Устройство для измерения магнитного курса

Л)кЪйф 3 тчс. О х и и чЖ.и Фм бебмиоМън МОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 769329 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -ви 2669674 18-1 осударствеиный комите по делам изобретен 53) 528.526. )(43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень М 37 и открытий ата опубликования описания 14.10.80) Заявите Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО КУРСА магнитного курса изме-, ьная составляющая магли с после ю им обн Изобретение относится к ооласти прп боростроения и предназначено для опреде ления магнитного курса подвижного объ Для измерения5ряется горизонталнитного поля Зем дулением сигнала,,Известен индуиционный компас, содежащий индукционный датчик магнитного 10меридиана, электронно-усилительный блокприемник в виде синусо-косинусного преобразователя с системой отработки ротора всогласованное положение, причем последний снабжен дополнительной обмоткой 5возбуждения, которая подключена к бортовой сети переменного тока и расположенапо периметру спинки магнитопровода, астаторные обмотки преобразователя после довательно соединены с компенсационными 20обмотками датчика, магнитного меридиана Ц.Известен также дистанционный магнитный компас, содержащий индукционныйдатчик магнитного поля Земли и следящую 25систему, состоящую из синусо-косинусноготрансформатора СКТ, компенсатора девиации, избирательного усилителя и исполнительного механизма, причем статор СКТвыполнен с возможностью поворота и З 0 снабжен регулировочным винтом, расположенным на лицевой части коррекционного механизма 21.В таких компасах необходимо вручную или автоматически регулировать коэффициент передачи при работе устройства в различных широтах Земли.Известно также устройство для определения магнитного курса, содержащее генератор, феррозонды, сельсин, избирательный усилитель, синхронный детектор, работающий при соотношении частот сигнала и управления 2: 1, усилитель мощности, испол,нительный двигатель и регулятор, выполненный в виде последовательно соединенных между собой усилителя переменного тока, развязывающего трасформатора, двухполупериодного выпрямителя и Я - Т-цепочки, вход которой подключен к косинусной обмотке сельсина, а выход - ко входу синхронного детектора 31.Недостапком его является наличие боль, шой статической ошибки, зависящей от зоны нечувствительности феррозондов и моментов сил сухого трения в опорах, что снижает точность измереиия, особеино при малых углах рассогласования, Снизить же погрешность путем увеличения коэффициента усиления не представляется возможным из-за возможности неу.стойчивого режима50 55 60 65 работы. Кроме того; несбалансированность полуэлеменъов (стержней и обмоток) феррозондов дифференциальных приводит к значительным уровням первой и третьей гармоник в выходном сигнале феррозонда. Эти помехи перегружают ивбирательный усилительприводят к нелинейным искажениям, что также сказывается на точности измерения.Целью изобретения является повышение точности измерений,Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены утроитель частоты, фазовращатели, сумматор, усилитель и компаратор, причем генератор имеет управляемый по частоте вход, утро тель частоты:включен между выходом генератора и входом первого фазовращателя, вход второго фазовращателя соединен с выходом генератора, выходы же фазовращателей и синусная обмотка ротора сель- сина связаны со входами сумматора, выход которого соединен со входом синхронного детектора, а усилитель включен между синусной обмоткой ротора сельсина и входом компаратора, другой вход которого соединен с косинусной обмоткой ротора, выход же крмпаратора связан с управляемым по частоте входом генератора,На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства для измерения магнитного курса,Устройство состоит из регулируемого по частоте генератора 1, предназначенного дляподачи напряжения частоты о,на обмотки возбуждения феррозондов 2, служащих для преобразования магнитного поля Земли в информационный сигнал. Сигнальные обмотки, последних соединены со статорными обмотками сельсина 3, утроителя частоты 4, предназначенного для выделения частоты 3 ю, двух фазовращателей 5 и б, служащих для поворота фазы напряжения частоты 3 а и ына 180 относительно исходного сигнала. Устройство включает сумматор 7, входы которого соединены с выходами фазовращателей 5 и б и синусной обмоткой ротора сельсина 3. Сумматор 7 предназначен для алгебраического сложения и уеиле ния ииформационного сигнала с противофазными,напряжениями частоты 3 а и ь. Выход сумматора 7 через синхронный детектор 2, работающий,при соотношении частот сигнала и управления 2: 1, и усилитель мощности 9 связан .с исполнительным двигателем,10 отработки ротора сельсина 3. Усилитель частоты 11 включен между синусной обмоткой ротора сельсина 3 и входом компаратора 12, предназначенного для выдачи сигнала управления на вход генератора 1, другой вход компаратора 12 соединен с косинусной обмоткой ротора сель- сина 3.Устройство работает следующим образом. 5 10 15 20 25 Зо 35 40 Регулируемый по частоте, генератор 1 возбуждает феррозенды 2 напряжением У з 1 п Ы. Под действием горизонтальной составляющей магнитного поля Земли в сигнальных обмотках появляется информационный сигнал, который поступает на статорные обмотки сельсина 3. Утроитель частоты 4 вырабатывает напряжение частоты За, которое затем инвертируется фазовращателем 5 и подается на вход сумматора 7.Таким образом, на входы сумматора 7 поступают три напряжения: информационный сигнал с роторной обмотки сельсина 3, представляющий собой сумму, полезного сигнала частоты 2 ь и напряжений помехи частот. а и 3 а, вознлкающих вследствие ,несбалансированности полуэлементов феррозондов, и два противофазных прлезному сигналу напряжения ь и 3 ь. На выходе сумматора 7 остается только усиленное налряжение второй гармоники 2 а, амплитуда которого пропорциональна напряженности, поля Земли. Это напряжение после демодуляции синхронным детектором 8 ц ,усиления усилителем мощности 9 поступает на исполнительный двигатель 10, который обрабатывает ротор сельсина 3 в положение нулевой ЭДС. Во время обработки ротора сельсина 3 сигнал, поступающий на двигатель, уменьшается по амплитуде, что в свою очередь уменьшает момент, развиваемый двигателем 10. В какой-то момент времени, сортветствующий углу рассогласования а, момент двигателя уравновесится моментом сил сухого трения,в опорах ротора сельсина 3. Напряжение, снимаемое с синусной обмотки сельсина 3, усиленяре усилителем 11, равноУ, = КЦз 1 п а,где У,щ, = Уо з 1 п 2 ь;Я - коэффициент усиления. усилителя 11,а с косинуеной обмотки сельсинаУ= Усова.При У,(Усрабатывает компаратор 12 и подает сигнал на увеличение частоты генератора 1, что,приводит к повышению чувствительности феррозондов 2 и уменьшению зоны нечувствительности следящей системы.Из У, = У, коэффицИент усиления усиВлителя 11 определяется как К = с 1 а. При увеличении угла рассогласования больше а компаратор отключается, и частота генератора снова, возвращается к прежнему значению.Ц предлагаемом устройстве, в отличие от известных, в которых регулируется коэффициент передачи всего устройства, а это может принести к возникновению неустой769329 Формула изобретения Составитель Б, Поставнин дактор О. Филиппова Техред И. Пенчко Корректор С. ФайТираж 810 Подписноео делам изобретений и открытий ая наб., д. 4/5 2/1257 Изд,473оиск Государственного комитета СССР 113035, Москва, Ж, Рауш Зак ип. Харьк. фил. пред. сПатент чивого режима работы, автоматически падстраивается лишь чувствительность датчиков первичной информации феррозондов. Кроме того, устройство уменьшает статическую ошибку, так как повышается точность обработки двигателем положения нулевой ЭДС при малых углах рассогласования, близких к зоне нечувствительности следящей системы, путем автоматического увеличения частотывозблкдающего генератора, аследовательно, и чувствитель- ности феррозондов.Замена избирательного усилителя второй гармоники сумматором уменьшает коэффициент нелинейных искажений канала преобразования сигнала. Увеличение точности в два-три раза по сравнению с известным устройством возможно особенно при малых углах рассогласования. Устройство для измерения магнитного курса, содержащее генератор, подключенный через феррозонды, сельсин и синхронный детектор к усилителю мощности и исполнительному двигателю, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью увеличения точности Гизмерений путем автоматической подстройки чувствительности феррозондов, в него введены утроитель частоты, два фазовра щателя, сумматор, усилитель частоты и 5 компаратор, при этом утроитель частотывключен между генератором и первым фазовращателем, вход второго фазовращателя соединен с выходом генератора, выходы фазовращ 1 ателей и синусная обмотка рото ра сельсина связаны со входами сумматора, выход которого соединен с синхронным детектором, а усилитель частоты включен между синусной обмоткой ротора сельсина-и входом компаратора, другой вход которо го соединен с косинусной обмоткой роторасельсина, а выход компаратора подключен к управляемому,по частоте входу генератора. 20 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР339780, кл. Ст 01 С 17/30, 29.04.70.2, Авторское свидетельство СССР 25403954, кл. б 01 С 17/28, 04.01.72.3. Авторское свидетельство СССР271029, кл. б 01 С 17/30, 16,10.68 (прототип).