The interpretation of pendulum-type inclinometer readings


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Abstract

The conventional method of inclinometer data analysis computes the displacement components in two mutually orthogonal directions separately by using corresponding readings measured in individual directions. It is shown in this note that calculation errors, although insignificant, are induced when this method is used to interpret data measured by pendulum-type inclinometers, which are widely used as probe inclinometers in engineering practice. The inclinometer readings measured in the two directions are correlative, and they are dependent on both the angle of the inclinometer probe axis inclined to the gravity vertical and on the azimuth angle at which the probe movement direction deviates from one of the two directions. The displacement component in each direction can be interpreted more accurately by simultaneously using the tilt angles in both directions measured directly by the inclinometer probe. Relationships between the actual displacement components, the resultant displacement, the azimuth angle, and the tilt angles are derived and verified by laboratory experiments. A refined calculation procedure is proposed for interpreting the pendulum-type inclinometer readings, and the errors induced in the conventional method are analyzed.RésuméLa méthode conventionnelle d'analyse des données d'inclinomètres calcule séparément les composantes de déplacement dans deux directions mutuellement orthogonales en utilisant des lectures correspondantes mesurées dans des directions individuelles. Cependant, on montre dans cette note que des erreurs de calcul, quoique non significatives, sont induites lorsqu'on utilise cette méthode pour interpréter les données mesurées par des inclinomètres à pendule qui sont les plus couramment utilisés en pratique. Les lectures d'inclinomètres mesurées dans les deux directions sont corrélées et sont dépendantes tant de l'angle de l'axe de la sonde de l'inclinomètre incliné par rapport à la verticale de la gravité que de l'angle de l'azimut par rapport auquel la direction du mouvement de la sonde dévie d'une des deux directions. La composante du déplacement dans chaque direction peut être plus précisément interprétée en utilisant simultanément les angles d'inclinaison dans les deux directions mesurés directement par la sonde de l'inclinomètre. Les relations entre les composantes du déplacement réel, le déplacement résultant, l'angle de l'azimut et les angles d'inclinaison sont dérivées et sont vérifiées par des expériences en laboratoire. On propose une procédure raffinée de calcul pour interpréter les lectures de l'inclinomètre à pendule. De plus, on analyse aussi les erreurs induites par la méthode conventionnelle. [Traduit par la Rédaction]

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