Вектор-магнитометр

 

О П И С А Н К Е („)Щ()УУ2

ИЗО6РЕТЕН КЯ

Союз Советск ик

Социапистичесиик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву % 506814 (5l)IVL. Кл. (22) Заявлено28.02.79 (2l )2730910/18-21 с присоединением заявки РЙ

6 01 и ЗЗ/02 евсударстеенный кемнтет

СССР (23) Приоритет ло делам нзебретеннн н открытий

ОпУбликовано 23.06.81 Бюллетень М23 (5З) уды 621.317. .44 . (088.8) Дата опубликования описания 23.06.81 (72) Авторы изобретения

Ю. В. Афанасьев, В. A. При|депо, В. П. П и А. П. Филимонов (7l) Заявитель (54) ВЕКТОР-МАГН ИТОМЕР

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения компонент вектора постоянного и переменного полей.

По основному авт. св. № 506814 щвестно устройство для измерения компонент вектора постоянного и переменного магнитного полей и двух углов, определяющих положение вектора постоянного магнит ного лоля в пространстве, используются три феррозонда с корректирующими обмо1 ками, установленные взаимно перпендикулярно на платформе, имеющей две сте-. пени свободы, один измерительный и два ориентирующих канала с интегрирующими

15 звеньями в виде серводвигателей, кинематическую схему, сопряженную с плат формой двумя указанными серводвигателями и два потенииометра углов поворота

20 платформы, а также три избирательных усилителя, входы которых подключены

l параллельно входам интегрирующих зве1 ньев соответствующих каналов, а выхо2 ды соединены с корректирующей обмоткой соответствующего феррозонда (lg, Однако известное устройство имеет пя решности измерения KoMfloHBHT магни1 ного поля при сравнительно быстрых угловых колебаниях подвинсного основания вследствие запаздывания в реакции ориентирующих каналов с интегрирующими женьами и наличия кинематической. связи (редуктора) в схеме сопряжения серводвигателей с плачформой.

Бель изобретении - повышение т яности измерения.

Поставленная пель достигается тем, что вектор-магнитометр, который содержит три феррозонда с корректирующими обмотками, установленных взаимно пер пендикулярно на основной платформе, име ющей две степени свободы, один иеваери тельный канал с интегрирующей леночкой и два ориентирутощих канала с интет рируюшнми звеньями, два датчика момента коррекпии гироскопа (безредукторные серводвигатели), механически <+?3 8407 эанные с потенциометрами, три избира— тельных усилителя, вход одного из которык включен параллельно вкоду интегриру« ющей цепочки, а входы двух другик— параллельно интегрирующим звеньям ори

5 ентирующих каналов, при этом выходы избирательных усилителей соединены с корректирующей обмоткой соответствующего феррозонда,снабжен астатическим гироскопом, установленным на соосной с основной дополнительной платформе, выполненной с двумя степенями свободы и меканически связанной с ней, и пеоеключвюптим блоком, входы которого соединены с ориентирующими . каналами, а выхо ды — с соответствующими датчиками момента коррекции гироскопа.

Благодаря испольэованщо астатического гироскопа и отсутствию редукторов на его осях прецессии повышается устойчивость пространственной стабилизации основной площадки с ферроэондовыми датчиками, повышается точность слежения за вектором постоянного магнитного поля, а также расширяется диапазон регулировки постоянной времени ориентирующего канала.

На фиг. 1 изображена структурны. схема предлагаемого устройства, на фиг. 2— принципиальная схема устройства.

Устройство (фиг, 1 ) содержит ферро зонды 1-3 с корректирующими обмотками, установленные взаимно перпендикулярно на основной платформе 4, измерительный канал 5, ориентирующие каналы b и 7, датчики 8 и 9 момента коррекции ги-З5 роскопа (безредукторные серводвигатели) меканически связанные с потенциометрами 10 и 11 интегрирующее звено 12 измерительного канала. Избирательные усилители 13-15 включены параллельно входам интегрирующего звена 12 и перек- лючающего блока 16, а выходы избирательных усилителей подключены к корректирующим обмоткам феррозондов 1-3, 45 причем нижняя частота среза частотных характеристик усилителей 13-15 выше верхней граничной частоты колебаний платформы. Выходы переключающего блока

16 подключены к соответствующим двтчи«ам 8 и 9 момента коррекции гироскопа, установпеннык на осях прецессии встатического гироскопа 17, механически связанного с ферроэондами 2 и 3: и об разующего совместно с усилителями кана55 лов интегрирующие звенья ориентирующих каналов 6 и 7.

Гироскоп 1 7 (фиге 2 ) подвешен в двухоснФм кардановом подвесе, по осям

72 4 которого установлены датчики 8 и 9 момента.

Для исключения вероятности =боя в работе гироскопа 17 при совпадении его оси собственного вращения с осью прецессии гироскоп 17 с кардановым < подвесом установлен в дополнительную следящую раму 18 и в схему гироскопа введена безредукторная следящая система, состоящая из датчика 19 угла, усилителя 20 и двигателя 21, расположенного на оси вращения рамы 18. Переключающий блок 16 предназначен для ускоренной грубой выставки гироскопа и феррозондов по вектору магнитного поля перед запуском гиромоторов, а также для осуществления переключения каналов с

1 уменьшением крутизны коррекции после запуска гиромоторов, необходимое для нормальной работы гироскопической следящей системы.

Устройство работает следующим обраэсм.

При пуске вектор-магнитометра, когда переключающий блок 16 находится в поло— женин Запуск", сигналы с феррозондов расположенных по осям X и у, поступают непосредственно на датчики момента коррекции, расположенные несоосно, т.е.

Х. — на да1чик 9 момента, а у — на датчик 8.

Платформа 4 с феррозондами автоматически ориентируется в пространстве таким образом, что ось чувствительности феррозонда 1 оказывается грубо направленной по вектору постоянного магнитного поля, при этом на выходе потенциометров 10 и 11 появляется сигнал, характеризующий положение этого вектора относительно системы координат, связанной с корпусом прибора, а с выхода усили телей 13-15 поступают сигналы, карактеризукицие величину компонент вектора индукции. переменного магнитного поля.

Затем переключающим блоком 16 осуществляется пуск гиромоторов, и когда они набирают необходимый кинематический момент, осуществляется переключение в положение Работа, прн этом сигналы с

Х -феррозонда .поступают на датчик

8 момента коррекции, а с g — на датчик 9. Одновременно снижается крутизна характеристики коррекции гироскопа.

При медленном изменении пространств венного положения вектора индукции магнитного поля на выходе ориентирующих каналов 6 и 7 появляются сигналы коррекции, которые через переключающий блок

Фиг.!

5 84077

16 поступают на датчики момента коррекпии 8. и 9 и заставляют гироскоп 17 препессировать таким образом, чтобы он следил за положением вектора медленноязменяющегося (постоянного ) магнитного поля. Астатический гироскоп 17 при этом играет роль интетрщ ующего 1 авена . Постоянная времени ориентирующего канала регулируется путем изменения крутизны характеристики системы коррекпии, например изменением сопро- тивления в пепи переключающего блока

16. С гироскопом механически, например с помощью тяг, связана платформа

4 с феррозондовыми датчиками. Таким образом, феррозонды 2 и 3 являются датчиками сигнала коррекпяи астатического гироскопа 1 7.

При угловых колебаниях основания возникают возмущающие моменты на осях

apepteccw гироскопа 17, но благодаря устойчивости гироскопа и малым моментам трения, создаваемым системой подвеса и безредукторной механической связью, а также благодаря работе гироскопической сле- 2 дящей системы, основная платформа 4 с феррозондовымя даччяхвми и астатическяй

2 6 гироскоп 17 сохоаняют с требуемой точностью пространственное положение вектора постоянного магнитного поля пря всех наклонах и эволюпиях подвижного основания.

Устройство погволяет повысить точ ность одновременного измерения компонент как постоянного, твк и аномального магнитных полей, эа счет снижения уровня шума в 3-5 раза, в зависимости от движения объекта.

Формула изобретения

Вектор-магнитометр по авт. св.

%506834, отлич ающийся тем, что, с пелью повышения тонности измерений, он снабжен астааяескаи гироскопом, установленным нв соосной с основной дополнительной платформе, выполненной с двумя степенями свободы и механически связанной с ней, и переключающим блоком,. входы котора; о соедвнены с ориентируклпями каналам», а выходи - с сответствующями датчиками момента коррекпии гироскопа.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 506814, кл. 6 OlR 33/02, 1975.

840772

Заказ 4 755/66 Тираж 732

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа анаб., д. 4/5

Подпис ное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

С E. дина

Редактор С. Родикова ТехредА. Бабинеа Корректор Л. Иван