Дистанционный магнитный компас Советский патент 1980 года по МПК G01C17/26 

(54) ДИСТАНЦИОННЫЙ МАГНИТНЫЙ кбМпАС .; ,. .- , 1 . ; |ИзобреТбКне отнооится к дистанцнонньгм стрелочным маг;ни11ным компасам с инду.кциолньш чувстштелвным элементом ЬисTa uHioHiHoft лереяачи, йспользуемым дй1 целей .навигации на судахадор око го и флота. Известен магнитный (Т омиас ;С дистанционной передачей показаний, содержащий трёхфазный феррозонд; соедмя-еиный в т еУГОЛЬНИК |И работающий от магн/итаого ля стрелок компаса, с.ельс1ия, усилитель,- электродв-йтатёль,7 датчик :;4иста;Нщион Ной передачи и репитеры. Т.рехфазный феррозонд жестко укреплвн в п6.ддо«е .котелжа ко1МП.аса, а каждая.из, его фазовых обмоток;, 15 подключвна к сдотвёт.ствующи.м О&мотжам ; . сельсина, работа.ющего.в трансформатор- i ной режиме. Трехфазный феррозонд состоит :йЗ трех ;стерж1н-евых феррозолдов, расДоЛб - женных по сторонам райноСторойнё б.трё- 20 угольника J . ,-, :: . . РСНОВНЫМ недостатком компаса являёт;ся . Ьолыйая погрёщйость дйстанционмой Передачи, .особенно в условиях качки, вы- званная асим1М етричны;м:расположенгием 25 феррозондов 1И1Нду:квдио.нного чувствителкнб- , то элемента (ИЧЭ) в общем случае относительно продольной .оси 1магнитного чзвстви.тельного элемента (МЧЭ) и произвольным расстоянием ..между .ними, опредёлянел1ым 30 .:;.ч 5 оль/ко коНСтрукциёй котелк.а компаса. ПрИ этих условиях По.грешноСтБ ис танционной передачи кймпаса обу:славл1ена влиянием ,.,... .i..,-... .поперечных Лроекп)ии в е сторов индукции мапнИтлого ;поля €трел0:к .143, лерпендвкулярных лройЬЖной оси МЧЭ, иа плоскость ичэ. - ... Навбол«е близким по тех,нИчеокой сущности к лзобретению является компас, «оторьш содержит кот;ел0|К, стрёлоч1дый ;м.агн,и,тнь1Йчувствительный элемент, дистанционную передачупок заний с фильтром, Чувствительный элемент дистанщиоинбй передачи -- .трехфазный .индукционный чувствительн.ый элемент - Содержит/три однофазньй -(стержяёвых) феррозонда н размещей.в донной части котелк в магнитном поле чувствительного элемента. Феррозонды расположены поГсторойай .равиос ороннего треугольника . Основным недостатком этого .компаса Является большая погрещ.ность.Л1истая.шанной передачи, осйбвнио в услов.иях «afqKin, .выз«ай.на1Я асй.Мметрйч;нь1|М расположен.ием феррозондов ИЧЭ в общем случае отлоситель.но продольной оси МЧ.Э и .про.иэволь,нь1.м расстоянием между нймй, опре.деля.еiMbiii только конструкцией котелка компаса. При этЙхУСЛОВИЯХ погрёщность дйстанционной передачи компаса обусловле }а

BrtftaH. лолеречных проекций векторов индукции марнииного поля стрелок МЧЭ, периецдижуляриых городольной оси МЧЭ, на ПЛОСКОСТЬ ИЧЭ. „. . , I Г. . Дляумёйбйенийпогрёшностй :Пр1и жачке в комласе -использован фиЛьтр с большой постоявярй вр.емеви. При .цаличин фильтра погрешность дистаяциоННой передачи показаний компаса при качке соста-вляет± Г.

Целью изобретения является /умельшение norpeiDiHocTiH дистаяцианлой лередачи показаний KOitnaca Бри качке путем «омпеисациллроекинй векторов индукции ,магнитнотЪ поля стрелок, лерпбндижулярлыу продолыной оси МЧЭ, (На плоскость ИЧЭ.

Дл.я достижения азалной делИ ИЧЭ выполл-ел в виде колБцевого MaraffiTonpoeoда, диаметр и расположение которого относительйо стрелочного МЧЭ определяется выражением:

)(4г- + Ь)(-.+ &Г . /-2 - 46)(4г- + а)(г + й)

ll д /d cos g-- sin а

b dcos а + I siri a

де a (/ cosa -/)+,(rf+ sin d), b ( -/)2,+ (c ,a)2; r - радиус .м.агнитопровода ИЧЭ; R- расстояние от центра подвеса ко т«лка до центра магн1НтОП1ровода . ИЧЭ; ;Ч. , ; , .

./ - расстояние от - центра подвеса котелка до центра 1Магн.итной сис те;мЫ;МЧЭ;. ., ,.,.:,„.,,

d - расстйямие от д-ент ра магнитной . системы до стрелок МЧЭ; .

а - угол наклола плоскости ИЧЭ от лосителБло ллОСкости МЧЭ.

Нафиг.1 показан общий вид жомласа; а фиг. 2 г- схемл :Взаимлого расположени я МЧЭ и ИЧЭ при отсутствии .качии; на фиг. 3- Схема взаимного располрженля МЧЭ ИЧЭ прВ лаклоле ИЧЭ, отлоонтельло МЧЗ, обусловленно,мкачкой.

стройств о (фиг. 1) содержит котелок 1, стрелочный мanниfный ч тествйтельный элемент /индукционный чувствительный элемент 3 дисталцианлой пер-едачи показайй с .кольцевым 1маг1Н1Ито:прОВодом,рэз.меще,нный ,в магнитном чyйcfвиfeльнoгo элемента 2 ИЧЭ 3 жестко зак11) Н4 долной части котелка / на расстоянии,Р между центром подвеса Oj котелки / и центрам Ог ИЧЭ 3.

, Магнитная система МЧЭ 2 содер/кит стрелжи 4 W. 5, размещенные ла расстоянии of от вертикальной оси OZ яеподвижной системы координат OXYZ Ocf OZ проходит через центр магнитной системы О н цбнтр OL подвеса котелка /.

Центр О магнитной оистЬмы МЧЭ 2 расттоложет ла расстояй.ми / от центра Oi подПоложение ИЧЭ 3 относи- ельно МЧЭ ,2 ри его наклЪле, вызваллом качкой, О-предел ;ется углом а между лицией ООг и сью OZ. :

На фиг. ,2 представлена схема располоения чувствительных эле 1ентов компаса, оставляющих, в ек о-ров ма.пнитного поля стрелочного,чувствительного-элемента и их роекций ла плоскость магнито.проводаинукционлого чувствительного элемента приотсутствии качюи,,где OXYZ - оси прямоугольной системы ,: .д-:--/ координат; - . «V О - центр

магнитной (системы МЧЭ;.

Од - центр подвеса котелка; Oz - центр магнитопров-ода

АйВ - центры стрелок ИЧЭ;

R - ра-сстЬял1не от центра под,веси котелка Oj до Центра

., магнитопррвода 02 ИЧЭ; / - ра,сстояниё от центра подвесакотелка Oi до центра)-; р. ,м:агнитлой системы МЧЭ; i и г/ - расстояния от центров А и .. .В стрелок до центра 0

. маглитопровода ИЧЭ; .

TI и 2 - расстрялия от центров А ... ,и В стрелок до ТОЧК1И FмаглитРПррвода ИЧЭ;

d - р;асстоялие от центра О . , матлитной . систему МЧЭ

до центров А .и В стрелок; , , г - радиус мапнитопровода . ;. :-, . ИЧЭ; .

C,D, Е, F - тРЧКи маглитопровода;

Hia HZ - векторы м агнитных полей бтрелок в точкеf;

Я; и Яо - проекции векторов HI и HZ на плрскость магнито|цр01вода ЙЧ& в точке F.

:.- : - .

На фиг. 3 пред ставленасхема расположения чузЬтвительньтх элементов компаса, составляющих вектйров ,маг:Нитного пол,я ст1 елочного чувствительного элемента -и.их проекций на плоскость магнитопровода и.ндукционлого чув ств-ительного элемента при отклонении и-чдукциоиного чув-ствительног.о элемента от .вертикальной, оси лаугол а, обзсловленлом качкой, , , где. OXYZ - оои прямоугольной системы .. ;.--- координат; - ,.

О, -т- центр магнитной системы

,,. . . МЧЭ; -V- -; - .Ol....- центр нодвеса котелка; р2 - центр ь агаитоЕр-овода

: ; ИЧЭ; . /

Л и S центры стрелок МЧЭ;

. .jR - расстояние от 11.ентра под, .. , веса -котелка Oi до центра

П ТЛ-TTCi. I.- расстояние от дентра под.веса котелка Oi до центра О имаглйтдаой ;с1ИСтемы МЧЭ; Г) и Г2 - paiCCTOHHiHH от центров А л В, стрелок до точки F магйито-провода ИЧЭ; ) и Tj -. расстояиия ат центров Ли В стрелок до .центра О магнитопровода ИЧЭ; d - |рассто«ние от центра О маг,н1итной системы МЧЭ до центров А я В .стрелок; г - радиус мапнитопровода ОТЭ; точки мапнитопровода ИЧЭ, лежащие в плоскости, паР аллелыной ZOX; точкимат.н.итопровода ИЧУ, лежащие в плоскости ; . .ОУ; а - угол наклона плоскости ИЧЭ относительно, плос , коспиМЧЭ; Я и HZ - векторы мarнJ т,ныx иолей . стрелок IB точке F; HI W.HZ - -проекции векторов HI и Н (на :пло скость м-апнитоцровода ИЧЭ 1В точке F; BI и 02 - углы между продольными ОСЯМИ стрелок и линиями Лf и ВР; ф1 и р2 - углы .между в екторами Я и Яа и лигаиями AF si BF; ipi и Р2 - углы между плоскостью ,. ИЧЭ и плоокрстя ми ACF и BCF. Устройство (работает следующим образр.м. , . / В статических услоинях (при отсут.ст ВИИ качки) линия (фиг. 2) совпадает с осью OZ. Векторы полей стрело.к в любой точке магнитопровода, лежащей на г1ИН:йи FC, равны между собой. Например, в точке .F .мапнитонровода вектор Я лежит плоскости FBOz и равен вектору Я2, лежащему в плоскости,/Л02. Праекцни .в-екторов по-. лей стрелок HZ на плоскостьмагнитопровода ИЧЭ равнъ между со-бой, .-Hanipaeлены в противоположные стороны и взаим но К омпенсируются независимо от эначе-: ИИ и г, R, d, I. При этом погрешность ИЧЭ отсутствует. ... При работе устроЙ СТ1ва в услов иях качки при наклоне линии. OiO (фиг. 3) относительно оси OZ на угол а .составляющие векторов полей стрелок Я/ и.Я2 в точкё F и .в других точках .магнитопровода ИЧЗ, симметричных ютносительно линии CF, направлены в противоположные стороны и взаимно компенсируются только при определенном соо.тн:ошении размеров г, -R, d, I, определяемом формулой(1).Взаим,ная комценсария составляющих Я/ и Я2 обеспечивает уменьЩение погрешности ИЧЭ при его наклоле до ±0,5°. / Формула и 3 о б р е т € н и я, - Дистанционный магнитный компас, содержащий котелок, стрелочный магнитный чувствительный элемент, индукционный чувствительный элемент дистаиционнойпе-. редачи, раз;мещецяый в мапйитном поле малнятного чувствительного элемента, отличающийся тем, что, с целью уменьшенпЯ- погрешности дистанционной передачи показаний кампа са при качке путем комт ненсации проекций векторов индукци1И маг-. нитного поля стрелок, перпендикулярных продольной оси стрелочного мапнитнюго чув)Ств11тельного элемента, на плоскость индукциоиного чувствительного элемента, индукциоиный чувствительный элемент выполней iB В1иде кольцевого магаитопровода, д иаметр и. раслолажение которого отноштельно стрелочного магнитного, чувствительного элемента определяется выражением: . (г 4- 4а)(4г + Ь)( bY (г + 4о)(4г2 + а)(г + аУ и I decs а а. b dcos а 1- / sin а где а (cosa -/)2+,(d-f.Rsina)2, b (Rou,a - lY+(d - .Y; г - радиус магнитопровода индукционного чувствительного элемента;R - расстояние от центра подвеса котелка до центра мапнмтопровода йядукционного . чувствительного элейента; / - расстояние от центра подвеса котелка д6 центра ,ной системы стрелочного чувствительного элемента; . d - расстояние от центра магнитной ;; ,.- Системы до центра /стрелки .й гнитного чувств ительного эле мента; /а - угол наклона пло:.схости индукционного чувствительного элемен, та относительно плоскости магнитного чзтстЕИтельного элемента. Источники информации, принятые во В|НИ1мание при зкспертпизе: 1. Авторское свидетельство СССР 161505, кл. G 01 С .17/26, 1962. 2..Нечаев П. А, и др. Магнитно к-омпас«ое дело. М., «Транспорт, 1975, с- Иб-131 (прототип). V . , , .. . t, ptJ «« «.-t - y.-V-..V.,.t4«l « л (-Г J ЛО ,к jV«eai т ..714-, ( . v , J - / )-. I li-,) «sj . 1 4v. v- i .,;v.,,.-,.. ;,, , - Vi-:;i : -рJiigafe fl ii J :fe%,r-%,-;; ---71 , I- «. fV- -l-v- -««j . л. д .v- jeftv« - -M , n , . T . -, -., - ,, ., I -ч , 1-. .,, . i ,-, .:1ЯТ/Л:1; : ИЦ Я«« И ЭД Эеj I, у , лV.J 77429 - 1 j,