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雙軸傾角傳感器在鉆孔測斜儀中的應(yīng)用

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雙軸傾角傳感器在鉆孔測斜儀中的應(yīng)用

詳細(xì)介紹

角傳感器AIS3000系列角度傳感器,其體積小、抗跌落性和抗振動(dòng)性均優(yōu)于通用的重力加速度計(jì)。

基于AIS3000系列傾角傳感器的鉆孔測斜儀的改進(jìn)新的鉆孔測斜儀在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn):


a.用AIS3000傾角傳感器代替通用重力加速度計(jì),其體積小,抗跌落性和抗振動(dòng)性及成本等指標(biāo)均有很改進(jìn)。
b.用一個(gè)AIS3000雙軸傾角傳感器代替通用的3個(gè)重力加速度計(jì),使安裝結(jié)構(gòu)簡化。由于該傳感器測量傾角時(shí)對溫度特性、穩(wěn)定性和對稱性有一定要求,安裝傳感器時(shí)要盡量保證位置的精確性,確保每次測量時(shí)3個(gè)軸位置的一致性,避免安裝不當(dāng)帶來的測量誤差。
c.AIS3000傾角傳感器能夠進(jìn)行測量。
d.通過應(yīng)用實(shí)際測量得到的標(biāo)定數(shù)據(jù)對散點(diǎn)圖進(jìn)行分析,得出傾角推算值的回歸模型。借助提出的算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。AIS3000傳感器性能指標(biāo)。
AIS3000高精度雙軸傾角傳感器體積小、重量輕。測量范圍為1 g,應(yīng)用在測斜儀中,具有過阻尼敏感元,能避免振動(dòng)的影響。通過使用單獨(dú)的溫度補(bǔ)償,以及通過補(bǔ)償傾斜面中的角度安裝誤差,能使測量非常準(zhǔn)確。AIS3000雙軸傾角傳感器的量程為±90度,其特點(diǎn)為:
a.雙軸傾角傳感器;b.測量范圍±90度;c.內(nèi)置溫度傳感器;d.長期穩(wěn)定性能指標(biāo)優(yōu)于O.02度,抗沖擊能力強(qiáng);e.高分辨率,低噪聲,工作溫度范圍寬;f.有過阻尼感應(yīng)元件,能夠承受大于20000 g的機(jī)械振動(dòng)。

傾角傳感器用于鉆孔測斜儀所測量的傾角推算結(jié)果存在著一定的誤差。但是,可以看出其誤差分布比較有規(guī)律:
a. 傳感器重復(fù)3次測量的所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差分布情況基本一致,并且相應(yīng)的正半軸與負(fù)半軸
的誤差變化很小。
b. 在傾角從一90到+90變化的過程中,當(dāng)傾角為正,有2種情況:0~40度之間,隨著角度的增加,誤差逐漸減小,在傾角為40度時(shí),誤差值最小,在50~90度之間,隨著角度的增加,誤差逐漸增大,在傾角為90度時(shí),誤差值,算出3次測量值中誤差值的多少,同樣有2種情況:一90~50度時(shí),隨著角度的減小,誤差逐漸減小,在傾角為一90度時(shí),誤差值,算出3次測量值中誤差值是多少。;一40到0度時(shí),隨著角度的增加,誤差逐漸增大,在傾角為一40度時(shí),誤差值最小,算出3次測量值中誤差值為多少。

c. 由得到的數(shù)據(jù)可知,在±40度變化時(shí)傳感器輸出量與角度呈較好的線性關(guān)系,當(dāng)大于±60。變化時(shí)傳感器輸出量變緩,靈敏度降低。

d.當(dāng)傾角在10~40度之間,誤差均為正值;當(dāng)傾角在50~80度之間時(shí),誤差均為負(fù)值;當(dāng)傾角在-90~-50度之間時(shí),誤差均為正值;當(dāng)傾角在-40~0度之間時(shí),誤差均為負(fù)值;并且傾角與±40度的差值越大,其誤差的值越大。所以用傾角傳感器測量傾角推算值的誤差分布非常有規(guī)律,因此采用誤差補(bǔ)償技術(shù)能夠起到很好的效果。

由于實(shí)測方法、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等一些外界因素的影響,不可避免地會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)干擾和誤差。在進(jìn)行補(bǔ)償函數(shù)的分析方法中,數(shù)據(jù)擬合與插值都是用來找出自變量與因變量的關(guān)系。其中插值對于初始數(shù)據(jù)有誤差時(shí)也將繼承其誤差并且高次插值會(huì)導(dǎo)致計(jì)算復(fù)雜度增大且整體趨勢性不好。而擬合具有很好的整體相似性,且比插值函數(shù)有更好的趨勢性。


對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合時(shí),決定自變量與因變量的關(guān)系,原則上首先是根據(jù)理論上是什么關(guān)系,然后盡可能地將其變換為線性關(guān)系進(jìn)行擬合,因此自變量與因變量的確定對補(bǔ)償函數(shù)的精確度起著重要的作用。將AIS3000雙軸傾角傳感器應(yīng)用在鉆孔測斜儀中測量傾角,工程上要求誤差補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果應(yīng)保證傾角在±40度時(shí)使實(shí)際誤差盡可能小。



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