Способ измерения погрешности магнитного компаса при качке

Способ измерения погрешности магнитного компаса при качке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»956985 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.10.80(21) 2991997/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070982.Бюллетень ¹ 33

Дата опубликовании описания 07 ° 09 ° 82 (51) М.Кп з

G 01 С 17/38 .

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

153) УДК >26 ° 1 (088. 8) (72) Автор изобретения

Н.Д.Дегтерев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ МАГНИТНОГО

КОМПАСА НРИ КАЧКЕ

Изобретение относится к навигационной технике и может быть использовано, в частности, при разработке, изготовлении и испытании магнитных компасов.

Известен способ измерения погрешности магнитного компаса при качке, характеризующийся установкой его на качающийся стенд, съемом первоначального отсчета в статическом положении, выдержкой в состоянии качки последовательно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, снятием отсчетов во время действия качки, определением погрешности при качке как разности отсчетов, полученных в статическом состоянии и при качке flj .

Недостатком этого способа измерения погрешности является то, что при выдержке компаса в состоянии качки последовательно в двух взаимно перпендикулярных направлениях из результата измерений выпадает составляющая погрешности, зависящая от совместного действия качки в двух взаимно перпендикулярных направлениях, определяемая произведением амплитуд а а совместной качки, где а, и а - амплитуды качки в плоскости магнитного меридиана и в плоскости, перпендикулярной магнитному меридиану.

Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности является способ измерения погрешности на качке, согласно которому качку осуществляют в полости, составляющей с плосо костью магнитного меридиана угол, ° равный arcing a>/а„з с амплитудой, равной а, + a>, где а и а — упомянутые амплитуды качкй, соответствующие максимальным эксплуатацион15 ным амплитудам килевой и бортовой качки компаса, причем a > a„ 32) .

Однако известный способ не полностью имитирует наиболее неблагоприятный эксплуатационный режим, в ко20 тором наряду с горизонтальной (бортовой и килевой) качкой имеет место вертикальная качка а>, обусловленная, в частности, установкой компаса не над центром качания судна °

25 В итоге из результата измерений выпадает составляющая погрешности, определяемая произведением амплитуд ата совместной качки.

Целью изобретения является повышение достоверности лабораторных иэ956985 мерений погрешности магнитного ком- паса при качке.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающем снятие показаний в статическом положении компаса, затем при качке, соответствующей максимальным эксплуатационным амплитудам, в плоскости, составляющей с плоскостью магнитногс меридиана угол равный арктан- 0 генсу отношения амплитуды качки в направлении, перпендикулярном магнитному меридиану, к амплитуде качки в направлении магнитного меридиана, и вычисление разности показаний компаса в статическом положении и при качке, статическое положение компаса смещают. в плоскости угла

p=arctg a>/а1 на угол к, равный а

arcsin

Т

20 а амплитуду качки Р устанавливают равной а,+а +а

2 Я 3

arcs1n

25 где а — амплитуда качки в направ1 лении магнитногс меридиана; а — амплитуда качки в направ2 ленин, перпендикулярном магнитному меридиану; 30 а — амплитуда вертикальной кач9 ки

R — радиус качки, причем а> т а 5

Это следует из формулы погрешности магнитного компаса при качке с равными частотами и равными начальными сдвигами фаз колебаний

40 — — К tgjcos (Pt+ 3 )— аа д

1 — P сов(2Pt+ 8 )—

4g ь

У вЂ” уаа 1 — P Ь:.?1, P K i:ÿ Ч 1cos(E е ) 15

-4- Р дЧ1соз (Ег Ез), где — погрешность магнитного компаса при качке; 50

a,èÅ„;а и Е, — амплитуды и начальные с1 и ЕЗ фазы колебаний при качке в направлении маг-. нитного меридиана в направлении, перпенди- . 55 кулярном магнитному меридиану.

В вертикальном направлении соото ветственно:

Р— частота качки;

t. — время; ф — угол наклонения вектора напряженности магнитного поля Земли;

g - ускорение силы тяжести;

К вЂ” собственная частота колебаний магнитного чувствительного элемента вокруг вертикальной оси;

I — моменты инерции магнитного чувствительного элемента вокруг взаимно перпендикулярных продольной, поперечной и вертикальной его осей, проходящих через точку опоры, соответственно;

51и 3 - сдвиги фаз колебаний.

Действительно, благодаря такому способу измерения погрешности магнитного компаса, в результат измерения входят не только периодические составляющие с частотой и двойной частотой качки, а также систематическая составляющая, зависящая от совместной качки в ортогональных горизонтальных направлениях, но и систематическая составляющая, определяемая совместной качкой в направлении, перпендикулярном магнитному меридиану, и в вертикальном направлении.

Так как качка осуществляется с линейной амплитудой, равной а1+а +а . то проекция качки на направление меридиана, направление, перпендикулярное меридиану, и вертикальное на правление равны а, а> и а>, что соответствует заданным максимальным эксплуатационным амплитудам качки.

При этом способе периодическая с частотой качки составляющая погрешности (первое слагаемое) будет максимальна, так как в направлении, перпендикулярному магнитному меридиану, действует качка с амплитудой а, которая больше или равна ампдитуде а„.

Размер составляющей погрешности с двойной частотой качки (второе слагаемое) также максимален, так как не зависит от .ориентации направлений качки и фазовых сдвигов между ними.

Поскольку качка практически лйнейна, т.е. сдвиг между начальными фазами ортогональных пространственных колебаний равен нулю (Е -Е= О;

Е -Е =О), то систематическйе составляющие погрешности, определяемые третьим и четвертым слагаемыми, также о максимальны.

На фиг.1 показана векторная схема перемещения компаса при переводе качки судна на курсе, близком к четвертому; на фиг.2 — система отсчета О, на фиг.3 — векторная схема перемещения компаса при качке корпуса в плоскостиу.

Для осуществления способа достаточно использовать однокомпонентный стенд, плоскость качки которого составляет с плоскостью магнитного

956985 меридиана угол . Этот угол может быть получен или разворотом плоскости качания стенда относительно плоскости меридиана, или разворотом (например, кольцами Гельмгольца) вектора напряженности магнитного поля относительно плоскости стенда.

Для смещения статического положения компаса на угол сс относительно вертикали может быть использован кронштейн, закрепленный на столе стенда, к верхней наклонной плоскости которого закрепляется компас.

Угол Р, определяемый заданными параметрами качки, устанавливается регулировочными органами провода качки.

Способ представляет следующую совокупность и последовательность операций. Плоскость качки стенда устанавливают под углом Ч к плоскости магнитного меридиана, причем .а а, обеспечивают наклон ж статического положения.закрепляемого на стенде компаса. На стенде устанавливают линейную амплитуду качки, равную a„ +a г+а . В статическом положении стейда при наклонном на угол

g6 положении компаса снимают показание компаса. Затем компас подвергают воздействию качки, при этом также сни- 30 мают показания компаса. Погрешность компаса определяют как разность между показаниями в статическом положении и полученными при воздействии качки. 35

Использование предлагаемого способа позволяет повысить достоверность оценки эксплуатационной погрешности магнитного компаса по результатам ее. измерения в лабораторных условиях, 40 так .как регистрируемая погрешность включает в себя максимальные составляющие, пропорциональные ортогональным составляющим пространственной качки. 45

Формула изобретения

Способ измерения погрешности магнитного компаса при качке, включающий снятие показаний в статическом положении компаса, снятие показаний при качке, соответствующей максимальным эксплуатационным амплитудам, в плоскости, составляющей с плоскостью магнитного меридиана угол, равный арктангенсу отношения амплитуды качки в направлении, перпендикулярном магнитному меридиану, к амплитуде качки в направлении магнитного меридиана, и вычисление разности показаний компаса в статическом положении и при качке, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности измерения, статическое положение компаса смещают в плоскости угла Y = =arctg a /a, на угол К, равный а

arcsi а +агг+аг . а .амплитуду качки р устанавливают равной а +аа+ "

arcsin где а — амплитуда качки в направлении магнитного меридиана; а — амплитуда качки в направлении, перпендикулярном магнитному меридиану; а — амплитуда вертикальной кач9 ки;

R — радиус качки, причем агфа, °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отраслевой стандарт Судовая навигационная техника. Компасы магнитные. Общие технические условия", ОСТ 5.8415-76 п.5.21.

2. Авторское свидетельство

9 609952, кл. G 01 С 17/38, 03.01.77 (прототип).

Составитель В.Дроздов

Редактор П.Коссей Техред Т.Маточка Корректор Ю.Макаренко

Заказ 6579/26 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4