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一般工业技术
谈冬兴等:渤斜仅校准装显控翻 系统的设计和研茨
测斜仪校准装置控制系统的设计和研发
DesignandDevelopmentofControlSystemoftheInclinometerCalibrationDevice
谈冬兴 朱岳辉
(南京市计量监督检测院,江苏 南京210037)
摘 要:针对测斜仪的结构原理和工作精度要求 ,设计和开发了一套测斜仪校准装置的自动控制系统。本装置采用电机驱动、圆光栅定位的机构模
式 ,软件设计采用面向对象的程序设计语言c++实现了整个系统的多项功能。
关键词i测斜仪校准装置;机构模式;圆光栅定位;面向对象;自动控制系统
1 测斜仪 自动校准装置概述 分组成,其硬件平台主要包括:凌华 PCI一8132型2轴步
测斜仪被广泛应用于测量大坝、岩体边坡、路基和土 进/脉冲型伺服电机控制卡、42BYG250A型二相步进电
建基坑等结构物的水平位移,对工程安全起监测作用。 机、DCM4010型步进 电机驱动器、Renishaw公司的 M一
由于检测设备和方法还不够完善,对测斜仪的检定还没 9527—0057型圆光栅传感器、PC机等。硬件平台框架如
有一个统一的国家检定规程。现在交通和水利行业主要 图2所示 。
采用游标角度尺和分度头对测斜仪的精度进行标定,这
些方法很难保证检定的定位精度和重复性。为了满足市
场需求,我院和南航联合开发了一套测斜仪 自动检定系
统,通过计算机对步进电机的控制、机构协调运行和圆光
栅的位置反馈,实现了高精度的自动定位功能。系统通
过改变测斜仪与水平位置的倾斜角度,准确地测出了倾
斜量。从而实现了对测斜仪精度的检定和校准。
图2 硬件平台框架
2 系统硬件设计
3 系统软件设计
2.1 系统概述
如图3所示进入检测程序软件后,首先输人送检仪
本系统是结合实际情况,主机与板卡构成了主从式
器信息,它包括送检单位和环境条件等;然后根据检测需
多微处理器的控制系统。工控机作为上位机,通过PCI
要选择测量模式,包括手动模式和 自动模式;最后检测人
总线对系统的状态进行测控,完成检测装置的角位移状
员将被检仪器数据逐步输入计算机进行数据处理并打印
态的显示,并实时对系统进行正常操作和运行。
出原始记录。
?’贝4斜仪 自动校准的结构如图1所示
图 1 测斜仪校准装置的结构
2.2 控制系统数据采集硬件平台的构建
进给伺服系统是 NC装置和机械传动部件问的联系
环节,是数控设备的重要组成部分,它的性能直接决定和
影响系统的适时性、稳定性和精确性。本系统采用了 图3 软件主界面
N“C嵌入PC”的结构模式 ,由硬件平台和软件平台两部
《计量与潮试技拳》2011年第38誊第12期
依据测量需要工控机软件 自动设定的一系列数值, 测平台进行水平零位调整。调整零位过程 ,如图5所示:
并计算得到控制步进电机的相应脉冲数,通过数据采集
卡输出控制脉冲到步进电机控制器,从而控制步进 电机
转过相应的角度,并通过机械传动机构带动检测平台和
圆光栅传感器转动;然后,圆光栅读数头将检测到的转动
角度以脉冲的形式通过数据采集卡发送给工控机,并与
设定的角度进行比较,达到设定值时,工控机发送停止命
令 ,步进电机停止转动,此时等待用户输入对应位置测斜
仪的读数;最后,由软件分析得到标定方程与误差。程序
流程 图见图4。
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