Феррозондовый компас

ОПЙ 4 -АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфвз СоветскихСоциалистическихРеспублик н 679797 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 63 Дополнительное к авт. свид-ву(51)М. Кл 2) Заявлено 140277 (2 присоединением заявк 2451369/1 йо С 17/3 арствениый ко СССР делам изобретен и открытийллетеиь Мо 3 кования описания 180879 та Авторыизобретен А, Горбатов, Ю,В. Коровкин, В.Н, Кузьминский,Г.Е, Рудашевский и Ю,А. Светликов осударственный научно-исследовательский институташиноведения и Ленинградский институт водного транспор 71) За И 4 ФЕРРОЗОНДОВЫЙ КОМПАС ереэ нуль дел это компас содержит геения и обмотки воэнитопроводе 3, на Изобретение относится к областиприборостроения, в частности,к магнитным навигационным устройствам ипредназначено преимущественно дляточного ориентирования объектов относительно магнитного меридиана,Известны феррозондовые компасы безподвижных элементов, содержащие ортогональные обмотки,размещенные на од: ном тороидальном сердечнике 1 Ц и 12) .ОПри изготовлении таких компасовпредъявляются жесткие требования кидентичности обоих каналов обработкисигнала, поскольку возможная нестабильность в амплитудно-фазовых харак теристиках,любого из двух сигнальныхтрактов приводит к инструментальнойпогрешности компаса,ической аносвительный индукционный преобразователь с большим числом диаметральнопротивоположных пар сигнальных обмоток и электронную схему, позволяющуюпроизводить циклический 1 фопросфсигнальных обмоток, Фазовое детектирование отфильтрованного напряжениядвойной частоты, выделение огибающейпосле ФаэЬвого детектирования и опре-ЗО Ближайшим по техн сути к изобретению является ферроэондоО вый компас, содержаший магниточувстение момента перехода чй огибаюшей 13).Это устройство требует геометрически точного размещения значительноно числа обмоток, взаимной балансировки диаметрально противоположныхпар и уравнивания их относительнойчувствительности. Такая конструкцияиндукционного преобразователя трудоемка в изготовлении, что приводитк удорожанию устройства в целом,Целью изобретения является упрошение конструкции индукционного преобразователя ферроэондового компаса.Это достигается тем, что в предлагаемом компасе каждый из выводовдвух ортогональных сигнальных обмоток подсоединен к входам двух ключейвыходные цепи одних из них соединены с входом Фильтра второй гармоники, а выходные цепи других заземленыи управляющие входы всех пар ключейсвязаны с выходами узла формированиякоманд,На фиг, 1 представлена структурная схема компаса; на фиг, 2 - временная диаграмма,Ферроэондовыйнератор 1 воэбуждбуждения 2 на маг6 79797 3котором размещены также ортогональносигнальные обмотки 4. Генератор 1связан через .удвоитель частоты 5 сФазовым детектором б, второй вход ко-,торого подключен к фильтру 7 второйгармоникиВыход Фазового детектораб подключен через фильтр нижних частот 8 к детекторунуля9, выходкоторого св яз ан с три ггером 10, другой вход которого подключен к узлу11 формирования команд, Последнийсвязан также с электронными ключами12, попарно подключенными к сигнальным обмоткам 4, При этом один из ключей каждой пары, не связанный с узлом 11 формирования команд, заземлен,а выходы ключей, связанные входами с 15узлом 11 команд, подсоединены к фильтру 7 второй гармоники,Работает Феррозондовый компас сле.дующим образом,С помощью генератора 1 возбужде- рОния и обмотки возбуждения 2 в кольцевом магнитопроводе 3 индукционногопреобразователя создается переменноемагнитное поле, Так как в Феррозондахлюбого типа при возникновении насыщения материала магнитопровода спектрего намагниченности содержит в наибольшей степени компоненты основнойи двойной частоты переменного тока,поступающего в обмотку возбуждения,а изменение амплитуды второй гармоники существенно больше, чем в первой, в компасе осуществляют компенсацию сигнала основной частоты, избирательное выделение сигнала двойнойчастоты и последующее фазовое детектирование этого сигнала,Формула изобретения Ферроэондовый компас, содержащий магниточувствительный индукционный преобразователь с обмоткой возбуждения и ортогонально размещенными сигнальными обмотками, генератор возбуждения, удвоитель частоты, фильтр второй гармоники,фазовый детектор, фильтр нижних частот, детектор нуля, триггер, узел формирования команд и электронные ключи, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции индукционного преобразователя, каждый иэ выводов двух ортогональных сигнальДля фазового детектирования служит удвоитель частоты 5 и собственно фазовый детектор 6, на второй вход которого поступает через фильтр 7 второй гармоники сигнал с информационных обмоток.На временной диаграмме (фиг. 2) пунктиром показана форма сигнала после фазового детектирования, С по мощью активного фильтра 8 нижних частот осуществляется сглаживание полученного от фазового детектора ступенчатого напряжения, длительность каждой ступени которого равна длительности соответствующей команды (см, временную диаграмму), Информация о текущем значении угла б извлекается с помощью детекторануля ф9, использующего принцип Фиксации перехода че реэфнульнапряжения, полученного с активного фильтра нижних частот (см. огибающую ступенчатого напряжения на временной диаграмме), Сформированные детекторомнуляимпульсы, совпадающие с моментом перехода напряжения через 1 нуль (например, от положительной полуволны к отрицательной), устанавливают триггер 10 в нулевое положение, определяя задний фронт выходного информационно го импульса. Вединичноеположение триггер 10вз водитсяимпульсом-маркером, вырабатываемым узлом11, Временное положение маркерногоИмпульса, показанного в верхней части временной диаграмма, соответствует по переднему Фронту началу фопроса сигнальных обмоток и определяет передний фронт выходного информационного импульса. Таким обраЗом,длительность информационного импульса определяется угловым положениемФерроэонда относительно геомагнитнойлинии,Заземление одного из выводов инФормационных обмоток в компасе осуществляется лишь на некоторое время.На фиг, 1 все ключи обозначеныпозицией 12 и конкретными нечетнымиадресами К 1-К 8. Посредством командного устройства вырабатывается серияиз четырех последовательных независимых команд (см.временную диаграмму).В продолжение действия командыА нижний конец первой сигнальной обмотки 4 через ключК 2 подсоединяется к землеф, аверхний ее конец через ключ К 1 - квходу Фильтра 7 второй гармоники, Впродолжение действия команды Влевый конец другой сигнальной обмотки через ключ К 4 присоединяется кземле, а правый ее конец черезключ КЗ - также к входу Фильтра второй гармоники, Затем.посредствомкоманды С в соответствии с изложенной ранее концепцией осуществляется изменение полярности выводовпервой сигнальной обмотки: с помощьюключа Кб верхний конец, бывший ранеесигнальным, эаземпяется, а нижнийконец, заземленный ранее с помощьюключа К 5, становится сигнальным. Аналогично, посредством команды Д иключей К 7 и К 8 происходит изменениеполярности другой сигнальной обмотки.При изменении полярности фаза сигнала изменяется на 180 , что увеличивает информативность обмоток в два раза и позволяет пропорционально снизить их число, а в предельном физически реализуемом случае - сократитьих количество до четырех.67979 7 ных обмоток подсоединен к входам двух ключей, выходные цепи одних иэ ннх сОединены с входом фильтра второй гармоники, а выходные цепи других заземлены, и управляошие входы всех пар ключей связаны с выходаю узла формирования команд,Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе 61. Патент США 9 3601899, кл, 33-222, 1971,2, Авторское свидетельство СССР9 495528, кл, С 01 С, 17/00, 1975,3. Авторское свидетельство СССР9 474274, кл, С 01 С 21/08, 1974.679797ОМОНди Аьгадаюимпульс Фююрю им лунг Составитель А. ПоповРелактос Л. Вкбе Те И.астапош Ко еато В. Власе аказ фили 75/35 ЦНИИП по 11303Тираж 866 Государственн елам изобрете Москва ЖПодписноего комитета СССРий и открытийР б л ск Патент, г. Ужгород, уд, Проектная, 4