Цифровой магнитный компас

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность и снизить постоянную времени. Компас содержит герметичный корпус 1, заполненный демпфирующей жидкостью 2, в котором на подпятниках 8 установлена ось 10. На оси 10 посредством карданнового подвеса 13 закреплена картушка, выполненная в виде поплавка 11 нейтральной плавучести с постоянными магнитами. Симметрично относительно картушки на оси 10 закреплены кодовые диски 14. оптически связанные с источниками 6 и приемниками 7 света. Точка крепления карданнового подвеса к оси 10 совмещена с центром тяжести этой оси с закрепленными на ней кодовыми дисками. 2 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.,Я0„„155О319 ь и1 С 17/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСВ ГВУ

1Ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ К0МИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

npH AT CCaÐ (21) 43 58802/25-10 (22) 05.01.88 (46) 15.03 90 ° Вюл . 1О (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института AH УССР (72) М, Е. Рабинович, 10.N. Ьогда новский и В.А. Веселов (53) 528. 521. 6, 538. 74 (088. 8) (56) Заявка Вели кобрита нйй Ч 1432529, кл. G 01 С 17/18, 22. 04. 76.

Заявка Великобритании М" 1321212, кл. G 01 С 17/26, 27 ° 06.72. (54) ЦИФРОВ011 ИАГИИТГЬ|И КОМПАС (57} изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет

2 повысить точность и снизить постоянную -времени, Компас со-,ержнт герметичный корпус 1, заполненный демпФирующей жидкостью 2, в котс,.ом на подпятниках 8 установлена ось 10, На оси

10 посредством карданового подвеса

13 закреплена картушка, выполненная в виде поплавка 11 нейтральной плавучести с постоянными магнитами. Симметрично относительно картушки на оси 10 закреплены кодовые диски 14„ оптически связанные с источниками 6 приемниками 7 света. Точка крепления кардановогo подвеса к оси 10 совмещена с центром тяжести этой оси с закрепленными на ней кодовыми дисками. 2 иг.

ИзоЬретение относится к контроль- но-измерительной технике, а более конкретно к дистанционным средствам измерения углового положения объекта относительно вектора индукции магнитного поля, и предназначено для использования в различных областях народного хозяйства и научных исследований, в частности в океанографии.

ТреЬования, предъявляемые к океанографической аппаратуре, в наибольшей степени удовлетворяются цифровыми маrнитными компасами . Компас, формирующий цифровой электрический сигнал, позволяет применить вычислительную технику Ьез дополнительных аналогоцифровых преобразований, снимаемых показаний, что значительно упрощает аппаратуру дпя обработки данных. Циф- щ ровой электрический сигнал может быть использован в качестве командного сигнала для управления положением оЬъекта, в котором установлен компас.

При импульсном поразрядном запитыва- 25 нии и опросе фотоэлектрического преобразователя компас имеет невысокую г. отребляемую мощность, что является важным фактором при его установке в объектах с автономными источниками Зг1 питания.

Целью изоЬретения является повышение точности и уменьшение постоянной времени при обеспечении большого объема кодовой информации.

Повышение точности измерений компаса при кренах и раскачивании объекта, в котором он установлен, достигается за счет снижения моментов сил трения в опорах магнитной картушки и що устранения влияния моментов от действия гравитационных сил на ось картушки с onòè÷åñêIIìè кодовыми дисками при ее отклонении ст вертикального положения. При вращении корпуса компаса в положении, когда ось картушки совпадает с вертикальной с осью, приведенный момент. ст сил трения в опорах картушки минимален, так как вес картушки скомпенсирован поплавком нейт- 50 ральной плавучести, а моменты сил трения в опорах внутреннего карданного псдвеса от веса оси с кодовыми дисками отсутствуют, поскольку рамки карданного лодвеса не перемещаются относительно горизонтальной плос:ости. При кренах и вращении корпуса ком" паса поплавок с закрепленными в нем маr Hèòàèè устанавливается в горизонтальной плоскости, а ось с кодовыми оптическими дисками, центрованная в опорах, на клонена на угол, ра вный крену. В опорах карданного подвеса при вращении компаса. в условиях крена возникают моменты сил трения ст веса оси с кодовыми дисками, а приведенныйй момент трения в опорах магнитной картушки состоит из моментов от сил трения в карданном подвесе и инар . ционного момента оси с кодовыми дисками, уравновешенной относительно осей вращения в карданном подвесе.

Влияние момента от дейст вия гра витационных сил на центр -яжести магнитов скомпенсированс поплавком, а влияние момента действия гравитационных сил на центр тяжести оси с кодовыми дисками исчезает при переносе центра тяжести оси картушки в точку крепления в карданном подвесе. Снижение моментов от сил трения B опорах карт ушки соответственно уменьшает угол зас- тоя и повышает то ность измерений компаса.

I1рименение магнитной картушки с двумя кодовыми оптическ :ми дисками позасляет уменьшить наружные диаметры кодовых дисков Ьез изме:-„ния разрешающей способности, уменьшить при веденный момент инерции картушки, а следовательно, уменьшить период колебаний и длительность переходного пссцесса, характеризующего время затухания колеба ний картуш ки, k To значительно улучшает показатели динамического качества компаса, т.е. постоянную времени компаса .

На фиг. 1 изображен компас в разрезе; на фиг. 2 — картушка компаса.

Компас содержит герметичный корпус

1,, выполненный из немагнитного материала (например, из алюминиевого сглаза) и заполненный демпфирующей жидкостью

2 (например, полиметилсилоксановсй) .

Корпус закрыт герметичной крышкой 3 (выполненной а из алюминиевого сплава), к которой прикреплен фланец а

{из алюминиевого:сплава), на котором закреплена рама q фотоэлектрического преоЬразователя (выполненная из алюминиевого сплава) с излучателями 6 свеч:а (светодиодами ЗЛ 107Б) и,":.ламентами считывания - приемниками с.вата (фотодиодами ЗЛ 107Б), В раме 5 в двух Опорных агатовых подшипниках 1ë установлена на кернах g из закаленной

15503

5 стали титановая ось 10 с магнитной картушкой.

Магнитная картушка состоит из поплавка 11 с вкленными в него кобальтсамариевыми магнитами 12, скрепленного внутренним карданным подвесом

13 с осью 10 °

Поплавок 11 выполнен из пенопласта полистирольного или другого материала с положительной плавучестью.

Иагниты 12 изготовлены из сплавов с высоким значением коэрцитивной силы, что обеспечивает хорошие магнитнье свойства при малых размерах магнитов, и следовател ьно, оЬусловли ва ет снижение веса и момента инерции картушк 1.

На концах оси 10 жестко закреплены два идентичных по размерам кодовых диска,4 (выпог.ненных из алюминиево- 20 го сплава) на ра вноудале IHblx ра сс тояниях от точки крепления карданного подвеса 13 на оси 10. Расстояние между точкой крепления карту.:ки на оси 10 и дисками 14 выЬрано таким, 25 чтобы при максимально возможных у -лах крена поплавок 11 не касагся фотодиодов /. Точка крепления Bíiтреннего кольца карданного подвеса 13 к оси 10 совмещена с центро.w тяжести 0 оси 10 с уст-новленными на ней кодовыми дисками 14. При применении кодовых дисков, выполненных фотометодом на высокостаЬильной пленке, балансl1ровка оси с кодовыми оптическими дисками относительно оси картушки и осей кардана не требуется, так как ось с кодовыми дисками выполнена симметрично относительно этих осей. При применении дисков из других материалов, 19 6 например из алюминиевых cDëàâoâ, кодовые дорожки формируются механическим способом, а Ьалансировка дисков за кладывается конструктивно,", ормированием дополнительных секте,.ных пазов симметрично старшим разрядам в зоне своЬодных площадей дисков. На каждом из дисков нанесена маска, содержащая половину информации в коде Грея.

В нижней i,àñòè корпуса установлена резинсвая мембрана 1g для компенсации температурного „-асширения демпфирующей жидкости 2, зафиксированная ниж" ней крышкой 16 из алюминиевого сплава, Подсоединение к компасу внешних устройств осущест вляется чепез герметичный разъем 17, например PCI формула изобретения

Цифровой магнитный компас, содержащий заполненный демпф рующей жидкостью герметичный корпус, установгеннyю в нем на двух опорах ось, с Ko"

—,îðîé сьязан кодовый диск и через кардановый подвес связана картушка с постоянными магнитами, и фотоэлектри" ческий преобразователь, о т л и ч al0 l. и и с .. тем -.то, с целью повы шения точнос и, он снабжен дополнительным кодовым диском и дополнительнь:и фотоэлектри :еским преобразователем, оба кодовых диска жестко связаны

- осью и расположены симметрично относительно центра карданового подвеса, картуш.<а выполнена с нейтральной плавучестью, а центр карданового подвеса совмещен с центром тяжести оси с кодовыми дисками,