數(shù)字傾角測量儀的設(shè)計(jì)
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顯示電路主要由移位寄存器、數(shù)碼管顯示兩部分組成，單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榇懈袷降臄?shù)據(jù)，在時(shí)鐘信號(hào)的作用下，通過移位寄存器實(shí)現(xiàn)移位顯示。顯示電路共采用8個(gè)移位寄存器，8個(gè)數(shù)碼管，分別實(shí)現(xiàn)x，y方向的4位角度顯示，精確可達(dá)到0.01°。移位顯示電路如圖4所示。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理
在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程中，測量多組數(shù)據(jù)，求其算術(shù)平均值作為最后測得的結(jié)果，因此，必須研究算術(shù)平均值的不確定度*定準(zhǔn)則。如果在同一條件下，對(duì)同一量值作多組重復(fù)的系列測量，每一系列測量都有一個(gè)算術(shù)平均值，由于隨機(jī)誤差的存在，各個(gè)測量列的算術(shù)平均值也不相同，它們圍繞被測量的真值有一定的分散，此分散說明了算術(shù)平均值的不確定性，而算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差σ則是表征同一被測量的各個(gè)獨(dú)立測量列算術(shù)平均值分散性的參數(shù)，可作為算術(shù)平均值不確定性的*定標(biāo)準(zhǔn)。已知算術(shù)平均值x為
由此可知，在n次測量的等精度測量列中，算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差為單次測量標(biāo)準(zhǔn)差的 ，當(dāng)測量次數(shù)n越大時(shí)，算術(shù)平均值愈接近被測量的真值，測量精度也越高。增加測量次數(shù)可以提高測量精度，但是，由上式也可以看出：測量精度與測量次數(shù)的平方根成反比，因此，要顯著提高測量精度，必須付出較大勞動(dòng)。而實(shí)踐也表明：n>10后，σ-x已經(jīng)減少的非常緩慢。此外，由于測量次數(shù)越大，也越難保證測量條件的恒定，可能引入新的誤差，一般情況，取n=10。所以，在實(shí)驗(yàn)中，取10次的測量結(jié)果的算術(shù)平均值作為最后的測量結(jié)果。測量后所繪電壓傾角關(guān)系曲線如圖5、圖6所示。
5 結(jié)論
為了滿足機(jī)械制造、設(shè)備安裝、道路橋梁、建筑工程等行業(yè)和出口的市場需求，設(shè)計(jì)了基于加速度傳感器的數(shù)字顯示傾角測量儀，其分辨力達(dá)到0.01°，綜合精度達(dá)到0.03°，達(dá)到國內(nèi)外同類產(chǎn)品的水平；性價(jià)比高。在測繪儀器、建筑機(jī)械、天線定位、機(jī)器人技術(shù)、坦克和艦船火炮平臺(tái)控制、飛機(jī)姿態(tài)、汽車電子控制、石油勘探、海上平臺(tái)監(jiān)控等方面有廣泛應(yīng)用。
評(píng)論