【摘要】：地形變測(cè)量是研究地殼形變及固體潮的一種重要手段,它對(duì)地球動(dòng)力學(xué)研究和地震前兆觀測(cè)都具有重要意義。本文主要設(shè)計(jì)了水管傾斜儀檢測(cè)裝置,用于檢測(cè)形變儀器的輸入輸出信號(hào)。檢測(cè)裝置測(cè)試的目的就是為了確定形變儀器的靈敏度和傳遞函數(shù)關(guān)鍵指標(biāo),為提高形變儀器觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量服務(wù)。。水管傾斜儀屬于高精密形變儀器,其對(duì)溫度、氣壓、濕度和外界干擾等環(huán)境因素十分敏感,因此對(duì)檢測(cè)環(huán)境有極高的要求,同時(shí)對(duì)于檢測(cè)設(shè)備也有較高的精度要求。根據(jù)水管傾斜儀的結(jié)構(gòu)和工作原理,論述了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)法的檢測(cè)原理和檢測(cè)方法,盡管現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)法能較好地測(cè)試出水管傾斜儀的靈敏度,但是該方法也存在一定的缺陷。根據(jù)現(xiàn)有的測(cè)試方法,提出了一種新的水管傾斜儀測(cè)試方法——整機(jī)測(cè)試法,該方法是利用微位移平臺(tái)產(chǎn)生階躍信號(hào)或者正弦信號(hào),激光干涉儀記錄微位移平臺(tái)的位移變化量,數(shù)采記錄位移換能器產(chǎn)生的電壓變化量,通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到水管傾斜儀的關(guān)鍵參數(shù)。本文設(shè)計(jì)了水管傾斜儀的整機(jī)檢測(cè)系統(tǒng),提出了檢測(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)指標(biāo),明確了整機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的功能要求。該系統(tǒng)為“三段式”的結(jié)構(gòu),將水管傾斜儀的缽體和標(biāo)定裝置視為相互聯(lián)系的三部分,在每一部分下面放置一微動(dòng)裝置。微動(dòng)裝置分為齒輪傳動(dòng)型和壓電陶瓷型。齒輪傳動(dòng)型微動(dòng)裝置包含單片機(jī)控制系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng),通過(guò)單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)階躍量的輸出。壓電陶瓷型微動(dòng)裝置包含電源控制器部分和壓電陶瓷保護(hù)裝置,通過(guò)上位機(jī)軟件選擇階躍輸出或者正弦輸出,實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)定。檢測(cè)系統(tǒng)主要為機(jī)械部分和電路部分,存在一定的誤差。對(duì)于系統(tǒng)誤差的描述主要是對(duì)齒輪傳動(dòng)型微動(dòng)裝置的誤差進(jìn)行分析,其誤差分為傳動(dòng)誤差和空程回差,對(duì)于這兩類誤差,其主要誤差源均是來(lái)自制造誤差和裝配誤差。由于制造誤差和裝配誤差服從正態(tài)分布或者瑞利分布,因此采用蒙特卡洛法對(duì)這兩項(xiàng)誤差源就行模擬分析,根據(jù)“3σ”原則得到了微動(dòng)裝置誤差的分布范圍,發(fā)現(xiàn)其均在合理的誤差范圍之內(nèi)。
【圖文】：

水管傾斜儀結(jié)構(gòu)與原理水管傾斜儀的結(jié)構(gòu)管傾斜儀主要由電子記錄系統(tǒng)和主機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成[4]。)主機(jī)系統(tǒng)機(jī)系統(tǒng)主要包括管路系統(tǒng)、標(biāo)定裝置和兩個(gè)主體。主體部分主要包置、底座、浮子和導(dǎo)向簧片裝置。標(biāo)定裝置主要包括步進(jìn)電機(jī)、齒標(biāo)定棒和標(biāo)定筒組成。管路系統(tǒng)的作用就是將兩個(gè)主體和標(biāo)定裝置現(xiàn)水管傾斜儀內(nèi)部液體流動(dòng)。)電子記錄系統(tǒng)子記錄系統(tǒng)由位移換能器、前兆數(shù)采儀、DSQ 測(cè)微儀和標(biāo)定遙測(cè)儀能器是將主機(jī)系統(tǒng)中液面的變化量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。自動(dòng)擴(kuò)展傾斜儀電子系統(tǒng)的核心部分，不僅為差動(dòng)變壓器等提供電源，還接南-北”向中位移換能器的輸出電壓信號(hào)，并將電信號(hào)作衰減以及分檔序分別輸送給模擬記錄儀、前兆數(shù)采儀和全自動(dòng)標(biāo)定數(shù)采（如圖 2-1

水管傾斜儀的工作原理管傾斜儀需要安裝在直接與基巖平面相接的臺(tái)基上，，當(dāng)臺(tái)基在垂直向發(fā)，水管傾斜儀內(nèi)的液面也會(huì)隨之變化[5]。這種液面的變化使固定在浮子上壓器的鐵芯相對(duì)于固定在蓋板上的線圈作垂直移動(dòng)，這種相對(duì)移動(dòng)借助能器輸出一個(gè)模擬信號(hào)，該電信號(hào)由多芯屏蔽電纜傳輸?shù)綔y(cè)微儀器中，入前兆數(shù)采儀或模擬記錄系統(tǒng)，這樣將儀器設(shè)置為東、西、南、北四端化和“東—西”、“南—北”兩分量的高差變化記錄下來(lái)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局地震研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P315.62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2606518