Устройство для определения магнитного курса

з Сфветскиа ОПИСА ИЗОБРЕТ Социалистическ Республик(22) Заявлено 13,04,77 (21) 247с присоединением заявки М С 17/30 28.526.088. 8) Государственный комите СССР по деяам изобретений и открытий(2 ори Опубликовано 25,06,79. Бю Дата опубликования опи(72) Авторы, изобретения В,Н, По А.А. Оди дена Ленина политехнический институт им. 50-летияВеликой Октябрьской социалистической революции.(71) Заявител ЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГО КУРСА 54 О Изобретение относится к навигационному приборостроению и может быть при. менено на подвижных объектах, ориентируемых по магнитному полю Земли,Известны устройства для определения магнитного курса, содержащее датчик магнитного поля, состоящий из двух или трех магниточувствительных элементов чаще всего Феррозондов), размещенных на стабилизированной при помощи гироскопа или двухосного маятника в горизонтальной плоскости площадке, и расшифровывающего блока в виде электромеханической следящей системы 1). В таких устройствах ве личиной, характеризующей магнитный курс, является угол поворота двигателя. Наличие следящей системы вызывает в известных устройствах появление дополнительных погрешностей определе О ния магнитного курса и при необходимости представления информации о магнитном курсе в цифровом виде требует установки датчиков вал-код, чем вносятся дополнительная погрешность и усложняется устройство.Известны также устройства для измерения направления вектора напряжен- ности магнитного поля, носителем информации о направлении магнитного по- ЗО ля в которых является фаза электричес кого сигнала, которая получается применением фазовращателя, например, в виде фазосдвигающих цепей, подключенного к выходам магниточувствительных элементов, и суммирования вычитания) сигналов 2). Опорным напряжением, т.е. напряжением с условно нулевой Фазой, служит напряжение возбуждения магниточувствительных элементов, удвоенное при необходимости по частоте.Известен индикатор направления магнитного поля, содержащий два магниточувствительных элемента, на обмотки возбуждения которых подаются напряжения, сдвинутые относительно друг друга по Фазе на угол ф, фазовра щателем, подключенным своим входом к выходу генератора, выходные сигналы магниточувствителвных элементов суммируются в суммирующем элементе и подаются на фильтр, отфильтрованный сигнал сравнивается по фазе с опорным напряжением, сформированным из напряжения генератора 3.Для представления информации о направлении магнитного, поля или магнитном курсе в цифровом виде указанный индикатор требует использования двух6691стабильных генераторов, один иэ которых является генератором возбуждениямагниточувствительных элементов, адругой выполняет роль генератора счетных импульсов. Кроме усложнения устройства, это приводит к появлению доолнительных погрешностей, возникаюих из-за неодинаковой стабильностичастоты указанных генераторов, Принеобходимости индикации такими устройствами информации в цифровой градусной мере требуется введение в нихспециальных счетных устройств илиустройств для измерения частоты, чтотакже усложняет схемы и вызывает дополнительные погрешности.Целью изобретения является повышение точности определения магнитногокурса и упрощение представления егов цифровой градусной мере,Это достигается тем, что устройство снабжено преобразователями частоты,20выполненными в виде делителей частоты, один из которых входом подключенк соединенному с ключом генератору, авыходом соединен с одним из входовблока интервала времени и входом другого делителя частоты, выход которого подключен через формирующий блокк фаэовращателю,На фиг. 1 дана структурнаясхемапредлагаемого устройства; на фиг, 2схематически изображен датчик магнитного поля, один из вариантов,Устройство для определения магнитного курса содержит датчик 1 магнитного поля, выходными обмотками соединенный с входом суммирующего элемента 2,выход которого подключен через фильтр3 и формирующий блок 4 к одному извходов блока 5 интервала времени, Выход блока 5 интервала времени соединен с одним из входов ключа б. Другой 40вход блока 5 интервала времени и входделителя 7 частоты соединены с выходом делителя 8 частоты. Выход делителя 7 частоты подключен через формирующий блок 9 и фазовращатель 10 к 45обмоткам возбуждения датчика 1 магнитного поля, а выход генератора 11 соединен одновременно с входом делителя8 частоты и другим входом ключа 6,выход которого подключен к счетчику 5012.Датчик магнитного поля состоит иэдвух магниточувствительных элементовв виде взаимно перпендикулярных феррозондов 13 и 14, помещенных на площадке 15 двухосного маятникового подвеса 16, При этом магнитная ось одногоиэ феррозондов направлена по горизонтальной составляющей продольной осиобъекта,Устройство действует следующим сбраэом.Напряжение генератора 11 в видеимпульсов частоты , делится делителями 7 и 8 до частот 1 дч, и 1 дч, состветсМвекно, и одно из них ( 1 дч ) по-, 65(3) Блок 5 интервала вырабатывает импульс, длительность которого равна промежутку времени Лмежду импульсами, сформированными из сигнала (1) и импульсами, образованными делителем 8, С учетом (2) и (3) получим КмСигнал с блока 5 интервала времени управляет работой ключа б, который открывается в момент начала импульса с блока 5 интервала времени, пропуская импульсы с генератора 11 на счетчик 12, и закрывается, запрещая их проход, при окончании импульса с блока 5 интервала времени, Пусть частоты делителей 7 и 8 связаны с частотой 89 4ступает ка вход формирующего устройства 9, где происходит преобразование в требуемую для возбуждения феррозондов (синусоидальную, треугольную и т,п.) форму.фазовращателем 10 из преобразованного напряжения осуществляется Формирование двух напряжений, сдвинутых относительно друг друга по фазе на угол 7 , В этом случае в сигнальных обмотках феррозокдов горизонтальной составляющей Н вектора напряженности магнитного поля Земли будут наводиться ЭДС, амплитудные значения четных гармоник которых пропорциональнц синусу и косинусу магнитного курса К . Эти ЭДС складываются (вычитаются) в суммирующем элементе 2, фильтр 3 осуществляет значительное ослабление .всех гармонических составляющих сум-. марного сигнала, кроме второй, Напряжение второй гармоники Увв на выходе фильтра может быть представлено в ви 21хна Бчп Йй чд. ).формирующий блок 4 осуществляет ,формирование и з напряжения (1) коротких импульсов с крутым передним йоонтом, привязанных во времени к нулевым значениям этого напряжения при его переходе от отрицательных к положительным значениям, Приравнивая (1) нулю, запишем выражение для моментов времени 1 формирования импульсов Формирующим блоком 412 КмФ 4 И7 дч где и = 0 2, 4, б, 8,Импульсы с формирующего блока 4 подаются на вход блока 5 интервала времени, на второй вход которого поступают импульсы от делителя 8, Моменты формирования последних могут быть охарактеризованы ФормулойСоставитель АКлюкина Техред М. Кел Корр ек Пож е 5/31 Тираж 865 ЦНИИПИ .Государственного по делам изобретений ИЬ Москва К-ЬЗака Подписнмитета СССРоткрытийская наб,ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектн ил генератора 11 следующими зависимостями то формула (6) преобразуется к видуК,= 4 Кдч Х Ьй щ 4 ГКдч йС 8) где И = ЬЙ - количество импульсов, подсчитанное счетчиком 11.эа время Ь 1.Из выражения (8).видно, что стабильность показаний будет определяться (при условии Кд - в со ) стабильностью частоты генератора Й , чемисключается ошибка в определений магнитного курса от нестабильности частоты возбуждения при запитывании феррозондов отдельным генератором, Если выб ать Рдч р 120 10 (9)щ = 1, 2, 3 . тоК=бй,(10)Ъ -йгде 1 = 10 - цена импульса.Таким образом, при выполнении равенств (7) и (9) отсчет показанийсЧетчиком 11 будет производиться вединицах измерения магнитного курса,т,е, в единицах измерения углов, например В градусах,Применение делителей частоты позволяет упростить устройство за счетвозможности использования в нем одного генератора. Формирование счетныхимпульсов и напряжения возбужденияферрозондов от одного и того же гене ратора обеспечивает одновременно иповышение точности определения магнитного курса. Устройство для определения магнитного курса, содержащее датчик магнитного поля, подключенный выходными об 15 мотками через последовательно соединенные суммирующий элемент, фильтр иформирующий блок к блоку интервалавремени, а обмотками возбуждения соединенный с фазовращателем, генератор,счетчик, ключ и формирующий блок,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измерения иупрощения представления информации омагнитном курсе в цифровой градусноймере, оно снабжено делителями частоты, вход одного из которых подключенк соединенному с ключом генератору,а выходом соединен с одним из входовблока интервала времени и входом другого делителя частоты, выход которого через формирующий блок подключенк фазовращателю.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР35 Р 271029, кл, 6 01 С 17/30, 1969,2, авторское свидетельство СССРР 220530, кл, 5 01 К 33/02, 1966.3. Патент Великобритании Р 1277821,кл, 6 1 М , 1972,