Устройство для измерения магнитного курса

Устройство для измерения магнитного курса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

@®5ли© 1 ко g j

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>769329

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.09.78 (21) 2669674/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень J¹ 37 (51) М.Кл.з 6 01 С 17/30

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 528.526.1 (088.8) (45) Дата опубликования описания 14.10.80 (72) Авторы изобретения

Г. Н. Ковшов, Б. Н. Запасный и А. Н. Сергеев (71) Заявитель Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МАГНИТНОГО КУРСА

Изобретение относится к ооласти приборостроения и предназначено для определения магнитного курса подвижного объекта.

Для измерения магнитного курса изме-, ряется горизонтальная составляющая магнитного поля Земли с последующим обнулением сигнала. ,Известен индуиционный компас, соде жащий индукционный датчик магнитного меридиана, электронно-усилительный блок, приемник в виде синусо-косинусного преобразователя с системой отработки ротора в согласованное положение, .причем последний снабжен дополнительной обмоткой возбуждения, которая подключена к бортовой сети переменного тока и расположена по периметру спинки магнитопровода, а статорные обмотки преобразователя последовательно соединены с компенсационными обмотками датчика, магнитного меридиана (1).

Известен также дистанционный магнитный компас, содержащий индукционный датчик магнитного поля Земли и следящую систему, состоящую из синусо-косинусного трансформатора СКТ, компенсатора девиации, избирательного усилителя и исполнительного механизма, причем статор СКТ выполнен с возможностью поворота и снабжен регулировочным винтом, расположенным на лицевой части коррекционного механизма (2).

В таких компасах необходимо вручную или автоматически регулировать коэффициент передачи при работе устройства в различных широтах Земли.

Известно также устройство для определения магнитного курса, содержащее генератор, феррозонды, сельсин, избирательный усилитель, синхронный детектор, работающий при соотношении частот сигнала и управления 2: 1, усилитель мощности, испол,нительный двигатель и регулятор, выполl5 ненный в виде последовательно соединенных между собой усилителя переменного тока, развязывающего трасформатора, двухполупериодного выпрямителя и  — Т-цепочки, вход которой подключен к косинус20 ной обмотке сельсина, а выход — ко входу синхронного детектора (3).

Недостапком его является наличие боль, шой статической ошибки, зависящей от зоны нечувствительности феррозондов и мо25 ментов сил сухого трения в опорах, что снижает точность измерения, особеино при малых углах рассогласования. Снизить же погрешность путем увеличения коэффициента усиления не представляется возможным

Зо из-за возможности неустойчивого режима

769329

U„= U„„cosn.

65 работы. Кроме того; несбалансированность полуэлеменъов (стержней и обмоток) феррозондов дифференциальных при водит к значительным уровням первой и третьей гармоник в выходном сигнале феррозонда.

Эти помехи перегружают ивбирательный усилитель,,приводят к нелинейным искажениям, что также сказывается на точности измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в стройство дополнительно введены утроитель частоты, фазовращатели, сумматор, усилитель и компаратор, причем генератор имеет управляемый по частоте вход, утро : тель частоты:включен между выходом генератора и входом первого фазовращателя, вход второго фазовращателя соединен с выходом генератора, выходы же фазовращателей и синусная обмотка ротора сельсина связаны со входами сумматора, выход которого соединен со входом синхронного детектора, а усилитель включен между синусной обмоткой ротора сельсина и входом компаратора, другой вход которого соединен с косинусной обмоткой ротора, выход же крмпаратора связан с управляемым по частоте входом генератора.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства для измерения магнитного курса.

Устройство состоит из регулируемого по частоте генератора 1, предназначен ного для

° подачи напряжения частоты о,на обмотки возбуждения феррозондов 2, служащих для преобразования магнитного поля Земли в информационный сигнал. Сигнальные обмотки, последних соединены со статорными обмотками сельсина 8, утроителя частоты

4, предназначенного для выделения частоты 3 в, двух фазовращателей 5 и б, служащих для поворота фазы напряжения частоты 3 а и ына 180 относительно исходного сигнала. Устройство включает сумматор 7, входы IKQTopopo соединены с выходами фазовращателей 5 и б и синусной обмоткой ротора сельсина 8. Сумматор 7 предназначен для алгебраического сложения и уеиле ния информационного сигнала с противофазными,напряжениями частоты 3 а и ь.

Выход сумматора 7 через синхронный детектор 2, работающий при соотношении частот сигнала и управления 2: 1, и усилитель мощности 9 связан .с исполнительным двигателем,10 отработки ротора сельсина

3. Усилитель частоты И включен между синусной обмоткой ротора сельсина 8 и входом компаратора 12, предназначенного для выдачи сигнала управления на вход генератора 1, другой вход компаратора 12 соединен с косинусной обмоткой ротора сельсина 8.

Устройство ра ботает следующим образом.

Регулируемый по частоте, генератор 1 возбуждает феррозанды 2 напряжением

U sin Ы.. Под действием горизонтальной составляющей магнитного поля Земли в сигнальных обмотках появляется информационный сигнал, который поступает на статорные обмотки сельсина 3. Утроитель частоты 4 вырабатывает напряжение частоты 3 а, которое затем инвертируется фазовращателем 5 и подается на вход сумматора 7.

Таким образом, на входы сумматора 7 поступают три напряжения: информационный сигнал с роторной обмотки сельсина 3, представляющий собой сумму .полезного сигнала частоты 2ь и напряжений помехи частот. а и 8 а, вознлкающих вследствие

;несбалансированности полуэлементов феррозондов, и два противофазных прлезному сигналу напряжения ь и 3 ь. На выходе сумматора 7 остается только усиленное напряжение второй гармоники 2 а, амплитуда которого -пропорциональна напряженности, поля Земли. Это напряжение после демодуляции синхронным детектором 8 H. ,усиления усилителем мощности 9 поступает на исполнительный двигатель 10, который обрабатывает ротор сельсина 8 в положение нулевой ЭД С. Во время обработки ротора сельсина 8 сигнал, поступающий на двигатель, уменьшается по амплитуде, что в свою очередь уменьшает момент, развиваемый двигателем 10. В какой-то момент времени, сортветствующий углу рассогласования а, момент двигателя уравновесится моментом сил сухого трения,в опорах ротора сельсина 8. Напряжение, снимаемое с синусной обмотки сельсина 8, усилен яре усилителем 11, равно

U, =. A U„, . з1п а, где U„, = Uo sin 2cot;

R — коэффициент усиления. усилителя 1i1, а с косинуоной обмотки сельсина

При U,(U„ñðàáàòûBàeò компаратор 12 и подает сигнал на увеличение частоты генератора 1, что,приводит к повышению чувствительности феррозондов 2 и уменьшению зоны нечувствительности следящей системы.

Из U,= U, коэффициент усиления усиФ лителя 11 определяется как К = ctgn. При увеличении угла рассогласования больше а компаратор отключается, и частота генератора снова. возвращается к прежнему значению. .В предлагаемом устройстве, в отличие от известных, в которых регулируется коэффициент передачи всего устройства, а это может принести к возникновению неустой769329

Формула изобретения

Составитель Б. Поставнин

Корректор С. Файн

Техред И. Пенчко

Редактор О. Филиппова

Заказ 1232/1257 Изд. № 473 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» чивого режима работы, автоматически .падстраивается лишь чувствительность датчиков первичной информации феррозондов. Кроме того, устройство уменьшает статическую ошибку, так ка к повышается точность обработки двигателем положения нулевой ЭДС при малых углах рассогласования, близких к зоне нечувствительности следящей системы, путем автоматического увеличения частоты возблкдающего генератора, а следовательно, и чувствитель- ности феррозондов.

Замена избирательного усилителя второй гармоники сумматором уменьшает коэффициент нелинейных искажений канала преобразования сигнала. Увеличение точности в два-три раза по сравнению с известным устройством возможно особенно при малых углах рассогласования.

Устройство для измерения магнитного курса, содержащее генератор, подключенный через феррозонды, сельсин и синхронный детектор к усилителю мощности и исполнительному двигателю, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения точности

Г измерений путем автоматической подстройки чувствительности феррозондов, в него введены утроитель частоты, два фазовра щателя, сумматор, усилитель частоты и компаратор, при этом утроитель частоты включен между генератором и первым фазовращателем, вход второго фазовращателя соединен с выходом генератора, выходы фазовращателей и синусная обмотка рото10 ра сельсина связаны со входами сумматора, выход которого соединен с синхронным детектором, а усилитель частоты включен между синусной обмоткой ротора сельсина

-и входом компаратора, другой вход которого соединен с косинусной обмоткой ротора сельсина, а выход компаратора подключен к управляемому,по частоте входу генератора.20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 339780, кл. G 01 С 17/30, 29.04.70.

2. Авторское свидетельство СССР

25 № 403954, кл. G 01 С 17/28, 04.01.72.

3. Авторское свидетельство СССР № 271029, кл. G 01 С 17/30, 16.10.68 (прототип).