基于AIS3000系列傾角傳感器的鉆孔測(cè)斜儀的改進(jìn)新的鉆孔測(cè)斜儀在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改進(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(jiǎn)化。由于該傳感器測(cè)量?jī)A角時(shí)對(duì)溫度特性、穩(wěn)定性和對(duì)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(cè)量時(shí)3個(gè)軸位置的一致性,避免安裝不當(dāng)帶來(lái)的測(cè)量誤差。
c.AIS3000傾角傳感器能夠進(jìn)行全方位測(cè)量。
d.通過(guò)應(yīng)用實(shí)際測(cè)量得到的標(biāo)定數(shù)據(jù)對(duì)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。AIS3000傳感器性能指標(biāo)。
a.雙軸傾角傳感器;b.測(cè)量范圍±90度;c.內(nèi)置溫度傳感器;d.長(zhǎng)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(guò)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(cè)斜儀所測(cè)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(cè)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(guò)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),誤差值最大,算出3次測(cè)量值中誤差值最大的多少,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),誤差值最大,算出3次測(cè)量值中誤差值最大是多少。;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(cè)量值中誤差值最大為多少。
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,其誤差的絕對(duì)值越大。所以用傾角傳感器測(cè)量?jī)A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(cè)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(lái)找出自變量與因變量的關(guān)系。其中插值對(duì)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(shì)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(shì)性。
對(duì)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(duì)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(cè)斜儀中測(cè)量?jī)A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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