高速高精垂线坐标仪.pdf

《高速高精垂线坐标仪.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012定仪表技术与传感器2012第9期InstrumentTechniqueandSensorNO．9高速高精垂线坐标仪魏兴云，周云飞，雷佳科(华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：为了准确、快速地对大坝的变形进行测量，设计了一种基于引张线测量方法的大坝变形测量仪器，该仪器采用激光发射接收进行位置检测，使用光栅尺进行距离测量。文章首先对仪器测量原理进行介绍分析，详细介绍仪器的机械结构设计方案和控制系统设计方案，给出了仪器样机的测试方法和测试结果。结果表明，仪器能准确快速地进行测量，并且能够实现大坝变形测量的自动

2、化和网络化。关键词：变形测量；机械结构；控制系统；大坝安全监测中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)09—0018—03High-speedandHigh-precisionPendulumTelecoordinometerWEIXing·yun，ZHOUYun—fei，LEIJia-ke(SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstra

3、ct：Inordertoaccuratelyandquicklymeasurethedeformationofdam，adesignschemeofameasuringinstrumentusingthemethodofmirealignmentwa8introduced．hlthisdesignscheme．positionwasdetectedusingthelasertransmitterandleceer．distancewasmeasuredbythewayofgrating．Themeasureprincipleofthe

4、instrumentwasintroduced，thenthemechanicalstructureandcontrolsystemoftheinstrumentwasintroduced，andthetestmethodandtestresultofaprototypewaspresented．Testresultsshowthattheinstrumentcanmeasurethedistanceaccuratelyandquickly，additionally，theinstrumentenablesmeasurementofd

5、e—formationautomationandnetworking．Keywords：deformationmeasurement；mechanicalstructure；controlSystem；damsafetymonitoring0引言的自动化和网络化。大坝变形测量是大坝安全监测的一个重要项目，其方法由1测量原理分析最初的经纬仪与水平仪，到应用非常广泛的引张线法，再到基基于引张线的大坝变形测量方法的描述如下：于GPS的全天站仪等其他测量方法，为大坝安全监测提供了重(1)采用一条从基岩上引下一根竖直向下张紧的钢丝作为要的手段。

6、基准线，该基准线不会随着坝体变形发生运动；基于引张线法的测量仪器也多种多样，有电容感应式、电(2)使用另一钢丝作为测量钢丝，测量钢丝安装在测量仪感感应式、电磁感应式、电荷耦合(CCD)式和步进电机式等类器上，仪器固定在大坝变形测量墩上，当大坝发生变形时，测量型，但只有电荷耦合式和步进电机式才真正实现非接触测钢丝与基准钢丝在水平方向上发生相对运动；量。(3)测量基准钢丝与测量钢丝之间相对位置，通过该相对步进电机式变形监测仪由机械传动机构和光电测量机构2位置的变化情况便可得到大坝在相应测量墩的变形状况。部分组成。传动机构含基座、丝杆、导杆

7、、步进电机等零部件。1．1基于光发射接收的相对位置测量方法测量机构含底板、基准杆座、基准杆及探头、电缆插座等零部如图l所示，假定A点为基准钢丝横截面，B点为测量钢件。步进电机式变形监测仪器更具有全数字化测量的特点，丝横截面，那么确定测量钢丝与基准钢丝的相对位置只需要测可靠性好、量程范围大、成本低、防水防潮性能优越等特点。量B点相对于A的横纵坐标Ax和Ay两个值即可。步进电机式测量仪采用对步进电机的驱动脉冲进行计数，从而如图1所示，T。、T：是激光发射头，R。、R：是激光接收器，计算电机转动的圈数，再通过丝杠导程来计算运动距离。它们都安

8、装在可沿着方向运动的测量台上。测量时，测量台由于步进电机容易发生丢步，从而影响测量结果的准确沿着方向进行运动，如图2所示，当接收器检测到光束经过性；另外受步进电机速度的限制，仪器的测量速度也受到限制。A、B两点的时候，光