Устройство для определения магнитного курса

Устройство для определения магнитного курса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

° ФФФ ьэквя

ОПИСА ево о I текнчс"

g» f .3

Союз Советских

Социалистических

Республик

«и669189

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено130477 (21) 2474164/18-10 (51}М. К, с присоединением заявки М (23) Приоритет

6 01 С 17/30

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий

Опубликоваио2506,79. Бюллетень Мо 23 (53} УДК 528. 526. . 1 (088. 8) Дата опубликования описания 25Л679 (72} Авторы, изобретения

A.A. Одинцов и В.Н. Попов (Ордена Ленина политехнический институт им, 50-летия . 71} Заявитель

Великой Октябрьской социалистической революции (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГО

КУРСА

Изобретение относится к навигационному приборостроению и может быть применено на подвижных объектах, ориентируемых по магнитному полю Земли.

Известны устройства для определения магнитного курса, содержащее датчик магнитного поля, состоящий из двух или трех магниточувствительных элементов (чаще всего феррозондов), размещенных на стабилизированной при помощи гироскопа или двухосного маятника в горизонтальной плоскости площадке, и расшифровывающего блока в виде электромеханической следящей системы (1). В таких устройствах ве- 15 личиной, характеризующей магнитный курс, является угол поворота двигателя. Наличие следящей системы вызывает в известных устройствах появление дополнительных погрешностей определе- 20 ния магнитного курса и при необходимости представления информации о магнитном курсе в цифровом виде требует установки датчиков вал-код, чем вносится дополнительная погрешность и усложняется устройство.

Известны также устройства для измерения направления вектора напряжен- ности магнитного поля, носителем информации о направлении магнитного по- З0 ля в которых является фаза электрического сигнала, которая получается применением фазовращателя, например, в виде фазосдвигающих цепей, подключенного к выходам магниточувствительных элементов, и суммирования (вычитания) сигналов (2) . Опорным напряжением, т.е. напряжением с условно нулевой фазой, служит напряжение возбуждения магниточувствительных элементов, удвоенное при необходимости по частоте.

Известен индикатор направления магнитного поля, содержащий два магниточувствительных элемента, на обмотки возбуждения которых подаются напряжения, сдвинутые относительно друг друга по фазе на угол fi/„ ôàçoâðàщателем, подключенным своим входом к выходу генератора, выходные сигналы магниточувствителвных элементов суммируются в суммирующем элементе и подаются на фильтр, отфильтрованный сигнал сравнивается по фазе с опорным напряжением, сформированным из напряжения генератора (3).

Для представления информации о направлении магнитного. поля или магнитном курсе в цифровом виде указанный индикатор требует использования двух

6691 стабильных генераторов, один иэ которых является генератором возбуждения магниточувствительных элементов, а другой выполняет роль генератора счетных импульсов. Кроме усложнения устройства, это приводит к появлению доолнительных погрешностей, возникаюих из-за неодинаковой стабильности частоты указанных генераторов. При необходимости индикации такими устройствами информации в цифровой градусной мере требуется введение в них специальных счетных устройств или устройств для измерения частоты, что также усложняет схемы и вызывает дополнительные погрешности.

Целью изобретения является повыше- 1а ние точности определения магнитного курса и упрощение представления его в цифровой градусной мере.

Это достигается тем, что устройство снабжено преобразователями частоты,20 выполненными в виде делителей частоты, один из которых входом подключен к соединенному с ключом генератору, а выходом соединен с одним из входов блока интервала времени и входом дру- 25 гого делителя частоты, выход которого подключен через формирующий блок к фаэовращателю, На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схематически изображен датчик магнитного поля, один из вариантов.

Устройство для определения магнитного курса содержит датчик 1 магнитного поля, выходными обмотками соединенный с входом суммирующего элемента 2, выход которого подключен через фильтр

3 и формирующий блок 4 к одному из входов блока 5 интервала времени. Выход блока 5 интервала времени соединен с одним из входов ключа б. Другой 40 вход блока 5 интервала времени и вход делителя 7 частоты соединены с выходом делителя 8 частоты. Выход делителя 7 частоты подключен через формирующий блок 9 и фазовращатель 10 к 45 обмоткам возбуждения датчика 1 магнитного поля, а выход генератора 11 соединен одновременно с входом делителя

8 частоты и другим входом ключа 6, выход которого подключен к счетчику 50

12.

Датчик магнитного поля состоит иэ двух магниточувствительных элементов в виде взаимно перпендикулярных феррозондов 13 и 14, помещенных на площадке 15 двухосного маятникового подвеса 16. При этом магнитная ось одного иэ феррозондов направлена по горизонтальной составляющей продольной оси объекта.

Устройство действует следующим сбраэом.

Напряжение генератора 11 в виде импульсов частоты f делится делителями 7 и 8 до частот дч, и )дчв состветсМвенно, и одно из них (1дч„ ) по > 65

t =—

Л в 81дч (3) Блок 5 интервала вырабатывает импульс, длительность которого равна промежутку времени 4 t между импульсами, сформированными из сигнала (1) и импульсами, образованными делителем

8, С учетом (2) и (3) получим

Км

" дч 21дчв (4) и я1-1 - = „, 1 В

Сигнал с блока 5 интервала времени управляет работой ключа б, который открывается в момент начала импульса с блока 5 интервала времени, пропуская импульсы с генератора 11 на счетчик 12, и закрывается, запрещая их проход, при окончании импульса с блока 5 интервала времени. Пусть частоты делителей 7 и 8 связаны с частотой

4 ступает на вход формирующего устройства 9, где происходит преобразование в требуемую для возбуждения феррозондов (синусоидальную, треугольную и т.п.) форму.

Фазовращателем 10 из преобразован ного напряжения осуществляется формирование двух напряжений, сдвинутых относительно друг друга по фазе наугол » . В этом случае в сигнальных обмотках феррозондов горизонтальной составляющей Н вектора напряженности магнитного поля Земли будут наводиться ЭДС, амплитудные значения четных гармоник которых пропорциональнц синусу и косинусу магнитного курса К .

Эти ЭДС складываются (вычитаются) в суммирующем элементе 2. Фильтр 3 осуществляет значительное ослабление .всех гармонических составляющих сум-. марного сигнала, кроме второй. Напряжение второй гармоники Ц на выходе фильтра может быть представлено в ви2Г 2fm 51П (ФЙ ДЧ

Формирующий блок 4 осуществляет .формирование из напряжения (1) коротких импульсов с крутым перелним Фронтом, привязанных во времени к нулевым значениям этого напряжения при его переходе от отрицательных к положительным значениям. Приравнивая (1) нулю, запишем выражение для моментов времени t> формирования импульсов формирующим блоком 4 и Км (2)

ЙЧ. ДЧ, где n = 0 2, 4, б, 8, °,.

Импульсы с формирующего блока 4 подаются на вход блока 5 интервала времени, на второй вход которого поступают импульсы от делителя 8, Моменты формирования последних могут быть охарактеризованы формулой

669189 дч дч г

1дч„= )(дч, fr

Где g и К ° — коэффициенты деле.Ач1 Ачу ния частоты делителей 7.и 8 соответственно.

Из выражения (4) с учетом (5) получим выражение для

4к-К а(3А (Кдн 4 Кдц

10 дч r К (6)

Если выбрать

К = ДКдч > (7) Формула изобретения

Ри2.1

Составитель А. Попов

Редакто Т. Клюкина Техред М. Келемеш Корректор N, Пожо

Заказ 3645/31 Тираж 865 Подписное

ЦНИИПИ.Государственного комитета CCCI по делам изобретений и открытий

113035 Москва а-35 Раушскан нас.

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 генератора ll следующими зависимостями то формула (6) преобразуется к виду

1(ма 4" Кдч Хг Al = 4Г Кдч И где N = Л t ° f — количество импульсов, подсчитанное счетчиком 11.эа время

Из выражения (8) . видно, что стабильность показаний будет определяться (при условии Кд„— — cons t) стабильностью частоты Генератора f, чем

S исключается ошибка в определений магнитного курса от нестабильности частоты возбуждения при запитывании феррозондов отдельным генератором. Если выб ать

P дчр 120.10 (9)

m = 1, 2, 3, .то K„=IN, (10)

Ъ - Р7 где h = 10 — цена импульса.

Таким образом, при выполнении равенств (7) и (9) отсчет показаний сЧетчиком 11 будет производиться в единицах измерения магнитного курса, т,е. в единицах измерения углов, например в градусах.

Применение делителей частоты позволяет упростить устройство за счет возможности использования в нем одного генератора. Формирование счетных импульсов и напряжения возбуждения феррозондов от одного и того же гене5 ратора обеспечивает одновременно и повышение точности определения магнитного курса.

Устройство для определения магнитного курса, содержащее датчик магнитного поля, подключенный выходными об15 мотками через последовательно соединенные суммирующий элемент, фильтр и формирующий блок к блоку интервала времени, а обмотками возбуждения соединенный с фазовращателем, генератор, счетчик ключ и фОрмирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения представления информации о магнитном курсе в цифровой градусной мере, оно снабжено делителями частоты, вход одного из которых подключен к соединенному с ключом генератору, а выходом соединен с Одним из входов блока интервала времени и входом другого делителя частоты, выход которого через формирующий блок подключен к фазовращателю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

35 Р 271029, кл, 5 01 С 17/30, 1969.

2. авторское свидетельство СССР

Р 220530, .кл, 5 01 R 33/02, 1966.

3. Патент Великобритании Р 1277821, кл. 6 1 М, 1972.