Дистанционный магнитный компас

 

г! ь ! .<„! !;; 1 !и„ / (; iq p i" "

t .! .. i (.уел/ " й/,. к;.= !:, ;=; р.

<>777429

Ъ

/, Союз СоветскихСоциалистических !

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, "; ) Ч 1.л з G 01 C 17!26

1 ! (61) Дополнительное к авт. свид-ву —"

I I

I (22) Заявлено )8.09.78 (21) 266493) j)8-10

1 с присоединением заявки—

Государственный комитет

1 (23) Приоритет— ( (43} Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41

i (45) Дата опубликования Описания 21.11.80 !

СССР в ло делам изобретений (.53) УДК 528.526.1 (088.8) !. и открытий

* М МЮЮЬЮФЬВ (72) Авторы изобретевия

1 (71) Заявитель

I,: 1

Г. Ф. Казакова. и Jl. A. Кардашинскии-Брауде

l

/

1 !

АГНИТНЫй КОМПАС

2 ! олыко конструкцией котелка компаса. Пр!г

- тих условиях погрещность дистанционной ередачи компаса обусловлена влиянием оперечйых йроекп/йй векторов индукции иагннтного,поля стрелок МЧЭ, .перпендикулярных продольной осн МЧЭ,:на плоскость

ЧЭ.

Наиболее близк/им по технической сущности к изобретению является компас, который содержит котелок, стрелочный манитный чувствительный элемент, д|истанйонную передачу показанйй с фильтром. увствительный элемент д!истанц ионной пеедачи —,трехфазный индукцирнный чувствительный элемент — содержит три однофазных (стерж!невых) феррозонда .и,размееН.в доннои части котелка в магнитном поле чувствительного элемента. Феррозон- ы""расположейы по сторона и! .р а вйостороннего треугольннка f2).

Основным .недо татко!и этого .комп а са является большая погрешность дистанпяонной передачи, особенно в условиях ха!чии,,вызванная асймиеTp/H÷íûì расположением феррозондов ИЧЭ в общем случае относи- " тельно продольной оси МЧЭ и произвольным расстоянием между ними, определяе- мым только койструкцией IKQTBJIKB компаса, Пр!и этих условиях погрешность дистанIIHoHHoII передачи компаса обусловлена

1, (54) ДИСТАНЦИОННЫИ М

I

/ .I

Изобретение.относится к дистанционным т стрелочныи магнитным ко!мпаса/м с индюк- з ционным чувствительны!и элементом дис-, и танцион ной передачи, /использу!емым для п целей навигации,на,судах морского и реч- 5 ного флота.

Известен магнитный ио!мпас с дистан- И ционной передачей показаний, содержащий трехфазный феррозонд, соединенный в треуголь/ник и работающий от магнитного по- 10 ля стрелок компаса, сельс/ин, усилитель, г электродвигатель, . датчик Дистанционной -" Ii передачи и реп/итеры. Трехфазный ферро- Ч зонд жестко укреплен в лоддоне,котел!ка р кО!мпаса, а,каждая,из ето фазовых обмоток, ., 15 подключена к соответствуюш/и!и обмоткам сельсина, работающего. в трансформатор- щ ном режиме. Трехфазный феррозонд состоит из трех стержневых феррозондов; .располо- " - д женных по сторона м равностороннего треуголь.н/и!ка 1 1 )

Основным недостатком .комгпаса являет ся больн1ая погреш/ность дйстан IHoнной передачи, особенно в условиях качки, вы- званная асим м етричным. расположением феррозондов индуип/ионного чувствительно-

:Io элемента (ИЧЭ) в общем случае относительно продольной оси магнитного чунстви-

=.тельного элемента (МЧЭ) и произвольным расстоянием, между ними, определяеиым

777 Ь9

20

a (d COs а — l siII а

b .1dcos z -1-1siri а

35

3 влиянием,поперечных проекций векторов ;ийдукции магии"пного поля стрелок МЧЭ, перпендикулярных продольной оси МЧЭ, на плоскость ИЧЭ.

Для" уменьшения погрешности IIpIH .качке, в компасе использован ф иЛьтр с оольшой постоянной времени. При .наличии фильтра погрешность дистанционной передачи показаний компаса при качке составляет +-1 .

Целью изобретения является уменьшение погрешности, дистанционной, передачи показаний компаса при качке путем компенсации .проекции векторов индукции магнитного поля стрелок, перпендикулярных продольной оСи МЧЭ, на плoGKocTb ИЧЭ.

Для достиже н ия указанной цели ИЧЭ выполнен в виде кольцевого магнитопровода, диаметр и расположение которого относительно стрелочного МЧЭ определяется выражением:

I (rç 4a)(4r- 1 (-.—, b)4 (r- — 4b)(4r - + a)ir- -4- a) 4

- F l где а = (R cos u — 1) +,(d+R sin а),.

Ь = (R cos а — l) + (d — R sin,à) ;

r — радиус магнитопровода ИЧЭ;

R — расстояние от центра подвеса котелка до центра магнитопровода

ИЧЭ;, l — расстояние от центра подвеса котелка до центра магнитной системы МЧЭ; — f) BccToHIHHB от,центра магнитной системы до стрелок МЧ Э; а — угол наклона:плоскости ИЧЭ относительно . плоскости МЧЭ.

На ф иг. 1 показан общий вид компаса; на фиг. 2 —. схема взаимного расположения

МЧЭ,и ИЧЭ при отсутствии,качюи; на фиг.

3 — схема взаимного расположения МЧЭ и ИЧЭ при,наклоне ИЧЭ оттноонтельно

МЧЭ, обусловленном качкой.

VcTpoHcTBo (фиг. 1) содержит котелок

1, стрелочный магHHl Hûé чувствительный элемент 2, |индукционный чувствительный элемент 8 дистанционной передачи показаний с -,кольцевьгм мапиитойроводом, размещенный,B ìàãíèòéoì поле чувствительного элемента 2. ИЧЭ 8 жестко заюреплен на докной части котелка 1 на:расстоянии, Р между центром подвеса О, котелка 1 и цен- тром 02 ИЧЭ 8:

Магнитная система МЧЭ 2 содержит стрелки 4 .и 5, разйещенные на расстоянии

d от вертикальной оси OZ неподвижной системы координат OXYZ. Ось OZ проходит через центр магнитной системы 0 .и цбнгр

О подвеса котелка 1.

Центр О магнитной системы МЧЭ 2 расптоложен:на пасстояйщи l от центра 01 подт

/

Положение ИЧЭ 8 относительно МЧЭ,2 при его наклоне, вызванном качкой, определяется углом а между линией 00 и осью OZ.

На фиг. 2 представлена схема расположения чувствителыных элементов компаса, составляющих векторов магнитного поля стрелочного чувствительного элемента и,их проекций .на плоскость:магнитопровода индукц ионного чувствнтелнного элемента при отсутствии качки, t где OXYZ — оси прямоугольной системы

1: координат;

15 Π— центр магнитной системы

МЧЭ;.

01 — центр подвеса котелка;

0 — центр магн итотьровода

ИЧЭ;

А и  — центры стрелок ИЧЭ;

R — расстояние от центра подвеса котелка О, до"центра магнитопровода 02 ИЧЭ;

l — расстояние от центра подвеса котелка О, до центра i

О магнитной .системы МЧЭ;

r, и r., — расстояния от центров А и

В стрелок до центра О магпитопровода ИЧЭ;

r, IH rz — расстояния от центров А ,и В стрелок до точюи FC магнитопровода ИЧЭ;

d — р;асстоя.н:ие от центра О магнитной системы МЧЭ до центров А и В стрелок; г — радиус магнитопровода

ИЧЭ;

С, D, Е, F — точки,магнитоиравода;

Н< и Н вЂ” векторы магнит йых полей

" стрелок в точке F;

Й, и Й вЂ”:проекциями векторов Й и

Н2 на плоскость магнитопровода ИЧЭ в точке F.

На фиг. 3 представлена схема расположения чувствительйых элементов компаса, составляющих:векторов,магнитного поля ст1 елоч ного чувcTBIHTBJIbBOI о элемента,и,их проекций на плоскость магнитопровода индукционного чувСтвительного элемента,п1ри отклонении индукционного чувствительного элемента от .,вертикальной оси на угол а, обусловленном качкой, где OXYZ. — оси .прямоугольной системы координат;

О, —. центр магнитной системы

МЧЭ;

OI ..— центр подвеса котелка;

02 — центр магиитопровода

И ЧЭ;

А и  — центры стрелок МЧЭ;

R — расстояние от центра .подвеса котелка О, до центра — л тлтт .

777429

6, (r"- + 4a)i(4r- + b)(r - + Ь)4

4 5

55 .Ъ

/

l — расстояние от .центра подвеса котелка О, до центра

0 магнитной системы МЧЭ;

ri и r> — расстояния от центров А ,и В стрелок до точки F маг нитопровода ИЧЭ;

r> iH r, —:расстоя н ия от центров А и

В стрелок до центра 0 магнитопровода ИЧЭ; — ;расстояние от центра 0

;M3I;HIHTBOH системы МЧЭ до центров А и В.стрелок;

r — радиус магнитопро,вода

ИЧЭ;

Си F — точки магнитопровода ИЧЭ, лежащие в плоскости, па.р аллелыной ZOX;

D и Е .— точки магнитопровода

/ x .ИЧЭ, лежащие в плоскости

0Y, / а — угол наклона плоскости

ИЧЭ относительно плоскоспи МЧЭ;

Й, IHЙ вЂ” векторы магнитных полей стрелок .в точке F;

HI и Н вЂ” проекции векторов Hi è Н

era .плоскость мапн итопровода,ИЧЭ в точке F;

01 iH 0 — углы междJi продольными осями стрелок iH линиями

AF,è BF;

«р1 и «р — углы, между векторамй Н1 и Н и JliHниями AF и BF; р1 и Я вЂ” углы м ежду,плоскостью

ИЧЭ и плоскостями ACF H

BCF.

Устройство .работает следующим образом.

В статических условиях (при отсутст-. вии качки) линия 0,0, (фиг. 2) совпадает с осью OZ. Векторы полей стрелок 1в любой точке магнито провода, лежащей,на ли нйи

FC, равны между собой. Например, в точке

F:MàníiHToïðoâoäà вектор Н1 лежит в плоскости FB02 и равен вектору Н2, лежащему в плоскости FA02. Провкцяи векторов полей стрелок Hi:и Н,на плоскость магн итопровода ИЧЭ pBIBHbl между собой, . натюравлены в противоположные стороны:и взаимно компенсируются независимо от sначеБий r, R, d, l. Пр и этом, погрешность ИЧЭ отсутствует.

При,работе устройства в условиях качки при наклоне линии 010 (фиг. 3) относительно оси OZ на угол и составляющие векторов полей стрелок Hi и Н; в точке F

lH в других точках магнитопровода ИЧЗ, попарно симметричных относительно линии

CF, направЛены в противоположные сторо ны и взаимно компенсируются только при определенном соотношении размеров r, R, d, l, определяемом формулой (1). Взаимная компенсация составляющих Hi и Й обеспечивает уменьшение погрешности ИЧЭ при его наклоне до +-0,5 .

Формула изобретения.- ю

Дистанционный магнитный компас, со10 держащий котелок, стрелочный магнитный чувствительный элемент, индукционный чувствителыный элемент дистанционной переда ви, размещенный в MBIAHTHQM поле магнит ноlo чувствительного элемента, о т15 л,и ч а ющ ий ся тем, что, с целью уменьшения«погрешности дистанционной передачи показаний:компаса пр и качке путем компенсации проекций векторов индукции магнитного поля стрелок,:перпендикулярных продольной оси стрелочного магнитного чувствителыного элемента, на плоскость IHHдукцион ного чувспвителыного элемента, и|ндукционн,ый чувствительный элемент вы полней в аиде кольцевого мапнитопровода;

25 диаметр и, расположение которОго относительно стрелочного,магнитного чувствительного элемента определяется выражеIH,ÈÅÌ: (r J + 40)(4Г - + a)(r - + a)4 а (dcos а — lsin a )"Ь (dcos a — l sin а )

35 где а = (R cos а — l) +,(d+R sin а), b = (R oos а — 1) + (d — R sin а) ;

r —;радиус магнитопровода индук- . ционного чувствительного эле40 момента;

R — расстояние от центра подвеса котелка до цен пра магнитопровода -Ф ндукционного чу встаительного элемента;

l — расстояйие от центра подвеса котелка до центра магнитной систе1 мы стрелочно го чувствительного элемента; —:расстояние от центра магнитной

5 1 .... системы до центра стрелки,магн итного чувствительного элемен.та; и — угол наклона плоскости индук,ционного чувспаительного элемента ют носителыно плоскости маг HiHTHo10 чувствительного элемента. г

Источники информации, принятые во анямание при экспертизе:

5о 1. Авторское :свидетельство СССР ,№ 161505, кл. G 01 С 17/26, 1962.

2.,Нечаев П. А. и др. Магн итйо-,компасное дело. М.; «Транспорт», 1975, с. 116 — 131 (прототип). -i б б, 1 б б

1 б!

М::б-..-.:,.1. -" !

I:

11

\ ". б . "."б б/ !.

1 -:" -.б«,1 (1 б, !б

I б б б

t б

1

1 ., 1, б

-. 1- !

11 г.Г

° 7 ..», " """ "i4", "Л б"=, 1 ;. бб.-»-"ббйжС»11«, -«бббббббФФб!бмжiФ"=»Г»б,б«,„.... аб*ФФ!ббВ«ббжЫ.-. -.— бай@(фф ф фб!! бббб ;. .С«:;";; t:...I ббб ;. (Tбб»б У-„:б. „ - 1 Ф м ббЯ+УбббЖ+фЕРМВ «, .,»;.

777429 " !

> I б 1",, - . " .ббб», " . . !

7;„, 1

I l

1 б б»

1 б

r

"i .*:& бб- -."б«б б-. б: ! (. !

1 -1 . !. :,(.-::;- !... (.(1,-;,, ". I .лб: °

Ээб»»- б б ..-, Ь ° . .I . б @»:.-:::; -,;::," Х; .—.:.,: 1, фбб@;=, 1-. -,! ., =.«т

I I ,..

IN ! !

Ф =.".:., б

I ф . ббб"б "т". „-, ", *. б j *. " . Ф;";Ч . б — (-, ! ... (.Ю".

„б.,-,. б

1

1 с.

777429

1 1

Составите/дь В. Лыков !

/ %

Техред А. Камышиикова

Корректор И. Осиновская

Редактор )К. Рожкова

Тйп. Харьк, фил. пред. «Патент»

Заказ 1477/1475 Изд. № 544, Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5