Гироскопическое устройство индикации истинной вертикали Советский патент 1988 года по МПК G01C19/44 

Изобретение относится к области приборостроения, а более конкретно к гироскопическим устройствам, предназначенным для индикации истинной вертикали на судах, самолетах и других подвижных объектах.

Известны гироскопические устройства для индикации вертикали в географической системе координат, представляющие собой либо гироскрп со смещенным центром тяжести (гиромаятник), либо астатический гироскоп, корректируемый в плоскости местного горизонта от устройств, регистрирующих истинную вертикаль с помощью оптических или радио лучей, физических маятников и т.п., либо вычисляющих истинную вертикаль по навигационным параметрам объекта в счетно-решающем устройстве (СРУ).

В связи с тем, что гиромаятники дают большие погрешности при перегрузках, применение их ограничено на высокоманевренных объектах. Применение же оптических и радио датчиков, а также СРУ ведет к увеличению стоимости гироскопического устройства.

Указа,нные недостатки устранены в гироскопических устройствах с коррек цией относительно плоскости горизонта от датчика вертикали маятникового типа (физического маятника).

Известньш гировертикали имеют астатический гироскоп, заключенный в карданном подвесе, корректируемьй от датчика вертикали маятникового типа.

Контактная характеристика таких датчиков имеет зону нечувствительности, следовательно, гироскопические устройства под действием моментов коррекции движутся с некоторой угловой скоростью за пределами этой зоны а внутри области нечувствительности коррекции движение гировертикали прекращается. Таким образом, точность установки вершинь гировертикали (оси ротора ее гироскопа) всецело будет определяться указанной областью нечувствительности датчика вертикали.

Целью настоящего изобретения является повышение точности гироскопического устройства для индикации вертикали..

Указанная цель достигается тем, чт устранение зоны нечувствительности коррекции по каждой из горизонтальны осей гировертикали обеспечивается , введением второго идентичного датчика вертикали. При этом датчики соединены параллельно и наклонены относительно плоскости горизонта в противоположные стороны на углы, равные по величине зоне нечувствительности датчика. Таким образом, статические характеристики датчиков вертикали смещаются относительно начала координат на углы, равные величине зоны нечувствительности датчиков, а эквивалентная статическая характеристика двух датчиков вертикали, включенных параллельно и повернутых относительно плоскости горизонта не имеет зоны нечувствительности .

На чертеже изображено гироскопическое устройство для индикации инстинной вертикали, корпус которого условно не показан.

Гироскопическое устройство имеет гироскоп 1, заключенный в карданную рамку 2, корректируемый относительно плоскости горизонта датчиками вертикали 3 и 4, помещенных в карданном держателе 5, позволякнцим при помощи микрометрических винтов 6 располагать датчики под разными углами относи- тельно плоскости горизонта. Датчики моментов 7 и 8, управляемые соответственно от датчиков вертикали 3 и 4, создают необходимые корректирукмцие моменты для приведения главной оси гироскопа в вертикаль.

Эквивалентная статиг4еская характеристика выгодного отличается от статической характеристики одного датчика вертикали не только отсутствием зоны нечувствительности, но и увеличением примерно в два раза уровня выходного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении главной оси гироскопа Х-Х от направления истинной вертикали сигналы с маятниковых датчиков вертикали -3 и 4 поступают на соответствующий датчик момента 7 и 8 системы коррекции гироскопа 1. Под действием корректирукнцего момента гироскоп прецессирует до тех пор, пока сигнал с датчиков вертикали не станет равен нулю и главная ось гироскопа не установится по направлению истинной вертикали.

Исследование динамики гироскопических устройств с нелинейными характеристиками датчиков вертикали показало, что устранение зоны нечувстви36714774

тельности, увеличение крутизны харак-чении коэффициента передачи

теристики и величины напряжения наконтура коррекции приводит к уменьшевыходе датчиков вертикали позволяетнию установившихся ошибок, вызванных

существенно повысить точность коррек- -качкой основания .и к уменьшению ошитируемых гировертикалей. Устранениебок, связанных с вращением Земли,

зоны нечувствительности исключаетУвеличение мощности выходного сигнала

статическую ошибку приведения гиро-позволяет в гироскопических устройвертикали в плоскость горизонта. Уве-ствах исключить необходимость примеличение крутизны характеристики дат- юнения усилителя мощности в контуре

чика вертикали при фиксированном зна-коррекции.

ГИРОСКОПИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ИВДИКАЩИ ИСТИННОЙ ВЕРТИКАЛИ, содержащее гироскоп и датчик вертикали маятникового типа, установленный гори- .зонтально, отличающееся тем, что, с целью повышения точности , индикации истинной вертикали, по каждой из горизонтальных осей дополнительно установлен параллельно перво~ му идентичный датчик вертикали, при этом датчики вертикали наклонены относительно плоскости горизонта на углы, равные по величине зоне нечув-г ствительности датчика вертикали.Ц S(Лсь•*sl•4^•^ •Ч