Цифровой компас

Цифровой компас

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Н. A. Ярославцев, А. С. Овчаров и В. П. Ц1иденко

{72) Автори изобретения

3

Вкное производственное объединение по морским геологоразведочным работам (71) Заявятмь (54) ЦИФРОВОЙ КОМПАС

Изобретение относится к навигацйонным приборам, в частности к электронным цифровым компасам, и используется в качестве курсоукаэателя или преобразователя градусной меры в радианную в бортовых навигационных вычислительных компасах.

Известен цифровой компас, используемый в качестве курсоуказателя, содержащий генератор, магниточувствительный датчик, выполненный на эле1О ментах Холла, горизонтально расположенный в карданиом подвесе, фазовращатель, сумматор, формирователи остроконечных юапульсов, преобразователь фаэа-интервал и счетчик с выходом на

13 индикатор.

В этом компасе сигнал с генератора поступает на один из элементов датчика непосредственно а на другой—

20 через фазовращатель, фазовый сдвиг которого — 90о. Сигналы с элементов датчика поступают на вход сумматора, а с выхода сумматора снимается сигнал, амплитуда которого постоянна, а фаза, ло отношению к сигналу возбуждения датчика, пропорциональна угловому перемещению датчика. Сигналы с выходов сумматора и генератора, каждый через свой формирователь остроконечных импульсов, поступают на входы преобразователя фаза-интервал, а с.его выхода снимается сигнал, длительность которого пропорциональна угловому перемещению датчика. Затем сигнал с преобразователя поступает в счетчик, в котором он кодируется и пересчитывается в число импульсов, пропорциональное угловому перемещению датчика t i).

Недостатком компаса является от-, сутствие возможности представления информации в угловой мере.

Наиболее близким к предлагаемому техническим рещением является цифро-, вой компас, содержащий генератор, магниточувствнтельный датчик, фазовращатель, сумматор, формирователи импульсов, преобразователь фаза-интер3 9001 1 вал и счетчик, Выходы генератора и сумматора через формирователи импульсов и введенные в устройство ячейки

И и ИЛИ подключены ко входу сброса в ноль счетчика, причем ко второму вхо- ду ячейки ИЛИ подключен блок управления 12).

Недостатком компаса является невоз:можность осуществлять измерения полного угла поворота в любой необходимой 10

I системе.

Цель изобретения — обеспечение возможности измерения углового перемещения.магниточувствительного датчика в заданной угловой мере. !

Поставленная цель достигается тем, что цифровой компас, содержащий генератор, магниточувствительный датчик, фазовращатель, сумматор, преобразователь, два формирователя остроконечных > импульсов, счетчик и блок управления, снабжен делителем, формирователем последовательностей импульсов, фильтром и блоком памяти, причем выход ге нератора связан с входом формирователя последовательностей импульсов, связан с первым входом делителя и со вторым входом счетчика, выход делителя через фильтр связан с входом магниточувствительного датчика и первым входом второго формирователя остроконечных импульсов, выход которого связан с вторым входом преобразователя, первый выход формирователя последовательностей импульсов связан с вторым входом второго формирователя остроконечных

3$ импульсов, второй и третий выходы связаны с первым и вторым входами первого формирователя остроконечных импульсон, первый выход первого формироьа40 теля остроконечных импульсов подсоединен к первому входу преобразователя. выход которого подключен к первому входу счетчика, второй выход магниточувствительного датчика через первый вход сумматора связан с третьим выхо4S дом первого формирователя остроконечных импульсов, а первый выход связан через фазовращатель с вторым входом сумматора, при этом первый выход блока управления связан с вторым входом делителя, а второй выход связан с третьим входом блока памяти, к двум другим входам которого подключены выход счетчика и второй выход первого формирователя остроконечных импульсов.

На Фиг. 1 представлена блок-схема цифрового компаса, на фиг. 2 — временные диаграммы.

3 4

Компас содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 с переменным коэффициентом деления, фильтр 3 магниточувствительный датчик 4, выполненный на элементах Холла, фазовращатель 5, сумматор 6, формирователь 7 последовательностей импульсов, два формирователя остроконечных импульсов 8 и 9, преобразователь 10 фаза-интервал, счетчик ll, блок 12 памяти, блок 13 управления., Электрическая схема компаса работает следующим образом.

С выхода генератора 1 на вход делителя 2, формирователя 7 последовательностей импульсов и на вход С счетчика 11 поступает последовательность прямоугольных импульсов частоты F

Блок 13 управления задает делителию

2 коэффициент деления И- необходимый в данный момент времени, где Х вЂ” основание системы счисления полного угла поворота (градусы, радианы и т.д.);

1 = l; й-порядковый номер основания системы счисления. Сигнал с частотой из делителя 2 поступает на фильтр

М.1

3, где происходит преобразование прямоугольной формы сигнала в синусоидальную.

Сигнал с фильтра 3 поступает на вход магниточувствительного датчика

4, который горизонтально расположен в кардановом подвесе и выполнен в виде двух ортогонально установленных элементах Холла. С одного из этих элементов электрический сигнал— поступает на сумматор 6 непосредственно, а с другого — через фазовращатель 5. С выхода сумматора снимается сигнал, амплитуда которого постоянная, а фаза, по отноаению к сигналу с фильтра 3, пропорциональна угловому перемещению датчика относительно горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

Сннусоидальные сигналы с фильтра

3 и сумматора 6 (фиг. 2, поз. 14 и

15) поступают на формирователи остроконечных импульсов 8 и 9, на другие входы которых с формирователя 7 последовательностей импульсов. поступают три последовательности импульсов (фиг. 2, поз. 16-18), сдвинутые относительно друг друга по фазе.

С формирователей 8 н 9 выходят три последовательности остроконечных импульсов, фронты которых привязаны к моментам перехода входного синусоидального сигнала через нуле90011

Формула изобретения

S вой уровень в положительном направлении (фиг. 2, поэ. 19-21) . Причем две такие последовательности (фиг, 2 поэ.. 19 и 20) поступают на входы преобразователя 10 фаза-интервал, а третья — на управляющий вход блока 12 памяти, тем самым разрешая запись измеренной величины.

С преобразователя IO фаза-интервал сигнал, представляющий собой им- 16 пульсную последовательность с частотой . и длительностью импульса, равной разности фаз сигнала с фильтра

3 и сумматора 6 (фиг. 2, поз; .22), поступает на обнулякмций вход R счет- 15 чика il, на счетный вход С которого приходит последовательность генератора с частотой Ео. За время длительности импульса преобразователя 10 фаза-интервал (фиг. 2 поз. 22), счетчик 2О

ll производит подсчет импульсов .генератора, тем самьи осуществляет преобразование число-импульсного кода в необходимый информационный код, кото1рый поступает на вход блока 12 памяти и заполняется в моменты действия разрешающего импульса (фиг. 2, поэ. 21) т. е. перед приходом заднего фронта импульса преобразователя фаза-интер вал.

Отсчет углового перемещения датчика в необходимой системе счета возможен благодаря выбору коэффициента деления делителя 2, который задается блоком 13 управления. 35

Частота генератора определяется из условия

Цифровой компас, содержащий генератор, магниточувствительный датчик, фаэовращатель, сумматор, преобраэователь, два формирователя остроконечных импульсов, счетчик и блок управления, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения воэможности измерения углового перемещения магниточувствительного датчика в заданной угловой мере, цифровой компас снабжен делителем, формирователем последовательностей импульсов, фильтром и блоком памяти, причем выход генера-ора связан с входом формирователя последовательностей импульсов, с первым входом делителя и со вторым входом счетчика, выход делителя через фильтр связан с входом магниточувствительного датчика и первым входом второго формирователя остроконечных импульсов, выход которого связан с вторым входом преобразователя, первый выход формирователя последовательностей импульсов связан,с вторым входом второго формирователя остроконечных импульсов, второй и третий выходы связаны с пеовым и вторым входами первого формирователя остроконечных импульсов, первый выход первого формирователя остроконечных импульсов подсоединен к первому входу преобразователя, выход которого подключен к первому входу счетчика, второй выход магниточувствительногo датчика через первый вход сумматора связаи с третьим входом первого формирователя остроконечных импульсов, а первый выход связан через фаэовращатель со вторым входом сумматора, при этом где Р— рабочая частота магниточувствительного датчика.

Остроконечные импульсы, сформиро45 ванные в моменты перехода сигналов с фильтра 3 и сумматора 6 в положительчом направлении, привязаны к двум последовательностям остроконечных импульсов с разными фазами. Это приводит к устранению эффекта наложения импульсов друг на друга при малых углах изменения курса и следовательно повышает точность отчета. первый выход блока управления связан с вторым входом делителя, а второй выход связан с третьим входом блока памяти, к двум другим входам которог подключены выход счетчика и второй выход первого формирователя остроконечных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3197880, кл. 33-204, !965.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 581371, кл. G 01 С 17/32, 26.11.75 (прототип).

900113

Заказ 12! 66/58

Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Лыков

Редактор Т. Киселева Техред М. Рейвес ° Корректор М. Пожо