Способ измерения магнитного склонения и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01V3/40 

113

Изобретение относится к геофизике и предназначено для использования при измерении элементов земного магнетизма в процессе проведения морской магнитной съемки.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа измерения магнитного склонения.

В немагнитной гондоле 1, буксируемой за кораблем 2, расположено поворотное устройство 3.1, включающее в

из соотношения:

Кр До6/с 0( .,

себя поворотный диск 4.1, соединенный ig поворотных дисков 4.1 и 4.2 опреде- при помощи редуктора 3.1 с выходом ша- ляется редукторами 5.1 и 5.2, коэффи- гового двигателя 6.1, вход которого циент редукции которых Кр выбирается подключен к выходу схемы 7.1 управления. На поворотном диске 4.1 закреплен датчик 8 феррозондового магнито- 20 метра 9 выход которого через дискриминатор 10 нулевого уровня подключен к входу формирователя 11 импульсов. Буксируемая немагнитная гондола 1 соединена с аппаратурой, расположенной на борту корабля 2, при помощи немагнитного кабеля 12. Бортовая аппаратура содержит поворотное устройство 3.2, включающее поворотный диск 4.2, соединенный при помощи редуктора 5.2, с выходом шагового двигателя 6.2, вход которого подключен к выходу схемы 7.2 управления, а также содержит триггер 13 управления, схему 14 синхронизации, кварцевый генератор 15 с делителем 16 частоты,.селектор 17 со счетчиком 18 и регистром 19 памяти, регистратор 20. В состав бортовой корабельной аппаратуры входит также т гирокомпас 21, соединенный с одним из репитеров 22 при помощи сельсин- датчика 23 и сельсин-приемника 24, на котором жестко закреплен диск 25 истинных курсов с картушкой 26. На кар30

где Д сС - угол поворота ротора шагового двигателя на один шаг. При прохождении поворотным диском 25 4.2, установленным на корабле 2, направления на север второй синхрокон- такт 28, установленный на этом поворотном диске, замыкается с первым синхроконтактом 27, установленным на картушке 26 диска 25 истинных курсов репитера 22. При этом на выходе формирователя 29 импульсов формируется короткий импульс-репер, который устанавливает на выходе триггера 13 управления логическую 1, тем самым разрешая прохождение импульсов с делителя 16 частоты через селектор 17 на вход счетчика 18. При вращении поворотных дисков 4.1 и 4.2 в момент прохождения поворотным диском 4.1, установленным в буксируемой немагнитной гондоле 1, направления на магнитный меридиан на выходе формирователя 11 импульсов формируется короткий им35

40

тушке 26 установлен первый синхрокон- . пульс - репер. Это происходит в мо- такт 27, а второй синхроконтакт 28 ус- мент времени, когда датчик 8 ферроустановлен на поворотном диске 4.2 поворотного устройства 3.2. Выход . второго синхроконтакта 28 соединен с входом формирователя 29 импульсов.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

По команде схемы 14 синхронизации происходит установка счетчика 18 в нулевое состояние и начинают вращаться с постоянной угловой скоростью в одном направлении поворотные диски 4.1 и 4,2 в буксируемой немагнитной гондоле 1 и на корабле 2. Скорость

зондового магнитометра 9 располагает ся перпендикулярно плоскости магнитного меридиана, а напряжение на выхо

gQ де феррозондового магнитометра 9 в этот момент равно нулю. Дискриминатор 10 нулевого уровня преобразует нулевое напряжение в заданный уровен напряжения. Короткий импульс, соот55 ветствующий реперу с выхода формирователя 11 импульсов устанавливает на выходе триггера 13 управления состоя |Ние логического О, тем самым прекращая поступление синхроимпульсов

вращения этих поворотных дисков определяется частотой синхроимпульсов fo , формируемых кварцевым генератором 15 и делителем 16 частоты, которые поступают через схемы 7.1 и 7.2 управления на входы шаговых двигателей 6.1 и 6.2, каждый синхроимпульс с частотой fo поворачивает роторы шаговых двигателей 6.1 и 6.2 на один шаг, а поворотные диски 4.1 и 4.2 - на определенный угол 0 , соответствующий выбранной разрешающей способности па углу. Плавность поворота

из соотношения:

поворотных диско ляется редуктора циент редукции к

Кр До6/с 0( .,

х дисков 4.1 дукторами 5.1 укции которых

поворотных дисков 4.1 и 4.2 опреде- ляется редукторами 5.1 и 5.2, коэффи- циент редукции которых Кр выбирается

где Д сС - угол поворота ротора шагового двигателя на один шаг. При прохождении поворотным диском 4.2, установленным на корабле 2, направления на север второй синхрокон- такт 28, установленный на этом поворотном диске, замыкается с первым синхроконтактом 27, установленным на картушке 26 диска 25 истинных курсов репитера 22. При этом на выходе формирователя 29 импульсов формируется короткий импульс-репер, который устанавливает на выходе триггера 13 управления логическую 1, тем самым разрешая прохождение импульсов с делителя 16 частоты через селектор 17 на вход счетчика 18. При вращении поворотных дисков 4.1 и 4.2 в момент прохождения поворотным диском 4.1, установленным в буксируемой немагнитной гондоле 1, направления на магнитный меридиан на выходе формирователя 11 импульсов формируется короткий им

зондового магнитометра 9 располагается перпендикулярно плоскости магнитного меридиана, а напряжение на выходе феррозондового магнитометра 9 в этот момент равно нулю. Дискриминатор 10 нулевого уровня преобразует нулевое напряжение в заданный уровень напряжения. Короткий импульс, соответствующий реперу с выхода формирователя 11 импульсов устанавливает на выходе триггера 13 управления состоя- Ние логического О, тем самым прекращая поступление синхроимпульсов

через селектор 17 в счетчик 18. Число импульсов N, зафиксированное в

N D/rfo( ,

где D - угол магнитного склонения,

угл.град.

После того, как триггер 13 управления установлен в состояние логического О, схема 14 синхронизации формирует импульс перезаписи, который фиксирует код, записанный в счетчике 18, в регистре 19 памяти. Затем схема 14 синхронизации вырабатывает импульс сброса показаний счетчика 18. Инфор- мация из регистра 19 памяти переписывается в регистратор 20. За один оборот . поворотных дисков 4.1 и 4.2 происходит одно измерение угла магнитного склонения.

Точность регистрации угла магнитного склонения определяется стабильностью схемы кварцевого генератора, его частотой, коэффициентом редукции

редукторов и точностью работы дискри- 25 ленном поворотном диске датчиком ферминатора нулевого уровня. При этом исключены погрешности, связанные с переменными условиями буксировки. База отсчета жестко синхронизирована, что позволяет повысить точность измерения магнитного склонения на море. Величина погрешности измерения угла магнитного склонения при этом уменьшена в 5-10 раз.

Формула изобретения

1. Способ измерения магнитного склонения, при котором измеряют направление географического меридиана на корабле и направление магнитного меридиана в буксируемой немагнитной гондоле, отличающийся тем, что, с целью повьт1ения точности, производят синхронное вращение с одинаковой постоянной угловой скоростью и в одном направлении базы отсчета угла магнитного склонения на корабле и в буксируемой немагнитной гондоле, при зтом в каждом цикле измерения определяют непрерывно величину угла магнитного склонения в период между моментами прохождения базой отсчета направления на географический меридиан на корабле и направления на маг- gg равления, первый вход которой через нитньй меридиан в буксируемой немаг- кабель соединен с первыми входами нитной гондоле.селектора и второй схемы управления

2. Устройство для измерения магнит- и подключен к выходу делителя частг)- ного склонения, содержащее буксируе- ты, а второй вход первой схемы упмую с помощью кабеля за кораблем немагнитную гондолу с размещенным в ней феррозондовым магнитометром, а также . содержащее кварцевый генератор, делитель частоты, дискриминатор нулевого уровня, селектор со схемой синхронизации, отличающееся тем, что дополнительно содержит два фор0 мирователя импульсов, триггер управления, счетчик, регистр памяти, регистратор, гирокомпас, выход которого соединен с репитером при помощи сельсин-датчика и сельсин-приемника, на

5 котором жестко закреплена картушка диска истинных курсов, а также содержит два идентичных поворотных устройства, каждое из которых включает механически соединенные поворотный диск

0 и шаговый двигатель с редуктором, шаговый двигатель соединен электрически со схемой управления, причем первое поворотное устройство с закрепленным на горизонтально установрозондового магнитометра помещено в буксируемой немагнитной гондоле, а второе поворотное устройство с син- хроконтактом, закрепленным на верти- кально установленном поворотном диско размещено на корабле в непосредственной близости от репитера гирокомпаса, на картушке диска истинных курсов которого на румбе О закреплен вто- рой синхроконтакт, причем выход первого синхроконтакта, установленного на втором поворотном диске, соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к первому входу триггера управления, выход которого подключен к второму входу селектора, а второй и третий входы триггера управления соединены соответственно с первым выходом схе- мы синхронизации и через кабель с выходом первого формирователя импульсов, вход которого через дискриминатор нулевого уровня подключен к выходу феррозондового магнитометра, датчик которого закреплен на первом поворотном диске, механически соединенном через первый редуктор с первым шаговым двигателем, вход которого соединен с выходом первой схемы уп5134

равлеиия соединен через кабель с вторым входом второй схемы управления и подключен к четвертому выходу схемы синхронизации, первый вход которой соединен с входом делителя частоты и подключен к выходу кварцевого генератора, а второй и третий выходы схемы синхронизации соединены соответственно с вторым входом регистра памяти

33726

и вторым входом счетчика, первый вход которого подключен к выходу селектора, а выход счетчика соединен с первым входом регистра памяти, выход ко5 торого подключен к входу регистратот ра,выход второйсхемы управлениясоеди- нен с входом второго шагового двигателя механически соединенного через второй редуктор с вторым поворотньм диском

10

Изобретение относится к геофизике, предназначено для использования при измерении элементов земного магнетизма в процессе проведения морской магнитной съемки. Цель изобретения - повьшение точности. При реализации способа производят синх-. ронное вращение с одинаковой постоянной угловой скоростью и в одном направлении базы отсчета на корабле и в буксируемой немагнитной гондоле. При этом в каждом цикле измерения величину угла магнитного склонения определяют непрерывно между моментами прохождения базой отсчета направления на географический меридиан на корабле и направления на магнитный меридиан в буксируемой немагнитной гондоле. Для осуществления способа измерения магнитного склонения в устройство, содержащее буксируемую за кораблем немагнитную гондолу,ферро- зондовый магнитометр, линии связи, кварцевый генератор с делителем частоты, дискриминатор нулевого уровня и селектор со схемой синхронизации, дополнительно введены два формирователя импульсов, триггер управления, счетчик с регистром памяти, регистратор, гирокомпас,с репитером, включающим в себя сельсин-датчик и сельсин-приемник, на котором жестко закреплена картушка диска истинных курсов, два одинаковых поворотных устройства. Каждое из поворотных устройств включает поворотный диск, шаговый двигатель с редуктором м схемой управления. Первое поворотное устройство с закрепленным на нем датчиком феррозондового магнитометра установлено в буксируемой немагнитной гондоле, поворотньш диск его закреплен в горизонтальной плоскости. Второе поворотное устройство с синхро- контактом, установленным на поворотном диске, закрепленном в вертикальной плоскости, находится на корабле в непосредственной близости от одного из репитеров гирокомпаса, на картушке которого на румбе О (направление на север) закреплен второй синхрокон- такт. 2 с.п.ф-лы. 1 ил. (С (Л оо О5 оо N2

Редактор В. Данко

Составитель В. Попадько

Техред А.Кравчук Корректор М. Демчик

Заказ 4820/47 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4