專利名稱：一種傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器技術(shù)，特別涉及一種傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
目前，加速度傾角傳感器或其他類型的傾角傳感器，因具備體積小、功耗低、響應(yīng) 速度快和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。與其他傳感器相同，傾角傳感器能夠?qū)⒈粶y的非電量變化轉(zhuǎn)換成預(yù)定電量，以為 工程機(jī)械的控制和操縱提供數(shù)據(jù)信息；為了確保傾角傳感器測量數(shù)據(jù)的均勻性，在測量的 范圍內(nèi)保證靈敏度的一致性，需要保持其輸出輸入特性具有線性性；但在事實(shí)上由于系統(tǒng) 誤差和隨機(jī)誤差的影響，輸出/輸入特性總存在不同程度的非線性。為了滿足工程機(jī)械的 角度測量的需要，保證傾角傳感器良好的線性度，就需要對傾角傳感器測量范圍內(nèi)多個(gè)角 度測量值進(jìn)行校準(zhǔn)，以提高傾角傳感器的線性度。為了對傾角傳感器的多個(gè)角度測量值進(jìn) 行校準(zhǔn)，現(xiàn)有技術(shù)利用分度頭作為角度發(fā)生裝置，對傾角傳感器測量范圍內(nèi)的多個(gè)預(yù)定角 度測量值進(jìn)行校準(zhǔn)；雖然這種方式校準(zhǔn)精度高，但是由于這種方法需要人工分別測量，無法 實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)的自動(dòng)化，造成校準(zhǔn)效率很低，無法滿足傾角傳感器批量校對、指生產(chǎn)的需求。因此，如何提高傾角傳感器的校準(zhǔn)效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法，以提高傾 角傳感器的校準(zhǔn)效率，更快地完成傾角傳感器的線性度的校準(zhǔn)。本發(fā)明提供的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)包括控制器、驅(qū)動(dòng)裝置、架體、旋轉(zhuǎn)軸、軸角 度測量裝置、盤角度測量裝置和至少一個(gè)校準(zhǔn)盤；所述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸相連； 所述旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地在安裝在架體上，所述校準(zhǔn)盤固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸上；所述校準(zhǔn)盤的校 準(zhǔn)表面上安裝待校準(zhǔn)傾角傳感器，所述校準(zhǔn)表面與所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線垂直；所述軸角 度測量裝置和盤角度測量裝置分別測量旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度；所述控制 器控制驅(qū)動(dòng)裝置，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度中的至少一個(gè)向待校準(zhǔn)傾 角傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)?？蛇x的，所述校準(zhǔn)系統(tǒng)包括多個(gè)校準(zhǔn)盤，多個(gè)校準(zhǔn)盤的校準(zhǔn)表面相互平行?？蛇x的，所述校準(zhǔn)系統(tǒng)包括多個(gè)校準(zhǔn)盤和多個(gè)盤角度測量裝置，所述多個(gè)校準(zhǔn)盤 和多個(gè)盤角度測量裝置一一對應(yīng)?？蛇x的，所述控制器能夠在獲取預(yù)定校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋 轉(zhuǎn)角度之后，判斷該校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度之間的差值是否滿 足預(yù)定要求，并根據(jù)判斷結(jié)果輸出預(yù)定的信號(hào)?？蛇x的，所述盤角度測量裝置為圓光柵角度檢測器，所述軸角度測量裝置為旋轉(zhuǎn) 編碼器。可選的，所述旋轉(zhuǎn)軸一端通過圓錐滾子軸承安裝在架體上，另一端通過推力軸承
4安裝在架體上。本發(fā)明提供的傾角傳感器的校準(zhǔn)方法包括安裝步驟，將待校準(zhǔn)傾角傳感器固定在校準(zhǔn)盤的校準(zhǔn)表面上；所述校準(zhǔn)盤固定安 裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上；校準(zhǔn)步驟，使所述旋轉(zhuǎn)軸和校準(zhǔn)盤多次繞一個(gè)水平軸旋轉(zhuǎn)，分別到達(dá)多個(gè)不同的 校準(zhǔn)位置；在每個(gè)所述校準(zhǔn)位置，獲取所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度；并使 待校準(zhǔn)傾角傳感器根據(jù)該校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度中的至少一 個(gè)改變自身數(shù)據(jù)；所述水平軸與待校準(zhǔn)傾角傳感器的基準(zhǔn)軸垂直。優(yōu)選的，在校準(zhǔn)步驟之前，還包括自檢步驟，使旋轉(zhuǎn)軸和校準(zhǔn)盤多次繞所述水平軸旋轉(zhuǎn)，分別到達(dá)多個(gè)不同的所述 校準(zhǔn)位置，進(jìn)而獲取多個(gè)校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度；根據(jù)校準(zhǔn)位 置的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度判斷校準(zhǔn)系統(tǒng)是否滿足預(yù)定要求；如果為是， 則進(jìn)入下一步驟。可選的，在自檢步驟中，如果為否，則進(jìn)入修正的校準(zhǔn)步驟；在修正的校準(zhǔn)步驟中，使所述待校準(zhǔn)傾角傳感器根據(jù)該校準(zhǔn)位置的修正旋轉(zhuǎn)角度 改變自身數(shù)據(jù)；所述修正旋轉(zhuǎn)角度根據(jù)該校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度、校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角 度和預(yù)定策略獲得。可選的，多個(gè)所述校準(zhǔn)位置平均分布在360度范圍之內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)包括控制器、驅(qū)動(dòng)裝置、架 體、旋轉(zhuǎn)軸、軸角度測量裝置、盤角度測量裝置和至少一個(gè)校準(zhǔn)盤。在進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，可以將待 校準(zhǔn)傾角傳感器安裝在校準(zhǔn)盤的校準(zhǔn)表面上，并使待校準(zhǔn)傾角傳感器的基準(zhǔn)軸與校準(zhǔn)表面 平行；然后，通過驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸和校準(zhǔn)盤繞旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線多次旋轉(zhuǎn)，分別到達(dá)多 個(gè)不同的校準(zhǔn)位置；在每個(gè)所述校準(zhǔn)位置，獲取旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度或校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度，并 使待校準(zhǔn)傾角傳感器接收該校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)角度或/和旋轉(zhuǎn)角度，再使待校準(zhǔn)傾角傳感器 根據(jù)相應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度和預(yù)定的策略改變自身數(shù)據(jù)；通過多個(gè)校準(zhǔn)位置，可以對傾角傳感器的 多個(gè)角度測量值進(jìn)行校準(zhǔn)，進(jìn)而完成傾角傳感器線性度的校準(zhǔn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該校準(zhǔn) 系統(tǒng)能夠大幅度地提高傾角傳感器的校準(zhǔn)效率。另外，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度或/和校準(zhǔn) 盤的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行校準(zhǔn)可以減小校準(zhǔn)誤差。更重要的是設(shè)置軸角度測量裝置和盤角度測 量裝置還可以實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)系統(tǒng)的自檢，即在進(jìn)行校準(zhǔn)之前，檢驗(yàn)校準(zhǔn)系統(tǒng)是否達(dá)到預(yù)定的精 度。自檢過程中，使驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸和校準(zhǔn)盤多次繞所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，分別 到達(dá)上述多個(gè)校準(zhǔn)位置，并獲取多個(gè)所述校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角 度；根據(jù)相應(yīng)校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度判斷校準(zhǔn)系統(tǒng)是否達(dá)到預(yù) 定的精度，判斷方式可以是判斷旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度之差是否小于預(yù)定 值；如果判斷結(jié)果為是，則可以確定校準(zhǔn)系統(tǒng)的精度滿足預(yù)定要求，如果為否，則可以確定 校準(zhǔn)系統(tǒng)的精度不能滿足預(yù)定要求。在滿足預(yù)定要求的情況下，再對傾角傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。 在校準(zhǔn)系統(tǒng)具有自檢功能的情況下，不僅可以提高校準(zhǔn)的精度，還可以根據(jù)自檢結(jié)果及時(shí) 對校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)處理，保證校準(zhǔn)系統(tǒng)的適應(yīng)性，使校準(zhǔn)系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的工 作場景和工作條件。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，校準(zhǔn)系統(tǒng)包括多個(gè)校準(zhǔn)盤，且多個(gè)校準(zhǔn)盤的校準(zhǔn)表面相互平行。這樣，每個(gè)校準(zhǔn)盤均可以安裝待校準(zhǔn)傾角傳感器，并對相應(yīng)的傾角傳感器進(jìn)行校 準(zhǔn)。這樣，利用該校準(zhǔn)系統(tǒng)可以同時(shí)對多個(gè)傾角傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，進(jìn)而滿足傾角傳感器批量 校準(zhǔn)和批量生產(chǎn)的需要。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，校準(zhǔn)系統(tǒng)包括多個(gè)校準(zhǔn)盤和多個(gè)盤角度測量裝置，所述 多個(gè)校準(zhǔn)盤和多個(gè)盤角度測量裝置一一對應(yīng)。這樣，在校準(zhǔn)過程中，安裝在各個(gè)校準(zhǔn)盤的待 校準(zhǔn)傾角傳感器可以根據(jù)與相應(yīng)校準(zhǔn)盤相對應(yīng)的盤角度測量裝置測量獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行校 準(zhǔn)；在自檢過程中，與各校準(zhǔn)盤相對應(yīng)的盤角度測量裝置分別獲得相應(yīng)校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度， 這樣，可以使旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度分別與多個(gè)校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行比較，進(jìn)而分別判斷各 校準(zhǔn)盤是否均滿足校對精度需要。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述旋轉(zhuǎn)軸一端通過圓錐滾子軸承安裝在架體上，另一 端通過推力軸承安裝在架體上。這樣一方面可以提高旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸線的同心度，另一方面 可以方便旋轉(zhuǎn)軸的調(diào)整，保證校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)精度。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述校準(zhǔn)盤的校準(zhǔn)表面上設(shè)置多個(gè)與待校準(zhǔn)傾角傳感器 相配合的安裝座。在安裝待校準(zhǔn)傾角傳感器之后，相對于校準(zhǔn)表面的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)和預(yù)定的 基準(zhǔn)線，各待校準(zhǔn)傾角傳感器的基準(zhǔn)軸線具有不同的校準(zhǔn)基角。在校準(zhǔn)表面上固定多個(gè)待 校準(zhǔn)傾角傳感器時(shí)，可以使控制器根據(jù)各待校準(zhǔn)傾角傳感器的校準(zhǔn)基角向相應(yīng)的待校準(zhǔn)傾 角傳感器發(fā)送不同的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；也可以使各待校準(zhǔn)傾角傳感器根據(jù)接收到的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) 和自身的校準(zhǔn)基角，進(jìn)行不同的處理。這樣通過一個(gè)校準(zhǔn)盤就可以實(shí)現(xiàn)對多個(gè)傾角傳感器 進(jìn)行校準(zhǔn)，提高校準(zhǔn)效率。同樣，本發(fā)明提供的傾角傳感器的校準(zhǔn)方法也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)的控制原理示意圖；圖3是圖1中，校準(zhǔn)盤校準(zhǔn)表面視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng) 對本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。請參考圖1和圖2、圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理 示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)的控制原理示意圖。實(shí)施例提供的校準(zhǔn)系統(tǒng)包括控制器500、驅(qū)動(dòng)裝置300、架體900、旋轉(zhuǎn)軸800、軸角 度測量裝置100、盤角度測量裝置200和5個(gè)校準(zhǔn)盤700 ；當(dāng)然，校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括提供電能的 電源模塊600 ；軸角度測量裝置100、盤角度測量裝置200、驅(qū)動(dòng)裝置300、控制器500及后述 的待校準(zhǔn)傾角傳感器400均與電源模塊600相連。驅(qū)動(dòng)裝置300可以為步進(jìn)電機(jī)，且其輸出軸通過適當(dāng)?shù)臏p速器和聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)軸 800的一端相連；旋轉(zhuǎn)軸800水平延伸，兩端分別通過軸承安裝在架體900上，以能夠相對 于架體900旋轉(zhuǎn)。校準(zhǔn)盤700安裝在旋轉(zhuǎn)軸800上，且校準(zhǔn)盤700的校準(zhǔn)表面與旋轉(zhuǎn)軸800 的旋轉(zhuǎn)軸線垂直；為了便于調(diào)整校準(zhǔn)盤700與旋轉(zhuǎn)軸800旋轉(zhuǎn)軸線之間的垂直度，校準(zhǔn)盤700通過可拆卸結(jié)構(gòu)安裝在旋轉(zhuǎn)軸800上；校準(zhǔn)盤700的校準(zhǔn)表面上安裝待校準(zhǔn)傾角傳感 器400。軸角度測量裝置100的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分分別與架體900和旋轉(zhuǎn)軸800固定，以 測量旋轉(zhuǎn)軸900的旋轉(zhuǎn)角度；盤角度測量裝置測量200的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分分別與架體 900和校準(zhǔn)盤700固定，以測量校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度。本例中，設(shè)置一個(gè)盤角度測量裝置 200，通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)置(如使多個(gè)校準(zhǔn)盤700保持固定)可以保持各校準(zhǔn)盤700的校準(zhǔn)表面 之間的平行度。軸角度測量裝置100和盤角度測量裝置200可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的傳感檢 測裝置，本例中，盤角度測量裝置200為圓光柵角度檢測器，軸角度測量裝置100為旋轉(zhuǎn)編 碼器。軸角度測量裝置100和盤角度測量裝置200均與控制器500相連，使控制器500 能夠接收軸角度測量裝置100和盤角度測量裝置200檢測獲得的角度數(shù)據(jù)，獲得旋轉(zhuǎn)軸800 的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度。同時(shí)，控制器500與驅(qū)動(dòng)裝置300相連，并同時(shí)與各 待校準(zhǔn)傳感器400相連；這樣，控制器500就可以通過驅(qū)動(dòng)裝置300控制旋轉(zhuǎn)軸800和校準(zhǔn) 盤700的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)相應(yīng)校準(zhǔn)位置的軸角度測量裝置100和盤角度測量裝置200中 的至少一個(gè)及預(yù)定策略向待校準(zhǔn)傾角傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)。以下描述本發(fā)明實(shí)施例提供的校準(zhǔn)系統(tǒng)的工作原理，應(yīng)當(dāng)說明的是校準(zhǔn)系統(tǒng)的 工作過程本身也是本發(fā)明提供的一種傾角傳感器的校準(zhǔn)方法，因此，在對本發(fā)明實(shí)施例提 供的校準(zhǔn)系統(tǒng)的工作原理及工作過程進(jìn)行描述的同時(shí)，對本發(fā)明提供的傾角傳感器的校準(zhǔn) 方法進(jìn)行描述。在開始工作過程之前，先設(shè)定角度檢測點(diǎn)，比如可以在360度范圍內(nèi)均勻設(shè)定360 個(gè)角度檢測點(diǎn)，即每旋轉(zhuǎn)1度為一個(gè)角度檢測點(diǎn)。設(shè)定角度檢測點(diǎn)可以通過控制器500設(shè) 定。在設(shè)定角度檢測點(diǎn)之后，開始工作過程。校準(zhǔn)系統(tǒng)工作過程包括兩個(gè)自檢過程和校準(zhǔn)過程。自檢過程是檢測校準(zhǔn)系統(tǒng)本身的精度是否滿足預(yù)定要求的過程；自檢過程包括自 檢步驟使旋轉(zhuǎn)軸800和校準(zhǔn)盤700多次繞一個(gè)水平軸旋轉(zhuǎn)，即控制器500控制驅(qū)動(dòng)裝置 300，驅(qū)動(dòng)裝置300驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸800繞旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，每次旋轉(zhuǎn)1度，并使校準(zhǔn) 盤700分別到達(dá)預(yù)定的校準(zhǔn)位置；這樣校準(zhǔn)盤700就能夠依次到達(dá)360個(gè)校準(zhǔn)位置。在每 一個(gè)校準(zhǔn)位置，軸角度測量裝置100獲取旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度，盤角度測量裝置200獲取 校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度?？刂破?00在獲取每一個(gè)校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度和校 準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度之后，判斷相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度之差 是否小于預(yù)定值，預(yù)定值的大小可以根據(jù)實(shí)際需要確定；如果判斷結(jié)果為否，則說明校準(zhǔn)系 統(tǒng)本身精度較低，不能滿足校準(zhǔn)需要。原因可能是校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)軸線與旋轉(zhuǎn)軸800的 旋轉(zhuǎn)軸線同軸度不符合要求，也可以是旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)軸線直線度不符合要求，還可能 是旋轉(zhuǎn)軸800旋轉(zhuǎn)軸線跳動(dòng)量過大，等等；此時(shí)，需要對校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)。如果判 斷結(jié)果為是，則可以說明校準(zhǔn)系統(tǒng)本身精度能夠滿足校準(zhǔn)要求，可以進(jìn)行校準(zhǔn)，進(jìn)而進(jìn)入下 “■步驟。自檢過程中，控制器500的判斷過程可以在獲取一個(gè)校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸800的旋 轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度之后進(jìn)行判斷，也可以在獲取所有校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸800
7的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度之后進(jìn)行判斷。其判斷的具體方式可以根據(jù)實(shí)際需要 確定，可以根據(jù)任一個(gè)校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度之差是 否大于預(yù)定值進(jìn)行判斷；也可以根據(jù)所有校準(zhǔn)位置中，旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700 的旋轉(zhuǎn)角度之差大于預(yù)定值的比例，即符合預(yù)定要求的校準(zhǔn)位置數(shù)量與所有校準(zhǔn)位置數(shù)量 的比例確定；還可以根據(jù)校準(zhǔn)位置對傾角傳感器線性度影響不同，確定各校準(zhǔn)位置旋轉(zhuǎn)軸 800的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度之差的加權(quán)數(shù)，再根據(jù)加權(quán)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，等等。校準(zhǔn)系統(tǒng)還可以設(shè)置適當(dāng)?shù)妮敵鲅b置，使輸出裝置與控制器500相連。這樣，在自 檢過程中，判斷結(jié)果為否時(shí)，可以通過控制器500輸出預(yù)定的信號(hào)；預(yù)定的信號(hào)可以是招警 信號(hào)，還可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度之間差值的大小，輸出不 同的信號(hào)，以使操作人員根據(jù)信號(hào)不同確定誤差的大小級別，等等。為了方便對校準(zhǔn)系統(tǒng)的調(diào)整，校準(zhǔn)系統(tǒng)還可以設(shè)置調(diào)整機(jī)構(gòu)，調(diào)整機(jī)構(gòu)可以包括 調(diào)整軸承、調(diào)整框和四個(gè)調(diào)整螺桿，調(diào)整框與支架900固定，并設(shè)置有四個(gè)中心線相互垂 直、且均與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線垂直的調(diào)整螺孔；四個(gè)調(diào)整螺桿分別與四個(gè)調(diào)整螺孔配合，四 個(gè)調(diào)整螺桿的內(nèi)端與所述調(diào)整軸承的外圈的外表面相抵觸，調(diào)整軸承的內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)軸800 固定。根據(jù)各校準(zhǔn)位置旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度的差值，可以判斷 旋轉(zhuǎn)軸800的變形方向，通過調(diào)整適當(dāng)?shù)恼{(diào)整螺桿，可以實(shí)現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)軸800變形的補(bǔ)償。在自檢過程確定滿足校準(zhǔn)要求時(shí)，進(jìn)入校準(zhǔn)過程；校準(zhǔn)過程包括安裝步驟和校準(zhǔn) 步驟。安裝步驟為將待校準(zhǔn)傾角傳感器400固定在校準(zhǔn)盤700的校準(zhǔn)表面上，并使待校 準(zhǔn)傾角傳感器400的基準(zhǔn)軸與校準(zhǔn)表面平行。為了便于待校準(zhǔn)傾角傳感器400的固定，可 以在校準(zhǔn)盤700的校準(zhǔn)表面上設(shè)置與待校準(zhǔn)傾角傳感器400相配合的安裝座，以方便待校 準(zhǔn)傾角傳感器400的固定，并有利于保證待校準(zhǔn)傾角傳感器400的固定精度。校準(zhǔn)步驟為通過驅(qū)動(dòng)裝置300，使旋轉(zhuǎn)軸800和校準(zhǔn)盤700多次繞旋轉(zhuǎn)軸800的 旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，每次旋轉(zhuǎn)1度，并分別到達(dá)預(yù)定的校準(zhǔn)位置。在每一個(gè)校準(zhǔn)位置，軸角度測 量裝置100獲取旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度，盤角度測量裝置200獲取校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)角度。在每個(gè) 校準(zhǔn)位置，控制器500接收到各校準(zhǔn)位置校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度，并將接到的校準(zhǔn)盤700的 旋轉(zhuǎn)角度發(fā)送給待校準(zhǔn)傾角傳感器400，待校準(zhǔn)傾角傳感器400接收該校準(zhǔn)位置的校準(zhǔn)盤 700的旋轉(zhuǎn)角度后，根據(jù)校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度改變自身數(shù)據(jù)，完成該校準(zhǔn)位置的校準(zhǔn)。在 旋轉(zhuǎn)軸800和校準(zhǔn)盤700依次到達(dá)并通360個(gè)校準(zhǔn)位置后，就完成了其360個(gè)位置的校準(zhǔn)。 在校準(zhǔn)過程中，旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)軸線保持水平，校準(zhǔn)盤700的校準(zhǔn)表面保持與旋轉(zhuǎn)軸線垂 直；根據(jù)上述描述，可以確定，在校準(zhǔn)過程中，只要待校準(zhǔn)傾角傳感器400與旋轉(zhuǎn)軸800的旋 轉(zhuǎn)軸保持垂直就可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。可以理解，待校準(zhǔn)傾角傳感器400不限于根據(jù)相應(yīng)校準(zhǔn)位置的校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn) 角度改變自身數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)相應(yīng)校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度完成該校準(zhǔn)位置的 校準(zhǔn)；還可以對相應(yīng)校準(zhǔn)位置旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行相應(yīng)處 理，比如，通過控制器500取其中間值或求其平均方差后獲取修正的旋轉(zhuǎn)角度；再使待校準(zhǔn) 傾角傳感器400根據(jù)修正的旋轉(zhuǎn)角度改變自身數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該校準(zhǔn)系統(tǒng)能夠大幅度地提高傾角傳感器的校準(zhǔn)效率。由于具有軸角度測量裝置100和盤角度測量裝置200，校準(zhǔn)系統(tǒng)可以進(jìn)行自檢，這不僅可以提高校 準(zhǔn)的精度，還可以根據(jù)自檢結(jié)果及時(shí)對校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行處理，使校準(zhǔn)系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的工 作場景和工作條件，保證校準(zhǔn)系統(tǒng)的適應(yīng)性。可以理解，其自檢過程不限于在安裝步驟之 前進(jìn)行，也可以在校準(zhǔn)步驟之前進(jìn)行；在確定校準(zhǔn)系統(tǒng)能夠滿足預(yù)定要求，或精度要求不高 時(shí)，也可以直接進(jìn)行校準(zhǔn)過程。為了進(jìn)一步提高校準(zhǔn)系統(tǒng)的自動(dòng)性，同時(shí)減小校準(zhǔn)誤差，在自檢過程，控制器500 判斷結(jié)果為否，說明校準(zhǔn)系統(tǒng)本身精度較低，不能滿足校準(zhǔn)需要時(shí)，還可以使控制器500自 動(dòng)進(jìn)行處理，比如，可以通過控制器500根據(jù)該校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸800的旋轉(zhuǎn)角度、校準(zhǔn)盤 700的旋轉(zhuǎn)角度和預(yù)定策略對該校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行修正，獲得修正旋轉(zhuǎn)角度，再進(jìn)行 安裝步驟和修正的校準(zhǔn)步驟。在修正的校準(zhǔn)步驟中，將修正旋轉(zhuǎn)角度發(fā)送給待校準(zhǔn)傾角傳 感器400，并使待校準(zhǔn)傾角傳感器400根據(jù)該校準(zhǔn)位置的修正旋轉(zhuǎn)角度改變自身數(shù)據(jù)，完成 該校準(zhǔn)位置的校準(zhǔn)。預(yù)定策略可以是根據(jù)校準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定適當(dāng)?shù)墓交蚪?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 獲得修正旋轉(zhuǎn)角度，等等。這樣可以進(jìn)一步提高傾角傳感器的校準(zhǔn)效率。根據(jù)上述描述，可以理解，在校準(zhǔn)系統(tǒng)具有多個(gè)校準(zhǔn)盤700時(shí)，可以設(shè)置多個(gè)盤角 度測量裝置200，并使多個(gè)盤角度測量裝置200分別與一個(gè)校準(zhǔn)盤700相對應(yīng)，以分別測量 一個(gè)校準(zhǔn)盤700的旋轉(zhuǎn)角度。請參考圖3，該圖是圖1中，校準(zhǔn)盤校準(zhǔn)表面視圖。如圖所示，校準(zhǔn)盤700的校準(zhǔn) 表面上可以固定多個(gè)待校準(zhǔn)傾角傳感器400。在安裝待校準(zhǔn)傾角傳感器400之后，相對于 校準(zhǔn)表面的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)和預(yù)定的基準(zhǔn)線，各待校準(zhǔn)傾角傳感器400的基準(zhǔn)軸線具有不同的 校準(zhǔn)基角。在校準(zhǔn)表面上固定多個(gè)待校準(zhǔn)傾角傳感器400時(shí)，可以使控制器500根據(jù)各待 校準(zhǔn)傾角傳感器400的校準(zhǔn)基角向相應(yīng)的待校準(zhǔn)傾角傳感器發(fā)送不同的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；也可以 使各待校準(zhǔn)傾角傳感器400根據(jù)接收到的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和自身的校準(zhǔn)基角，進(jìn)行不同的處 理。這樣通過一個(gè)校準(zhǔn)盤就可以實(shí)現(xiàn)對多個(gè)傾角傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，提高校準(zhǔn)效率。相配合 的安裝座。為了方便安裝待校準(zhǔn)傾角傳感器400安裝，可以在校準(zhǔn)表面上設(shè)置多個(gè)安裝座。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，驅(qū)動(dòng)裝置不限于為步 進(jìn)電機(jī)，也可以是其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器(500)、驅(qū)動(dòng)裝置(300)、架 體(900)、旋轉(zhuǎn)軸(800)、軸角度測量裝置(100)、盤角度測量裝置(200)和至少一個(gè)校準(zhǔn)盤 (700)；所述驅(qū)動(dòng)裝置(300)的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸(800)相連；所述旋轉(zhuǎn)軸(800)可旋轉(zhuǎn)地在安 裝在架體(900)上，所述校準(zhǔn)盤(700)固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸(800)上；所述校準(zhǔn)盤(700)的 校準(zhǔn)表面上安裝待校準(zhǔn)傾角傳感器G00)，所述校準(zhǔn)表面與所述旋轉(zhuǎn)軸(800)的旋轉(zhuǎn)軸線 垂直；所述軸角度測量裝置(100)和盤角度測量裝置(200)分別測量旋轉(zhuǎn)軸(800)的旋轉(zhuǎn) 角度和校準(zhǔn)盤(700)的旋轉(zhuǎn)角度；所述控制器(500)控制驅(qū)動(dòng)裝置(300)，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸 (800)的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤(700)的旋轉(zhuǎn)角度中的至少一個(gè)向待校準(zhǔn)傾角傳感器(400)發(fā) 送數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)校準(zhǔn)盤 (700)，多個(gè)校準(zhǔn)盤(700)的校準(zhǔn)表面相互平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)校準(zhǔn)盤(700) 和多個(gè)盤角度測量裝置O00)，所述多個(gè)校準(zhǔn)盤(700)和多個(gè)盤角度測量裝置(200) —一對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(500)能夠 在獲取預(yù)定校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸(800)的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤(700)的旋轉(zhuǎn)角度之后，判斷該 校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸(800)的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤(700)的旋轉(zhuǎn)角度之間的差值是否滿足預(yù)定 要求，并根據(jù)判斷結(jié)果輸出預(yù)定的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述盤角度 測量裝置O00)為圓光柵角度檢測器，所述軸角度測量裝置(100)為旋轉(zhuǎn)編碼器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸 (800) 一端通過圓錐滾子軸承安裝在架體(900)上，另一端通過推力軸承安裝在架體(900) 上。
7.一種傾角傳感器的校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括安裝步驟，將待校準(zhǔn)傾角傳感器(400)固定在校準(zhǔn)盤(700)的校準(zhǔn)表面上；所述校準(zhǔn)盤 (700)固定安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(800)上；校準(zhǔn)步驟，使所述旋轉(zhuǎn)軸(800)和校準(zhǔn)盤(700)多次繞一個(gè)水平軸旋轉(zhuǎn)，分別到達(dá)多個(gè) 不同的校準(zhǔn)位置；在每個(gè)所述校準(zhǔn)位置，獲取所述旋轉(zhuǎn)軸(800)的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤(700) 的旋轉(zhuǎn)角度；并使待校準(zhǔn)傾角傳感器(400)根據(jù)該校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸(800)的旋轉(zhuǎn)角度 和校準(zhǔn)盤(700)的旋轉(zhuǎn)角度中的至少一個(gè)改變自身數(shù)據(jù)；所述水平軸與待校準(zhǔn)傾角傳感器 (400)的基準(zhǔn)軸垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傾角傳感器的校準(zhǔn)方法，其特征在于，在校準(zhǔn)步驟之前，還包括自檢步驟，使旋轉(zhuǎn)軸(800)和校準(zhǔn)盤(700)多次繞所述水平軸旋轉(zhuǎn)，分別到達(dá)多個(gè)不同 的所述校準(zhǔn)位置，進(jìn)而獲取多個(gè)校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸(800)的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤(700)的旋 轉(zhuǎn)角度；根據(jù)校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸(800)的旋轉(zhuǎn)角度和校準(zhǔn)盤(700)的旋轉(zhuǎn)角度判斷校準(zhǔn)系 統(tǒng)是否滿足預(yù)定要求；如果為是，則進(jìn)入下一步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傾角傳感器的校準(zhǔn)方法，其特征在于，在自檢步驟中，如果為否，則進(jìn)入修正的校準(zhǔn)步驟；在修正的校準(zhǔn)步驟中，使所述待校準(zhǔn)傾角傳感器(400)根據(jù)該校準(zhǔn)位置的修正旋轉(zhuǎn)角 度改變自身數(shù)據(jù)；所述修正旋轉(zhuǎn)角度根據(jù)該校準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)軸(800)的旋轉(zhuǎn)角度、校準(zhǔn)盤 (700)的旋轉(zhuǎn)角度和預(yù)定策略獲得。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傾角傳感器的校準(zhǔn)方法，其特征在于，多個(gè)所述校準(zhǔn)位置平 均分布在360度范圍之內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種傳感器技術(shù)，特別涉及一種傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法。傾角傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)包括控制器、驅(qū)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)軸、兩個(gè)角度測量裝置和校準(zhǔn)盤；驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸；旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地在安裝在架體上，校準(zhǔn)盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上；校準(zhǔn)盤的校準(zhǔn)表面上安裝待校準(zhǔn)傾角傳感器，校準(zhǔn)表面與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線垂直；兩個(gè)角度測量裝置分別測量校準(zhǔn)盤和旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度；控制器根據(jù)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角度向待校準(zhǔn)傾角傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該校準(zhǔn)系統(tǒng)能夠大幅度地提高傾角傳感器的校準(zhǔn)效率。由于具有分別與旋轉(zhuǎn)軸和校準(zhǔn)盤進(jìn)行角度測量的兩個(gè)角度測量裝置，校準(zhǔn)系統(tǒng)可以進(jìn)行自檢，以及時(shí)對校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)。
文檔編號(hào)G01B21/22GK102095398SQ201010610030
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者周繼輝, 周翔, 王巍 申請人:三一重工股份有限公司