测斜仪校准装置控制系统的设计和研发

　　1　测斜仪自动校准装置概述

　　测斜仪被广泛应用于测量大坝、岩体边坡、路基和土建基坑等结构物的水平位移,对工程安全起监测作用。由于检测设备和方法还不够完善,对测斜仪的检定还没有一个统一的国家检定规程。现在交通和水利行业主要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。

　　2　系统硬件设计

　　2·1　系统概述

　　本系统是结合实际情况,主机与板卡构成了主从式多微处理器的控制系统。工控机作为上位机,通过PCI总线对系统的状态进行测控,完成检测装置的角位移状态的显示,并实时对系统进行正常操作和运行。测斜仪自动校准的结构如图1所示

　　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间的联系环节,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“NC嵌入PC”的结构模式,由硬件平台和软件平台两部分组成,其硬件平台主要包括:凌华PCI-8132型2轴步进/脉冲型伺服电机控制卡、42BYG250A型二相步进电机、DCM4010型步进电机驱动器、Renishaw公司的M-9527-0057型圆光栅传感器、PC机等。硬件平台框架如图2所示。

　　3　系统软件设计

　　如图3所示进入检测程序软件后,首先输入送检仪器信息,它包括送检单位和环境条件等;然后根据检测需要选择测量模式,包括手动模式和自动模式;最后检测人员将被检仪器数据逐步输入计算机进行数据处理并打印出原始记录。光栅和步进电机的有机组合,实现了测量过程的自动化。目前市场上的测斜仪质量和精度参差不齐,我院已开展了测斜仪校准业务。希望通过我院的校准能对测斜仪生产厂家的产品质量起到监督和推动作用,并对以后角位移自动控制的开发应用有所帮助。

　　作者简介:谈冬兴,男,工程师。工作单位:南京计量监督检测院

　　朱岳辉,南京市计量监督检测院