Цифровий магнітний компас

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТА РЕСПУБЛИН (51)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГИНТ ССО 3 I f.ili 4 H І № (21) (22) 111 ШНіГГ'il n • и и |||| || і '•!• II nul 4358802/25-10 U5.U1.88 * 1 5 . 0 3 . 9 0 . Вгол. N 10 г (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР (72) И.К. Рабинович, Ю.М. Corдановекий и В.А. Веселов (53) 528.521.6.538.74(088.8) (56) Заявка Великобритании № 1^32529, к л . с- 01 С 17/18, 2 2 . 0 4 . 7 6 . Заявка Великобритании № 1321212, к л . G 01 С 17/26, 2 7 . 0 6 . 7 2 . (54) ЦИшроВ0И МАГНИТНЫЙ КОМПАС (57) Изобретение относится к контрольно-измерителлной технике и позволяет повысить точность и снизить постоянную времени. Компас содержит герметичный корпус 1 , заполненный демпфирующей жидкостью 2, в котором на подпятниках 8 установлена ось 10. На оси 10 посредством карданового подвеса 13 закреплена картушка, выполненная в виде поплавка 11 нейтральной плавучести с постоянными магнитами. Симметрично относительно картушки на оси 1U закреплены кодовые диски 14, оптически связанные с источниками 6 и приемниками 7 света. Точка коепления карданового подвеса к оси 10 совмещена с центром тяжести этой оси с закрепленными НИ ней кодовыми дисками. 2 ив. 15 "1550319 Изобретение относится к контроль- ' но-измерительной технике^ а более конкретно к дистанционным средствам измерения у г л о в о г о положения объекта ^ относительно вектора индукции магнитного п о л я , и предназначено для и с пользования в различных областях народного хозяйства и научных исследований, в частности в океанографии. tO Требования, предъявляемые к о к е а нографической аппаратуре, в наибольшей степени удовлетворяются цифровыми магнитными компасами. Компас, формирующий цифровой электрический с и г н а л , J5 позволяет применить вычислительную технику без дополнительных аналогоцифровых преобразований, снимаемых показаний, что значительно упрощает аппаратуру для обработки дачных. Циф- 20 ровой электрический сигнал может быть использован в качестве командного сигнала для управления положением объекта, в котором установлен компас. При импульсном поразрядном запитыва- 25 нии и опросе фотоэлектрического преобразователя компас имеет невысокую потребляемую мощность, что является важным фактором при е г о установке в объектах с автономными источниками 30 питания. Цепью изобретения является повышение точности и уменьшение постоянной времени при обеспечении большого объема кодовой информации. ,^ Повышение точности измерений компаса при кренах и раскачивании объект а , в котором он установлен, д о с т и г а ется за счет снижения моментов сил трения в опорах магнитной картушки и 40 устранения влияния моментов от д е й с т вия гравитационных сил на ось картушки с оптическими кодовыми дисками при ее отклонении от вертикального положения. При вращении корпуса компаса 45 в положении, когда ось картушки с о в падает с вертикальной с осью, приведенный момент от сил трения в опорах картушки минимален, так как вес к а р тушки скомпенсирован поплавком нейт- морально!/ плавучести, а моменты сил трения в опорах внутреннего карданного подвеса от веса оси с кодовыми дисками отсутствуют, поскольку рамки карданного подвеса не перемещаются ^ относительно горизонтальной плоскост и . При кренах и вращении корпуса компаса поплавок с закрепленными в нем магнитами устанавливается в г о р и з о н тальной п л о с к о с т и , а ось с кодовыми оптическими дисками, центрованная в опорах, наклонена на у г о н , равный крену. В опорах карданного подвеса при вращении компаса з условиях к р е на возникают моменты сил прения от веса оси с кодовыми дисками, а приведенный момент трения в опорах магнитной картушки состоит из моментов от сил грения в карданном подвесе и инерционного момента оси с кодовыми д и с ками, ур а в но ве ше нн ой от н ос и т ел ь но осей вращения в карданном подвесе. Влияние момента от действия г р а в и т а ционных сил на центр тяжести м а г н и тов скомпенсировано поплавком, а влияние момента действия гравитационных сил на центр тяжести оси с кодовыми дисками исчезает при переносе центра тяжести оси картушки в точку крепления в карданном подвесе. Снижение моментов от сил трения в опорах картушки соответственно уменьшает угол з а с ^ тоя и повышает точность измерений компаса. Применение магнитной картушки с двумя кодовыми оптическими дисками позволяет уменьшить наружные диаметры кодовых дисков без изменения р а з решающей способности, уменьшить приведенный момент инерции картушки, а следовательно, уменьшить период колебаний и длительность переходного процесс а , характеризующего время затухания колебаний картушки, что значительно улучшает показатели динамического к а чества компаса, т , е а постоянную воемени компаса. На фиг. 1 изображен компас з р а з резе; на фиг. 2 - картушка компаса. Компас содержит герметичный коопус 1, выполненный из немагнитного материала (например, и.з алюминиевого сплава) и заполненный демпфирующей жидкостью 2 (например, полиметилсилоксановой). Корпус закрыт герметичной крышкой 3 (выполненной а из алюминиевого сплав а ) , к которой прикреплен фланец k (из алюминиевого сплагза) , на котором закреплена рама 5 Ф0"1 оэлектрического преобразователя (выполненная из алюминиевого сплава) с излучателями 6 света (светодиодем^ ЗЛ 107Б) и элементами считывании - приемниками света 7 (фотодиодами ЗЛ *07Б)« В раме 5 в двух опорных агатовых подшипниках 8 установлена на кернах 3 из закаленной 1550319 стали титановая ось 1 0 с магнитной картуз.кои. Магнитная картушка состоит из п о п лавка 11 с вкленными в него кобальтсамариевыми магнитами 12, с к р е п л е н ного внутренним карданным подвесом 13 с ос ь ю 10. Поплавок 11 выполнен из пенопласта полистирольного или д р у г о г о материала с 'положительной плавучестью. Магниты V2. изготовлены из сплавов с высоким значением коэрцитивной силы, что обеспечивает хорошие магнитные сеойства при малых размерах магнитоВі и следовательно, обусловливает снижение веса и момента инерции картушки. На концах е т е ь Цифровой магнитны- 1 ка