黃良　何思陽(yáng)　王帥　冒國(guó)龍　陳浩　殷蔚翎　郭莉薩　朱彬

摘 要：雙軸加速度計(jì)傾角傳感器應(yīng)用于導(dǎo)線傾斜角測(cè)量中，傳感器測(cè)量精度會(huì)受到系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的干擾而產(chǎn)生的一定的角度偏差，為此本文針對(duì)于減小傾角傳感器的系差，提高其測(cè)量精度，使用修正算法對(duì)傾角傳感器進(jìn)行角度修正。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)線;傾角;修正算法;標(biāo)定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.096

0 引言

導(dǎo)線傾角子機(jī)是用來(lái)測(cè)量高壓輸電線路導(dǎo)線傾角的設(shè)備[1]，然而雙軸傾角傳感器在應(yīng)用中存在許多測(cè)量誤差因素。因此需要對(duì)傾角傳感器進(jìn)行誤差修正來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的精度要求，所以有效的解決其算法修正問(wèn)題，能更好地使用這種傳感器，提高測(cè)量精度。本文基于上述分析，首先詳細(xì)分析可能引起傳感器測(cè)量誤差的主要因素，其次通過(guò)構(gòu)建實(shí)際的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)引起傳感器測(cè)量誤差進(jìn)行研究，分析所得結(jié)論能夠?qū)Ρ诰€路狀態(tài)進(jìn)行很好的評(píng)估。

1 傳感器SCA100T的工作原理

SCA100T是一款加速度計(jì)傾角傳感器[2-3]，正常工作時(shí)，在X軸和Y軸兩個(gè)方向會(huì)分別輸出模擬值，通過(guò)傳感器內(nèi)部AD進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可輸出模擬電壓值，對(duì)電壓值換算就可以得到我們所需的角度值。

2 傾角傳感器角度修正

2.1 傾角傳感器修正試驗(yàn)

表1為傾角傳感器在校準(zhǔn)臺(tái)上測(cè)量的原始數(shù)據(jù)，從表中可以看出，SCA100T傾角傳感器X軸和Y軸角度在線性角度上存在一定偏差，且呈現(xiàn)一定規(guī)律分布：（1）兩次重復(fù)性試驗(yàn)，傳感器的角度偏差值規(guī)律基本一致;（2）從正角度轉(zhuǎn)向負(fù)角度其偏差值依次規(guī)律遞增;（3）傳感器各自軸的初始偏角不同，角度偏差值不同。

按照?qǐng)D中自變量和因變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，利用MATLAB進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，發(fā)現(xiàn)2次多項(xiàng)式擬合效果比較好：ybestA=p1*x^2+p2*x+p3，擬合系數(shù)如表2所示：

多項(xiàng)式修正公式給出的檢驗(yàn)值誤差平均值在7/1000數(shù)量級(jí)，可以看出修正效果較好，我們對(duì)多項(xiàng)式進(jìn)行再次試驗(yàn)驗(yàn)證角度偏差修正效果，試驗(yàn)結(jié)果如表3數(shù)據(jù)所示。

2.2 傾角傳感器動(dòng)靜態(tài)角度試驗(yàn)

表4中所呈現(xiàn)的角度均值算法驗(yàn)證試驗(yàn)有效證明了處于簡(jiǎn)諧單擺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的被測(cè)物給傾角傳感器帶來(lái)的測(cè)量誤差影響能夠被減小到±0.02數(shù)量級(jí)之內(nèi)，在實(shí)際的導(dǎo)線傾斜角度測(cè)量中其動(dòng)態(tài)狀態(tài)下角度偏差在允差范圍之內(nèi)。

3 結(jié)論

本文在對(duì)傾角傳感器在導(dǎo)線傾角中修正算法進(jìn)行研究，使用修正算法修正后能夠滿足傳感器最終測(cè)量精度要求;對(duì)于處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的被測(cè)物而言需求傳感器精度在0.1°范圍之內(nèi)完全可以達(dá)到要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王盛軍，邵瓊玲.基于SCA100t和MCU數(shù)字傾角傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2010，26（22）：90-91.

[2]汪雪蓮.基于SCA100T傾角傳感器的姿態(tài)傳感器設(shè)計(jì)[J].聲學(xué)與電子工程，2015（03）：23-25.

[3]吳海龍，柏正堯，張瑜等.基于調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換器的低頻射電天文信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2018，38（02）：610-614.

作者簡(jiǎn)介：黃良（1981-），男，浙江紹興人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、電網(wǎng)防冰技術(shù)研究。