Измеритель углов поворота подвижного объекта

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВ ПОВОРОТА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА, содержащий взаимно перпендикулярные первый и второй феррозондовые чувствительные элементы, каждый из которых расположен соответственно вдоль продольной и поперечной осей объекта, двухосный маятниковьй подвес, ось наружной рамки которого установлена ядоль продольной оси объекта, а ось внутренней рамки - вдоль поперечной оси объекта, и блок расшифровки курса, отличающийс я тем, что с целью повышения точности и расширения диапазона измерения углов, в измеритель введены третий феррозондовый чувствительный элемент,ортогональный первому и второму феррозондовым чувствительным элементам,датчики углов поворота соответственно осей наружной и внутренней рамок маятникового подвеса,первый и второй синусно-косинусные преобразоЗатёли координат, каидый из которых установлен соответственно по осям наружной и внутренней рамок маятникового подвеса, причем феррозондовые чувствительные элементы установлены жестко на объекте, а выход первого феррозондового чувствительного эле-i мента соединен с первым входом первого синусно-косинусного преобразоS вателя координат, второй вход которого соединен с первым выходом второго синусно-косинусного преобразователя координат, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго феррозондового чувствительного элемента и выходом третьего феррозондового чувствительного элемента, а второй выход второго синусно-косинусного преобразователя координат соединен с эо одним из входов блока расшифровки S курса, один из входов которого сое4 динен с выходом первого синусно - 90 косинусного преобразователя координат , выходы датчиков углов поворота соответственно осей наружной и внутренней рамок маятникового подвеса и блока расшиЛровки курса являются соответствующими выходами измерителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (()) () )) (5() 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3689500/24-21 (22) 06.01.84 (46) 23.10.85 Бюл. )) 39 (72) В.Н. Кривицкий А.А.Одинцов, В.Н.Попов и С.А.Шаров (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.317.39:531.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР по заявке У 3316510/18-21, кл. G 01 Б 5/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 459670, кл. С 01 Б 5/12,1972..(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВ ПОВОРОТА

ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА, содержащий взаимно перпендикулярные первый и второй ферроэондовые чувствительные элементы, каждый из которых расположен соответственно вдоль продольной и поперечной осей объекта, двухосный маятниковый подвес, ось наружной рамки которого установлена мдоль продольной оси объекта, а . ось внутренней рамки — вдоль поперечной оси объекта, и блок расшифровки курса, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью повышения точности и расширения диапазона измерения углов, в измеритель введены третий феррозондовый чувствительный элемент,ортогональный первому и второму феррозондовым чувствительным элементам, датчики углов поворота соответственно осей наружной и внутренней рамок маятникового подвеса,первый и второй синусно-косинусные преобраэог. датели координат, каждый иэ которых установлен соответственно по осям наружной и внутренней рамок маятникового подвеса, причем ферроэондовые чувствительные элементы установлены жестко на объекте, а выход первого феррозондового чувствительного зле мента соединен с первым входом первого синусно-косинусного преобразователя координат, второй вход которого соединен с первым выходом второго синусно-косинусного преобразователя координат, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго феррозондо- д вого чувствительного элемента и выходом третьего феррозондового чувствительного элемента, а второй выход второго синусно-косинусного преобразователя координат соединен с одним из входов блока расшифровки курса, один из входов которого соединен с выходом первого синуснокосинусного преобразователя координат, выходы датчиков углов поворота соответственно осей наружной и внутренней рамок .маятникового подвеса и блока расшифровки курса являются соответствующими выходами измерителя.

1186948

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для определения магнитного курса, дефферента и крена, расположенных на малло- 5 габаритных подвижных объектах, не допускающих акустических шумов, Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерения углов.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; на фиг,2— кинематический чертеж для пояснения работы измерителя.

Измеритель углов поворота поДвижного объекта содержит взаимно перпендикулярные первый 1 и второй 2

1 феррозондовые чувствительные элементы (ФЧЭ) каждыи из которых расположен соответственно вдоль продольной и поперечной осей объекта, двухосный маятниковый подвес 3. Ось наружной рамки маятникового подвеса 3 (не показан) установлена вдоль продольной оси объекта, а ось внутренней рамки — вдоль поперечной оси объекта, Измеритель содержит также блок 4 расшифровки курса и третий феррозондовый чувствительный элемент 5, ортоЗО гональный первому 1 и второму 2 феррозондовым чувствительным элементам, датчики 6 и 7 углов поворота соответственно осей наружной и внутренней рамок маятникового подвеса 3, первый 8 и второй 9 синусно-косинус- З ные преобразователи координат, каждый из которых установлен соответственно по осям внутренней и наружной рамок маятникового подвеса 3 ° Феррозондовые чувствительные элементы 1,2 и 5 установлены жестко на объекте. Выход (сигнальная обмотка) первого феррозондового чувствительного элемента

1 соединен с первым входом первого синусно-косинусного преобразователя

8 координат, второй вход которого соединен с первым выходом второго синусно-косинусного преобразователя

9 координат, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом (сигнальной обмоткой) второго феррозондового чувствительного элемента 2 и выходом (сигнальной обмоткой) третьего феррозондового чувствительного элемента 5. Второй выход второго синусно-косинусного преобразователя 9 координат соединен ,с одним из входов блока 4 расшифровки курса, один из входов которого соединен с выходом первого синусно-косинусного преобразователя 8 координат.Выходы датчиков 6 и 7 углов поворота соответственно осей наружной и внут-. ренней рамок маятникового подвеса 3 и блока 4 расшифровки курса являются соответствующими информационными выходами измерителя. Датчик 6 установлен на наружной оси маятникового подвеса 3, а датчик 7 — на внутренней оси, Измеритель углов поворота подвижного объекта работает следующим образом.

ФЧЭ 1.2 и 5 измеряют соответственно проекции T, T>, Т вектора Т— напряженности магнитного поля Земли, равные

Б1 = Т sing+

U = Т sing г

Выходной сигнал

8 с учетом Tx, U вид

Т cos Ig

Т cos ;

U> преобразователя и угла Я имеет

U3 = Т cos4+ U sing = Т cos4 +

2 Х

+ T< sing з п1 — Т cos g sin 9 .

Представляя в последнее равенство выражения для Т, Т, Т из формулы (1) получим

V = H cos К.

Выходной сигнал Ur преобразователя 9 с учетом Т у и Т из формулы (1) примет вид

Т>-НсозКсо53 Z s>n g = "(sinksing-cosKcos(5in4)-Есов соз у>

2 H(sinkcoeg"cos Ksingsrn)) Zcos Qsiny()

При этом (фиг,2) система координат XYZ жестко связана соответственно с осями чувствительности

ФЧЗ 1,2 и 5: система координат

X Y Z — неподвижная система координат, ось Xä которой направлена на магнитный полюс N и ось Y вертикальна, а К, 1, )1 — соответственно магнитный курс, дифферень и крен объекта. Горизонтальная и вертикальная составляющие вектора напряженности Т магнитного поля

Земли изображены на фиг. 2 как Н и Z соответственно.

Выходные сигналы U1 и Uz преобраз ователя 9 c ytreToM T x T z и угла выразятся следующим образом

t 186948

HsinK, (3)

Блок 4 расшифровки курса на основе входных сигналов от элементов 8 и 9 производит вычисление курса К, Информация о дифференте и крене объекта снимается с датчиков углов

7 и 6 соответственно.

В качестве блока 4 может использоваться электромеханическая следящая система, состоящая из синуснокосинусного вращающегося трансформатора (СКВТ), на статорные обмотки которого подаются сигналы от элементов: 8 и 9. Роторная обмотка соединена через избирательный усилитель с двигателем. Вал двигателя через редуктор механически связан с ротором СКВТ и шкалой. Необходимое для работы измерителя масштабирование сигHBJIQB осуществляется масштабными элементами (не показаны).

В качестве синусно-косинусных преобразователей координат 9 и 8, могут применяться синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, Преимущества предлагаемого измерителя по сравнению с известным следующие.

Предлагаемый измеритель имеет одну расшифровывающую систему, что обусловливает упрощение его конструкции.

Размещение ФЧЭ может быть произведено в месте минимума магнитных

10 помех, создаваемых объектом, и не связано с необходимостью их установки в центре масс объекта, -При изменении углового положения объекта не происходит изменение положения ФЧЭ относительно объекта.

Кроме того, работа ФЧЗ осуществляется в облегченном режиме, так как на них воздействует меньшее количество переменных магнитных щ полей.

Указанные обстоятельства обусловливают повышение точности, Диапазон изм=.рения углов дифферента и крена . рактически не ограничен, 25 так как измерение этих углов происходит без помощи ФЧЗ.

1186948

Составитель Е,Березов

Редактор Н.Пушненкова Техред Л.Иикеш Корректор В.1 ирняк

Заказ 6534/43 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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