RU2350906C1 - Detector of magnetic course - Google Patents
Detector of magnetic course Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350906C1 RU2350906C1 RU2007135315/28A RU2007135315A RU2350906C1 RU 2350906 C1 RU2350906 C1 RU 2350906C1 RU 2007135315/28 A RU2007135315/28 A RU 2007135315/28A RU 2007135315 A RU2007135315 A RU 2007135315A RU 2350906 C1 RU2350906 C1 RU 2350906C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- output
- terminal
- input
- variable
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области приборостроения, а именно к устройствам для определения курса подвижных объектов.The invention relates to the field of instrumentation, and in particular to devices for determining the course of moving objects.
Известен датчик магнитного курса [1], содержащий индукционный датчик, девиационный прибор и лекальное устройство.Known magnetic heading sensor [1], containing an induction sensor, a deviation device and a pattern device.
Наиболее близким по технической сущности является датчик магнитного курса [2], содержащий взаимно перпендикулярные первый и второй феррозонды, каждый из которых представляет собой два сердечника с распределенными по их длине обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, подключенными ко входам устройства компенсации установочной погрешности, полукруговой и четвертной девиации с переменными резисторами в качестве задатчиков величины компенсации погрешностей, двухполярный источник питания постоянного тока, генератор напряжения, причем вывод ползунка первого переменного резистора подсоединен к первому выводу первого резистора, второй вывод которого подключен к выводу сигнальной обмотки первого феррозонда, вывод ползунка второго переменного резистора подсоединен к первому выводу второго резистора, второй вывод которого подключен к выводу сигнальной обмотки второго феррозонда.The closest in technical essence is the magnetic head sensor [2], containing mutually perpendicular first and second flux gates, each of which is two cores with excitation windings distributed along their length and signal windings connected to the inputs of the device for compensation of the installation error, semicircular and quarter deviations with variable resistors as setpoints for error compensation, bipolar DC power supply, voltage generator, etc. than the output of the first slider of the variable resistor coupled to the first terminal of the first resistor, the second terminal of which is connected to the terminal of the first winding ferroprobe signal, the output of the second slider of the variable resistor connected to the first terminal of the second resistor, a second terminal of which is connected to the terminal of the second winding ferroprobe signal.
Недостатком такого датчика магнитного курса является сложность его выполнения вследствие применения в цепях компенсации девиации синусно-косинусных вращающихся трансформаторов.The disadvantage of such a magnetic heading sensor is the difficulty of its implementation due to the use of sine-cosine rotating transformers in deviation compensation circuits.
Техническим результатом изобретения является упрощение выполнения датчика магнитного курса.The technical result of the invention is to simplify the implementation of the magnetic heading sensor.
Данный технический результат достигается в датчике магнитного курса, содержащем взаимно перпендикулярные первый и второй феррозонды, каждый из которых представляет собой два сердечника с распределенными по их длине обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, подключенными ко входам устройства компенсации установочной погрешности, полукруговой и четвертной девиации с переменными резисторами в качестве задатчиков величины компенсации погрешностей, двухполярный источник питания постоянного тока, генератор напряжения, причем вывод ползунка первого переменного резистора подсоединен к первому выводу первого резистора, второй вывод которого подключен к выводу сигнальной обмотки первого феррозонда, вывод ползунка второго переменного резистора подсоединен к первому выводу второго резистора, второй вывод которого подсоединен к выводу сигнальной обмотки второго феррозонда, тем, что вывод ползунка третьего переменного резистора подсоединен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подключен к выводу сигнальной обмотки первого феррозонда, вывод ползунка четвертого переменного резистора подключен к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подсоединен к выводу сигнальной обмотки второго феррозонда, устройство компенсации установочной погрешности, полукруговой и четвертной девиации выполнено в составе первого инвертирующего сумматора на первом операционном усилителе и второго инвертирующего сумматора на втором операционном усилителе, к инверсному входу первого операционного усилителя первого инвертирующего сумматора подсоединены первые выводы первого, второго и третьего входных резисторов, к выводу сигнальной обмотки первого феррозонда подсоединен первый вывод первого конденсатора, к второму выводу которого подключены первый вывод пятого резистора и второй вывод первого входного резистора, к второму выводу второго входного резистора подсоединен один из выводов пятого переменного резистора, к второму выводу третьего входного резистора подключен один из выводов шестого переменного резистора, между входом первого операционного усилителя первого инвертирующего сумматора и его выходом подключена цепь из последовательно соединенных первого и второго резисторов обратной связи, к точке соединения первого резистора обратной связи с вторым резистором обратной связи подключен первый вывод шестого резистора, к второму выводу которого подключен один из выводов седьмого переменного резистора, к выходу операционного усилителя первого инвертирующего сумматора подключен первый вывод седьмого резистора; к инверсному входу второго операционного усилителя второго инвертирующего сумматора подсоединены первые выводы четвертого, пятого и шестого входных резисторов, к выводу сигнальной обмотки второго феррозонда подсоединен первый вывод второго конденсатора, второй вывод второго конденсатора подсоединен к второму выводу четвертого входного резистора, первому выводу восьмого резистора, второй вывод которого подключен к выводу ползунка пятого переменного резистора, к второму выводу пятого входного резистора подсоединен один из выводов восьмого переменного резистора, к выводу ползунка которого подключен второй вывод пятого резистора, второй вывод шестого входного резистора соединен с одним из выводов девятого переменного резистора, к выводу ползунка которого подключен второй вывод седьмого резистора, между входом и выходом второго операционного усилителя второго инвертирующего сумматора подключена цепь из последовательно соединенных третьего и четвертого резисторов обратной связи, точка соединения третьего резистора обратной связи с четвертым резистором обратной связи подключена к первому выводу девятого резистора, к второму выводу которого подключен один из выводов десятого переменного резистора, выход второго операционного усилителя второго инвертирующего сумматора соединен с первым выводом десятого резистора, второй вывод которого подключен к выводу ползунка шестого переменного резистора, к выводу положительного потенциала двухполярного источника питания постоянного тока подсоединены один из выводов первого и второго переменных резисторов, к выводу отрицательного потенциала двухполярного источника питания постоянного тока подсоединены один из выводов третьего и четвертого переменных резисторов, переменные резисторы выполнены одинарными.This technical result is achieved in a magnetic heading sensor containing mutually perpendicular first and second flux gates, each of which is two cores with excitation windings distributed along their length and signal windings connected to the inputs of the installation error compensation device, semicircular and quarter deviation with variable resistors as adjusters of the error compensation value, a bipolar DC power source, voltage generator, and d the slider of the first variable resistor is connected to the first output of the first resistor, the second output of which is connected to the output signal of the first flux gate, the output of the slider of the second variable resistor is connected to the first output of the second resistor, the second output of which is connected to the output of the signal winding of the second flux, the slider of the third variable resistor is connected to the first output of the third resistor, the second output of which is connected to the output of the signal winding of the first flux gate, the slider of the fourth variable resistor is connected to the first output of the fourth resistor, the second output of which is connected to the signal winding of the second flux gate, the device for compensation of the installation error, semicircular and quarter deviation is made as a part of the first inverting adder on the first operational amplifier and the second inverting adder on the second operational amplifier, to the inverse input of the first operational amplifier of the first inverting adder connected to the first conclusions of the first, W of the first and third input resistors, the first output of the first capacitor is connected to the output of the signal winding of the first flux gate, the first output of the fifth resistor and the second output of the first input resistor are connected to the second output, one of the outputs of the fifth variable resistor is connected to the second output of the second input resistor, to the second the output of the third input resistor is connected to one of the outputs of the sixth variable resistor, between the input of the first operational amplifier of the first inverting adder and its output a circuit is connected from the first and second feedback resistors connected in series, the first terminal of the sixth resistor is connected to the connection point of the first feedback resistor and the second feedback resistor, one of the terminals of the seventh variable resistor is connected to the second terminal, and the operational amplifier of the first inverting adder is connected the first terminal of the seventh resistor; the first terminals of the fourth, fifth and sixth input resistors are connected to the inverse input of the second operational amplifier of the second inverting adder, the first terminal of the second capacitor is connected to the output of the signal winding of the second flux gate, the second terminal of the second capacitor is connected to the second terminal of the fourth input resistor, the first terminal of the eighth resistor, the second the output of which is connected to the terminal of the slider of the fifth variable resistor, one of the terminals in the second terminal of the fifth input resistor is connected the fifth variable resistor, to the terminal of the slider of which the second terminal of the fifth resistor is connected, the second terminal of the sixth input resistor is connected to one of the terminals of the ninth variable resistor, the second terminal of the seventh resistor is connected to the terminal of the slider, a circuit is connected between the input and output of the second operational amplifier of the second inverting adder of the third and fourth feedback resistors connected in series, the connection point of the third feedback resistor with the fourth resistor is back connection is connected to the first terminal of the ninth resistor, to the second terminal of which one of the terminals of the tenth variable resistor is connected, the output of the second operational amplifier of the second inverting adder is connected to the first terminal of the tenth resistor, the second terminal of which is connected to the terminal of the slider of the sixth variable resistor, to the terminal of the positive bipolar potential one of the terminals of the first and second variable resistors is connected to the terminal of the negative potential of the double field one of the terminals of the third and fourth variable resistors is connected to the DC power source, the variable resistors are single.
Посредством выполнения устройства компенсации установочной погрешности, полукруговой и четвертной девиации в виде первого и второго инвертирующих сумматоров на операционных усилителях и создания электрических соединений между ними и их входами и выходами обеспечивается упрощение датчика магнитного курса вследствие выполнения устройства компенсации на электронных схемах.By making the installation error compensation device, semicircular and quarter deviation in the form of the first and second inverting adders on operational amplifiers and creating electrical connections between them and their inputs and outputs, the magnetic heading sensor is simplified due to the compensation device performed on electronic circuits.
На чертеже представлена электрическая схема датчика магнитного курса.The drawing shows an electrical diagram of a magnetic heading sensor.
Датчик магнитного курса содержит двухполярный источник питания постоянного тока 1, генератор напряжения 2, первый феррозонд 3′ с сердечниками 4′, 4′′ с распределенными по их длине обмоткой возбуждения 5 и сигнальной обмоткой 6 и второй феррозонд 3′′ с сердечниками 4′′′, 4′′′′ с распределенными по их длине обмоткой возбуждения 7 и сигнальной обмоткой 8. Сердечники 4′, 4′′,4′′′, 4′′′′ выполнены из пермаллоя. В датчике магнитного курса сердечники 4′,4′′ первого феррозонда 3′ расположены перпендикулярно сердечникам 4′′′, 4′′′′ второго феррозонда 3′′. Обмотки возбуждения 5, 7 запитываются напряжением высокой частоты от генератора напряжения по линиям связи “а”, ”б”.The magnetic heading sensor contains a bipolar DC power source 1, a voltage generator 2, a first flux probe 3 ′ with cores 4 ′, 4 ″ with excitation coil 5 and a signal winding 6 distributed along their length, and a second 3 ″ flux probe with 4 ″ cores ′, 4 ′ ′ ′ ′ with the excitation winding 7 distributed along their length and the signal winding 8. The cores 4 ′, 4 ′ ′, 4 ′ ′ ′, 4 ′ ′ ′ ′ ′ are made of permalloy. In the magnetic heading sensor, the cores 4 ′, 4 ″ of the first flux probe 3 ′ are perpendicular to the cores 4 ″, 4 ″ ″ of the second flux probe 3 ″. Field windings 5, 7 are powered by high frequency voltage from the voltage generator via communication lines “a”, “b”.
Вывод ползунка первого переменного резистора Rп1 соединен с первым выводом первого резистора R1, второй вывод которого подключен к выводу сигнальной обмотки 6 первого феррозонда 3′. Вывод ползунка второго переменного резистора Rп2 соединен с первым выводом второго резистора R2, второй вывод которого подключен к выводу сигнальной обмотки 8 второго феррозонда 3′.The output of the slider of the first variable resistor Rп1 is connected to the first output of the first resistor R1, the second output of which is connected to the output of the signal winding 6 of the first flux-gate 3 ′. The output of the slider of the second variable resistor Rп2 is connected to the first output of the second resistor R2, the second output of which is connected to the output of the signal winding 8 of the second flux-gate 3 ′.
К выводу ползунка третьего переменного резистора Rп3 подключен первый вывод третьего резистора R3, второй вывод которого соединен с выводом сигнальной обмотки 6. Вывод ползунка четвертого переменного резистора Rп4 соединен с первым выводом четвертого резистора R4, второй вывод которого подключен к выводу сигнальной обмотки 8.The first output of the third resistor R3 is connected to the output of the slider of the third variable resistor Rp3, the second output of which is connected to the output of the signal winding 6. The slider output of the fourth variable resistor Rp4 is connected to the first output of the fourth resistor R4, the second output of which is connected to the output of the signal winding 8.
К инверсному входу первого операционного усилителя 9′ первого инвертирующего сумматора подсоединены первые выводы первого Rвх1, второго Rвх2 и третьего Рвх3 входных резисторов.To the inverse input of the first operational amplifier 9 ′ of the first inverting adder, the first terminals of the first Rin1, the second Rin2 and the third Pin3 input resistors are connected.
К выводу сигнальной обмотки 6 первого феррозонда 3′ подсоединен первый вывод первого конденсатора С1, к второму выводу которого подключены первый вывод пятого резистора R5 и второй вывод первого входного резистора Rвх1. К второму выводу второго входного резистора Рвх2 подсоединен один из выводов пятого переменного резистора Rп5, к второму выводу третьего входного резистора Rвх2 подсоединен один из выводов шестого переменного резистора Rп6.The first output of the first capacitor C1 is connected to the output of the signal winding 6 of the first flux probe 3 ′, the first output of the fifth resistor R5 and the second output of the first input resistor Rin1 are connected to the second output of this capacitor. One of the terminals of the fifth variable resistor Rп5 is connected to the second terminal of the second input resistor Rv2, one of the terminals of the sixth variable resistor Rп6 is connected to the second terminal of the third input resistor Rv2.
Между входом первого операционного усилителя 9′ и его выходом подключена цепь из последовательно соединенных первого Roс1 и второго Roc2 резисторов обратной связи. К точке соединения первого резистора обратной связи Rod с вторым резистором обратной связи Roc2 подключен первый вывод шестого резистора R6, к второму выводу которого подключен один из выводов седьмого переменного резистора Rп7, к выходу первого операционного усилителя 9′ первого инвертирующего сумматора подключен первый вывод седьмого резистора R7. К инверсному входу второго операционного усилителя 9′′ второго инвертирующего сумматора подсоединены первые выводы четвертого Rвх4, пятого Rвх5 и шестого Rвх6 входных резисторов. К выводу сигнальной обмотки 8 второго феррозонда 3′′ подсоединен первый вывод второго конденсатора С2, второй вывод второго конденсатора С2 подсоединен к второму выводу четвертого входного резистора Rвx4, первому выводу восьмого резистора R8, второй вывод которого подключен к выводу ”в” ползунка пятого переменного резистора Rп5. К второму выводу шестого входного резистора Rвх6 подсоединен один из выводов восьмого переменного резистора Rп8, к выводу "г" ползунка которого подключен второй вывод пятого резистора R5, второй вывод шестого входного резистора Rвх6 соединен с одним из выводов девятого переменного резистора Rп9, к выводу "д" ползунка которого подключен второй вывод седьмого резистора R7.Between the input of the first operational amplifier 9 ′ and its output, a circuit is connected from series-connected first Roc1 and second Roc2 feedback resistors. The first terminal of the sixth resistor R6 is connected to the connection point of the first feedback resistor Rod and the second feedback resistor Roc2, the second terminal of which is connected to one of the terminals of the seventh variable resistor Rп7, the first terminal of the seventh resistor R7 is connected to the output of the first operational amplifier 9 ′ of the first inverting adder . The inverse input of the second operational amplifier 9 ″ of the second inverting adder is connected to the first terminals of the fourth Rin4, fifth Rin5 and sixth Rin6 input resistors. The first output of the second capacitor C2 is connected to the output of the signal winding 8 of the second flux probe 3 ″, the second output of the second capacitor C2 is connected to the second output of the fourth input resistor Rx4, the first output of the eighth resistor R8, the second output of which is connected to the ”to” terminal of the fifth variable resistor slider Rp5. One of the terminals of the eighth variable resistor Rп8 is connected to the second terminal of the sixth input resistor Rin6, the second terminal of the fifth resistor R5 is connected to the terminal “g” of the slider, the second terminal of the sixth input resistor Rin6 is connected to one of the terminals of the ninth variable resistor Rp9, to the terminal “e "the slider which is connected to the second terminal of the seventh resistor R7.
Между входом и выходом второго операционного усилителя 9′′ второго инвертирующего сумматора подключена цепь из последовательно соединенных третьего Roc3 и четвертого Roc4 резисторов обратной связи, точка соединения третьего резистора обратной связи Roc3 с четвертым резистором обратной связи Roc4 подключена к первому выводу девятого резистора R9, к второму выводу которого подключен один из выводов десятого переменного резистора Rп10. Выход второго операционного усилителя 9′′ второго инвертирующего сумматора соединен с первым выводом десятого резистора R10, второй вывод которого подключен к выводу "е" ползунка шестого переменного резистора Rп6. К выводу "ж" положительного потенциала двухполярного источника питания постоянного тока 1 подсоединены один из выводов первого Rп1 и второго Rп2 переменных резисторов, к выводу “з” отрицательного потенциала двухполярного источника питания постоянного тока 1 подсоединены одни из выводов третьего Rп3 и четвертого Rп4 переменных резисторов.Between the input and output of the second operational amplifier 9 ″ of the second inverting adder, a circuit is connected from the third Roc3 and the fourth Roc4 feedback resistors connected in series, the connection point of the third feedback resistor Roc3 and the fourth feedback resistor Roc4 is connected to the first output of the ninth resistor R9, to the second the output of which is connected to one of the terminals of the tenth variable resistor Rп10. The output of the second operational amplifier 9 ′ ′ of the second inverting adder is connected to the first terminal of the tenth resistor R10, the second terminal of which is connected to the terminal “e” of the slider of the sixth variable resistor Rп6. One of the terminals of the first Rp1 and second Rp2 variable resistors is connected to the terminal “g” of the positive potential of the bipolar DC power supply 1, one of the terminals of the third Rp3 and fourth Rp4 variable resistors is connected to the terminal “h” of the negative potential of the bipolar DC power supply 1.
Переменные резисторы Rп1, Rп2…Rп10 выполнены одинарными.Variable resistors Rп1, Рп2 ... Rп10 are single.
Магнитное поле Земли действует на сердечники 4′, 4′′,4′′′, 4′′′′ первого 3′ и второго 3′′ феррозондов. При подаче с выходов "а", "б" генератора напряжения 2 напряжения высокой частоты на обмотку возбуждения 5 на сигнальной обмотке 6 первого феррозонда 3′ появляется ЭДС удвоенной частоты возбуждения, величина которого Uвых1 пропорциональна проекции горизонтальной составляющей вектора магнитного поля Земли на ось первого феррозонда 3′.The Earth’s magnetic field acts on the cores 4 ′, 4 ′ ′, 4 ″ ″, 4 ″ ″ ”of the first 3 ′ and second 3 ″ flux gates. When voltage generator 2 is supplied from outputs a, b of high voltage voltage 2 to the field coil 5 on the signal coil 6 of the first flux gate 3 ′, an EMF of twice the excitation frequency appears, the value of which Uout1 is proportional to the projection of the horizontal component of the Earth’s magnetic field vector on the axis of the first flux gate 3 ′.
где Um - амплитуда ЭДС,where Um is the amplitude of the EMF,
ψ - угол между магнитным меридианом и осью первого феррозонда 3′,ψ is the angle between the magnetic meridian and the axis of the first flux-gate 3 ′,
Δ - погрешность измерения магнитного курса.Δ is the error in measuring the magnetic course.
На выходе сигнальной обмотки 8 второго феррозонда 3′′ появляется ЭДС удвоенной частоты напряжения возбуждения, величина которого Uвых2 пропорциональна проекции горизонтальной составляющей вектора магнитного поля Земли на ось второго феррозонда 3′′.At the output of the signal winding 8 of the second flux gate 3 ″, an EMF of twice the frequency of the excitation voltage appears, the magnitude of which Uout2 is proportional to the projection of the horizontal component of the Earth’s magnetic field vector on the axis of the second flux gate 3 ″.
Модель погрешности Δ измерения магнитного курса:Error model Δ magnetic course measurements:
где А - установочная погрешность,where A is the installation error
В, С - коэффициенты полукруговой девиации,B, C are the coefficients of semicircular deviation,
D, E - коэффициенты четвертной девиации.D, E - quarter deviation coefficients.
Коэффициенты девиации вычисляются по следующим формулам:Deviation coefficients are calculated using the following formulas:
где Δ0, Δ45, Δ90, Δ135, Δ180, Δ225, Δ270, Δ315 - величина погрешности на курсах соответственно 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°.where Δ 0 , Δ 45 , Δ 90 , Δ 135 , Δ 180 , Δ 225 , Δ 270 , Δ 315 - the error in the courses, respectively 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 ° , 315 °.
Предположим, что датчик магнитного курса не имеет погрешностей. Тогда выходные напряжения датчика магнитного курса зависят от курса ψ следующим образом:Assume that the magnetic heading sensor has no errors. Then the output voltages of the magnetic course sensor depend on the course ψ as follows:
В то же время в результате преобразования выходного сигнала сигнальной обмотки 6 первого феррозонда 3′ и выходного сигнала сигнальной обмотки 8 второго феррозонда 3′′ на выходе первого операционного усилителя 9′ первого инвертирующего сумматора будет напряжение:At the same time, as a result of converting the output signal of the signal winding 6 of the first flux gate 3 ′ and the output signal of the signal winding 8 of the second flux gate 3 ′ ′, the voltage at the output of the first operational amplifier 9 ′ of the first inverting adder will be:
где а1 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством седьмого переменного резистора Rп7,where a1 is the coefficient corresponding to the installation of the compensation value by means of the seventh variable resistor Rп7,
а21 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством пятого переменного резистора Rп5,a21 - coefficient corresponding to the installation of the compensation value by means of the fifth variable resistor Rп5,
а22 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством шестого переменного резистора Rп6,a22 - coefficient corresponding to the installation of the compensation value by means of the sixth variable resistor Rп6,
а31 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством первого переменного резистора Rп1,a31 - coefficient corresponding to the installation of the compensation value through the first variable resistor Rп1,
а32 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством третьего переменного резистора Rп3.A32 - coefficient corresponding to the installation of the compensation value by means of a third variable resistor Rп3.
К - коэффициент передачи первого 9′ и второго 9′′ операционных усилителей соответственно по входам на Rвх1 и Rвx4 (обеспечивается одинаковым).K is the transmission coefficient of the first 9 ′ and second 9 ″ operational amplifiers, respectively, at the inputs to Rin1 and Rbx4 (provided the same).
Аналогично на выходе второго операционного усилителя 9′′ второго инвертирующего сумматора будет напряжение:Similarly, at the output of the second operational amplifier 9 ′ ′ of the second inverting adder there will be voltage:
где а4 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством десятого переменного резистора Rп10,where a4 is the coefficient corresponding to the installation of the compensation value by means of the tenth variable resistor Rп10,
а51 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством восьмого переменного резистора Rп8,a51 - coefficient corresponding to the installation of the compensation value by the eighth variable resistor Rп8,
а52 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством девятого переменного резистора Rп9,a52 - coefficient corresponding to the installation of the compensation value by means of the ninth variable resistor Rп9,
а61 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством второго переменного резистора Rп2,a61 - coefficient corresponding to the installation of the compensation value by means of a second variable resistor Rп2,
а62 - коэффициент, соответствующий установке величины компенсации посредством четвертого переменного резистора Rп4.A62 - coefficient corresponding to the installation of the compensation value by means of the fourth variable resistor Rп4.
Вследствие малости погрешностей девиации примем, чтоDue to the smallness of deviation errors, we assume that
Подставим (13) в (11):Substitute (13) in (11):
Подставим (14) в (12):Substitute (14) in (12):
Обозначаем:We denote:
Подставим (17)-(20) и (9), (10) в (15), (16). Пренебрегая произведениями малых членов, получим:We substitute (17) - (20) and (9), (10) into (15), (16). Neglecting the products of small terms, we get:
При поступлении выходных напряжений датчика магнитного курса на вход указателя магнитного курса в последнем производится их преобразование в магнитный курс ψм, воспроизводимый указателем магнитного курса как:Upon receipt of the output voltages of the magnetic heading sensor at the input of the magnetic heading indicator in the latter, they are converted into the magnetic heading ψm, reproduced by the magnetic heading pointer as:
Задавая поочередно коэффициенты а1-а6, вычислим по формуле (23), подставляя в нее выражения (21), (22), вводимые при компенсации магнитной девиации погрешности, зависимости которых от курса ψ аппроксимируются следующим образом (с погрешностью аппроксимации не более 3%, что достаточно для малых величин погрешностей девиации):Setting the coefficients a1-a6 one by one, we calculate by formula (23), substituting expressions (21), (22) into it, introduced to compensate for the magnetic deviation of the error, the dependences of which on the course ψ are approximated as follows (with an approximation error of no more than 3%, which is sufficient for small deviation errors):
при а1=0,1, а2=а3=а4=а5=а6=0:with a1 = 0.1, a2 = a3 = a4 = a5 = a6 = 0:
при а3=0,1, а1=а2=а4=а5=а6=0:with a3 = 0.1, a1 = a2 = a4 = a5 = a6 = 0:
при а3=0,1, а1=а2=а4=а5=а6=0:with a3 = 0.1, a1 = a2 = a4 = a5 = a6 = 0:
при а4=0,1, а1=а2=а3=а5=а6=0:with a4 = 0.1, a1 = a2 = a3 = a5 = a6 = 0:
при а5=0,1, а1=а2=а3=а4=а6=0:with a5 = 0.1, a1 = a2 = a3 = a4 = a6 = 0:
при а6=0,1 а1=а2=а3=а4=а5=0:with a6 = 0.1, a1 = a2 = a3 = a4 = a5 = 0:
Суммарная величина компенсации Δкмд погрешности магнитного курса определится как сумма составляющих (24)-(29):The total amount of compensation Δkmd magnetic course error is determined as the sum of components (24) - (29):
Приравнивая коэффициенты при одинаковых сомножителях уравнений (3), (30), получим:Equating the coefficients for the same factors of equations (3), (30), we obtain:
Решая систему уравнений (31)-(35), получим уравнения для определения амплитуд составляющих компенсации:Solving the system of equations (31) - (35), we obtain the equations for determining the amplitudes of the compensation components:
Методика списания девиации заключается в следующем.The technique of writing off deviation is as follows.
В исходном состоянии все переменные резисторы выведены в нулевое положение, что соответствует нулевым значениям амплитуды составляющих компенсации (Um1-Um4), Um2, Um3, Um5, Um6.In the initial state, all the variable resistors are brought to the zero position, which corresponds to zero values of the amplitude of the compensation components (Um1-Um4), Um2, Um3, Um5, Um6.
По определенным по формулам (4)-(8) коэффициентам A,B,C,D,E вычисляются амплитуды составляющих компенсации (Um1-Um4), Um2, Um3, Um5, Um6 по формулам (36)-(40).Using the coefficients A, B, C, D, E defined by formulas (4) - (8), the amplitudes of the compensation components (Um1-Um4), Um2, Um3, Um5, Um6 are calculated using formulas (36) - (40).
Объект с датчиком магнитного курса устанавливается на курс 0° относительно магнитного меридиана, что соответствует направлению сердечников 4′, 4′′ первого феррозонда 3′ вдоль магнитного меридиана.An object with a magnetic heading sensor is set to 0 ° relative to the magnetic meridian, which corresponds to the direction of the cores 4 ′, 4 ″ of the first flux-gate 3 ′ along the magnetic meridian.
Если коэффициент Um6 положителен, то в сигнальную обмотку 8 второго феррозонда 3′′ подается ток от вывода "ж" положительного потенциала двухполярного источника питания постоянного тока 1. Величина тока определяется величиной второго резистора R2 и положением ползунка второго переменного резистора Rп2, которое задается изменением магнитного курса на величину амплитуды составляющей компенсации Um6 с обратным знаком по указателю магнитного курса.If the coefficient Um6 is positive, then the current from the terminal “g” of the positive potential of the bipolar DC power source 1 is supplied to the signal winding 8 of the second flux probe 3 ′ ′. The current value is determined by the value of the second resistor R2 and the position of the slider of the second variable resistor Rп2, which is set by changing the magnetic the course by the magnitude of the amplitude of the compensation component Um6 with the opposite sign on the magnetic course indicator.
Если коэффициент Um6 отрицателен, то в сигнальную обмотку 8 второго феррозонда 3′′ подается ток от вывода "з" отрицательного потенциала двухполярного источника питания постоянного тока 1. Величина тока определяется величиной четвертого резистора R4 и положением ползунка четвертого переменного резистора Rп4, которое задается изменением магнитного курса на величину амплитуды составляющей компенсации Um6 с обратным знаком по указателю магнитного курса. Протекающий через сигнальную обмотку 8 ток создает постоянное магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем Земли, в результате чего происходит изменение выходного сигнала сигнальной обмотки 8. Второй конденсатор С2 препятствует попадания постоянного тока на вход второго операционного усилителя 9′′ второго инвертирующего сумматора.If the coefficient Um6 is negative, then the current from the terminal “h” of the negative potential of the bipolar DC power source 1 is supplied to the signal winding 8 of the second flux probe 3 ′ ′. The current value is determined by the value of the fourth resistor R4 and the position of the slider of the fourth variable resistor Rp4, which is determined by the change in the magnetic the course by the magnitude of the amplitude of the compensation component Um6 with the opposite sign on the magnetic course indicator. The current flowing through the signal winding 8 creates a constant magnetic field that interacts with the Earth’s magnetic field, resulting in a change in the output signal of the signal winding 8. The second capacitor C2 prevents the direct current from entering the input of the second operational amplifier 9 ″ of the second inverting adder.
Если коэффициент Um2 положителен, то выходной магнитный курс изменяется установкой ползунка пятого переменного резистора Rп5 на величину коэффициента Um2 с обратным знаком по указателю магнитного курса.If the coefficient Um2 is positive, then the output magnetic course is changed by setting the slider of the fifth variable resistor Rп5 to the value of the coefficient Um2 with the opposite sign on the magnetic rate indicator.
Если коэффициент Um2 отрицателен, то выходной магнитный курс изменяется установкой ползунка шестого переменного резистора Rп6 на величину коэффициента Um2 с обратным знаком по указателю магнитного курса. Если коэффициент Um5 положителен, то выходной магнитный курс изменяется установкой ползунка восьмого переменного резистора Rп8 на величину коэффициента Um5 с обратным знаком по указателю магнитного курса.If the coefficient Um2 is negative, then the output magnetic course is changed by setting the slider of the sixth variable resistor Rп6 to the value of the coefficient Um2 with the opposite sign on the magnetic rate indicator. If the coefficient Um5 is positive, then the output magnetic course is changed by setting the slider of the eighth variable resistor Rп8 to the value of the coefficient Um5 with the opposite sign on the magnetic rate indicator.
Если коэффициент Um5 отрицателен, то выходной магнитный курс изменяется установкой ползунка девятого переменного резистора Rп9 на величину коэффициента Um5 с обратным знаком по указателю магнитного курса.If the coefficient Um5 is negative, then the output magnetic course is changed by setting the slider of the ninth variable resistor Rп9 to the value of the coefficient Um5 with the opposite sign on the magnetic rate indicator.
Затем объект с датчиком магнитного курса устанавливается на курс 45° относительно магнитного меридианаThen the object with the magnetic heading sensor is set to a course of 45 ° relative to the magnetic meridian
Если значение (Um1-Um4) положительно, то выходной магнитный курс изменяется установкой ползунка десятого переменного резистора Rп10 на величину (Um1-Um4) с обратным знаком по указателю магнитного курса.If the value (Um1-Um4) is positive, then the output magnetic course is changed by setting the slider of the tenth variable resistor Rп10 to the value (Um1-Um4) with the opposite sign on the magnetic rate indicator.
Если значение (Um1-Um4) отрицательно, то выходной магнитный курс изменяется установкой ползунка седьмого переменного резистора Rп7 на величину (Um1-Um4) с обратным знаком по указателю магнитного курса.If the value (Um1-Um4) is negative, then the output magnetic course is changed by setting the slider of the seventh variable resistor Rп7 to the value (Um1-Um4) with the opposite sign on the magnetic course indicator.
Далее объект устанавливается на курс 90° относительно магнитного меридиана.Next, the object is set to a course of 90 ° relative to the magnetic meridian.
Если коэффициент Um3 положителен, то в сигнальную обмотку 6 первого феррозонда 3′ подается ток от вывода "ж" положительного потенциала двухполярного источника питания постоянного тока 1.If the coefficient Um3 is positive, then a signal from the terminal “g” of the positive potential of the bipolar DC power supply 1 is supplied to the signal winding 6 of the first flux probe 3 ′.
Величина тока определяется величиной первого резистора R1 и установкой коэффициента В, задаваемой положением ползунка первого переменного резистора Rп1. Если коэффициент Um3 отрицателен, то в сигнальную обмотку 6 подается ток от вывода "3" отрицательного потенциала двухполярного источника питания постоянного тока 1, величина которого определяется величиной третьего резистора R3 и установкой коэффициента В, задаваемой положением ползунка третьего переменного резистора Rп3. Создаваемое протекающим через сигнальную обмотку 6 током постоянное магнитное поле вызывает изменение выходного сигнала сигнальной обмотки 6. Первый конденсатор С1 предотвращает попадание постоянного тока на вход первого операционного усилителя 9′ первого инвертирующего сумматора.The magnitude of the current is determined by the magnitude of the first resistor R1 and the setting of coefficient B, set by the position of the slider of the first variable resistor Rп1. If the coefficient Um3 is negative, then a signal is supplied to the signal winding 6 from terminal “3” of the negative potential of the bipolar DC power supply 1, the value of which is determined by the value of the third resistor R3 and the setting of coefficient B, which is set by the position of the slider of the third variable resistor Rп3. The constant magnetic field created by the current flowing through the signal winding 6 causes a change in the output signal of the signal winding 6. The first capacitor C1 prevents direct current from entering the input of the first operational amplifier 9 ′ of the first inverting adder.
Если коэффициент Um3 отрицателен, то выходной магнитный курс изменяется установкой ползунка третьего переменного резистора Rn3 на величину коэффициента Um3 с обратным знаком по указателю магнитного курса.If the coefficient Um3 is negative, then the output magnetic course is changed by setting the slider of the third variable resistor Rn3 to the value of the coefficient Um3 with the opposite sign on the magnetic rate indicator.
Так как коэффициенты Um1, Um2, Um3, Um4, Um5, Um6 системы уравнений (36)-(40) являются функциями от коэффициентов девиации, то в результате вышеприведенной операции по списанию девиации в выходном сигнале датчика магнитного курса отсутствуют установочная погрешность и погрешности, обусловленные полукруговой и четвертной девиацией.Since the coefficients Um1, Um2, Um3, Um4, Um5, Um6 of the system of equations (36) - (40) are functions of the deviation coefficients, as a result of the above operation to write off the deviation in the output signal of the magnetic course sensor, there are no installation error and errors due to semicircular and quarter deviation.
При этом магнитный курс, определяемый датчиком магнитного курса, будет соответствовать формуле (23).In this case, the magnetic course determined by the magnetic course sensor will correspond to formula (23).
Источники информацииInformation sources
1. Аппаратура измерения курса и вертикали на воздушных судах гражданской авиации. М.: Машиностроение, 1989 г., стр.51-53.1. Instruments for measuring heading and vertical on civilian aircraft. M.: Engineering, 1989, pp. 51-53.
2. Аппаратура измерения курса и вертикали на воздушных судах гражданской авиации. М.: Машиностроение, 1989 г., стр.274-289.2. Instruments for measuring heading and vertical on civilian aircraft. M.: Engineering, 1989, pp. 274-289.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007135315/28A RU2350906C1 (en) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | Detector of magnetic course |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007135315/28A RU2350906C1 (en) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | Detector of magnetic course |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2350906C1 true RU2350906C1 (en) | 2009-03-27 |
Family
ID=40542973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007135315/28A RU2350906C1 (en) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | Detector of magnetic course |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2350906C1 (en) |
-
2007
- 2007-09-25 RU RU2007135315/28A patent/RU2350906C1/en active IP Right Revival
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9239365B2 (en) | Magnetic element control device, magnetic element control method and magnetic detection device | |
| CN104335061A (en) | Magnetic element control device, magnetic element control method and magnetic detection device | |
| US10161969B2 (en) | Method and apparatus for the measurement of electrical current by means of a self-compensating configuration of magnetic field sensors | |
| RU2350906C1 (en) | Detector of magnetic course | |
| JP3142994B2 (en) | Power calculation device | |
| RU2352954C2 (en) | Navigation magnetometer (versions) | |
| RU2457493C1 (en) | Angular velocity sensor | |
| CN105224003A (en) | Integrated circuit | |
| RU143663U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC CONDUCTIVITY OF A LIQUID | |
| RU199110U1 (en) | Information signal generator of a fluxgate magnetometer | |
| Tang et al. | Design and simulation of a self-calibration based high precision angular displacement sensor | |
| Jones | Feedback in instruments and its applications | |
| RU2724314C1 (en) | Method to control the ferroprobe conversion characteristic | |
| SU1700491A1 (en) | Device for measuring direct current | |
| RU2723154C1 (en) | Method of production control of ferroprobe conversion characteristic | |
| JPH03277901A (en) | Magnetic displacement meter | |
| RU2582496C1 (en) | Device for measuring conductive liquids | |
| SU714150A1 (en) | Apparatus for contactless signal transmission from rotary object | |
| SU530289A1 (en) | Fluxgate magnetometer | |
| RU2007691C1 (en) | Device for movement measurement | |
| SK288822B6 (en) | Circuit to compensate the magnetic flux in the core of the measuring current transformer | |
| JP3318763B2 (en) | Electronic compass | |
| SU834542A1 (en) | Multiturn contactless potentiometer | |
| RU2124737C1 (en) | Device for measurement of magnetic fields | |
| RU2328002C1 (en) | Instrumental transformer of alternate current |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130926 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160710 |