一种高精度倾斜角测量方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度倾斜角测量方法，包括一轴加速度传感器、两轴加速度传感器和三轴加速度传感器，所述一轴加速度传感器，定义其传感方向和重力速度方向一致时为零倾斜角度，则加速度传感器的测量结果为F(θ)＝g cosθ，F(θ)为加速度传感器测量结果，θ为倾斜角度，g为重力加速度，对F(θ)求导得：dF/dθ＝‑g sinθ，当θ→0时，

A high precision measurement method of tilt angle

【技术实现步骤摘要】
一种高精度倾斜角测量方法
本专利技术涉及传感器
，具体为一种高精度倾斜角测量方法。
技术介绍
随着工业自动化检测与精确控制需求的日益增加，在许多
要求精准测量物体相对于水平面或垂直面的空间位置角度，即倾斜角度。比如：电力高压线塔、无线通讯信号塔、风力发电机支撑杆、海上钻井平台、工程机械、煤矿机械、建筑物倾斜、雷达天线等测量，对于倾斜角传感器的精度要求很高，一般需要达到角分级(′)或角秒级(″)。[0003]倾斜角测量有很多种不同测量原理，如电解液水泡测量、热浮气流温差测量、固体摆锤重力测量、磁敏感倾斜角测量、陀螺仪倾斜角测量、激光测距倾斜角测量等不同方法。目前最为常见的倾斜角传感器是采用微电子机械系统(Micro-electro-mechanicalSystems，简称MEMS)工艺，利用测量加速度原理的集成敏感元件芯片，获得被测物体与垂直于地面(水平面)的重力加速度方向相对空间夹角变化，实现对倾斜角度的测量。该种集成敏感元件芯片具有集成度高，经DSP系统处理，敏感元件与处理电路一体化设计，给定量程输出信号进行标准化处理，比如：±1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度倾斜角测量方法，其特征在于：包括一轴加速度传感器、两轴加速度传感器和三轴加速度传感器；/n所述一轴加速度传感器，定义其传感方向和重力速度方向一致时为零倾斜角度，则加速度传感器的测量结果为F(θ)＝g cosθ，其中，F(θ)为加速度传感器测量结果，θ为倾斜角度，g为重力加速度，/n对F(θ)求导得：/ndF/dθ＝-g sinθ，/n当θ→0时，/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度倾斜角测量方法，其特征在于：包括一轴加速度传感器、两轴加速度传感器和三轴加速度传感器；
所述一轴加速度传感器，定义其传感方向和重力速度方向一致时为零倾斜角度，则加速度传感器的测量结果为F(θ)＝gcosθ，其中，F(θ)为加速度传感器测量结果，θ为倾斜角度，g为重力加速度，
对F(θ)求导得：
dF/dθ＝-gsinθ，
当θ→0时，



所述两轴加速度传感器，定义其传感方向和重力加速度方向垂直时为零倾斜角度，则加速度传感器的测量结果为F(θ)＝gsinθ，其中，F(θ)为加速度传感器测量结果，θ为倾斜角度，g为重力加速度，
当θ→π/2时，



此时倾斜角度小时测量精度高，对于两轴加速度传感器只能测一个方向的倾斜角，当两轴倾斜角倾斜时，加速度传感器测量结果为：
F(θx)＝gsinθx，
F(θy)＝gsinθy，
首先定义两组三轴向量：[x，y，z]为参考0倾斜向量，[u，v，r]为倾斜后的向量，设向量[z，y，z]先绕y轴倾斜θx’，再绕x轴倾斜θy’，从[x，y，z]到[u，v，r]的转换为：



计算得到：



设x，y为水平方向，z为垂直方向，(x，y，z)＝(0，0，1)于是便有：
U＝sinθx’
V＝si...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建伟，周涛，韩泰然，李欣凯，陈耀辉，李静，
申请(专利权)人：平顶山天安煤业股份有限公司，中国平煤神马能源化工集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41