文档介绍：2 2 2
2 2
测绘通报 23 2004 年第 6 期
文章编号:0494 0911 (2004) 06 0032 03 中图分类号: P207 文献标识码:B
基于 Matlab 的激光测厚仪的误差分析及数据仿真
安博文, 梅云华
(武汉大学 GPS 工程技术研究中心,湖北武汉 430079)
The Error Analysis and Data Simulation of Thickness Determination
Equipment Using Laser Based on Matlab
AN Bo wen ,MEI Yun hua
2 2
2
摘要:介绍测量炉壁厚度的方法并着重对测量结果进行误差分析,用 Matlab 对测量数据进行误差仿真。
关键词:误差分析; 数据仿真; Matlab 符号运算法
工业生产中,有些设备体积庞大,无法用传统的
二、炉壁厚度的测量
测量方法进行测量;有很多设备工作在恶劣的环境
(如强酸性、高温等) 中,难以对其尺寸进行直接测实际测量时,首先对 A , B 两点进行测量, 得到
量。例如:盛装酸液的密封罐,其厚度随酸性液体的相应的参数:径向距离、垂直仰角、水平偏转角;然后
腐蚀不断变薄; 炉体的耐热材料在生产过程中不断测量炉体中任意点 M 的参数, 根据所得的数据首
被侵蚀磨损,当损耗到一定程度后必须对其进行大先计算出测站 O 的坐标,进而计算出点 M 的坐标,
修,否则就会出现安全事故,如果还没有达到临界工将测量坐标转换成模型坐标便可计算出被测点 M
作程度就对其进行加厚,则不能发挥最佳效益。长的厚度,见图 2 。
期以来,对这类物体的测量依赖进口设备,其价格昂
贵,维护费用高,且不能及时维护,以至于有的生产
单位仅凭经验估计维修。
一、测量坐标系及模型的建立
测量炉体厚度的系统中, 建立如图 1 所示的测
量坐标系,由于炉体本身的规格已知,通过对炉体若
干点的测量, 建立炉体模型在坐标系中的位置。测
量系统中,在炉体附近选取两个参考点 A 和 B , 作
为以后测量定标的基准,测量出两点的坐标值,这两
点的坐标看成已知值。图 2
三、测量误差的组成
使用标称误差为“3 mm , 2′”的全站仪对炉体炉
壁进行测量,在计算被测点模型坐标时还必须利用
另一仪器测量出炉体的倾斜角度, 由于仪器本身存
在系统误差,即使不考虑测量时的偶然误差,测量结
果也存在误差。
1. 全站仪引起的误差
图 1 计算点 M 坐标误差时,利用对 A , B 两点的测
量数据计算出站点 O 的坐标, 根据误差传播定律,
收稿日期: 2003 06 12
作者简介:安博文(1969 ) ,男,湖北黄冈人,讲师,主要从事信号的采集与处理。
9 9 9 9
9 9
2004 年第 6 期测绘通报 33
得出站点 O 的坐标误差, 由站点坐标以及对点 M 联立方程(5) 、(6) 可得 d x o , d yo 。
的测量数据,再次利用误差传播定律,计算被测点的令
坐标及误差。 2 ( X a - Xo) 2 ( Y a - Y o)
A =
已知两个固定点 A , B