Дистанционный компас Советский патент 1946 года по МПК G08C19/06 

Применение в авиации и морском флоте дистанционных компасов вызывается необходимостью установки их в местах, где магнитное поле земли менее всего искажено, и подачи 1гвокаэа ий одяовремен«о в нескольких пунктах. Установка таких автоматов как курсограф и автопилот требует от компаса, помимо дистанциоЕной передачи, еще и возможности снятия значительного момента без понижения точ-ности :п01казанйй. Таким образом основными требованиями, предъявляемыми к современному компасу, являются дистанциокность, самосинхронизация репитера и датчика в любой точке окружности, значительный момент на выходе репитера, точность показаний не ниже точности норм альных ,магнитных компасов, простота в эксплоатации и изготовлении.

Наиболее совершенный из применяемых в широких масштабах компас фирмы «Patin не удовлетворяет всем перечиСленным требованиям, а именно не имеет значительного момента на репитере и весьма сложен в изготовлении.

Предлагалисьдистанционные

компасы, использующие в качестве датчика «магнетрон, т. е. не имеющие в чувствительном элементе подвижных частей и пото.му свободные от всех инструментальных ошибок магнитного компаса, как-то: увлечение, застой, девиация от вибраций.

В предлагаемом диcтaнциoннo : койшасе в качестве датчика также использован магнетро«, а в качестве измерителя курса -фазометр.

Особенностью предлагаемого компаса является применение системы катушек, создающих дополнительное вращающееся магнитное поле, налол енное на магнитное поле земли и обеспечивающее модуляцию вектора земного поля с частотой вращения дополнительного поля с тем, чтобы фазометр указывал курс относительно направления вектора земного поля путем измерения сдвига фазы модулированного колебания относительно вращающегося поля.

Сущность изобретения более детально поясняется дальнейшим описанием и фигурами 1-9 чертежа.

Скелетная схема компаса состоит из чувствительного элемента, электронной схемы, д,атчика вращающегося поля и фазо.метра.

Чувствительным элементо1М схемы является индикатор магнитного поля (магнетрон), реагирующий только на величину вектора поля и безразличный к его направлению.

Для получения возможности отсчета иаправле-ния земиого поля в том пространстве, где находится индикатор, создается искусственное

вращающееся магнитное поле Н и (t) (фиг. 1). В силу сказанного выще, индикатор не изменяет своих показаний при действии на него только

поля Н Q t. Если индикатор представляет собой переменное сопротивление, меняющее свою величину под действием магнитного поля, то ток, протекающий через него, будет в этом случае постоянным (фиг. 2). Мо, так как на индикатор также действует земно© поле //3, то происходит модуляция кругового вращающегося поля

Н И (Л (фиг. 3), и ток. .проходящий через индикатор, будет переменным с периодом, равным периоду вращения поля, и фазой, определяемой направлением неподвйжного земного поля Яз (фиг. 4).

В цепи индикатор а можно выделить и усилить электронной схемой колебание вида с; ь (i.(- а).где У. - угол между фиксированной осью отсчета углов вращающегося поля и нанравлением земното поля.

Курс относительно земного поля дает фазометр, измеряющий угол сдвига фаз.

Как указывалось выще, в качестве датчика чувствительного элемента компаса применен электронный индикатор типа магнетрона, использующий искривление траектории электронов в магнитном поле.

В магнетроне достаточно иметь два электрода, расположенных так, как показано на фиг. 5 или 6 (соответственно в двух проекциях). Для исключения влияния вращения вектора кругового поля на анодный ток необходима полная симметрия конструкции.

Характеристика такого диода паказана на фиг. 7.

Подборам анодного напряжения или величины вектора вращающегося поля рабочая точка устанавливается на падающей части характеристики. В правой части на фиг. 7 ноказана кривая изменения тока в цепи индикатора при действии на него полей Л Q {t) и Яз. Ток в анодной цепи может иметь вид:

Б cos (Q t - cos

(2 )-L.... где

A - постоянная составляющая, В И С - амплитуды гармоник, а - у1ол сдвига фазы (курсовой угол).

Полная схема предлагаемого ком1П са 1приведена на фиг. 8. Датчик компаса, выносимый в любое место самолета, состоит из чувствительного элемента 1, катущек 2,3 вращающегося поля и усилителя 4. Усилитель не о-бязательно должен находиться в непосредственной близости от чувствительного эле,;1ента, а может быть, например, присоединен к репитеру. КатуЩКИ должны питаться синусоидально меняющимися токами со сдвигом фаз 90:

cos 2 Q i и ,/ cos( 4- I j.

Питание катущек осуществляется реостатным генератором 5 двухфазного переменного тока. Обмотка реостата для получения синусоидального тока должна быть профилированной.

Ощибки. вызванные неточным изготовлением реостата и полевых катущек. исправляются лекалом б, двигающим ползунок реостата 7, включенного в одиу из фаз. Щетки 8 реостата 5. смонтированные-на кольце 9, могут перемещаться рукояткой 10, что дает возможность вводить поправку на склонение. Реостат 5 и лекало б сидят на одной оси И, приводимой во вращение двигателем 12.

Таким образом в результате работы описанных частей схемы имеются два колебания: У / cosSi в реостате 5 и г А- +Б cos (Q ;:- а)- ens (2 Q t-a)-f... - после чувствительного элемент а / и усилителя 4.

Остается измерить разность фаз фазометром.

Работа фазометра поясняется фиг. 9 чертежа.

На фиг. 9а пока-зано первое колебание после чувствительного элемента 1. Это колебание усилив-ается усилителем 4 до такой степени, чтобы форма кривой превратилась в Т рапецеидальную (как показано «а фиг. Qe). Если ток такой формы подать на диференциальиую цепь (трансформатор), то на вторичной обмотке его будут индуктироваться короткие импулйсы, расположенные точно в месте перехода кривой (фиг. 9а) через нуль (фиг. 9с).

Вместо сравнивания фазы тока индикатора (фиг. 9а) с током одной из фаз вращающегося поля, сравнение производится с импульсом тока продолжительностью в половину периода, соз1даваемым контактным диском 13, сидящим на общей оси // (фиг. 8). Изменение «фазы включения контакта 14 производится поворотом диска 15. Форма тока в цепи контакта 14 показана на фиг. Ы. Токи сии (фиг. 9) подаются «а смесительную лампу-реле, которая срабатывает только при совпадении положительных импульсов С и положительных значений кривой d. Если заставить реле реверсировать муфту /i5, то червячная передача 17

будет поворачивать диск /5, заставляя его колебаться около точки совпадения кривых с и d.

Если фаза колебания а изменится на Ах, то импульс соответственно передвинется и выйдет из совпадения с кривой d. Тогда муфта 16 включается и поворачивает диск 15 ро-вно на тот же угол JШкала отсчета курса находится на диске 18, соединенном с диском 15 рычагом У9, упирающимся в ленту 20. Ленте 20 может придаваться любая форма.

Предмет изобретения

1.Дистанционный компас, использующий магнетрон в качестве датчика и фазометр в качестве измерителя курса, отличающийся применением системы катущек. создающих дополнительное вращающееся магнитное поле, наложенное на магнитное поле земли и обеспечивающее модуляцию вектора земного поля с частотой вращения дополнительного поля, с тем, чтобы фазометр указывал курс относительно направления вектора земного поля путем измерения сдвига фазы модулированного колебания относительно вращающегося поля.

2.В компасе по п. 1 применение магнетрона с катодом и анодом в виде параллельно расположенных плоских дисков.

L

Qf

HBfuui,.

Фиг. 5

ч-ИГ.

5о;:1. сеть .

Фиг. 9

Г .

-t HarpsSjiSrius SpLuis

яиЯ шкала ПрЧ

CJiyiam сраз