NO127593B - - Google Patents

Description

Anordning til elektrisk angivelse

av vinkelstillinger.

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning til elek-

trisk angivelse av vinkelstillinger av en magnetnål, omfattende en dreibar understøttelse som har en forvrengningsinnretning for et magnetfelt mellom sende- og opptakerspoler.

Ifølge oppfinnelsen skal understøttelsen som kan rotere

med nålen om en akse ha et lukket elektrisk gitter som er asymmetrisk i forhold til den nevnte akse, og videre skal anordningen ha to par følespoler som dekker områder i avstand fra hverandre i hver sin av to rettvinklede retninger perpendikulært på aksen og en spole som er koaksial med understøttelsen og står på motsatt side av under-

støttelsen, sammenliknet med paret av følespoler.

Med denne konstruksjon er det lett å oppnå signaler

for stillinger av magnetnålen og dennes understøttelse der man har maksima og minima som tilsvarer stillinger av nålen 90° på de stillinger som fører til maksimal minima for andre signaler. Det er således mulig å få signaler som representerer i det minste tilnærmet sinus og kosinus av"nålens vinkelstilling. Nøyaktigheten av denne, angivelse kan forbedres ved omhyggelig konstruksjon av innretningene som innfører forvrengningen, men likevel kan i enkelte tilfelle nøyaktig indikasjon på vinkelstillingen oppnås kun ved å måle (f.eks.) minima for signalene og deres likhet.

Hver følerinnretning omfatter med fordel at par avføler*-spoler som spenner over områder fordelt i hver sin av to innbyrdes perpendikulære retninger parallelt med planet, idet innretningene til frembringelse av elektriske signaler kan være innretninger som påvirkes av forskjellen mellom signaler som induseres i tilsvarende spoler, av den magnetiske fluks som flyter gjennom disse. Med fordel er avfølerkretsene anordnet slik.at ■ de danner signaler som i retning og størrelse representerer sinus og kosinus for nålens vinkelstilling.

Hvert par spoler sender med fordel over to tilstøtende halvsirkelformede områder. Innretningene til frembringelse av det magnetiske felt kan omfatte en senderspole plasert parallelt med planet og en oscillator koplet til spolen for frembringelse av veksel-strøm i denne. En særlig fordelaktig og robust konstruksjon får man ved å plasere den dreibare del mellom sendespolen og avfølerspolene > idet de to par avfølerspoler er anordnet i forskjellige parallelle plan og omgir området som stort sett faller sammen med senderspolens areal. Som tidligere antydet er oppfinnelsen særlig velegnet til bruk sammen med magnetiske kompass. Det har med relativt enkle innretninger vært vanskelig å oppnå en elektrisk indikasjon av stillingen av en kompassnål, særlig for bruk i autopiloter.I en konstruksjon ifølge foreliggende oppfinnelse kan kompassnålen være montert for dreining sammen med den nevnte del. Det magnetiske felt som frembringes av senderspolen varierer ikke som en funksjon av vinkelstillingen i rotasjonsplanet for kompassnålen, men er rettet parallelt med rotasjonsaksen. Av denne grunn vil det høyfrekvente magnetfelt som frembringes av sendespolen ikke påvirke kompassnålen og dennes følsomhet overfor planets magnetfelt. Dessuten kan frekvensen for den sykliske variasjon av feltet være forholdsvis høy.av samme grunn Dg f.eks. ligge i området 1 MHz.

Innretningene på delen omfatter med fordel en ledende skjerm som strekker seg i det nevnte plan over et parti av delen. Skjermen kan bestå av et lukket gitter av metalledere. Det vil være fordelaktig å tilveiebringe et liknende gitter over en motstående iel av delen for å oppnå balanse for delens svingning.Det balanserende gitter måtte imidlertid bestå av et åpent nettverk for ikke å for-trenge magnetfeltet slik som det lukkede gitter gjør.

En utførelsesform for oppfinnelsen vil nå bli beskrevet inder henvisning til tegningene.

I dette eksempel er en mottakts sinus-bølge-oscillator 1 ned en frekvens på omtrent 1 MHz koplet til en ringformet senderspole 2 som er utformet som en trykt krets på overflaten av en tynn isolerende skive. For enkelthets skyld er ikke selve skiven vist på tegning-en. Antall viklinger på spolen er valgfritt og avhenger av den nød-/endige impedanse for tilpasning til utgangsimpedansen for oscilla-soren 1. Når spolen 2 aktiviseres av oscillatoren 1, frembringer den st aksialt felt som i det minste nær spolens akse stort sett er symmetrisk i et plan på tvers av aksen. Parallelt med og i noen avstand fra spolen 2 er det en annen isolerende skive (for enkelhets skyld ikke vist). Begge sider av denne skiven bærer et par avføler-spoler, henholdsvis 3> 4 og 5,6. Hvert spolepar spenner over to til-støtende halvsirkelformede områder som utgjør et sirkelformet område coaksialt med spolens 2 areal, hvilken spole aktiviseres av oscilla-;oren 1. De to spolepar står vinkelrett på hverandre. Hvis det området det ene par ~$,k spenner over deles av en "øst-vest" linje, deles således de områder som det andre par 5,6 spenner over, av en "nord-syd" Linje. Avfølerspolene er spoler med en enkelt vikling. Hvert par

leier en leder som strekker seg langs den felles eller delende dia-tieter for de to tilhørende områder.

For hver spole i spolepartet 3 3^ er primærviklingen 7 for ;n tilhørende transformator 8 koplet over et gap anordnet mellom' enden iv den tilhørende diametrale leder 9 og den tilstøtende ende av den lalvsirkelformede del av hver spole. Sekundærviklingene 11 i trans-<f>ormatorene 8 er hver koplet til hver enkelt av to detektorkretser 1H )g 15. Kretsen 14 omfatter motsatt rettede dioder 16 og 17 og et jeriekoplet par utgangsmotstander 18 og 19 i parallell med henholdsvis filterkondensatorer 20 og 21. Sekundærviklingene 11 er ved hjelp av en leder 10 sammen koplet til fellespunktet for kondensatorene 20 og 21. Klemmen 12 er koplet til sammenkoplingspunktet for motstandene 18 og 19. Kretsen 14 frembringer ved klemmen 12 et signal som tilsvarer forskjellen mellom den maksimale størrelse for det signal som strømmer i spolen 3 for "positive" halvperioder og den maksimale størrelse for det signal som strømmer i spolen 4, i "negative" halvperioder. Den liknende krets 15 danner likeledes signaler som er ut-ledet fra de "negative" halvperioder på det signal som induseres i spolen 3., og de "positive" halvperioder for det signal som induseres i spolen 4.

En krets l4a"som tilsvarer kretsen 14 er koplet mellom en "cosinus"-utgang 12a og sekundærviklingene på transformatorene 8a som er koplet til spolene 5 og 6 på samme måte som transformatorene 8 er,koplet til spolene 3 og 4. En krets 15a som tilsvarer kretsen 15, er koplet mellom transformatorene 8a og klemmen 12. Utgangssig-nalene på utgangsklemmeparene 12, 13 og 12a, 13 representerer i størrelse og retning sinus og cosinus for vinkelstillingen av en skive 22.

Den isolerende skive 22, som er montert på en tapp 23 for å dreie med kompassnålen 27, er montert slik at den kan dreie om spolenes felles akse og mellom avfølerspolene og senderspolen. Skiven 22 har en trykt krets på sin øvre overflate, dvs. den overflat som ligger nærmest avfølerspolene. På en halvdel, av den øvre overflate, på den trykte krets er det laget et ledende gitter 24 i form av en lukket ring 25 med parallelle stolper 26 som strekker seg tvers over ringen 25. På den andre halvdel av skiven 22 er det anordnet et liknende, men åpent gitter 24a, idet stolpene 26a i gitteret er ad-skilt fra den ytre ring 25a slik at det ikke danner en lukket krets.

I denne konstruksjon danner gitteret med tilkoplede stolper en kortsluttet spole og derved en skjerm. Det magnetiske felt over den vil derved bli vesentlig redusert i intensitet sammenliknet med feltet like over den andre del av skiven 22. Denne forvrengning av det magnetiske felt avføles av følerspolen slik at det gir utgangs signaler som tilsvarer den dreibare skives 22 vinkelstilling. Ved omhyggelig konstruksjon av skjermen kan de elektriske utgangssignaler nøyaktig representere sinus og cosinus for vinkelstillingen.

Spolene og skiven kan være plasert inne i en sylindrisk beholder som inneholder en egnet væske.

Kompassnålen flukter fortrinnsvis med en av gitternes symmetriakser.

Claims (4)

1. Anordning til elektrisk angivelse av vinkelstillinger av en magnetnål, omfattende en dreibar understøttelse som har forvrengningsinnretning for et magnetfelt mellom sende- og opptakerspoler, karakterisert ved at understøttelsen (22)

som kan rotere med nålen om en akse, har et lukket elektrisk gitter (26) som er asymmetrisk i forhold til den nevnte akse, og ved to par følespoler (3, 4, 5, 6) som dekker områder i avstand fra hverandre i hver sin av to rettvinklede retninger perpendikulært på aksen, og en spole (2) som er koaksial med understøttelsen og står på motsatt side av understøttelsen sammenliknet med paret av føle-spoler.

2. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert v e d en høyfrekvensoscillator (1) koplet til den koaksiale spole (2) og ved at det for hvert par følespoler finnes en subtraksjons-krets (14 eller 14a) som er innrettet til å forme forskjellen mellom signalene som induseres i spolene i dette par.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert v e d at spolene i hvert par dekker eller spenner over sammenstøt-ende halvsirkelformede områder.

4. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at understøttelsen (22) bærer nålen (27) og er mekanisk balansert med et åpent gitter (26a) som ellers tilsvarer det lukkede gitter (26).