YS-420固定式测斜仪

1、 YS-420型固定式测斜仪使用说 明 书杭州圆山科技有限公司一、概述:YS-420型系列微机械式固定倾斜仪用在常规便携式测斜仪难于现场测读的场合以及各种岩土体及钢结构的数据远传式变形监测，广泛适用于长期埋设在水工建筑物或其他混凝土建筑物（如港口岸边）、高层建筑、地下建筑物、隧道收敛、桥拱体收敛变形、岩土边坡内部或表面等，测量基础或结构物倾斜后垂直方向水平位移（变形）或水平方向沉降（隆起）变位等。本型号产品系列具有多种结构形式，更辅以不同的安装附件可充分满足各种不同的安装需要。该系列产品具有如下特点：1.垂直表面安装，钻孔分层安装，隧道收敛、桥拱变形监测，使用范围广。2.长期稳定，防水性能优越

2、。3.高可靠性，全进口芯片，SMD先进工艺生产。4.先进的MEMS（微机械）工作原理，灵敏度高，温漂极小。5.全数字信号输出，内置防涌浪电路，支持接口热插拔。6.曲线拟合标定，拟合相关度高，标定误差小。二、主要技术参数：轴向数单轴测量范围（°）±15±30分辨力（"）1.73.3综合误差（%F·S）0.1长期稳定性（°）0.0140.014耐水压（MPa）0.99(钻)/0.099(盒)额定电压（V）12三、技术原理：YS-420系列型倾角传感 器有多种外形，但其电气性能完全相同。其基本构成为： MEMS (微机械)式倾角传感组件、微

3、处理芯片及信号调理电路、485数据接口、不锈钢封装、安装接口及数据输出导线等。MEMS (微机械)倾角传感器采用欧洲进口产品，具有高输出分辨率，低噪声，工作温度范围宽，温漂极小，长期稳定性高等特点。传感器采用差分信号输出，能显著减小共模噪声，提高产品的灵敏度。MCU采用美国进口产品，RISC指令集，运算速度快，响应迅速，内置看门狗电路，可靠性高，抗干扰能力强。电路中采用16位精密的进口A/D转换器，内置连续自校准电路，充分保证倾角传感器的精度。RS485输出接口设计有浪涌吸电路，能有效释放静电脉冲，同时对接口的热拔插起到了很好的保护作用，使传感器更加稳定、可靠。四、测量原理：如右图所示，多支Y

4、S-420型固定式测斜仪串联装在测斜管内，通过装在每个高程上的倾斜传感器，测量出被测结构物的倾斜角度，使用三角函数计算，可以此将结构物的变形曲线描述出来。同时其测值可计算出轮间距范围内的水平位移。固定式测斜仪可多支串联组装，亦可布设为一个测量单元独立工作,并可回收重复使用。固定式测斜仪能方便地实现倾斜测量自动化。五、数据通讯：5.1引线说明 传感器的电缆引出线内有四根线，红色为电源正极，黑色为负极，白色为RS485A，绿色为RS485B。注意：传感器的工作电压要保证在12±0.3V,虽然传感器可以在9V至16V电压下正常启动，但会引起读数F的偏移，此偏移理论上是与电压是等比例的，但未

5、经试验验证。5.2多传感器通讯架构如下图所示，每一个传感器都有自己的地址编号，它可以在系统外部巡址时响应系统发出的命令。地址的确定是根据用户的要求或系统的组成而定。地址的编码可以从0254（十六进制0X010XFE）号之间选择。同组中的传感器不能有相同的地址编码。5.3通讯协议默认波特率：2400（其它波特率1200115200出厂前需定制）数据位：8，停止位：1 ，校验位：无，七/六字节十六进制1.信息查询命令此命令在总线只接入一个传感器时有效发送：F5 F5 FF 接收：FF FF XX XX XX XX XX 其中：XX为地址码，编号从00到FE，出厂前写入。 XX为X轴AD校正值，出厂

6、前写入。 XX为Y轴AD校正值，单轴为0x00，出厂前写入。 XX为波特率ID代码。 XX为轴数代码。例如：发送：F5 F5 FF 接收：FF FF 14 32 00 03 01则当前测斜杆：地址码为0X14，X轴AD校正值为0X32，Y轴AD校正值为0X00，波特率为9600，轴数为1。2.数据查询命令发送：发送：F5 F5 XX 接收：XX XX XX XX XX XX XX 其中：XX为地址码，编号从00到FE。XX为传感器X轴向读数XF，XX为传感器Y轴向读数YF。X轴向：的第一位为正负号标识位，8表示当前读数为负，0表示当前读数为负。的第二位和组成传感器读数F，为BCD码，直接拼接成

7、XXXXX五位十进制读数。Y轴向：单轴传感器Y轴向读数皆为00。例如：发送：F5 F5 1F 接收：1F 01 23 02 00 00 00则当前测斜杆：地址码为1F，传感器读数XF=12302。 发送：F5 F5 10 接收：10 81 23 03 00 00 00则当前测斜杆：地址码为10，传感器读数XF=-12303。提示 相关的计算公式参见7.1节六、典型安装方法：   6.1测斜仪轴向定义6.2钻孔及测斜管内安装方式（1）测斜管的安装 如右图所示1.先将测斜管装上管底盖，用螺丝或胶固定。测斜管与测斜管之间用管接头连接，测斜管与管接头之间必须用螺丝固定后涂

8、胶填缝密封。 2.测斜管在安装中应注意导槽的方向，导槽方向必须与设计要求的方向一致。安装时将装好接头的测斜管依次逐节放入钻孔中，直至连接到设计深度的孔底。 3.当确认测斜管安装完好后既可进行回填，回填一般用膨润土球或原土沙。回填时每填至35米时要进行一次注水，注水是为了使膨润土球或原土沙遇水后与孔壁结合的牢固，以此方法直至孔口。露在地表上的测斜管应注意做好保护，盖上管盖防止物体落入。测斜管地表管口段应浇注混凝土，做成混凝土墩台以保护管口及其转角的稳定性。墩台上应设置测绘标点。 4.安装完成后的测斜管应先用模拟测斜仪试放，试放时测斜管互成90°的两个导向槽都应从下到上试放到，保证模拟测

9、斜仪在测斜管导槽内能从上到下或从下到上都很平稳顺畅通过，以此作为测斜管安装完好的标志。（2）仪器的安装1.YS-420型固定倾斜仪安装前应测定钻成孔或测斜管的垂直度不得超出传感器满量程的30。对测斜管导向槽应做好永久标记用以确定倾斜变形的正方向。本公司备有各种材质测斜管供选择。2.依照安装次序，将连传感器按同一方向和接杆（管）连接起来，调整校直后固定可靠。测试各传感器的正反向是否与标注的方向一致，同时注意观察读数的稳定性。3.把连接好的传感器放入测斜管，并使其正方向对准测斜管的正方向导向槽。下放时使用接在系统底部的钢缆绳，安装过程中钢缆绳须固定在防绞棒上以免与电缆绞缠。3.当将第二组轮放入测斜

10、管时，由于杆系中备有单向节，可以两边摆动，故应注意校直后再接续导入。注意：固定测斜仪的孔口及电缆都应采取防雷措施，尤其雷击高发地区。避免接近干扰源，如电机、发电机、天线或交流动力电缆。方便快速的角度计算参见7.2节。6.3测斜杆连接方式（1）安装说明：如上图所示1.将杆一端连入杆一端，再将杆一端连入杆的另一端，所有连杆连接完毕,测量连接杆长度记录下来。 2.将测斜杆顶端接入连接后的杆连接，对准卡槽后下放测斜杆，至最后一节外螺纹处连入第二根侧斜杆底端，再在第二根测斜杆顶端接入连接后的杆连接，如此循环直到所有。 注意：下放前要实际测量连接杆长度，L=285+35+连接杆长度-50，单位MM。七、数

11、据计算7.1一般计算公式：注意： “累计”和“本次”的意义，“累计”描述的是从安装完成伊始到现在测量结束，“本次”描述的是从上次测量结束到现在测量结束。（1）角度拟合计算  =k1* Fi+ k2* Fi2+ k3* Fi3- (k1* F0+ k2* F02+ k3* F03)式中： 被测结构物的倾角累计变化量（°）； k1、k2、k3 拟合参数（°/ F）；Fi 倾斜仪实时测量读数（F）； F0 倾斜仪安装完成后的基准读（F）；（2）位移的计算：=i =i1+i2+in ；i=L*sini式中： i 被测结构物形变量（mm）；L 导轮间距（mm）；i

12、 角度相对变化（°）7.2便捷计算公式：为便于施工人员现场调试，综合我公司多年使用经验，总结出如下经验公式，此公式在F=±10000变化范围内误差2°（量程为±30°）=（Fi-F0）/900式中： 被测结构物的倾角变化量（°）； Fi 倾斜仪实时测量读数（F）； F0 倾斜仪安装完成后的基准读（F）；八、验收与保管：1.用户开箱验收仪器，应先检查仪器数量与装箱清单是否相符，如有不符合者，应与我厂联系；2.对于箱内仪器，用倾斜读数仪对全部传感器诸支测试，观察其数据是否正常和稳定（传感器须静置2分钟以上），若有异常，应与本公司联系。 3

13、.开箱后的仪器应放在湿度小于80%的房间内保存，室内不含有腐蚀性气体，存放环境须干燥、通风、无强磁场干扰。4.搬运时小心轻放。九、注意事项：1.本仪器应在额定测量范围内工作。2.仪器引出电缆可达1000米（另购）。用户订货时未加以说明，均按1.5米长度接线出厂。3.根据现场需要接长电缆时，应注意接头处的防水密封可靠。4.仪器未使用放置12个月以上时，使用前应重新进行标定。标定表样本及说明：1.仪器编号，BG表示侧斜杆，110101003表示11年1月生产第一批第三个 末尾03表示地址码为0X03的X轴标定表。 2.拟合系数，K1/K2/K3/b0带入3式中，配合6计算，详见7.1节。 3.计算公式，能计