平台倾角虚拟测量技术研究

论文摘要

虚拟仪器的发展是测量技术的一次飞跃。它代表着仪器发展的最新方向和潮流,是信息技术的一个重要领域,对科技发展和工业生产将产生不可估量的影响。虚拟仪器使得数据测量由传统的机架叠放式模拟仪器发展为卡式智能化仪器,使得信息的采集、传输、分析、处理、存档与发布都实现了自动化。 本文对平台倾角测量的各种方法做了理论分析,选择了用称重传感器来实现倾角测量,并设计制作了相应的硬件。介绍了DRVI(快速可重组虚拟仪器开发平台)、软件总线和EPP通讯的概念,提出了将虚拟测量技术应用于平台倾角的测量,并在DRVI平台上构建了平台倾角虚拟测量系统。 通过分析本虚拟测量系统各部分的误差和试验结果的误差,对误差曲线进行曲线拟合,提出了一种实用的差值误差补偿方法,并通过误差补偿得到了较为精确的数据,验证了该测量方法的可行性。最后通过比较分析选择了精度较高的一个传感器来构建平台倾角虚拟测量系统,通过软件的方法实现数据处理及误差补偿,从而直接测量平台倾角。 试验证明,用称重传感器实现倾角虚拟测量的试验方案设计合理,每个称重传感器测量倾角的试验结果重复性很好,并且两个称重传感器相对误差的分布情况非常接近,其误差分布的规律性很强,经过误差补偿的两个传感器的倾角测量误差大大减小,能够达到较高的测量精度,完全可以满足工程实际倾角测量的精度要求。而且由于虚拟测量系统由软件集成所有数据采集与控制,数据分析与处理、数据表达以及虚拟仪器面板设计等功能。试验中,数据采集处理显示等都通过软件实现,且能在此平台上开发出测量其他参量的虚拟测量系统,大大减小了仪器成本。故该方法具有广阔的前景。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 平台倾角测量的目的和意义
• 1.2 平台倾角测量技术现状
• 1.3 平台倾角虚拟测量技术
• 第二章 平台倾角测量理论研究
• 2.1 平台倾角测量系统及原理
• 2.1.1 用力传感器测量平台倾角
• 2.1.2 用二维数字水平仪测量平台倾角
• 2.1.3 用伺服加速度计测量平台倾角
• 2.1.4 用液体摆倾角传感器测量平台倾角
• 2.2 平台倾角虚拟测量技术研究
• 2.2.1 平台倾角虚拟测量方法
• 2.2.2 平台倾角虚拟测量的信号处理理论
• 2.2.3 平台倾角虚拟测量系统中的数据处理及误差补偿理论
• 2.2.3.1 平台倾角虚拟测量系统的数据处理理论
• 2.2.3.2 平台倾角虚拟测量系统中的误差分析及误差补偿理论
• 第三章 平台倾角虚拟测量系统软件设计
• 3.1 平台倾角虚拟测量软件开发平台
• 3.1.1 软件总线
• 3.1.2 计算机EPP通讯模式
• 3.2 称重传感器标定软件设计
• 3.3 称重传感器测量倾角软件设计
• 3.4 平台倾角虚拟测量软件设计
• 第四章 平台倾角虚拟测量试验研究及数据处理
• 4.1 平台倾角虚拟测量试验平台与试验方法
• 4.2 称重传感器测量倾角试验及数据处理
• 4.2.1 称重传感器测量倾角试验数据处理
• 4.2.2 称重传感器测量倾角试验误差补偿
• 4.3 平台倾角虚拟测量试验
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 读研期间发表的论文