Цифровой магнитный компас

союз соеетскихсоцидлистическихРЕСПУБЛИК А 1 Ь О 1 С 17 йб ЕНИЯ евй Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изОБРетениям и откРытиямпри гкнт ссс(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидроФизи - ческого института АВ УССР (72) ИЕ. Рабинович, 10,М. Ьогда ноаский и В.А. Веселов.,ЯО 155 О 319 2ПОВЫСИТЬ ТОЧНОСТЬ И СНИЗИТЬ ПОСТОЛН ную времени, Компас со,ержнт герметичный корпус 1, заполненный демпфирующей жидкостью 2, в котс,;он на подпятниках 8 установлена ось 10, Ма оси 10 посредством каоданового подвеса 13 закреплена картушка, выполненная в виде поплавка 11 нейтральной плавучести с постоянными магнитами. Симметрично относительно картушки на Оси 10 закреплены кодовые диски оптически связанные с источниками б и приемниками 7 света, Точка крепления карданоаого подвеса к оси 10 совмещена с центром тяжести этой оси с закрепленными на ней кодовыми дисками. 2 ил.ИзоЬретение относится к контроль-но-измерительной технике, а болееконкретно к дистанционным средствамизмерения углового положения объектаотносительно вектора индукции магнитного поля, и предназначено для использования в различных областях народного хозяйства и научных исследованиЙр в частности В скеднсграфииэТреЬования, предъявляемые к океа,нограФической аппаратуре, в наибольшей степени удовлетворяются циФровымифмагнитными компасами, Компас, Формирующий циФровой злектрический сигнал,позволяет применить вычислительнуютехнику Ьез дополнительных аналогоциФровых преобразований, снимаемыхпоказаний, что значительно упрощаетаппаратуоу дпя обработки данных. ЦиФ- щровой электрический сигнал может бытьиспопьзован в качестве командногосигнала для управления положениемоЬъекта, в котором установлен компас.При импульсном поразрядном запитывании и опросе Фотозлектрического преобразователя компас имеет невысокуюг,отребляемую мощность, что являетсяважным Фактором при его установке вобъектах с автономными источниками З 0питания.Целью изоЬретения является повышение точности и уменьшение постояннойвремени при обеспечении большого объема кодовой инФормации,Повышение точности измерений компаса при кренах и раскачивании объекта, в котором он установлен, достигается за счет снижения моментов силтрения в опорах магнитной картушки и щ 0устранения влияния моментов от действия гравитационных сил на ось картушки с оптическими кодовыми дисками приее отклонении ст вертикального положения . При вращении корпуса компаса 45в положении, когда ось картушки совпадает с вертикальной с осью, приведенный момент. ст сил трения в опорахкартушки минимален, так как вес картушки скомпенсирован поплавком нейтральной плавучести, а моменты силтрения в опорах внутреннего карданного псдвеса от веса оси с кодовымидисками отсутствуют, поскольку рамкикарданного подвеса не перемещаютсяотносительно горизонтальной плоскости. При кренах и вращении корпуса ком"паса поплавок с закрепленными в неммагнитами устанавливается в горизонтальной плоскости, а ось с кодовыми оптическими дисками, центрованная в опорах, наклонена на угол, равный крену. В опорах карданного подвеса при вращении компаса в условиях крена возникают моменты сия трения от веса оси с кодовыми дисками, а приведенный момент трения в опорах магнитной картушки состоит из моментов от сил трения в карданном подвесе и инерционного момента оси с кодовыми дисками, уравновешенной относительно осей вращения в карданном подвесе.Влияние момента от дейсгвия гравитационных сил на цент р тяжести маг нитов скомпенсированс поплавком, а влияние момента действия гравитационных сил на центр тяжести оси с кодовыми дисками исчезает при переносе центратяжести оси картушки в точку крепления в карданном подвесе, Внижение моментов от сил трения в опорах карт ушки соответственно уменьшает угол зас- тоя и повышает точность измерений компаса.11 рименение магнитной картушки с двумя кодовыми оптическими дискамипозасляет уменьшить наружные диамет - ры кодовых дисков Ьез изме- ния разрешающей способности, уменьшить при веденный момент инерции картушки, а следовательно, уменьшить период колебаний и длительность переходного псоцес.са, характеризующего время затуханияколебаний картушки, что значительноулучшает показатели динамического качества компаса, т.е. постоянную времени компаса .11 а Фиг . 1 изображен компас в ра 3- резе; на Фиг. 2 - картушка компаса. Компас содержит герметичный корпус 1 выполненный из немагнитного материала (например, из алюминиевого сглаза) и заполненный демпфирующей жидьостью 2 (например, полиметилсилоксановой) . Корпус закрыт герметичной крышкой 3 (выполненной а из алюминиевого сплава)г к которой прикреплен Фланец (из алюминиевого сплава), на котором закреплена рама 5 Фотоэлектрического преоЬразователя (выполненная из алюминиевого сплава) с излучателями 6 света (светодиодами ЗЛ 107 Б) и;:.лементами считывания - приемниками с.вета 7 (Фотодиодами ЗЛ 107 Б), В раме 5 в двух опорных агатовых подшипниках 8 установлена на кернах 9 из закапенной15503 5стали титановая ось 10 с магнитной картушкой.Магнитная картушка состоит из поплавка 11 с вкленными в него кобальтсамариевыми магнитами 12 скрепленного внутренним карданным подвесом 13 с осью 10Поплавок 11 выполнен из пенопласта полистирольного или другого материала с положительной плавучестью, Иагниты 12 изготовлены из сплавов с высоким значением коэрцитивной силы, что обеспечивает хорошие магнитные свойства при малых размерах магнитов, и следовательно, оЬусловливает снижение веса и момента инерции картушки,На концах оси 10 жестко закреплены два идентичных по размерам кодовых диска ,1 (выполненных лз алюминиево го сплава) на гавноудаленных расстояниях от точки крепления карданного подвеса 13 на оси 10. Расстояние между точкой крепления картушки на оси 10 и дисками 1 выЬрано таким, 25 чтобы при максимально возможных углах крена поплавок 11 не касался фотодиодов 7, Точка крепления внутреннего кольца карданного подвеса 13 к оси 10 совмещена с центротяжестл З 0 оси 10 с установленными на ней кодовыми дисками 1, При применении кодовых дисков, выполненных фотометодом на высокостаЬильной пленке, балансировка оси с кодовыми оптическими дисками относительно оси картушки и осей кардана не требуется, так как ось с кодовыми дисками выполнена симметрич - но относительно этих осей, При применении дисков из других материалов,19 6например из алюминиевых сплавов, кодовые дорожки формируются механическим способом, а Ьалансировка дисков за кладывается конструктивно,", ормированием дополнительных сектеных пазов симметрично старшим разрядам в зоне своЬодных площадей дисков. На каждом из дисков нанесена маска, содержащая половину информации в коде Грея.В нижней части корпуса установлена резинсвая мембрана 15 для компенсации температурного расширения демпфирующей жидкости 2, зафиксированная ниж" ней крышкой 16 из алюминиевого сплава, Подсоединение к компасу внешних устройств осуществляется чепез герметичный разъем 17, например РСГ,формула изобретенияЦифровой магнитный компас, содержащий заполненный демпфрующей жидкостью герметичный корпус, установле ную в нем на двух опорах ось, с которой сьязан кодовый диск и через кардановый подвес связана картушка с постоянными магнитами, и фотоэлектри" ческий преобразователь, о т л и ч аю ы и й с я тем, что, с целью повышения точносп, он снабжен дополнительным кодовым диском и дополнительным фотоэлектрическим преобразователем, оба кодовых диска жестко связаны с осью и расположены симметоично относительно центра карданового подвеса, картуша выполнена с нейтральной плавучестью, а центр карданового подвеса совмещен с центром тяжести оси скодовыми дис,ами,