引张线装置，通过其在水平面上的投影作为基准线，用测量装置测定其偏离值，在可测量坝体沿上下游方向的水平位移，用以了解大坝的性态，监测大坝的安全运行。

引张线仪根据测量原理的不同可分为步进式、电感式、电容式、CCD式等类型。在工程安全监测领域中，安全监测仪器在经出厂检验之后，安装埋设到工程之前，施工方需要对监测仪器进行标定和性能测试检验，以确认设备能正常工作，且能达到项目的准确度和精度要求。

现阶段，市面上的引张线仪标定装置和标定方法具有以下缺陷呢：

1、标定装置智能化程度低。现市面上所有的引张线仪标定设备，均采用手动方式实现标定过程，需要人工移动引张线位置，并采用肉眼读数进行测值比对，这一标定过程效率低，耗时费力，不能满足工程实际需求。

2、标定过程容易产生较大的系统误差。以CCD式引张线仪标定过程为例，目前该类型设备在标定过程中，需要保证引张线的运行方向与引张线仪点阵CCD阵列方向较严格平行，其夹角应小于±0.02rad。现有的引张线仪标定设备的安装过程和标定过程均难以达到这样的角度要求，从而容易引入较大的系统误差。

发明内容

本发明目的在于提供一种引张线仪自动化标定装置及标定方法，实现对引张线仪的智能化、轻便化、高效化的标定过程。

一种引张线仪自动化标定装置，包括中央控制单元、伺服电机传动模块、光栅测量模块、与中央控制单元连接的上位机、用于固定引张线仪的引张线仪标定台，所述伺服电机传动模块用于驱动引张线仪进行位移，引张线仪与上位机通信连接，所述上位机用于向中央控制单元发送指令，中央控制单元根据指令驱动伺服电机传动模块运转，并带动待测引张线仪形成水平位移，且引张线仪的运行方向与张线仪上的引张线垂直；光栅测量模块通过实时测量引张线仪的位移，将测量数据发送至中央控制单元，中央控制单元通过闭环的PID控制算法，决策伺服电机的运转和停止，中央控制单元将最终光栅测量模块测得的多组位移值传输至上位机中。

进一步，所述引张线仪标定台包括引张线标定装置安装底座、引张线仪安装台、引张线安装架，引张线仪安装台用于固定引张线仪，所述伺服电机传动模块包括伺服电机和平移台，引张线仪安装台固定在平移台上，平移台滑动安装于引张线标定装置安装底座上，伺服电机在中央控制单元控制下驱动平移台往复运行，使得引张线仪形成与引张线垂直的水平位移。

进一步，所述平移台是带有滚珠丝杆和直线导轨的水平位移平移台，平移台能够在伺服电机的驱动下，实现滚珠丝杆的正反旋转，从而带动平移台在直线导轨上进行往复运行，进而带动安装在其上的引张线仪安装台和引张线仪进行来回水平位移。

进一步，所述光栅测量模块包括光栅尺和光栅尺位移传感器，所述光栅尺固定在平移台导轨一侧且固定不动，所述光栅尺位移传感器装在引张线仪安装台的一侧，且可随引张线仪安装台沿着光栅尺活动，在活动过程中实时读取光栅尺上的刻度值并回传给中央控制单元。