PL81185B1 - - Google Patents

Description

Sposób kompensacji pasozytniczych pól magnetycznych, zwlaszcza w samolotach i urzadzenie do stosowania tego sposobu 'Przedmiotem wynalazku jest sposób kompensacji pasozytniczych pól magnetycznych, zwlaszcza w sa¬ molotach i urzadzenie ido stosowania tego sposobu.Wynalazek stosowany jest przede wszystkimi, ale nie wylacznie do kompensacji tych pól w samolo¬ cie, w szczególnosci w celu umozliwienia przepro¬ wadzenia magnetometrem, umieszczonym na pokla¬ dzie samolotu, bardzo dokladnych pomiarów nate¬ zenia ziemskieigo palia magnetycznego i jego zmian.Kompensacja talka ma na celu zmniejszenie od¬ dzialywania pól magnetycznych wywolywiainych przez samolot w punkcie, w którym mierzy sie ze¬ wnetrzne pole magnetyczne. Na ogól, pale to mie¬ rzone jest za pomoca magnetometru umieszczonego w rurze z materialu niemagnetycznego przedlu¬ zajacej ogon samolotu wzdluz osi wzdluznej jego przechylen.Pasozytnicze pola magnetyczne wywolywane przez samolot dokonujacy ewolucji w zieimskiim polu ma¬ gnetycznym maja wiele zródel. Pierwsze takie zró¬ dlo stanowia masy ferromagnetyczne i prady in¬ dukowane- w elektrycznie przewodzacych czesciach samolotu. Drugie takie zródlo stanowia pola magne¬ tyczne wywolywane przez prady wirowe, które pojawiaja sie w korpusie i platach samolotu, gdy wykonuje on ewolucje w ziemskim polu magnetycz¬ nym, a w szczególnosci podczas krazenia samolotu.Stwierdzono, ze pasozytnicze pola wywolywane przez masy ferromagnetyczne i indukowane prady maja charakter zblizony do takich, które istnialyby 10 15 30 gdyby wszystkie masy magnetyczne byly skoncen¬ trowane w punkcie samolotu, który ponizej nazywa¬ ny bedze srodkiem ciezkosci oddzialywania zaklóca¬ jacych pól magnetycznych. Polozenie tego srodka ciezkosci pozositaije w trakcie uzytkowania samolo¬ tu praktycznie niezmienne, chociaz natezenie pola zaklócajacego zmienia sie znacznie. Wlasciwosc te mozna przypisac fakitowi, ze znaczace i podlegaja¬ ce zmianom w czasie masy ferromagnetyczne, zwla¬ szcza silniki i podwozie, sa polozone w zblizonych do siebie strefach. W konsekwencji, jak to zostanie bardziej szczególowo omówione, mozliwe jest wnio¬ skowanie o natezeniu pól zaklócajacych w punkcie, w którym dokonuje sie pomiaru zewnetrznego po¬ la magnetycznego z pomiaru róznicy pól magne¬ tycznych w dwóch punktach, z których jeden jest punktem, w którym mierzy sie pole zewnetrzne i na który oddzialywuja zaklócenia, a drugi odda¬ lony jest od niego o pewna ,dana odleglosc.Znany jest sposób kompensowania pasozytniczych pól magnetycznych, zwlaszcza w samolocie unosza¬ cym magnetometr, polegajacy na tym, ze zostaje okreslona róznica calkowitych pól magnetycznych w dwóch punktach, w których natezenie zewnetrz¬ nego pola magnetycznego jest praktycznie identycz¬ ne, a natezenia pasozytniczych pól magnetycznych róznia sie miedzy soba. Wytwarza sie nastepnie sygnal elektryczny, na przyklad natezenie pradu, do¬ kladnie proporcjonalny do tej róznicy, a wiec i do pasozytniczego pola magnetycznego i tym sygnalem 8118581185 3 4 steruje sie natezeniem kompensujacego poda mag¬ netycznego skierowujac je przeciwnie do kierunku pasozytniczego pala magnetycznego i nadajac mu natezenie dokladnie proporcjonalne do tego syg¬ nalu. W ten sposób skompensowana zostaje rózni¬ ca calkowitych pól magnetycznych w dwu punktach.Znane jest równiez urzadzenie realizujace ten sposób kompensacji zawierajace uklad wytwarzaja¬ cy prad elektryczny o natezeniu dokladnie pro¬ porcjonalnym do róznicy pól magnetycznych mie¬ rzonych w dwóch róznych punktach, w których na¬ tezenie zewnetrznych pól magnetycznych jest do¬ kladnie takie same, a natezenia pasozytniczych pól magnetycznych róznia sie rniedy solba. Pradem tym zasilane sa ce^i Kompensujace, przy czym uklad cewek r*stostfnek'pqopor^^ miedzy pradem i róznica mierzonych pól sa takie, ze cewki wzbu- ^za^a^o^njpenfujjajcet pola elektryczne, które znosi wapj8n\»lanai róónice pól.To znane urzadzenie jest wiec wyposazone w ce¬ wki, wytwarzajace kompensujace pole elektryczne, które zaklóca dzialanie urzadzen pokladowych sa¬ molotu, co pociaga za solba koniecznosc stosowania specjalnych zabezpieczen tych urzadzen.Znany jest równiez sposób kompensowania paso¬ zytniczych pól magnetycznych polegajacy na tym, ze kompensuje sde zaklócenia elektryczne wytwarza¬ ne w samolocie przez prady wirowe wywolujac za pomoca ma^etoimetiru specjalnego typu, oraz za pomoca czlonu rózniczkujacego i cewki, korekcyj¬ ne pode magnetyczne proporcjonalne do pradów wi¬ rowych i przeciwdzialajace im.Ponadto znany jest równiez sposób kompensacji ukladu detekcji magnetycznej zainstalowanego w samolocie posiadajacym zródla zaklócen, przy czym skompensowany uklad posiada dwa magnetometry, z których pierwszy oddalony od zródla zaklócen na okreslona odleglosc, natomiast drugi oddalony jest od tego samego zródla zaklócen na odleglosc wiek¬ sza od pierwszego magnetometru, a oba magneto¬ metry sa polaczone elektrycznie z odwrotna biegu¬ nowoscia. Uklad jest wyposazony w urzadzenia po¬ mocnicze taMe jak tlumik, którego zadaniem jest wyeMminowanie skutków zaklócen w obu magneto¬ metrach. Pierwszy magnetometr umieszcza sie na pokladzie samolotu, w punkcie A, a drugi w punk¬ cie B. Natezenia calkowitego pola magnetycznego wynosza w punkcie A — H+kh, a w punkcie B — H+h, przy czym symlboiem H oznaczono zewnetrz¬ ne mierzone pole magnetyczne, symbolem h paso¬ zytnicze pole magnetyczne w punkcie B, a symbo¬ lem k staly wspólczynnik mmiejsizy od jednosci. Syg¬ nal wyjsciowy pierwszego magnetometru jest tlu¬ miony w stosunku k, a róznica sygnalu wyjscio¬ wego drugiego magnetometru i stlumionego syg¬ nalu pierwszego magnetometru daje w wyniku syg¬ nal proporcjonalny do (H-h)-^(H+kh) =(l-^)H.Wada takiego ukladu jest zbyt mala dokladnosc; gdyz jesM .przyjac .dla k wartosc znacznie wieksza od jednosci, na przyklad równa 2, jak to przyklado¬ wo podano w innym patencie, to magnetometry nalezy zbytnio od siebie oddalic, bo musza sie one znajdowac w odi-eglosciaoh proporcjonalnych od¬ powiednio do 1 i do -^k" °d zródla zaklócen ma¬ gnetycznych, przy zalozeniu, ze oddzialywanie mag- 5 netyczne zmienia sie odwrotnie proporcjonalnie do pierwiastka szesciennego odleglosci.Oba magnetometry sa wiec od siebie zbyt odda¬ lone, -aby byly poddane dzialaniu pasozytniczych pól 10 magnetycznych, o wektorach .prawie jedinokladnych, kompensacji nie mozna wiec przeprowadzic doklad¬ nie na wszystkich kursach samolotu. Jesli przy¬ jac dla k mala wartosc, bardzo bliska .jednosci, na 20 przyklad k=—-, to dwa magnetometry mozna u- !5 miescic dostatecznie Iblisko siebie, tak aby wektory zaklócajacych pól magnetycznych byly dostatecznie jednokladne, ale zblizenie obu magnetometrów do siebie zmniejsza dokladnosc pomiaru, poniewaz wówczas okresla sie tylko maly ulamek pola H. 20 20 Wynika to stad, ze przy k= -— mierzone pole magnetyczne, to znaczy/ j _ —|h równia sie |j —— I H= *^-; czyli dokladnosc zmniejsza sie dwudzie- 25 Sitokrotnie, w stosunku do dokladnosci pomiani calkowitego pola. Kompromisowo przyjmuje sie wiec k o wartosc rzedu 10/9 i mierzy sie tylko pole magnetyczne o natezeniu H/10 czyli uzyskuje sie dokladnosc dziesieciokrotniie zmniejszona. 30 Celem wynalazku jest unikniecie tych niedogod¬ nosci.Zadaniem wynalazku jest opriacowanie sposobu kompensacji umozliwiajacego osiagniecie mozliwie wysokiej dokladnosci pomiaru, przy wykorzystaniu kompensacji elektronicznej nie wywolujacej znie¬ ksztalcenia pasozytniczego pola magnetycznego w strefie, w której znajduje sie inne typowe urzadze- - nia samolotu, oraz opracowanie urzadzenia do sto- stowania tego sposobu.Zadanie ibo osiagniete zostalo w sposobie wedlug wynaOariku w ten sposób, ze na pokladzie samolotu w pierwszym punkcie usytuowanym w pierwszej odleglosci od srodka ciezkosci oddzialywania zakló- 4g oajacych pól magnetycznych wyttwarza sie pierw¬ sze napiecie proporcjonalne do natezenia calkowite¬ go pola magnetycznego, oraz wytwarza sie drugie napiecie proporcjonalne do róznicy pomiedzy nate¬ zeniem pola magnetycznego w pierwszym punkcie 50 i pola magnetycznego w dirugaim punkcie zblizonym do pierwszego punktu i usytuowanym w drugiej Odleglosci od srodka ciezkosci, nastepnie mnozy sie drugie napiecie przez wspólczynnik bedacy funkcja pierwszej odleglosci w celu uzyskania trzeciego na¬ piecia proporcjonalnego do natezenia zaklócajacego pola magnetycznego w pierwszym punkcie, po czym odejmuje sie to trzecie napiecie od pierwszego na¬ piecia w celu otrzymania napiecia proporcjonalne¬ go do natezenia zewnetrznego pola magnetycznego w pierwszym punkcie wolnego od wplywu zakló¬ cajacych pól magnetycznych.Okreslony powyzej sposób daje w pelni zadowa¬ lajace wyniki zawsze, gdy oddzialywanie pradów wirowych jest pomijalne, to jest gdy samolot leci 85 w linii prostej w polu stalym. Wyniki sa równiez 15 20 25 30 35 40 45 50 555 81185 6 zadowalajaioe, gdy pole magnetyczne wywolywane przez prady wirowe ma podobny charakter do te¬ go, które jest wywolywane przez masy magnetycz¬ ne usytuowane w rozwiazanym powyzej srodku ciezkosci. Chociaz w wiekszosci przypadków od¬ dzialywanie pradów winowych podobne jest do od¬ dzialywania mas magnetycznych zgrupowanych w srodku ciezkosci, to jednakze ten srodek ciezkosci nie pokrywa sie ze srodkiem ciezkosci addiziaflywa- mia mas ferromagnetycznych i pradów indukowa¬ nych w samolocie.Korzystnie, wytwarza sie wiec w poblizu drugie¬ go punktu korekcyjne pole magnetyczne, pro- porcjionalne do pola zaklócajacego wywolywanego przez prady wirowe, w celu sprowadzenia srodka ciezkosci oddzialywania tych zaklócen do pokrycia sie ze srodkiem ciezkosci mas ferromagnetycznych pojazdu, dla jednoczesnego skompensowania wszy¬ stkich zaklócen magnetycznych.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku zawiera pierwsza glowice magnetometru u- mieszczona w pierwszym punkcie w pierwszej od¬ leglosci od srodka ciezkosci oddzialywania zaklóca¬ jacych pól magnetycznych, oraz zawiera druga glo¬ wice magnetometru umieszczona w drugim punkcie w drugiej odleglosci od srodka ciezkosci, przy czym do pierwszej glowicy dolaczony jest pierwszy u- klad dostarczajacy pierwszego napiecia proporcjo¬ nalnego do natezenia calkowitego pola magnetycz¬ nego w pierwszym punkcie, a z obiema glowicami polaczony jest drugi uklad dostaonozajacy drugiego napiecia proporcjionalnego do róznicy pomiedzy na¬ tezeniami pól magnetycznych w drugim punkcie i w pierwszym punkcie, przy czym do wyjscia dru¬ giego ukladu dolaczone jest wejscie wzmacniacza o regulowanym wzmocnieniu, który dostarcza trze¬ ciego napiecia, ponadto urzadzenie zawiera uklad odejmujacy o dwu wejsciach, z których jedno wej7 scie jest dolaczone do wyjscia pierwszego ukladu a drugie wejscie jest dolaczone do wyjscia wzmac¬ niacza, dostarczajac na swym wyjsciu czwartego napiecia, przy czym wyjscie polaczone jest z ukla¬ dem do pomiaru tego czwartego napiecia. Korzyst¬ nie, pierwszy uklad dolaczony do pierwszej glowi¬ cy magnetometru, stanowiacej oscylator jadrowy, zawiera czestosciomierz polaczony korzystnie po¬ przez wzmacniacz z wyjsciem glowicy, zas drugi uklad polaczony z obiema glowicami zawiera fa- zomienz, którego wejscie polaczone jest korzystnie poprzez wzmacniacz z wyjsciem drugiej glowicy magnetometru, stanowiacej filtr jadrowy, a wejscie polaczone jest, korzystnie poprzez wzmacniacz, z wyjsciem glowicy, przy czym wejscie glowicy po¬ laczone jest, korzystnie poprzez wzmacniacz z wyj¬ sciem glowicy.Odmiana urzadzenia do stosowania .sposobu we¬ dlug wynalazku ma druga glowice magnetometru stanowiaca oscylator jadrowy, zas drugii uklad po¬ laczony z ta glowica zawiera czestosciomienz róz¬ nicowy, którego wejscie polaczone jest, korzyst¬ nie poprzez wzmacniacz z wyjsciem glowicy, a wej¬ scie polaczone jest, korzystnie poprzez wzmacniacz z wyjsciem glowicy.Urzadzenie wedlug wynalazku, najkorzystniej ma co najmniej jedna cewke umieszczona w poblizu drugiego punktu, oraz zródlo pradu o nastawianej amplitudzie .polaczone z cewka w celu wytworzenia pola magnetycznego korygujacego skierowanego przeciwnie w stosunku do pola zaklócajacego po- 5 chodzacego od pradów wirowych i o takim nateze¬ niu, ze doprowadza do pokrycia sie srodka ciez¬ kosci oddzialywania zaklócen pochodzacych od pra¬ dów wirowych ze srodkiem ciezkosci oddzialywania mas ferromagnetycznych.Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku pozwala mierzyc natezenie pola magnetycznego z wysoka dokladnoscia i bez wywolywania znieksztalcen pa¬ sozytniczego pola magnetycznego, oraz bez zmniej¬ szenia sygnalu proporcjonalnego do natezenia mie¬ rzonego pola.Ponadto w rozwiazaniu wedlug wynalazku za¬ pewnione jest .to, ze calkowite oddzialywanie mas ferromagnetycznych, indukowanych pradów, pradów 20 wirowych i pola korekcyjnego, które zmienia sie wedlug takiej samej reguly jak pole wywolywane przez prady Foucault, jest podobne do oddzialywa¬ nia mas magnetycznych zgrupowanych w jednym i tym samym punkcie. W konsekwencji, w sposo- bie i urzadzeniu wedlug wynalazku zespól tych od¬ dzialywan jest korygowany bez rozrózniania ich..Przedmiot wynalazku praedstawdony jest w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ukladu do pomiaru róznicy 30 naitezen pól magnetycznych stosowanego we wstep¬ nej fazie procesu kompensacji magnetometru, fig. 2 — zasade dzialania filtru jadrowego bedacego cze¬ scia skladowa ukladu z fig 1, fig. 3 — schematycz¬ nie strukture ukladu i zasade dzialania miernika 35 fazy, wchodzacego w sklad ukladu z ifig. 1, fig. 4 — schemat ukladu zawierajacego uklad pomiarowy z fig. 1 stosowanego przy okreslaniu polozenia srodka ciezkosci oddzialywania pól zaklócajacych, fig. 5 — schemat magnetometru zaopatrzonego w 40 uklad kompensujacy wedlug wynalazku, fig. 6 — schemat ukladu do kompensacji zaklócen magne¬ tycznych wywolywanych dzialaniem pradów wiro¬ wych, fig. 7 — wykres obrazujacy zjawisko wywo¬ lywane przez uklad przedstawiony na fig. 6, fig. 45 8 — schemat odmiany urzadzenia wedlug wynalaz¬ ku.Na wstepie opisana zostanie z powolaniem sie na fig. 1 i fig. 3 faza wstepna, której celem jest ana¬ liza polozenia srodka ciezkosci oddzialywania zakló- 50 oajacych pól magnetycznych wywolanych masami ferromagnetycznymi i okreslenie polozenia tego srodka ciezkosci.W tym celu zastosowano uklad do pomiairu rózni¬ cy pól magnetycznych, czyli miernik gradientu ma* 55 gnetyioznego z dwoma gllowicami rozstawionymi w pewnej odleglosci od siebie, na przyklad rzadu 1,5 m, przy ccym miernik ten okresla róznice natezen calkowitych pól magnetycznych dzialajacych na obie glowice. 60 Przy okreslaniu srodka ciezkosci oddzialywania zaklócajacych pól magnetycznych wykorzystuje sie fakt, ze zmiany zewnetrznego pola magnetycznego istniejacego w obszarze, przez który przelatuje sa¬ molot, wywoluja zerowy gradient pola magmetycz- 65 nego miedzy obu glowicami; natomiast wszystkie81185 7 8 zaklócenia maignetyczne wywolane przez samolot powoduja powstanie gradientu o wartosci róznej od zera.Jesli w trakcie wykonywania ewolucji samolotu przemieszcza sie srodek ciezkosci mas ferromagne¬ tycznych wywolujacych zaklócajace pole w samo¬ locie, pozostajac jednak wewnatrz obszaru prze¬ strzennego o malych wymiarach w porównaniu z odlegloscia miedzy glowicami miernika gradien¬ tu magnetycznego, to okreslane tym miernikiem zmiany gradientu magnetycznego maja te sama po¬ stac i faze co zaklócenia i to przy zachowaniu sta¬ lego stosunku amplitud. Fakt ten umozliwia prze- prowadzende dokladnej komjpensaoji pól zakló¬ cajacych spowodowanych przez saimolot przy za¬ stosowaniu sposobu i/lub urzadzenia wedlug wyna¬ lazku bez potrzeby odksztalcania lub dzielenia pinzez jakikolwiek wspólczynnik sygnalu odpowia¬ dajacego zewnetrznemu mierzonemu polu magne¬ tycznemu.Nalezy zaznaczyc, ze dla dokladnego okreslenia polozenia srodka ciezkosci oddzialywania zakló¬ cajacych pól magnetycznych, oraz automatycznej ich kompensacji niezbedny jest bardzo dokladny po¬ miar gradientu magnetycznego. I w istocie zakló¬ cenie o wartosci 1 y dzialajace na sonde lub glo¬ wice przetwarza sie przy odleglosci glowic równej 1,5 m na róznice natezen pól równa 0,2 7, gdzie y (gamma) jest stosowana w geofizyce jednostka na¬ tezenia pola magnetycznego równa 1 Jest wiec rzecza niezbedna uzyskanie niedokladno¬ sci pomiaru rzedu 0,01 y liuib stalej róznicy natezen pól to znaczy uzyskanie tej saimej wartosci gra¬ dientu magnetycznego niezaleznie od kursu samo¬ lotu. Oznacza to, ze miernik gradientu magnetycz¬ nego umozliwia zmierzenie zmian wartosci nateze¬ nia pola maignetyCHnego miedzy dwoma punktami rzedu 0,001 y kib 0,01 MG. Zmiany te, raz zareje¬ strowane, oddaja ogólny charakter przebiegu za¬ klócen magnetycznych.Na fig. 1 pirzedstawiono schemat "uklaidu mierni¬ ka gradientu magnetycznego. Uklad zawiera dwie glowice Li i L2 odlegle od siebie o 1,50 m (D' = = 1,50 m) i zamkniete w podtrzymujacej je rurze ze sztywnego tworzywa sztucznego, co gwarantuje niezmiennosc wzglednego polozenia obu glowic Li i L2 i przezroczystosc" dla pól magnetycznych.Glowica Li, która o ile moznosci powinna byc typu ze sprzezeniem spinów, dziala jak oscylator jadrowy, to znaczy wytwarza ona napiecie Ti o czestoltlliwlosci Lermera, dla spinów nuklearnych czastek umieszczonych w glowicy, dokladnie pro¬ porcjonalnej do natezenia calkowitego pola magne¬ tycznego w punkcie Ni dzialajacego na sonde Li.Wzmacniacz Pi wzmacnia napiecie Ti, a jego cze¬ stotliwosc mierzona jest w sposób ciagly za pomo¬ ca czestosciomierza Q na którego wyjsciu ukazuje sie napiecie T2 proporcjonalne do tej czestotliwosci.Zespól filtrów E filtruje napiecie T2 przed jego za¬ rejestrowaniem na torze I rejestratora V.Druga glowica L* jest filtrem jadrowym zasila¬ nym napieciem Tx wzmacnianym wzmacniaczem Pi o czestotliwosci katowej lub pulsacji coi = y Hi, gdzie y Jest stosunkiem gyromagnetycznym spinów nuklearnych, a Hi natezeniem calkowitego pola magnetycznego w Ni. Filtr nuklearny jest filtrem wstegowym a srodek pasma odpowiada czestotli¬ wosci katowej lub pulsacji co2 = y H2, gdzie H2 jest to natezenie calkowitego pola magnetycznego w punkcie H2, przy czym filtr jadrowy ma te same spiny nuklearne, ze stosunkiem gyromagnetycznym, co oscylator jadrowy, tworzacy pierwsza glowice Li. Charakterystyke amplitudowa to znaczy napie¬ cie T3 ukazujace sie na glowicy L2 w funkcji w2, ohrazuje krzywa górna na fig. 2.Filtr jadrowy zmienia takze faze T3 w stosunku do Ti jesli co2 rózni sie od coi, jak to pokazano na krzywej dolnej na fig. 2, obrazujac zmiany fazy dcp miedzy T3 i Ti w funkcji co2. I w istocie, jesli Hx = H2 to coi = (02 i zmiana fazy wywolana przez filtr jadrowy równa sie zero.Jesli jednak miedzy punktami Hi i H2 pojawi sie gradient pola magnetycznego to oo2 rózni sie od coi i filtr zmienia faze dcp. Zmiana fazy jest bardzo szybka i wynosi ona jt/2/dcp zmienia sie od — jt/4 do +jt/4 dla zmiany dH do 5 y, co daje moznosc uzyskania duzej czulosci miernika gradientu mag¬ netycznego.Wzmacniacz P2 wzmacnia napiecie T3 wychodzace z glowicy L2, a róznice fazy miedzy napieciami Tx i T2 okresla fazomierz X, z dwoma wejsciami Xi i X2, na którego wyjsciu X3 pojawia sie napiecie T4 proporcjonalne do dcp. Napiecie T4 rejestruje re¬ jestrator V na swym torze II, podczas gdy na torze I zapisywane jest równolegle napiecie T2 wyfiltro- wane we filtrach R.Na fig. 3 przedstawiono uklad i zasade dzialania fazomierza X z fig. 1. Fazomierz ten ma dwa tory Yi i Y2. Tor Yi wyposazony jest w polaczone sze¬ regowo: inwestor fazy g, czlon formujacy hx (typu przerzutnika Schmidta), oraz czlon rózniczkujacy i prostujacy ji z kondensatorem mi, diodami ni i px ciraz oporem ri. Tor Y2 zawiera polaczone szerego¬ wo: czlon formujacy h2 (typu pmzerzutnika Schmid¬ ta), oraz czlon rózniczkujacy i prostujacy j2 z kon¬ densatorem m2l diodami n2 i P2 oraz oporem.r2.Oba tory dzialaja na oba wejscia przerzucajac odpowiednio ze stanu pierwszego w drugi i ze stanu drugiego w pierwszy przerzutnik dwustanowy typu Eccles-Jordan, którego wyjscie po przejsciu przez stopien calkujacy v stanowi wyjscie X3 fazomie¬ rza X.Eazomierz dziala jak nastepuje.Jesli na wstepie przyjac, ze dcp jest równe zero, to dwa napiecia — T*i, otrzymane z napiecia Ti po jego wzmocnieniu w wzmacniaczu Pi i jego od¬ wróceniu fazy w inwertorze g, oraz — T*2, otrzy¬ mane z napiecia T2 po jego wzmocnieniu w wzma¬ cniaczu P2, sa dokladnie przeciwnie w fazie tak, jak to pokazano na rysunku; ponadto tworzy sie im¬ pulsy T2i i T22 formujac je odpowiednio w czlonach hi i h2. Dodatnie impulsy T*2 odpowiadajace czo¬ lom imipuilsów T*2 ukladaja sie dokladnie miedzy dodatnimi impulsami T3i odpowiadajacymi czolom impulsów T2i, przerzutnik znajduje sie wiec w kaz¬ dym ze swoich stanów w równych odstepach czasu i wytwarza sygnal wyjsciowy w ksztalcie równych polówek o zmiennej biegunowosci, a suma tych impulsów po przejsciu z ukladu calkujacego jest 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6081185 9 róiwiria zero. Jesli dcp ma wartosc rózna od zera, to impulsy T32 nie ukladaja sie dokladnie miedzy dwo¬ ma impulsami T3i, a polówki T° beda niesymetrycz¬ ne; uklad calkujacy wytwarza napiecie dodatnie lub ujemne, zaleznie od kierunku zmiany fazy d a wiec i kierunku gradientu magnetycznego i to rózne od zera napiecie ukaizuje sie na zaciskach X3 i rejestrowane jesit na torze II rejestratora V.Mozna przykladowo, otrzymac soalkowane napie¬ cie T4 o wairtosci rzedu +5V przy zmianie fazy od +ji/4 do —ji/4, wystepujacej pnzy zmianie gradien- tu ±5y. Szum elektroniczny urzadzenia moze byc mniejszy od 1 mV, a wiec mozna okreslic zmiane gradientu o 0,001 y.Rejestrator rejestruje — wobec duzej dokladno¬ sci fazomierza X i raestosciomierza Q, — równo¬ czesnie na lezacych obok siebie tarach, gradient pola magnetycznego i bezwzgledna wartosc calko¬ witego pola magnetycznego.Przy zastosowaniu ukladu przedstawionego na fig. 1 okresla sie wiec, jesM chodzi o zaklócenia magnetyczne wytwarzane przez sam samolot, naj¬ pierw AHi, czyli zaklócenie pola magnetycznego w punkcie Ni, a ponadto (AH2 — AHi) ozyli róz¬ nice miedzy zaklóceniem pola magnetycznego w punkcie N2 i zaklóceniem w punkcie Ni i to z bar¬ dzo duza dokladnoscia.Mozna poslugujac sie fig. 4, wykazac, ze z war¬ tosci tych daje sie wyznaczyc i to z bardzo duza dokladnoscia i przy 'prostym ukladzie montazowym, odleglosc x glowicy L2 od srodka ciezkosci mas ferromagnetycznych.Mozna, wyznaczajac te odleglosci dla kazdego z glównych kursów samolotu, okreslic stabilnosc polozenia srodka ciezkosci i ustalic mozliwosc auto- kompensacji dla kazdego typu samolotu luib innego pojazdu.IRrzedstawione na fig. 1 glowice Li i L2 pokazane sa ponownie na fig. 4, przy czym glowica L2 znaj¬ duje sie blizej zródla zaklócen S° (srodek iciezkosci oddzialywania zaklócen magnetycznych) wytwarza¬ jacego zaklócenia magnetyczne o natezeniu AHi w punkcie Ni, gdzie umiesizczono glowice Li oraz zaklócenie imagmetyiczne o natezeniu AH2 w punkcie N2, gdzie umieszczono glowice L2 odlegla o x od glowiiicy Li (w rzeczywistosci 1,50 m).Rozpatrywany uklad z fig. 4 ma: zródlo napiecia kompensujacego V°, dzielnik napiecia Z ze slizgiem Zi, który rozdziela napiecie V° miedzy opory czast¬ kowe o wartosci Ri i R2 i dwie cewki Wx i W2, przez które przeplywaja prady Ii i I2 proporcjonal¬ ne odpowiednio do Ri i R2, a cewki te wytwarzaja odpowiednio magnetyczne pola komlpensujace AH'i i AH'2, proporcjonalne odpowiednio do Ii i I2.Dla dokladnej kompensacji zachodzi zaleznosc: Ri h V AH'2 AH2 AH'i AHi-e AH2 10 ustawienia tych glowic w stosunku do kierunku pola; — odleglosc Ax jest dokladnie znana i imala w stosunku do x /—- 10/; I Air Mozna zrealizowac cytowany stan * „ = o pod trzema nastepujacymi warunkami, a mianowicie, jesli — glowice Li i L2 magnetometru •maja duza do¬ kladnosc rzedu co najmniej 0,01 y niezaleznie od Ax — zmiana i nastawianie pradów Ii i I2 umozli¬ wia doprowadzenie do skompensowania ukladu.Po spelnieniu tych trzech warunków mozna obli¬ czyc x znajac Ax i q okreslone dzielnikiem 2. 10 Iw istocie oznaczajac mase zaklócajaca w punkcie S° przez m 'mozna otrzymac: AH2 = m ; i AHi = m 2jtx3 2jt{x+Ax)8 15 AH2 = (x+Ax)3= 1 +3Ax+3 AHi Po wstawieniu X ; xV otrzymuje sie: 20 c = 1 + 3x + 3x2 + x« M c = (1 + x)3 ' o znaczy Ax. 1 + x = tyj a wiec-^ = X = i stad wynika, ze x =~^7 Ax 25 35 Mozna wiec prawidlowo obliczyc x znajac A* i o.Prady Ii i I2 w cewkach kampensujajcych Wi i W2 nastawia sie w praktyce podczas okreslonych ru¬ chów samolotu dla kazdego kursu (na przyklad przechyly boczne o amplitydzie ±10° i okresie 6 30 sekund).Równoczesnie ustawia sie Ii i I2 oraz Va tak, alby otrzymac zarazem: AHi — AH'i = 0 i (AH* — AH'2) — (AHi — AH'i) = 0.Stosunek oporów R2/R1, który mozna odczytac z polozenia dzielnika Z, którym moze .byc poten^ cjometr skartowany na dziesieciu pelnych pokreoe- niach o 360°, (daje wartosc I2/I1, a wiec l p. 40 ^ Pomiar odleglosci x od srodka ciezkosci, który bedzie opisany z powolaniem sie na fig. 1 do 4 umozliwia skompensowanie zaklócen magnetycz¬ nych wywolanych przez sam samolot.Wystarczy Easillic cewki kompensujcie 16 i 17 na- 45 pieciem odpowiadajacym róznicy H2 i Ht. Duza do¬ kladnosc pomiaru gradientu pote magnetycznego w p^ksu .igiowicy Li umozliwia zastosowanie bezpo¬ sredniej toompensacji eiektronicznej polegajacej na odejmowainiu od napiecia T2, otnzymaineigo z cze- 50 stosciomierza Q i proporcjonalnego do natezenia calkowitego pola magnetycznego (Hi -l- AHi), na¬ piecia proporcjonalnego do AU ia/tworzonego w ukladzie przedstawionym na fig. 5.W dalszym ciagu wyjasnione zostanie dzialanie 55 urzadzenia do kompensowania pól pasozytniczych wytwiarzanych przez masy ferromagnetyczne sanno- lotoi. (fig. 5) i przez dzialanie pradów wirowych (fig. 617). ......Duza czulosc pomiaru gradientu umozliwia zbli- 60 zenie dwóch glowic urzadzenia wykonanego wedlug wynalazku, to jest oscylatora i (filtru jadrowego, przedstawionych na fig. 4 jako glowice Li i L2, na mala odleglosc jedna od drugiej, na przyklad na odleglosc 1 metra. 65 Mozna wiec klasyczne równanie napisac bezposre-11 81185 12 d(AHi) dnio jakox = 3 AHi, dix poniewaz H omienia sie jak l/x*. We wzorze tyim symbol d/dx odpowiada pochodnej po x. Jesli x jest male, to róznica AHi i AH2 odpowiada dokla- d(AH!) dnie ;—. dx Faza otrzymanych sygnalów jest dokladnie utrzy¬ mywana, wystarczy iwiec zrealizowac warunek x d (AHO AHi— = 0, alby calkowicie usunac 3 dx wplyw mas magnetycznych samolotu na poziomie glowicy Li. d(AH!) Wystarczy wiec pomnozyc —: , badz dx (AH2—AU), przez staly wspólczynnik x/3 i odjac te wartosc old wartosci mierzonej glowica Li, alby skasowac zaklócenia wytwarzane przez te masy magnetyczne w pumcie Nu (bo AHi, (które ma byc skompensowane jest dokladnie równe — x dx Na fig. 5 (przedstawiono urzadzenie realizujace opisane operacje.Urzadzenie to sklada sie z polaczonych ze soba: — iglowicy 3 magnetometru uwieszczonej na osi 25 samolotu w punkcie 1 w pierwszej odleglosci di (di = z + Az) od srodka ciezkosci 4 oddzialywa¬ nia zaklócajacego pola magnetycznego (strzalka m oznacza zaklócajace masy magnetyczne) i zdolnej wytwarzac pierwsza sile elektromotoryczna fi o cze¬ stotliwosci proporcjonalnej do natezenia (Ho + AHi) calkowitego pola magnetycznego, w pierwszym pun¬ kcie 1, przy czym przez H© oznaczono mierzone ze¬ wnetrzne pode magnetyczne, a przez AHi pole za¬ klócajace w punkcie 1, — czestoscoomierz 5 polaczony z wyjsciem 6 glo¬ wicy 3 magnetometru 1 — poprzez wzmacniacz 7 — co umozliwia okreslenie na podstawie pierwszej Bi¬ ly leflekaromotoryoznej fi pierwszego napiecia ei pro¬ porcjonalnego do czestotliwosci Larmera dila spinów nuklearnych, a wiec i do natezenia calkowiltego pola roagnetyczne®o (Ho + AHi), — glowice 8 stanowiaca fflrtr jadrowy umieszczo¬ na na osi 25 samolotu w drugim punkcie 2 w dru¬ giej odfleglosci d% (d2 = x) od srodka ciezkosci 4, przy czym jego wejscie 9 jest polaczone z wyjsciem 6 glowicy 1 poprzez wzmacniacz 7 — tak, aby stad otrzymac pierwsza sile elektromotoryczna fi i aby otrzymac na wyjsciu 10 druga sile elektromotorycz¬ na fi w celu uzyskania razem z wymieniona pierw¬ sza sila elektromotoryczna fj róznice fazy propor¬ cjonalna do róznicy (AH*— AHi) natezen (Ho + + AHi) i (Ho + AHi) calkowitych pól magnetycz¬ nych w tym drugim punkcie i w itym pierwszym punkcie 1, przy czym AH2 jesit polem zaklócajacym w punkcie 2.— Gazomierz 11 o dwóch wejsciach 12 i 13, przy czym pierwsze z nich 12 jest polaczone z wyjsciem 6 wymienionej glowicy 1 magnetometru, — poprzez wzmacniacz 7 — tak, aby stad otrzymac pierwsza sile elektromotoryczna fi, a drugie wejscie 13 jest polaczone z wyjsciem 10 glowicy 8 — poprzez wzmacniacz 14 — tak, aby stad otrzymac 'druga si¬ le elektromotoryczna f2, a na wyjsciu 15 — uzyski¬ wane jestt drugie napiecie e2 proporcjonalne do róz¬ nicy (AH2 — AHi) natezen calkowiltych pól magne¬ tycznych, 5 — wzmacniacz 16 o regulowanym wzmocnieniu, którego wejscie 17 jest .polaczone z wyjsciem 15 fazomierza 11 tak, alby stad otrzymac drogie napie¬ cie ej i z kolei z niego otrzymac trzecie napiecie e3, — czlon odejmujacy 18 z dworna wejsciami 19 10 i 20, przy czym pierwsze wejscie 19 polaczone jest z wyjsciem 21 czestosciomierza 5 tak, alby stad otrzymac pierwsze napiecie ei a drugie wejscie 20 polaczone jest z wyjsciem 22 wzmacniacza 16 tak, 15 aby stad otrzymac trzecie napiecie e3 oraz wyjsciem 24', z którego otrzymuje sie czwarte napiecie e4 pro¬ porcjonalne do róznicy pierwszego napiecia ei, przylozonego do pierwszego wejscia 19 i trzeciego napiecia e3 przykladanego do drugiego wejscia 20, 20 oraz — urzadzenie do .pomiaru czwartego napiecia e4 proporcjonalnego do natezenia H0 zewnetrznego po¬ la magnetycznego mierzonego w pierwszym punk¬ cie 1, majace zestaw filtrów 26 filtrujacych poza¬ dane skladowe e4 oraz rejestrator 27. 25 Urzadzenie dziala w nastepujacy sposób.Oscylator jadrowy, który stanowi glowica 3 ma¬ gnetometru jest zródlem sily elektromotorycznej fi o czestosci iproporcjonalnej do (H0 + AHi). Te sile eleklaromotoryczna fi wzmocniona we wzmacniaczu 30 7 doprowadza sie do — czestosciomierza 5 dostarczajacego napiecia ei o amplitudzie ai = kx (Hq + AHX) igdzie ki jest stala wzmacniacza, — fittru jadrowego, który stanowi glowica 8 do- 35 starczajacego napiecie f2, którego kat ifazowy dtp ^w stosunku do sily elektromotorycznej fi dostarcza¬ nej przez glowice 3 jest proporcjonalny do (AH2 — -AHi), — fazomierza 11, który równiez jest zasilany sila 40 elektromotoryczna f2 otrzymywana z glowicy 8 i wzmacniana we wzmacMaczu 14 oraz daje na wyj¬ sciu napiecie e2 o amplitudzie a2 = k2(AH2 — AHi) gdzie k2 jest stala, 'która moze byc równa k1( We wzmacniaczu 16 mnozy sie napiecie e2 przez 4S wspólczynnik cp bedacy funkcja odleglosci di = x tak, aby otrzymac napiecie e3 o amplitudzie a3 = = tak, aby zrealizowac warunek 50 k2(p(ki) = — bo wtedy a3 = ki — (A'H2 — AHi). o o Mozna zauwazyc, ze jesli k2 = ki to co =-=-. ó Czlon odejmujacy 18 otrzymuje wiec na swym 55 wejsciu 19 napiecie ei o amplitudzie ai = kx (H0 + + AH2) a na swym wejsciu 20 napiecie e3 o am¬ plitudzie x x d(AHi) a3 = ki — (AH2 — AHi)—ki— = k^Hi 60 3 3 dx a na swym wyjsciu 24 wytwarza on napiecie e4 o amplitudzie &a = ki(H0 + AHi) — kiAHi = kiH0 Wynika Stad, ze amplituda a4 napiecia e4 jest do¬ kladnie ^proporcjonalna do mierzonego natezenia po- 05 la Hc. Nalezy podkreslic, ze wspólczynnik kL nie13 81185 14 jest "ulamkiem, tak jak to ma miejsce ze wspólczyn¬ nikiem I 1 — -j—1 który zmniejsza dokladnosc po¬ miaru, ale jest to po prostu wspólczynnik propor¬ cjonalnosci wynikajacy z (dzialania wzmacniacza 7 i rcestosciomierza 5 nasilanych sila elekfoomotory- czna fi, której nie dzieli sie przez wspólczynnik re¬ dukcyjny.Napiecie e4 odpowiada wiec natezeniu ziemskiego pola magnetycznego H0, do którego jesit (dokladnie proporcjonalne, i jego anomaliom, niezaleznie od ruchu samolotu niosacego 'magnetometr i od mas magnetycznych samolotu.Filtr .wstegowy 'lub zestaw filtrów wstegowych 26 umozliwia zarejestrowanie na rejestratorze 27 anomalii, których czestotliwosc odpowiada czesto¬ tliwosci badanych anomalii i mozliwie jak najdo¬ kladniejsze wyediiminowanie zaklócen naturalnych i gradientów (poziomych i pionowych) ziemskiego pola magnetycznego.Jak to wynilka z dalszych rozwazan, kompensacja efektów magnetycznych wywolanych przez sam sa¬ molot lufo inny pojiazd jest niekompletna, poniewaz ruchy samolotu w ziemskim polu magnetyoznym wywoluja- na przewodzacych powierzchniach samo¬ lotu, a zwlaszcza na kadlubie, prady wirowe, które rozsiewaja pasozytnicze pola magnetyczne o tym wiekszym natezeniu im wieksza jest szybkosc ewo¬ lucji samolotu.Symetria konstrukcji samolotu i innych pojazdów umozliwia jednak skompensowanie (tego* zjawiska w taki sam sposób, w jaki kompensuje sie pasozyt¬ nicze pola (magnetyczne stale lub indukowane. Je¬ dynie polozenie srodka ciezkosci sil magnetycznych wywolywanych pradami wirowymi jest inne anize¬ li ipolozenie srodka ciezkosci pól magnetycznych stalych lub indukowanych. Aby otrzymac indy¬ widualne nastawianie kompensacji trzeba spowodo¬ wac, aby oba srodki ciezkosci znalazly sie w tym samym miejscu i trzeba w konsekwencji zmienic postac gradienJtu pola (magnetycznego wywolywane¬ go pradami wirowymi. Sposób postepowania przy takiej kompensacji zostanie wyjasniony na podsta¬ wie fig. 6 i ifnig. 7.W celu spelnienia drugiego celu wynalazku, to jest skompensowania zaklócen magnetycznych, wy¬ wolywanych pradami wirowymi w samolocie lub innym pojezdzie wytwarza sie — za pomoca ce¬ wek 28 zasilanych napieciem pobieranym z ukla¬ du generujacego 29 o trzech osiach prostokatnych sztywno zwiazanych z samolotem, a amplituda tego napiecia jest nastawialna za pomoca opornika zmiennego 30 — w poblizu drugiego punktu 2 ko¬ rygujacego pole magnetyczne Ah3 z ifaza przeciw¬ nie skierowana w stosunku do pola zaklócajacego Ah2, umiejscowionego w srodku ciezkosci oddzia¬ lywania pradów wirowych, a natezenie tego pola korygujacego mozna nastawiac tak, aby srodek ciezkosci oddzialywania pradów wirowych prze¬ mieszczony zostal ze swego polozenia rzeczywistego Br w polozenie pozorne Bv w wyniku dzialania tego pola korygujacego Ah3.Mozna rozwazyc dokladniej rozklad pól magne¬ tycznych spowodowany ruchem kadluba powstajacy w przypadku ruchów Pólnoc—Poludnie i Poludnie—* Pólnoc.Rzeczywisty srodek ciezkosci Br wywoluje w glo¬ wicy 3 i w glowicy 8 odpowiednie zmiany pola A^i i A^2. Cewki 28 wytwarzaja pole Ah3 skiero¬ wane odwrotnie do A^. Gradient wynikowy (Ah2 — AL3) — Ahi w przypadku niezmieniajacego sie Ahi wywoluje .powstanie zwierciadlanego srod¬ ka ciezkosci (w stosunku do glowicy 3), który u- kazuje sie w coraz wiekszej odleglosci w miare jak (Ah2 — Ah3) zbliza sie do Ahi (fig. 7), srodek ciez¬ kosci odsuwa sie wiec do nieskonczonosci (Ab2 — — AI13) dazy do Ahi.Nastawiajac, za pomoca regulowanego opornika 30 natezenie pradu przeplywajacego przez cewki 28, a wiec i natezenie pola Ah3 mozna przemiescic sro¬ dek ciezkosci pradów wirowych tak, aby pokryl sie on ze srodkiem ciezkosci mas ferromagnetycz¬ nych, czyli srodek ciezkosci pradów wirowych prze¬ mieszcza sie z polozenia rzeczywistego Br do polo¬ zenia pozornego Bv, które jest polozeniem srodka ciezkosci mas ferromagnetycznych. Krzywe 31 i 32 z fig. 7 przedstawiaja gradient (pola magnetycznego odpowiednio wywolany pozornym srodkiem ciez¬ kosci i rzeczywistym srodkiem ciezkosci od pradów wirowych.Ta mozliwosc nastawiania wynika z podanego w dalszym ciagu wzoru: Ax k2 — k3 X = ^7^T ed2ie Q' = ~^T~ jezeli przy niezmieniajacym sie Ahi zmieniac AL3 to zmienia sie q' i stad wynika pozorna zmiana x.Na fig. 7 naniesiono oprócz wartosci x wartosc x' odpowiadajaca rzeczywistemu polozeniu srodka ciez¬ kosci Br.Poniewaz pomiary odleglosci srodków ciezkosci pradów wirowych i mas ferromagnetycznych wy¬ kazaly, ze dla pradów wirowych wynikowe zakló¬ cenie jest blizsze punktów 1 i 2 anizeli dla mas ferromagnetycznych, to Ah3 powinno byc ujemne, co spowoduje przy odpowiednim nastawianiu opor¬ nika 30 pozorne oddalenie sie srodka ciezkosci od¬ dzialywania pradów wirowych, który przenosi sie z Br do Bv.Nalezy podkreslic, ze cewki 28 nie powinny byc wiec zasilane z cewek generujacych znoszacych po¬ la magnetyczne generowane pradami wirowymi, ale powinny byc zasilane innymi srodkami umo¬ zliwiajacymi zrealizowanie przeplywu pradu podob¬ nego do pradów wirowych na przyklad przez od¬ powiedni czlon obliczeniowy.Na fig. 8 przedstawiono odmiane urzadzenia we¬ dlug wynalazku. Urzadzenie to rózni sie od urza¬ dzenia przedstawionego na fig. 5 jedynie w czesci obramowaneij na fig. 8 linia kreskowana.Magnetometr z ukladem kompensujacym wedlug fig. 8 sklada sie z polaczonych ze soba: — pierwszej glowicy 3 magnetometru tego same¬ go itypu, co glowica 3 magnetometru z fig. 5 umie¬ szczonej w punkcie 1 w odleglosci di od srodka ciezkosci 4 oddzialywania zaklócajacych pól magne¬ tycznych, przy czym glowica ta moze dostarczac ze swego wyjscia pierwsza sile elektromotoryczna fi o czestotliwosci proporcjonalnej do natezenia 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6015 81185 16 + Hi) calkowitego pola magnetycznego w punkcie 1. — czestosciomierza 5 tego samego typu co czesto- sciotmierz 5 z fig. 5 polaczonego z wyjsciem 6 glo¬ wicy magnetometru 1 poprzez wzmacniacz 7, wy¬ twarzajacego po przetworzeniu sily elektromotory¬ cznej fi, pierwsze napiecie ei proporcjonalne do cze¬ stotliwosci fi, a wiec i do — drugiej glowicy 3a magnetometiru identycznej z glowica 3 umieszczonej w drugim punkcie 2 w drugiej odleglosci d2 (d2 = x) od srodka ciezkosci 4 i 'mogacej wytwarzac druga sile elektromotoryczna f3 o czestotliwosci proporcjonalnej do natezenia (Hp + AH2) calkowitego poda magnetycznego w dru¬ gim punkcie 2. — czestosciomierza róznicowego 31 z dwoma wej¬ sciami 32 i 33, przy czym pierwsze wejscie 32 po¬ laczone jest z wyjsciem 6 glowicy 3 magnetometru poprzez wzmacniacz 7 — tak, aby stad otrzymac pierwsza sile elektromotoryczna fi, a drugie wej¬ scie 33 ipolaczone jest z wyjfsciem 6a drugiej glowi¬ cy 3a magnetometru poprzez wzmacniacz 7a — tak, aby stad otrzymac druga sile elektromotoryczna f3 a czesftosciomierz ma jedno wyjscie 35 dostarczajace drugie napiecie ea proporcjonalne do róznicy (AH2—AHi) natezen calkowitych pól magnetycz¬ nych w punktach 2 i 1. — wzmacniacza 16 o nastawianym wzmocnieniu, którego wejscie 17 jest polaczone z wyjsciem 35 ozestosoiomierza róznicowego 31 tak, aby stad otrzy¬ mac drugie napiecie e2 i alby okreslic trzecie na¬ piecie e3. — czlonu odejmujacego 18 z dwoma wejsciami 19 i 20 polaczonymi odpowiednio z wyjsciem 21 oze¬ stosciomierza 5 i wyjsciem 22 wzmacniacza 16 tak, atoy stad otrzymac odpowiednio ei i e2, pmzy czyim czlon dostarcza ze swego wyjscia 24 czwarte napie¬ cie e4 proporcjonalne do róznicy miedzy ei i e3. — urzadzenia do pomiaru czwartego napiecia e4 proporcjonalnego do natezenia H0 zewnetrznego mierzonego pola magnetycznego w wymienionym punkcie 1 i wyposazonego w uklad do wygodnej regulacji wzmocnienia wzmacniacza 16 i w elementy nastawcze polozen glowic 3 i 3a magnetometru, przy czym urzadzenia te maja na przyklad zestaw fil¬ trów 26 dolaczonych do rejestratora 27.Urzadzenie przedstawione na fig. S dziala w na¬ stepujacy sposób.Glowice 3 i 3a stanowiace 'oscylatory jadrowe wy¬ twarzaja odpowiednio sile elektromotoryczna fi proporcjonalna do (H0 + AHi) i sile elektromoto¬ ryczna f3 o czestotliwosci proporcjonalnej do (H0 + + AH2) a sily te fi i f3 wzmacnia sie odpowiednio we wzmacniaczach 7 i 7a.Czestosciomierz róznicowy 31 okresla róznice mie¬ dzy czestotliwosciami sil elektromotorycznych fi i f3 i wytwarza na swym wyjsciu 35 napiecie e2 o amplitudzie a2 = k2 (AH2 — AHi) gdzie k2 jest stale i moze byc równe kx a czestiosciomierz 5 mie¬ rzy czestotliwosc sily elektromotorycznej fi i do¬ starcza napiecie ei o amplitudzie a2 = kx (H0 + AHi) gdzie ki jest stala.W odmianie przedstawionej na fig. 8 mnozy sie napiecie e2 we wzmacniaczu 16 przez wspólczyn¬ nik q bedacy funkcja odleglosci di = x tak, aby stad otrzymac napiecie e3 o amplitudzie a3 = = cp (x) k2 (AH2 — AHi) (p (x) dobiera sie Itak, aby spelnic warunek k2cp/ki = x/3 bo wtedy 5 a3 = k!-^(AH2-AHi). 3 Nalezy zauwazyc, ze jesli k2 = ki to qp = x/3.W urzadzeniu przedstawionym na fig. 5 czlon odejmujacy 18 zasilany jest przez swoje wejscie 19 10 napieciem ex o amplitudzie ax = ki (H0 + AH^ oraz napieciem e3 przez swoje wejscie 20 i wytwarza na swym wyjsciu 24 napiecie e4 o amplitudzie a4 = ki (H0 + AHi) — kx AHj = k^ is z tego wynika, ze amplituda a4 napiecia e4 jest dokladnie proporcjionaina do mierzonego natezenia poda HQ.Odmiana przedstawiona na fig. 8 ma ite same za¬ lety co uklad z fig. 5, a ponadto odznacza sie azyfb- 20 kim dzialaniem, bo urzadzenie nie zawiera filtru jadrowego, w którym spiny sa poddane dzialaniu pola magnetycznego w 'punkcie 2 a filtr zasila sie poprzez wejscie sila elektromotoryczna, której cze¬ stotliwosc jest proporcjonalna do pola magnetycz- 25 nego w punkcie 1. PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób kompensacji pasozytniczych pól magne¬ tycznych wywolywanych wewnatrz pojazdu, zwla- 30 szcza samolotu oddzialywaniem mas ferromagne¬ tycznych, pradów indukowanych oraz pradów wiro¬ wych, znamienny tym, ze na pokladzie samolotu w pierwszym punkcie usytuowanym w pierwszej odleglosci od srodka ciezkosci oddzialywania zakló- 35 cajacych pól magnetycznych, wytwarza sie pierw¬ sze napiecie proporcj-onalne do natezenia calkowi¬ tego pola magnetycznego oraz wytwarza sie drugie napiecie proporcjonalne do róznicy pomiedzy na¬ tezeniami pola magnetycznego w pierwszym punk- 40 cie i pola magnetycznego w drugim punkcie zbli¬ zonym do pierwszego punktu i usytuowanym w drugiej odleglosci od srodka ciezkosci, nastepnie mnozy sie drugie napiecie przez wspólczynnik be¬ dacy funkcja pierwszej odleglosci w celu uzyska- 45 nia trzeciego napiecia proporcjonalnego do nateze¬ nia zaklócajacego pola magnetycznego w pierw¬ szym punkcie, po czym odejmuje sie to trzecie na¬ piecie od pierwszego napiecia w celu otrzymania napiecia proporcjonalnego do natezenia zewnetrz- 50 nego pola magnetycznego w pierwszym punkcie wolnego od wplywu zaklócajacych pól magnetycz¬ nych.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wytwarza sie w poblizu drugiego punktu korek- 55 cyjne pole magnetyczne proporcjonalne do pola zaklócajacego powodowanego przez prady wirowe, w celu sprowadzenia srodka ciezkosci oddzialywa¬ nia tych zaklócen do pokrycia sie ze srodkiem ciez¬ kosci mas ferromagnetycznych pojazdu, dla jedno- 60 czesnego skompensowania wszystkich zaklócen ma¬ gnetycznych.

3. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera pierwsza glo¬ wice magnetometru i(3) umieszczona w pierwszym 65 punkcie (1) w pierwszej odleglosci i(di) od srodka17 81185 18 ciezkosci (4) oddzialywania zaklócajacych pól mag¬ netycznych, oraz zawiera diruga glowice magneto¬ metru (8) u drugiej odleglosci (d2) od srodka ciezkosci, przy czym do pierwszej glowicy (3) dolaczony jest pierw¬ szy uklad dostarczajacy pierwszego napiecia (ei) proporcjonalnego do natezenia calkowitego pola magnetycznego w pierwszym 'punkcie, a z obiema glowicami polaczony jest drugi uklad dostarczaja¬ cy drugiego napiecia (e2) .proporcjonalnego do rózni¬ cy pomiedzy natezeniami pól magnetycznych w drugim punkcie i w pierwszym punkcie, przy czym do wyjscia (15) drugiego ukladu dolaczone jest wej¬ scie (17) wzmacniacza (16) o regulowanym wzmo¬ cnieniu, który dostarcza trzeciego napiecia (e3), po¬ nadto urzadzenie zawiera uklad odejmujacy (18) o dwu wejsciach, z którego jedno wejscie (19) jest dolaczone do wyljscia pierwszego ukladu, a drugie wejscie (20) jest dolaczone do wyjscia (22) wzma¬ cniacza, dostarczajac na swym wyjsciu (24) czwar¬ tego napiecia (e4), przy czym wyjscie (24) polaczone jest z ukladem do pomiaru itego czwartego napie¬ cia.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze pierwszy uklad dolaczony do pierwszej glowicy magnetometru (3), stanowiacej oscylator jadrowy, zawiera czestosciomierz (5) polaczony korzystnie po¬ przez wzmacniacz (7) z wyjsciem (6) glowicy (3), zas drugi uklad polaczony z obiema glowicami raa- wiera fazomierz (11), którego wejscie (13) polaczone jest korzystnie poprzez wzmacniacz (14) z wyjsciem drugiej glowicy magnetometru (8), stanowiacej filtr jadrowy, a wejscie (12) polaczone jest, korzystnie poprzez wzmacniacz (7), z wyjsciem (6) glowicy (3), przy czym wejscie (9) glowicy (8) polaczone jest, ko¬ rzystnie poprzez wzmacniacz (7) z wyjsciem (9) glowicy (3).

5. Urzadzenie wedlug zastnz. 3—4, znamienne tym, ze pierwsza glowica magnetometru (3) i druga glo¬ wica magnetometru (8) umieszczone sa na osi wzdluznej (25) samolotu, przy czym odleglosc po¬ miedzy glowicami jest mala w stosunku do ich od¬ leglosci od srodka ciezkosci (4) oddzialywania za¬ klócajacych póil magnetycznych.

6. Odmiana urzadzenia wedlug zasitrz. 3—5, zna¬ mienna tytm, ze ma druga glowice magnetometru (3a), stanowiaca oscylator jadrowy, zas drugi uklad polaczony z ta glowica (3a) izawiera ozestosciomierz róznicowy (3), którego wejscie (33) polaczone jest, korzystnie poprzez wzmacniacz (7a) z wyjsciem (6a) glowicy (3a), a wejscie (32) polaczone jest, korzyst¬ nie poprzez wzmacniacz (7), z wyjsciem (6) glowi¬ cy (3).

7. Urzadzenie wedlug zasitrz. 3—6, znamienne tym, ze ma co najmniej jedna cewke (28) umieszczona w poblizu drugiego punktu (2), oraz zródlo pradu o nastawianej amplitudzie (29, 30) polaczone z cew¬ ka (28) w celu wytworzenia pola magnetycznego korygujacego (An3) skierowanego iprzeciwnae w sto¬ sunku do pola zaklócajacego (Aht) pochodzacego od pradów wirowych i o takim natezeniu, ze do¬ prowadza do pokrycia sie srodka ciezkosci oddzialy¬ wania zaklócen pochodzacych od pradów wirowych ze srodkiem ciezkosci oddzialywania mas ferroma¬ gnetycznych. 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, znamienne tym, ze zródlo pradu stanowi co najmniej jedna cewka ge¬ neracyjna (29) zwiazana z pojazdem. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 7—8, znamienne tym, ze zródlo pradu stanowia trzy cewki generacyjne o osiach wzajemnie prostopadlych. 10 15 20 25 3081185 T3\ O df Tir,. coj ! i ' \Aco-.5T OJ?81185 CC AOC J Vrv 0O\ Xm [AJ1? \AHj % -fr*e yo d^-sc81185 A rh*J '*?.3. *l —I --! LJ/ '-», ^ ijy ii? '•7 "¦^I^H^ , L—' ^ rpO *3 Bw B» _._^1^2^f^£^.|]^-.- ^rg.6. W óllj3 oo81185 .Fig.

8. r~ \rrv d*=<°- 1 °?Aj*\ X^3 PL PL