Электронный компас

Электронный компас

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 11 495528

Со1оз Соеетскик

Социалистических

Ресоублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.02.74 (21) 1999201/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12,75. Бюллетень ¹ 46 (45) Дата опубликования описания 09.06,78 (51) М. Клэ G OIc 17/00

G 01с 17/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэобретвний и открытий (53) УДК 528.526.1 (088.8) (72) Авторы изобретения А. A. Горбатов, Ю. В. Коровкин, Г. Е. Рудашевский и Ю. А. Светликов (71) Заявитель. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ КОМПАС

Изобретение относится к области методов и средств навигации и пространственной ориентации объектов в геомагнитном поле

Земли, в частности к дистанционным компасам.

Известные высокоточные дистанционные компасы имеют пониженную надежность работы из-за необходимости размещения большого числа сигнальных обмоток на феррозонде и наличия системы их опроса. Кроме того, известные компасы подвержены влиянию акустических и стрикционных деформаций датчика, а также уменьшению чувствительности в зависимости от широты местоположения прибора.

Для повышения надежности измерений путем устранения влияния деформации элементов в предлагаемом компасе феррозо д содержит четыре сигнальных обмотки, расположенных под углом 90 по отношению друг к другу, причем каждая пара диаметрально противоположных обмоток включена встречно и соединена со входами избирательных усилителей.

На фиг. 1 представлена схема описываемого компаса. Феррозонд 1 кольцевого типа содержит обмотку возбуждения 2 и четыре сигнальных обмотки 3, 4, 5, 6, расположенные под углом 90 относительно друг друга. Обмотка возбуждения подключена к генератору возбуждения 7, обеспечивающему на выходе переменное напряжение синусоидальной формы с амплитудой, достаточной для насыщения магнитопровода феррозонда. (Для примера укажем, что в изготовленном макетном образце электронного компаса диаметр магнитопровода Д=80 мм, сечение — около

1 мм -, число витков обмотки возбуждения—

1000, сигнальные обмотки содержат также по

1000 витков, генератор возбуждения обеспепгвает на выходе амплитуду напряжения 2 В (с частотой 2000 1 ц). Одновременно генератор подключен к удвоителю частоты 8. Сигнальные обмотки соединены с изоирательными усилителями 9 и 10, выходы которых подключены к фазовым детекторам 11 и 12.

11осле детекторов сигналы усиливаются усилителями 13 н 14 и подаются на отклоняющую систему индикатора 15 (например электроннолучевой трубки), имеющую две обмотки 16п 17.—

Работает устройство следующим образом, Диаметрально противоположные сигнальные обмотки соединяются между собой попарно встречно таким образом, чтобы суммарные э.д.с. U частоты возбуждения /„наведенные в каэкдой нз пар катушек В отсутствие внешнего магнитного поля (Н-=О) взаимно компенсировались. Образующиеся две

Зо пары концов подключаются к входам иден495528

40 тичных избирательных усилителей, настроенных на вторую гармонику частоты возбуждения.

Синусоидальное переменное напряжение, приложенное к обмотке возбуждения, вызывает появление в магнитопроводе переменного магнитопотока, обусловленного наличием знакопеременной напряженности H поля в обмотке возбуждения.

При отсутствии внешнего постоянного поля H==0 (геомагнитного поля) в ка)кдой из сигнальных обмоток наводится э.д.с. частоты возбуждения в,. Так как пары диаметрально расположенных катушек включены встречно, суммарная э.д.с. в каждой из пар обмоток равна нулю. В случае появления внешнего магнитного поля H э.д.с. в парах сигнальных катушек уже не будут равны нулю. Если, к примеру, внешнее поле направлено так, как это указано стрелкой NS на фиг. 1, то оно будет увеличивать положительную полуволну магнитного переменного потока в зоне сигнальной катушки 3, так как здесь напряженности H и Н складываются. В зоне катушки 5 поля вычитаются (H=H — Н); анализ показывает, что при Н, обеспечивающей насыщение магнитопровода, а также при Н )) Н= сигналы от каждой из пар сигнальных обмоток пропорциональны К Н H siII а, где К вЂ” коэффициент, зависящий от размеров магнитопровода, числа витков, а угол к — угол, образованный осевой линией ферродатчика (на рисунке — ось Х) и геомагнитной линией _#_S, Частота сигнала всегда вдвое превышает частоту напряжения возбуждения (!)(;=23),. Таким образом, при наложении постоянного магнитного поля происходит модуляция переменного магнитного потока в сердечнике фсрродатчика и, вследствие этого, появление переменного напряжения удвоенной частоты в каждой из пар сигнальных катушек.

Амплитуды получаемых при этом сигналов зависят от угла ориентации а. При и=0, т. с. в обмотках 4 и 6, лежащих IIB HBIIpBaëåíèè геомагнитной линии !VS, суммарный сигнал равен нулю, поскольку вектор поля H= пер5

30 пендикулярен вектору поля Н и потоки в этих зонах магнитопровода не изменились.

Таким образом, сигналы удвоенной частоты возбуждения. снимаемые от двух пар сигнальных обмоток, пропорциональны в обмотках 3,5 — синусу угла между линией VS u осью Х феррозопда, а в обмотках 4,6- — косинусу этого угла, причем фазы сигналов однозначно определяются направлением внешнего магнитного поля.

С помощью фазовых детекторов 11 и 12 производится выделение пульсирующих напряжений второй гармоники, амплитуда одного нз которы.: и IIBIIBлс Х пропорциональна 31п с., а в канале Y — cos а, причем полярность 31;Iix двух пульсирующих напряжений определяется направлением геомагнитпого поля Н относительно оси Х феррозонда.

Выходные сигналы фазовых детекторов подаются в усилители тока 13 и 14, а с их выход3 --- -в отклоняющ..ю систему индикатора

15, который проградуирован в угловых еди ицах и а псм нанесены координатные оси Х и Y фсррозонда. Суммарное воздействие па электронный луч магнитных (или электростатических) полей, определяемых усиленны »IH сигналами фазовых детекторов, приводи(к указа!-:ию 113 индикаторе направле HB сепер, составляя указателем угол а с ось|о Х, так как это показано 113 фиг. 2.

Формула изобретения

Электронный компас, содержаший ферро301!д кольцево 0 типа с распОЛОжеl!1!ьlми HB нем сип(альными обмотками и обмотками возбуждения, генератор, удвоитель частоты, два избирагельиых усилителя и два фазовых детектора, отл ич à IOIIi,и Ii с я тем, -1то, с

1(ел! !о повышения надежности измсрсний путем устранения влияния деформаций элементов, феррозонд содсрж«т четыре cHI HBльных обмотк:i, располо «el!i!ala поz углом 90 по отшппспию друг к другу, причем каждая пара диамстральпо противоположных ()бмоток

БКЛIОЧЕН3 ВС 1 РС ii!0 И СОСДИIIС!13 СО БХОД3»1И, избирательных усили" слей.

495528 фиг 2

Сиетавитедв Ю. I 11KHII

Корректор В. Посельский

Редактор С. Хейфиц

Текрсд Е. Митрофанова

Подписное

Типография, ир. Сан нова, 2

Заказ 904, 18 Изд. Хо 306 Тира>к 78о

11ПО Государственного когаитста Совета . 1ннистров СССР

IIo дслагн изоорстсний и открытий

113035, !осква, Я(-35, Рауннскал нао., д. 4 5