Цифровой компас

 

Изобретение относится к устр-вам для определения магнитного курса.Цель изобретения - повышение точности измерений . Высокостабильный сигнал опорной частоты от генератора, входящего в состав преобразователя 17, поступает на вход делителя 1. Этот сигнал формируется и усиливается в блоке 3 и поступает на демодулятор 6. Этот же сигнал поступает на вход делителя 2, где частота его понижается вдвое, формируется и усиливается в блоке 4, а затем поступает к феррозонду 5, на выходе которого появляется система трех переменных напряжений , несущая информацию об угловом положении феррозонда 5 по отношению к магнитному полю земли. Аналоговые напряжения поступают на входы неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11 и 12 и компараторов 13, 14 и 15, которые подключены к выходам демодулятора 6. На выходе коммутатора 16 появляется аналоговое напряжение, пропорциональное углу ориентирования феррозонда 5. Напряжение с выхода коммутатора 16 поступает на вход преобразователя 17, где преобразуется в число импульсов, которое подсчитывается счетчиком 18 и является цифровой мерой угла ориентирования феррозонда 5, а градусная мера отображается на индикаторе 21. 4 ил. (Л оо 4 00 05 4 00 фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С О1 С 17/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4071245/24-10 (22) 26.05.86 (46) 30.10.87. Бюл. № 40 (75) Я.А.Литовченко (53) 538.74 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

787896, кл. G 01 С 17/30, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 669189, кл. G 01 С 17/30, 1977. (54) ЦИФРОВОЙ КОМПАС (») Изобретение относится к устр-вам для определения магнитного курса. Цель изобретения — повьппение точности измерений. Высокостабильный сигнал опорной частоты от генератора, входящего в состав преобразователя 17, поступает на вход делителя 1. Этот сигнал формируется и усиливается в блоке 3 и поступает на демодулятор

6. Этот же сигнал поступает на вход делителя 2, где частота его понижается вдвое, формируется и усиливает„„SU„„1348648 A1 ся в блоке 4, а затем поступает к феррозонду 5, на выходе которого появляется система трех переменных напряжений, несущая информацию об угловом положении феррозонда 5 по отношению к магнитному полю земли. Аналоговые напряжения поступают на входы неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11 и 12 и компараторов 13, 14 и 15, которые подключены к выходам демодулятора 6. На выходе коммутатора 16 появляется аналоговое напряжение, пропорциональное углу ориентирования феррозонда 5. Напряжение с выхода коммутатора 16 поступает на вход преобразователя 17, где преобразуется в число импульсов, которое подсчитывается счетчиком 18 и является цифровой мерой угла ориентирования феррозонда

5, а градусная мера отображаетгя на индикаторе 21. 4 ил.

13

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для определения магнитного курса.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — графики аналоговых напряжений на выходе демодулятора; на фиг, 3 — то же, на входе коммутатора, на фиг. 4 — разряды К1, К2 и КЗ кода на управляющих входах коммутатора.

Устройство состоит из делителей частоты 1 и 2 (на выходе делителя 2 частота вдвое меньше, чем на выходе делителя 1), усилителей-формирователей 3 и 4, обеспечивающих необходимые для работы феррозонда и демодулятора напряжения, трехфазного феррозонда 5, трехфазного демодулятора 6, который может быть составлен иэ трех однофаэных неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11 и 12, компараторов 13, 14 и 15, входы которых подключены к трем выходам демодулятора по схеме треугольника,коммутатора 16, обеспечивающего прохождение на выход сигнала с одного из шести информационных входов в зависимости от кода, установленного на его управляющих входах, преобразователя

17, обеспечивающего преобразование входного аналогового напряжения в пропорциональное ему число импульсов, счетчика 18, совместно с преобразователем 17 образующего аналого-цифровой преобразователь, преобразователя 19 кода, который может быть выполнен на однократно программируемых постоянных запоминающих устройствах, дешифратора

20, цифрового индикатора 21.

Цифровой компас работает следующим образом.

Высокостабильный сигнал опорной частоты от генератора, входящего в состав преобразователя 17, поступает на вход делителя 1, на выходе которого частота вдвое превышает частоту возбуждения феррозонда 5. Этот сигнал формируется и усиливается в блоке 3 и затем в качестве опорного поступает на демодулятор 6. Этот же сигнал с выхода делителя 1 поступает на вход делителя 2, где частота его понижается вдвое, формируется и усиливается в блоке 4, а затем поступает к феррозонду 5, на выходе которого появляется система трех переменных

48648

5

45 напряжений, несущая информацию о6 угловом положении феррозонда по отношению к магнитному полю земли. Выходы ферроэонда также подключены к демодулятору 6, на выходе которого формируется система трех аналоговых напряжений, также несущая информацию об угловом положении феррозонда (фиг. 2), Аналоговые напряжения поступают на вход неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11 и 12 и компараторов

13, 14 и 15. Усилители 7-12 имеют регулируемые коэффициенты усиления и балансировку.

Так как усилители 10, 11 и 12 инвертирующие, то на вход коммутатора поступают шесть аналоговых напряжений, изменяющихся в соответствии с поворотом феррозонда по закону, близкому к синусоидальному, и сдвинутых на угол 60 (фиг, 3). В дальнейшей работе цифрового компаса используются участки графиков, выделенные утолщенными линиями.

Выделенные участки графиков эао ключены в пределах 0 где они практически линейны. Регулировочные элементы демодулятора 6 позволяют смещать выделенные отрезки по оси градусов, изменение коэффициента усиления усилителей 7-12 позволяет поворачивать выделенные участки, а изменение балансировки их смещать выделенные участки вверх или вниз. Используя указанные регулировки можно скомпенсировать неиндентичность всех предыдущих звеньев цифрового компаса.

Это, а также высокое отношение вольт/градус = 0,33 при воэможности использования серийных интегральных микросхем обеспечивает высокую точность и простоту предлагаемого цифрового компаса.

Селекция выделенных участков осуществляется с помощью коммутатора 16, управляемого компараторами 13, 14 и

15. Коммутатор 16 пропускает на выход один иэ входных сигналов в зависимости от кода, установленного на его управляющих входах компараторами. Вкоды компараторов подключены к выходам демодулятора 6 по схеме треугольника так, что на их выходах появляется код, соответствующий сектору, в котором ориентирован в данный момент з 134864 ферроэонд (фиг. 4). При этом на выходе коммутатора 16 появляется периодически повторяющееся через кажо дые 60 аналоговое направление веЭ

5 личина которого пропорциональна углу ориентирования феррозонда в данном секторе, Это напряжение может быть использовано для стабилизации движения транспортного средства по заданному направлению.

Напряжение с выхода коммутатора поступает на вход преобразователя 17, где преобразуется в пропорциональное ему число импульсов, которые подсчитываются счетчиком 18 и являются цифровой мерой угла ориентирования феррозонда в данном секторе. Число импульсов, поступающих на вход счетчика 17, обеспечивает счет от 0 до 60 ° 2О

Идентификация сектора, в котором ориентирован ферроэонд, осуществляется с помощью кода, имеющего на выходах компараторов 13, 14, 15 и преобразуемого в преобразователе 19 кодов. 25

Преобразованный код поступает к информационным входам счетчика 17 и счет импульсов начинается не с нуля, а с числа, поступившего на информационные входы счетчика (для первого 30 сектора — с О, второго — с 60, третьего — со 120, четвертого — со 180, пятого — с 240, шестого — с 300).

Таким образом, на индикаторе 21 отображается градусная мера, соответртвующая и номеру сектора, и угловой ориентации ферроэонда в этом секторе, т.е. угол магнитного курса. изобретения ф о р м у л а

Цифровой компас, содержащий феррозондовый датчик магнитного поля, два делителя частоты, демодулятор, счетчик и индикатор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен тремя неинвертирующими и тремя инвертирующими усилителями, тремя компараторами — преобразователем кодов, шестнканальным коммутатором, преобразователем напряжение — число импульсов, ферроэондовый датчик и демодулятор выполнены трехфаэными, три выхода трехфазного демодулятора подключены к входам соответственно трех неинвертирующих и трех инвертирующих усилителей, выходы которых подключены к информационным входам шестиканального коммутатора, выход которого подключен к входу преобразователя напряжение — число импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика, к входам предустановки которого подключены соответствующие выходы преобразователя кодов, к входам которого подключены выходы компараторов, и управляющие входы коммутатора, а входы компараторов соединены по схеме треугольника и подключены к выходам трехфазного демодулятора.

1348648

К1

КГ

КЗ

Ц7уг

Составитель В.Кынин

Редактор Н,Швыщкая Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

Заказ 5178/39 Тираж 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4