DXYⅡ型数字定向仪使用说明书.docx
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DXYⅡ型数字定向仪使用说明书
DXY—Ⅱ型数字定向仪器使用说明书
一、概述
1、功能
DXY—Ⅱ型数字定向仪器是一部输出参考方向与地磁北向夹角大小（顺时针方向）的测角仪器。
输出角度A的定义如图
（1）所示，参考中心就是过仪器的输出参考方向垂直于仪器纵轴的直线与纵轴的交点，仪器参考方向为该垂直于纵轴的直线，从参考中心指向输出标志。
图
（1）输出角A的定义
2、组成
DXY—Ⅱ型数字定向仪器由壳体、电池组、磁罗盘和记录处理板组成。
如图
（2）所示。
壳体采用铜材料做成，对电磁场不产生干扰。
为电池组、磁罗盘和记录处理版提供与外界隔离的保护，确保仪器在矿井中安全可靠地工作。
电池组为磁罗盘和记录处理板提供电源，采用三节锂电池供电，电池采用**公司生产的**型号锂电池。
电池组可提供**型号测角仪器连续工作不小于72小时所需的电源。
磁罗盘为测角仪器提供初始的方位角度、俯仰角度和倾斜角度。
磁罗盘采用honeywell公司生产的HMR3300磁罗盘。
记录处理板完成接收磁罗盘发送过来的初始的方位角度、俯仰角度和倾斜角度，并进行坐标转换处理，得到DXY—Ⅱ型数字定向仪器参考输出方向与地磁北的夹角大小，并存储在记录处理板的存储器当中。
在测试完成之后，通过板上的USB接口，采用数据线连接，将记录处理板与电脑连接。
通过电脑的复制、剪切等操作完成数据读取。
3、技术指标
方位精度：
≤1°（水平）
≤3°（倾角0°～±30°）
≤4°（倾角±30°～±60°）
方位分辨率：
0.1°
工作温度：
-20℃～+40℃
4、工作原理
DXY—Ⅱ型数字定向仪器采用磁罗盘作为核心测角元器件。
磁罗盘采用三轴磁阻传感器测量磁罗盘参考三轴上的地磁分量大小，并通过两轴加速度计测量地球重力加速度在俯仰和倾斜轴上的分量大小，然后进行测角解算。
首先通过两轴加速度计的输出，求解出磁罗盘参考三轴的俯仰角度和倾斜角度，然后依据这两个角度将三轴磁阻的输出投影到水平面上，求解出磁罗盘参考方向上地磁分量在水平面上的投影与三轴磁阻输出合成的矢量在水平面上的投影的夹角，即为磁罗盘输出的方位角度。
由于磁罗盘安装在DXY—Ⅱ型数字定向仪器的壳体基座上，造成壳体的输出参考不是磁罗盘的输出参考，存在一个角度误差。
测角仪器通过记录处理板来补偿这个角度误差，确保测角仪器输出的方位角度即为壳体参考方向与地磁北的夹角A。
具体通过式
（1）来完成。
（1）
其中：
、
、
分别为磁罗盘输出的方位、角度和倾斜角度。
、
、
为已知系数。
这里
、
、
通过实验室获得，具体为将测角仪器安放在具有磁场基准的转台上，调整转台与磁场基准的方位角度
，以及与水平面的俯仰角度
和倾斜角度
，且确保此时DXY—Ⅱ型测角仪器的三轴与转台的三轴平行，即测角仪器的理论输出方位角、俯仰角度和倾斜角度分别为
、
和
。
记录此时磁罗盘的输出方位角度
、俯仰角度
和倾斜角度
。
根据方程式
（2）建立方程：
（2）
改变转台状态至少4个位置以上，即至少获得4组不同
、
和
、
、
和
。
得到8个以上方程组。
然后采用最小而成拟合估计，得到
、
、
的最优解，作为实际解算的系数。
将它们固化到记录处理板的软件上，当记录处理板接收到磁罗盘输出的方位角度、俯仰角度和倾斜角度后，即按照式
（1）进行解算处理，得到测角仪器实际输出参考方向与磁北的夹角大小。
二、使用环境
1、可用于煤矿探井方位测量。
2、石油矿井方位测量。
三、使用方法
正确使用DXY—Ⅱ型数字定向仪器进行角度测量，按照测试工作、数据下载、时间同步、数据清除等分步骤进行。
A测试工作步骤：
1、检查电池安装是否正确，正负极是否正确，并拧紧保护盖。
如图
（2）所示。
注意：
每三节标准配置的新电池可保障72小时工作，计算已经工作过的时间，获得剩余电量的工作时间是否够本次工作需求，如不够，请更换。
2、确认记录处理板与电源接线连接正确。
3、确认磁罗盘与其固定基座安装可靠，不松动。
4、确认磁罗盘和记录处理板的连线正确。
5、确认记录处理板的工作状态处于测试状态。
定义如图（3）所示。
图（3）测角仪器测试状态设定
6、将磁罗盘及其安装基座轻放入壳体当中，并拧紧保护盖。
如图（4）所示。
（补一张照片）
7、此时测角仪器开始工作。
8、工作时间结束后，需要下载数据，根据下载数据步骤进行。
B数据下载工作步骤：
1、松开磁罗盘保护盖，轻取出磁罗盘及其安装基座。
2、确认记录处理板的工作状态处于数据下载状态。
定义如图（5）所示。
图（5）测角仪器数据下载状态设定
3、将USB数据线一头插入记录处理板的USB接口，另一头接入计算机。
USB电缆使用MINIUSB电缆。
4、在电脑上打开软件CM3StrPCSuite.exe，进入控制住程序，将打开如下主控制界面。
如图（6）。
图（6）主控制界面
5、点击打开设备，如果设备存在，在打开设备右方的编辑框中显示“设备正常”。
如果打开失败，会弹出对话框提示。
所有操作之前，必须首先打开设备。
6、点击记录长度，获得连接设备获取当前已经记录数据的长度，在下载数据之前，必须首先获取记录长度。
7、点击下载数据，从已连接设备中下载数据，并自动转换为文本格式转存到磁盘中。
文件保存在应用程序路径下，名称为（HDG-2012-06-05-12-35.txt），这里的年月日时分，为当前操作的时间。
8、点击确定，执行操作，并退出程序（实际操作，看是否退出）。
注意：
方位角度数据存储为一整数，其真值为存储值除以10，如存储数为333，则真值为33.3度。
C时间同步：
1、执行B数据下载工作步骤1、2、3、4、5。
2、点击获取时间，获取记录处理板的时间，查看是否需要修改。
3、如需要修改，点击同步时间，则记录处理板的时间为计算机时间。
4、点击确定，执行操作并退出系统（看实际操作）。
D、数据清除
1、执行B数据下载工作步骤1、2、3、4、5。
2、点击清除内存。
3、点击确定，执行数据清除操作，并退出程序。
注意：
点击确定之后，程序马上执行操作，在执行数据清除时，一定要慎重。
时间同步执行后，记录处理板的时间从重新设定，但并不改变以前数据采样的时间记录。
同时要注意检查记录处理板的自带小电池，应及时更换电池，确保记录处理板时间模块工作正常，保障测角仪器工作正常。
更换电池时，应同时进行时间同步操作，确保系统能够正常工作。
四、电气特性
1、数据记录时间
测角仪器每分钟记录一次数据，每次记录8个字节数据，包括当前时间（年月日时分）和航向。
板载2M字节FLASH，可记录连续测试180天的采样数据。
2、记录处理板的接线关系定义
如图（7）所示。
图（7）记录处理板的接线关系定义
3、测角仪器电脑操作软件
软件由定义如表1。
表1
序号
文件名
功能
1
zyUSBDrv.inf
USB设备驱动程序配置文件
2
zyUSBDrv.sys
USB设备驱动程序文件
3
zyUSBDev.dll
USB设备操作接口动态链接库
4
CM3StrPCSuite.exe
控制主程序
4、磁罗盘的接线定义关系
图（8）磁罗盘管脚分布
磁罗盘管脚定义如表2。
表2
注意：
不要随便更改磁罗盘上的各种出厂设定。
五、维护及使用注意事项
更换磁罗盘，应返回生产单位进行，并重新标定
、
、
系数。
更换记录处理板，应返回生产单位进行，并重新写入
、
、
系数，或在购买仪器时选择备用记录处理板，由产单位进将
、
、
系数写入备用板。
不同仪器的数据记录处理板不能混用。
六、结构尺寸
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