Электронный компас

1111495528 Со 1 оз Соеетскик Социалистических Ресоубликисоединением заявкиГосударственный комите Совета Министров СССР 23) Приоритет43) Опубликовано 15,12,75. Бюллетень4645) Дата опубликования описания 09.06,78 3) УДК 528,526,(088.8)оо делам иэобретвнии и открытий(1) Заявите 54) ЭЛЕКТРОННЫЙ КОМП Изобретение относится к области методов и средств навигации и пространственной ориентации объектов в геомагнитном поле Земли, в частности к дистанционным компасам.Известные высокоточные дистанционные компасы имеют пониженную надежность работы из-за необходимости размещения большого числа сигнальных обмоток иа феррозоиде и наличия системы их опроса. Кроме того, известные компасы подвержены влиянию акустических и стрикционных деформаций датчика, а также уменьшению чувствительности в зависимости от широты местоположения прибора.Для повышения надежности измерений путем устранения влияния деформации элементов в предлагаемом компасе феррозоид содержит четыре сигнальных обмотки, расположенных под углом 90 по отношению друг к другу, причем каждая пара диаметрально противоположных обмоток включена встречно и соединена со входами избирательных усилителей,На фиг. 1 представлена схема описываемого компаса. Феррозонд 1 кольцевого типа содержит обмотку возбуждения 2 и четыре сигнальных обмотки 3, 4, 5, 6, расположенные под углом 90 относительно друг друга. Обмотка возбуждения подключена к генератору возбуждения 7, обеспечивающему на выходе переменное напряжение синусоидальной формы с амплитудой, достаточной для насыщения магнитопровода феррозонда. (Для примера укажем, что в изготовленном макетном образце электронного компаса диаметр магиитопровода Д=80 мм, сечение - около 1 мм-, число витков обмотки возбуждения - 1000, сигнальные обмотки содержат также по 10 1000 витков, генератор возбуждения обеспечивает на выходе амплитуду напряжения 2 В (с частотой 2000 1 ц). Одновременно генератор подключен к удвоителю частоты 8. Сигнальные обмотки соединены с изоирательны ъ 1 и усилителями 9 и 10, Выходы которых под.ключсны к фазовым детекторам 11 и 12.11 осле детекторов сигналы усиливаются усилителями 13 и 14 и подаются на отклоняющу 1 о систему индикатора 15 (например электроннолучевой трубки), имеющую две обмотки 16 и 17. -Работает устройство следующим образом, Диаметрально противоположные сигнальные обмотки соединяются между собой попарно встречно таким образом, чтобы суммарные э.д.с, С 1,частоты возбуждения наВедеиныс В каэкдой из пар катушек В Отсутст вие внешнего магнитного поля (Н=О) взаимно компенсировались. Образующиеся две ЗО пары концов подключаются к входам иден 3 495528тичных избирательных усилителей, настроенных на вторую гармонику частоты возбуждения,Синусоидальное переменное напряжение, приложенное к обмотке возбуждения, вызывает появление в магнитопроводе переменного магнитопотока, обусловленного наличием знакопеременной напряженности Н поля в обмотке возбуждения.При отсутствии внешнего постоянного поля Н:=О (геомагнитного поля) в каждой из сигнальных обмоток наводится э.д.с, частоты возбуждения в,. Так как пары диаметрально расположенных катушек включены встречно, суммарная э,д,с. в каждой из пар обмоток равна нулю. В случае появления внешнего магнитного поля Н э.д,с. в парах сигнальных катушек уже не будут равны нулю. Если, к примеру, внешнее поле направлено так, как это указано стрелкой У 5 на фиг. 1, то оно будет увеличивать положительную полуволну магнитного переменного потока в зоне сигнальной катушки 3, так как здесь напряженности Н и Н складываются. В зоне катушки 5 поля вычитаются (Н=Н - Н ); анализ показывает, что при Н, обеспечивающей насыщение магнитопровода, а также при НН: сигналы от каждой из пар сигнальных обмоток пропорциональны К Н Н зи а, где К - коэффициент, зависящий от размеров магнитопровода, числа витков, а угол к - угол, образованный осевой линией ферродатчика (ца ри. сунке - ось Х) и геомагнитной линией У 5, Частота сигнала всегда вдвое превышает частоту напряжения возбуждения со=2 вь. Таким образом, при наложении постоянного магнитного поля происходит модуляция переменного магнитного потока в сердечнике фсрродатчика и, вследствие этого, появление переменного напряжения удвоенной частоты в каждой из пар сигнальных катушек.Лмплитуды получаемых при этом сигналов зависят от угла ориентации а, При и=О, т. с. в обмотках 4 и 6, лежащих ца направлении геомагнитной линии Ж 5, суммарный сигнал равен нулю, поскольку вектор поля Н пер 10 15 20 25 30 пендикулярец вектору поля Н и потоки в этих зонах магнитопровода не изменились.Таким образом, сигналы удвоенной частоты возбуждения, снимаемые от двух пар сигнальных обмоток, пропорциональны в обмотках 3,5 - синусу угла между линией Л 75 ц осью Х феррозоцда, а в обмотках 4,6- - косинусу этого угла, причем фазы сигналов однозначно определяются направлением внешнего магнитного пол 5.С помощью фазовых детекторов 11 и 12 производится выделение пульсирующих напряжений второй гармоники, амплитуда Одного цз которы;: в канале Х пропорциональна зи а, а в канале 1 - сов а, причем полярность э 1;х двух пульсирующих напряжений определяется направлением геомагцитцого поля Н Относительно осц Х феррозоцда.Выходные сигналы фазовых детекторов подаются в усилители тока 13 и 14, а с цх выходав отклоняющую систему индикатора 15, который проградуировац в угловы; единицах и ца цсм цацсссцы коордицатцые осц Х и У фсррозоцда. Суммарное воздействие ца электронный луч магнитных (цлц электростатических) полей, определяемых усиленными сигналами фазовых детекторов, приводик указанпо ца Индикаторе направления ца север, составляя указателем угол а с ОсьО Х, так как это показано ца фпг. 2. Формула цзооретсцияЗлектроццы 5 компас, содержашцй феррозоцд кольцевого типа с расположецць 1 ми ца цсм сцпальцыми обмотками и обмотками возбуждсция, генератор, удвоитель частоты, два цзбцрагсльцых усилителя ц два фазовыхдетектора, О т л и ч а о щ и Й с я тем,:то, с цель 10 новьшсция цаде 5 кОсти измсрспий путем устранения влияния деформаций эгемсцтов, феррозоцд содержит четыре сигнальных обмотки, расположенных под углом 90 по Отношению друг к другу) причем каж;1 ая парадиамстральцо противоположных ОбмотокБКЛ 1 ОЧЕЦа ЗС 1 РС 1 ЦО И СОСДИЦСЦа СО БХОДа.)И495528 юг фиг 2 Составитель Ю, Гапкин Корректор В. Посельский Редактор С. Хейфиц Текрсд Е, Митрофанова Подписное Типография, пр. Саи 1 нова, 2 Заказ 904,18 Изл. Ле 306 Тираж 78 о 11 ПО Государственного козгптста Совста,11 нннстров СССР по лслагн изоорстеннй и открытий 13035, осква, Ж, Раулнскан нао, д. 415