Способ приведения результатов измерений вертикальной составляющей вектора магнитной индукции морского технического объекта из системы координат земли к собственной системе координат объекта

Изобретение относится к области средств измерений величин магнитных полей. Сущность изобретения заключается в том, что в средство измерений устройства определения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции морского технического объекта в координатах морского технического объекта введены определители положений первичного измерительного преобразователя и морского технического объекта в системе координат Земли и два подключаемых к выходу устройства преобразования последовательно соединенных вычислительных устройства, второй вход первого из которых подключен к выходу устройства определения положения первичного измерительного преобразователя в системе координат Земли, а выход - к входу второго, второй вход которого подключен к выходу устройства определения положения морского технического объекта в системе координат Земли, а выход - к входу устройства представления информации. Технический результат – повышение точности измерений вертикальной составляющей вектора магнитной индукции морского технического объекта в реальных условиях. 1 ил.

 

Устройство приведения результатов измерений вертикальной составляющей вектора магнитной индукции морского технического объекта из системы координат Земли к собственной системе координат объекта.

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемое изобретение относится к области средств измерений величин магнитных полей и найдет применение при измерениях составляющей вектора магнитной индукции (МИ) морского технического объекта (МТО) и последующего регулирования обмоток системы размагничивающего устройства.

Уровень техники

Отличие измеренного значения вертикальной составляющей магнитной индукции от реального значения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции МТО, приводит к снижению боевой устойчивости МТО.

Отсутствие информации о мгновенных значениях вертикальной составляющей МИ МТО, а самое главное невозможность согласования результатов измерений с положением в пространстве относительно собственной системы координат МТО не позволяют обеспечить точность результатов измерения в условиях качки, в том числе на фоне внешних магнитных полей.

Известны средства измерений (СИ) вертикальной составляющей вектора магнитной индукции, аппаратура М-091 и аппаратура М-121, предназначенные для измерения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции магнитного поля МТО в условиях качки. Указанные известные СИ содержат первичные измерительные преобразователи, предназначенные для измерений вертикальной составляющей магнитной индукции магнитного поля МТО в системе координат Земли (СКЗ), находящиеся в состоянии изменения положения относительно СКЗ в условиях качки. Для уменьшения влияния качки на измерение у цитируемых аналогов использовано усреднение показаний (мгновенных значений) за определенный период времени, что является недостатком данного способа, так как приводит к тому, что получаемый результат отличен от "истинного" значения вертикальной составляющей магнитной индукции МТО в системе координат Земли.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является повышение точности измерений вертикальной составляющей вектора магнитной индукции морского технического объекта, в реальных условиях, путем преобразования полученных результатов в собственную систему координат МТО.

Измерение вертикальной составляющей магнитной индукции магнитного поля МТО () осуществляется на фоне воздействия магнитного поля Земли (МПЗ). При измерении маломагнитных объектов, справедливо условие, когда , и предопределяет операцию уменьшения влияния магнитного поля Земли (). Уменьшение влияния МПЗ осуществляется следующим образом, первоначально происходит измерение МПЗ, вне зоны влияния МТО, затем суммарного поля непосредственно на объекте, после чего осуществляется вычитание

Положительный эффект достигается тем, что для определения вертикальной в координатах объекта составляющей вектора магнитной индукции, в отличие от известных аналогов, в состав изобретения входит первичный измерительный преобразователь, в устройство введены вычислительные устройства, определитель отклонения вертикальной составляющей магнитной оси первичного измерительного преобразователя от вертикали СКЗ и трехосевой измеритель положения объекта в системе координат Земли, информативные сигналы которых используются для автоматического уменьшения влияния изменения положения первичного измерительного преобразователя относительно системы координат Земли и для дальнейшего пересчета результатов измерений вертикальной, в системе координат Земли, составляющей магнитной индукции магнитного поля объекта в значение вертикальной, в системе координат объекта, составляющей магнитной индукции магнитного поля объекта.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. Описание поворота подвижной системы координат морского технического объекта (W,V,U) относительно абсолютной системы координат Земли (Z,Y,X), где X и U - ось абсцисс, Y и V - ось ординат, Z и W - ось аппликат.

Осуществление изобретения

Предлагается для уменьшения влияния изменения положения первичного измерительного преобразователя, на основе данных получаемых от определителя положений вертикальной составляющей вектора магнитной индукции в системе координат Земли, осуществлять измерение при условии, допускаемого отклонения магнитной оси первичного преобразователя от вертикали в системе координат Земли, в соответствующей системе координат. Также предлагается инструментальное приведение, на основе данных получаемых от трехосевого измерителя положения отклонения МТО от СКЗ, результатов измерений вертикальной составляющей вектора магнитной индукции МТО из системы координат Земли к собственной системе координат объекта.

В контексте данного разрабатываемого устройства с возможностью измерения вертикальной составляющей магнитной индукции МТО, и соответственно углы отклонения от вертикальной составляющей , а именно углы крена, дифферента и рысканья могут быть представлены как:

где - вертикальная составляющая вектора магнитной индукции МТО в системе координат объекта;

- вертикальная составляющая вектора магнитной индукции МТО в системе координат Земли;

R_ϕ,θ,ψ - матрица поворота;

ϕ, θ, ψ - углы крена, дифферента и рысканья соответственно.

Поворот, описываемый матрицей R_ϕ,θ,ψ, в переменных ϕ, θ, ψ, получен в результате выполнения следующей последовательности поворотов вокруг осей абсолютной системы координат Земли (X,Y,Z) и подвижной системы координат МТО (U,V,W): на угол вокруг оси OZ, затем на угол θ вокруг повернутой оси OV и, наконец, на угол ψ вокруг повернутой оси OU (Фиг. 1).

Литература

1. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974. - 832 с.

2. А.С. Климчик, Р.И. Гомолицкий, Ф.В. Фурман, К.И. Сёмкин. Разработка управляющих программ промышленных роботов. Курс лекций. Минск, 2008. - 131 с.

Устройство определения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции морского технического объекта в координатах морского технического объекта, заключается во включении в состав средства измерений первичного измерительного преобразователя и подключенных к нему последовательно соединенных устройств преобразования и представления информации, отличающееся тем, что с целью получения результатов измерений вертикальной составляющей вектора магнитной индукции морского технического объекта в координатах морского технического объекта в средство измерений введены определители положений первичного измерительного преобразователя и морского технического объекта в системе координат Земли и два подключаемых к выходу устройства преобразования последовательно соединенных вычислительных устройства, второй вход первого из которых подключен к выходу устройства определения положения первичного измерительного преобразователя в системе координат Земли, а выход - к входу второго, второй вход которого подключен к выходу устройства определения положения морского технического объекта в системе координат Земли, а выход - к входу устройства представления информации.