黃良　何思陽　王帥　冒國龍　陳浩　殷蔚翎　郭莉薩　朱彬

摘 要：雙軸加速度計傾角傳感器應(yīng)用于導(dǎo)線傾斜角測量中，傳感器測量精度會受到系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的干擾而產(chǎn)生的一定的角度偏差，為此本文針對于減小傾角傳感器的系差，提高其測量精度，使用修正算法對傾角傳感器進(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)是用來測量高壓輸電線路導(dǎo)線傾角的設(shè)備[1]，然而雙軸傾角傳感器在應(yīng)用中存在許多測量誤差因素。因此需要對傾角傳感器進(jìn)行誤差修正來實現(xiàn)所需的精度要求，所以有效的解決其算法修正問題，能更好地使用這種傳感器，提高測量精度。本文基于上述分析，首先詳細(xì)分析可能引起傳感器測量誤差的主要因素，其次通過構(gòu)建實際的硬件實驗平臺對引起傳感器測量誤差進(jìn)行研究，分析所得結(jié)論能夠?qū)Ρ诰€路狀態(tài)進(jìn)行很好的評估。

1 傳感器SCA100T的工作原理

SCA100T是一款加速度計傾角傳感器[2-3]，正常工作時，在X軸和Y軸兩個方向會分別輸出模擬值，通過傳感器內(nèi)部AD進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可輸出模擬電壓值，對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

表1為傾角傳感器在校準(zhǔn)臺上測量的原始數(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，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。

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

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

2.2 傾角傳感器動靜態(tài)角度試驗

表4中所呈現(xiàn)的角度均值算法驗證試驗有效證明了處于簡諧單擺運(yùn)動狀態(tài)的被測物給傾角傳感器帶來的測量誤差影響能夠被減小到±0.02數(shù)量級之內(nèi)，在實際的導(dǎo)線傾斜角度測量中其動態(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量精度要求;對于處于運(yùn)動狀態(tài)的被測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)計與實現(xiàn)[J].微計算機(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[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采集電路設(shè)計及實現(xiàn)[J].計算機(jī)應(yīng)用，2018，38（02）：610-614.

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