Измеритель составляющих углов поворота подвижного объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН И 9) П 0 5 ПИСАНИ ОБРЕТЕНИИ ТВУ первый и ты, приервых чуввого и втов Бюл. овскийниях от этих осеи. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ, СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Ве-. ликой Октябрьской социалистической революции(53) 621.317.39.531.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 459670, кл. С 01 Э 5/12, 1972.2. Авторское свидетельство СССР 1 1056709, кл. С 01 П 5/12. 1981. (54)(57) 1. ИЗМЕРИТЕЛЬ СОСТАВЛЯЮ 1 ЦИХ УГЛОВ ПОВОРОТА ПОцВИЖНОГО ОБЬЕКТА, содержащий первый преобразователь магнитного курса с первым и вторым феррозондовыми чувствительными элементами, обмотки возбуждения которых подключены к генератору возбуждения, первый соленоид, подключенный к генератору опорного поля, первую, вторую, третью и четвертую электронные расшифровывающие системы, соединенные соответственно с первьп, вторым, третьим и четвертым регистрирующими приборами составляюших углов поворота, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены второй преобразователь магнитного курса с двумя феррозондовыми чувствительными элементами, обмотки возбуждения которых подключены к генератору возбуждения, второй соленоид, подключенный к генератору опорного поля, первый и торой сумирующие блокивторой согласующие элемеэтом сигнальные обмоткиствительных элементов пе рого преобразователей магнитногокурса соединены соответственно спервым и вторым входами первого суммирующего блока, выход которогочерез первый согласующий элементподключен одновременно к входампервой и второй электронных расшпфровывающих систем, а сигнальныеобмотки в горых чувствительных элементов тех же преобразователей магитного курса соединены соответственно с первым и вторым входами второго суммирующего блока, выход которого через второй согласующий элемент подключен одновременно к входам третьей и четвертой электронныхрасшифровывающих систем, причемобмотки возбуждения первого и второго феррозондовьх чувствительных элементов второго преобразователя магнитного курса подключены к генератору возбуждения,2, Измеритель по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что первый пре,образователь магнитного курса с первым соленоидом установлен по одну сторону от продольной и поперечной осей обьекта, а второй преобразователь магнитного курса с вторым соленоидом установлен по другую сторону от продольной и поперечной осей объекта на одинаковых расстоя 11Изобретение относится к навигационному приборостроению,Известно устройство, содержащее соленоид, преобразователь магнитного курса и следящие системыуглов поворота Г 1 3.Недостатком этого устройства является низкая точность измерения,Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, содержащее преобразователь магнитного курса с феррозондовыми чувствительными элементами, обмотки возбуждения которыхподключены к генератору возбуждения,соленоид, подключенный к генераторуопорного поля, первую вторую, третьюи четвертую электронные расшифровы-.вающие системы, соединенные соответственно с первым вторым, третьим и,четвертым регистрирующими составляющих углов поворота 2 1.Недостатком такого устройстваявпяется низкая точность определения углов поворота объекта.Цель изобретейия - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый преобразователь магнитного курса с первым и вторым феррозондовыми чувствительными элементами, обмотки возбуждения которых подключены к генератору возбуждения, первый соленоид, подключенный к генератору опорного поля, первую, вторую, третью и четвертую электронные расшифровывающие системы, соединенные соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым регистрирующими приборами составляющих углов поворота, введены второй преобразователь магнитного курса с двумя феррозонд,выми чувствительными элементами, обмотки возбуждения которых подключены к генератору возбуждения, второй соленоид, подключенный к генератору опорного поля, первыц и второй суммирующие блоки, первый и второй согласующие элементы, при этом сигнальные обмотки первых чувствительных элементов первого и второго преобразователей магнитног курса соединены соответственно с первым и вторым входами ,первого суммирующего блока, выход которого через первый согласующийэлемент подключен одновременно квходам первой и второй электронных45248 103050 расшифровываюших систем, а сигцальные обмотки вторых чувствительныхэлементов тех же преобразователеймагнитного курса соединены соответственно с первым и вторым входамивторого суммирующего блока, выходкоторого через второй согласующийэлемент подключен одновременно квходам третьей и четвертой электронных расшифровывающих систем, причемобмотки возбуждения первого и второго феррозондовых чувствительныхэлементов второго преобразователямагнитного курса подкгцочены к генератору возбуждения,Кроме того, первый преобразователь магнитного курса с первым соленоидом установлен по одну сторонуот продольной и поперечной осей объекта, а второй преобразователь магнитного курса с вторым соленоидомустановлен по другую сторону от продольной и поперечной осей объекта,на одинаковых расстояниях от этихосей,На чертеже схематически показанпредлагаемый измеритель.Измеритель содержит первыйивторой 2 преобразователи магпитцогокурса с входящими в цих феррозоцдовыми чувствительными элементами 3,4и 5,6. Сигнальные обмотки 7 ц 8, феррозондовых чувствительных элементов3 и. 5 через суммирующий блок 9 исогласующий элемент 10 подключенык входам первой и второй электроцньгхрасшифровывающих систем 11 и 12. Сигнальные обмотки 13 и 14 феррозоцдо. вых чувствительных элементов 4 и 6через суьщируюцуш блок 15 и согласующий элемент 16 подключены к входам третьей и четвертой электронныхрасшифровывающих систем 17 и 18.Обмотки соленоидов 19 и 20 подключены к генератору опорного поля 21.Обмотки возбуждения 22,23 и 24, 25феррозондовых чувствительных элементов 3,4 и 5,6 подключены к генератору возбукдецил 26,. Выходы первой и второй расшифровывающих систем11 и 12 подключены к регистрирующимприборам 27 и 28, а третьей и четвер=той расшифровывающих систем 17 и 18к регистрирующим приборам 29 и 30.Измеритель составляющих угловповорота подвижного объекта работает следующим образом,Преобразователь магнигцого курса1 с соленоидом 19 и преобразователь: , зпчооз 21 2Н "-У з 1 п Ч соБ 1 для ФЧЭ 3;для ФЧЭ 4;для ФЧЭ 5для ФЧЭ 6 40 При наличии динамических возмущений объекта (например, бортовая или килевая качка судна на волнении) на маятниковые подвесы преобразова телей магнитного курса 1 и 2 действуют силы, вызывающие их отклонения от вертикали на углы Ду и Ьч .Отклонения маятниковых подвеоов преобразователей магнитного курса 50 1 и 2, установленных на равных расстояниях по разные стороны от продольной и поперечной осей объекта, близки по величине и противоположны по знаку, 55Напряжения частотой Я несут информацию об углах крена и дифферента в выходных сигналах феррозондо 31145 магнитного курса 2 с соленоидом 20 устанавливаются на подвижном объекте (например, судне) по разные стороны на равных удалениях относительно про,дольной оси и на равных удалениях относительно поперечной оси объекта, точка пересечения которых центр, вокруг которого происходит качка объекта.На обмотки 22 23 и 24, 25 фер розондовых чувствительных элементов 3,4 и 5,6 подается напряжение от генератора возбуждения 26 частотой и, На обмотки соленоидов 19 и 20 подается напряжение от генератора опорного поля 21 частотой Я . Соленоиды 19 и 20 установлены на объекте так, что векторы напряженностии 2 их магн;тных полей параллель ны нормальной оси объекта, При отсутствии крена у и дифферента Ч объекта векторы У и .1 вертикальны,2Поскольку феррозондовые чувствительные элементы 3,4 и 5,6 стабилизированы в плоскости горизонта маятниковым подвесом, то при наличии углов у и Ч они сохраняют горизонтальное положение, а векторы отклоняются на эти углы от вертикальной оси. При Этом вектор Ч проектируется на1оси чувствительности феррозондовых чувствительных элементов 3 и 4, а векторпроектируется на оси чув 2ствительности феррозондовых чувствительных элементов 5 и 6 в виде составляющих 248вых чувствительных элементов 3,4и 5,6,С выходов сигнальных обмоток 7и 8 ферразондовых чувствительныхэлементов 3 и 5 напряжения частотойЯ поступают на суммирующий блок 9.С выходов сигнальных обмоток 13и 14 феррозондовых чувствительныхэлементов 4 и б напряжения частотойЙ поступают на суммирующее устройство.После суммирующих элементов 9.и 15 соответственно напряжения частотой Я не содержат составляющих отуглов отклонения мая,никовых подвесов преобразователей магнитного курса 1 и 2 за счет динамических возмущений,С выходов суммирующих устройств9 и 15 соответственно напряжения поступают на согласующие элементы 10и 16, назначение которых согласоватьвыходы суммирующих устройств 9 и 15соответственно с входами электронных расшифровывающих систем 11 и 17.Входы электронных расшифровывающих систем 11 и 17 настроены начастотуя, вследствие этого из суммарного выходного сигнала выделяютсянапряжения, пропорциональные соответственно "глам крена и дифферентаобъекта, С выхода электронной расшифровывающей системы 11 сигнал,пропорциональный углу крена объекта,поступает на вход регистрирующегоприбора 27, а с выходя электроннойрасиифровывающей системы 17 сигнал,пропорциональный углу дифферензаобъекта, поступает на вход регистрирующего прибора 29.Процесс компенсации ошибки измерения составляющих угла курса К от.воздействия на феррозондовые чувствительные элементы магнитных полейпомех от ферромагнитных масс объектапротекает следующим образом.Напряжения второй гармоники частотой 2 ы пропорциональны з 1 пКисозК в выходном напряжении феррозондовых чувствительных элементов 3,5и 4,6.Напряжения второй гармоники частотой 2 ы в выходной ЭДС с сигнальных обмоток феррозондовых чувствительных элементов 3 и 5 поступают на суммирующий блок 9,Напряжения второй гармоники частотой 2 м) в,выходной ЭДС с сигнальных45248 ИЦБИ Заказ 1160/31Тираж 03 сное ул,.йроектная обмоток феррозондовых чувствительнык элементов 4 и 5 поступают на суммирующий блок 15. После суммирующих блоков 9 и 15 соответственно в напряжениях не присутствует составляющая от действия магнитных полей помех от ферромагнитных масс объекта,Однако компенсация магнитных поюлей от ферромагнитных масс объекта осуществляется не полностью, так как при продольном, поперечном и верти-.,: кальном намагничивании объекта имеются составляющие напряженности одного знака.С выходов суммирующих блоков 9 и 15 напряжения частотой 2 ив виде составляющих соответственно через согласующие элементы 10 и 17 посту-пают на входы электронных расшифровывающих систем 12 и 18. Входы расшифровывающих следящих систем 12 и 18 6настроены на частоту 2 сд, вследствиеэтого из суммарного сигнала выделяются напряжения, пропорциональные соответственно синусной и косинусной 5 составляющим угла магнитного курсаобъекта. С выхода электронной расшифровывающей системы 12 сигнал,пропорциональный синусной составляющей угла магнитного курса объекта,поступает на регистрирующий прибор28, а с выхода электронной расшифровывающей системы 18 сигнал, пропорциональный косинусной составляющейугла магнитного курса объекта, поступает на регистрирующий прибор 30,Таким образом, удается повыситьточность измерения углов крена,дифферента и составляющих углов курса подвижного объекта в условиях 20 динамических возмущений и при наличии магнитных полей от ферромаг"нитных масс объекта.