SU1348648A1 - Цифровой компас - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устр-вам дл  определени  магнитного курса.Цель изобретени  - повышение точности измерений . Высокостабильный сигнал опорной частоты от генератора, вход щего в состав преобразовател  17, поступает на вход делител  1. Этот сигнал формируетс  и усиливаетс  в блоке 3 и поступает на демодул тор 6. Этот же сигнал поступает на вход делител  2, где частота его понижаетс  вдвое, формируетс  и усиливаетс  в блоке 4, а затем поступает к феррозонду 5, на выходе которого по вл етс  система трех переменных напр жений , несуща  информацию об угловом положении феррозонда 5 по отношению к магнитному полю земли. Аналоговые напр жени  поступают на входы неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11 и 12 и компараторов 13, 14 и 15, которые подключены к выходам демодул тора 6. На выходе коммутатора 16 по вл етс  аналоговое напр жение, пропорциональное углу ориентировани  феррозонда 5. Напр жение с выхода коммутатора 16 поступает на вход преобразовател  17, где преобразуетс  в число импульсов, которое подсчитываетс  счетчиком 18 и  вл етс  цифровой мерой угла ориентировани  феррозонда 5, а градусна  мера отображаетс  на индикаторе 21. 4 ил. (Л оо 4 00 05 4 00 фиг.

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , в частности к устройствам дл  определени  ма1 нитного курса.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - графики аналоговых напр жений на вьпсоде демодул тора; на фиг. 3 - то же, на входе коммутатора; на фиг. 4 - разр ды К1, К2 и КЗ кода на управл ющих входах кoм fyтaтopa.

Устройство состоит из делителей частоты 1 и 2 (на выходе делител  2 частота вдвое меньше, чем на выходе делител  1), усилителей-формирователей 3 и 4, обеспечивающих необходимые дл  работы феррозонда и демодул тора напр жени , трехфазного феррозонда 5, трехфазного демодул тора 6, который может быть составлен из трех однофазных неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11

напр жений, несуща  информацию об угловом положении феррозонда по отношению к магнитному полю земли. Выхо- g ды феррозонда также подключены к демодул тору 6, на выходе которого формируетс  система трех аналоговых на- , пр жений, также несуща  информацию об угловом положении феррозонда

10 (фиг. 2). Аналоговые напр жени  поступают на вход неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11 и 12 и компараторов 13, 14 и 15. Усилители 7-12 имеют

15 регулируемые коэффициенты усилени  и балансировку.

Так как усилители 10, 11 и 12 инвертирующие , то на вход коммутатора поступают шесть аналоговых напр же20 НИИ, измен ющихс  в соответствии с поворотом феррозонда по закону,близкому к синусоидальному, и сдвинутых на угол 60° (фиг. 3). В дальнейшей работе цифрового компаса используют30

и 12, компараторов 13, 14 и 15, входы 25 с  участки графиков, выделенные утол- которых подключены к трем вьпсодам демодул тора по схеме треугольника,коммутатора 16, обеспечивающего прохождение на выход сигнала с одного из шести информационных входов в зависимости от кода, установленного на его управл ющих входах, преобразовател  17, обеспечивающего преобразование входного аналогового напр жени  в пропорциональное ему число импульсов, счетчика 18, совместно с преобразователем 17 образующего аналого-цифровой преобразователь, преобразовател  19 кода, который может быть вьшолнен на

35

щенными лини ми.

Выделенные участки графиков заключены в пределах ±30° где они практически линейны. Регулировочные элементы демодул тора 6 позвол ют смещать выделенные отрезки по оси градусов , изменение коэффициента усилени  усилителей 7-12 позвол ет поворачивать выделенные участки, а изменение балансировки их смещать выделенные участки вверх или вниз. Использу  указанные регулировки можно скомпенсировать неиндентичность всех

однократно программируемых посто нных до предьщущих звеньев цифрового компаса, запоминающих устройствах, дешифратора Это, а также высокое отношение 20, цифрового индикатора 21.вольт/градус 0,33 при возможности

Цифровой компас работает следующим использовани  серийных интегральных образом.

Высокостабильный сигнал опорной частоты от генератора, вход щего в состав преобразовател  17, поступает

45

микросхем обеспечивает высокую точность и простоту предлагаемого цифрового компаса.

на вход делител  1, на выходе которого частота вдвое превьппает частоту возбуждени  феррозонда 5. Этот сигнал формируетс  и усиливаетс  в блоке 3 и затем в качестве опорного поступает на демодул тор 6. Этот же сигнал с выхода делител  1 поступает на вход делител  2, где частота его понижаетс  вдвое, формируетс  и усиливаетс  в блоке 4, а затем поступает к феррозонду 5, на выходе которого по вл етс  система трех переменных

напр жений, несуща  информацию об угловом положении феррозонда по отношению к магнитному полю земли. Выхо- ды феррозонда также подключены к демодул тору 6, на выходе которого формируетс  система трех аналоговых на- пр жений, также несуща  информацию об угловом положении феррозонда

(фиг. 2). Аналоговые напр жени  поступают на вход неинвертирующих усилителей 7, 8 и 9, инвертирующих усилителей 10, 11 и 12 и компараторов 13, 14 и 15. Усилители 7-12 имеют

регулируемые коэффициенты усилени  и балансировку.

Так как усилители 10, 11 и 12 инвертирующие , то на вход коммутатора поступают шесть аналоговых напр жеНИИ , измен ющихс  в соответствии с поворотом феррозонда по закону,близкому к синусоидальному, и сдвинутых на угол 60° (фиг. 3). В дальнейшей работе цифрового компаса используют

с  участки графиков, выделенные утол-

щенными лини ми.

Выделенные участки графиков заключены в пределах ±30° где они практически линейны. Регулировочные элементы демодул тора 6 позвол ют смещать выделенные отрезки по оси градусов , изменение коэффициента усилени  усилителей 7-12 позвол ет поворачивать выделенные участки, а изменение балансировки их смещать выделенные участки вверх или вниз. Использу  указанные регулировки можно скомпенсировать неиндентичность всех

использовани  серийных интегральных

микросхем обеспечивает высокую точность и простоту предлагаемого цифрового компаса.

Селекци  выделенных участков осуществл етс  с помощью коммутатора 16, управл емого компараторами 13, 14 и 15. Коммутатор 16 пропускает на выход один из входных сигналов в зависимости от кода, установленного на его управл ющих входах компараторами. Входы компараторов подключены к выходам демодул тора 6 по схеме треугольника так, что на их выходах по вл етс  код, соответствующий сектору, в котором ориентирован в данный момент

феррозонд (фиг. А). При этом на выходе коммутатора 16 по вл етс  пе- 1эиодически повтор ющеес  через каждые 60° аналоговое направление, величина которого пропорциональна углу ориентировани  феррозонда в данном секторе. Это напр жение может быть использовано дл  стабилизации движени  транспортного средства по заданному направлению.

Напр жение с выхода коммутатора поступает на вход преобразовател  17 где преобразуетс  в пропорциональное ему число импульсов, которые подсчитываютс  счетчиком 18 и  вл ютс  цифровой мерой угла ориентировани  феррозонда в данном секторе. Число импульсов , поступающих на вход счетчика 17, обеспечивает счет от О до 60°

Идентификаци  сектора, в котором ориентирован феррозонд, осуществл етс  с помощью кода, имеющего на выходах компараторов 13, 14, 15 и преобразуемого в преобразователе 19 кодов Преобразованный код поступает к информационным входам счетчика 17 и счет импульсов начинаетс  не с нул , а с числа, поступившего на информационные входы счетчика (дл  первого сектора - с О, второго - с 60, третьего - со 120, четвертого - со 180, п того - с 240, шестого - с 300).

Таким образом, на индикаторе 21 отображаетс  градусна  мера, соответ- ртвующа  и номеру сектора, и угловой

5

0

5

0

5

ориентации феррозонда в этом секторе, т.е. угол магнитного курса.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой компас, содержащий фер- розондовый датчик магнитного пол , два делител  частоты, демодул тор, счетчик и индикатор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, он снабжен трем  неинвертирующими и трем  инвертирующими усилител ми, трем  компараторами - преобразователем кодов, шестиканальным коммутатором, преобразователем напр жение - число импульсов , феррозондовый датчик и демодул тор выполнены трехфазными, три выхода трехфазного демодул тора подключены к входам соответственно трех неинвертирующих и трех инвертирующих усилителей, выходы которых подключены к информационным входам шестика- нального коммутатора, выход которого подключен к входу преобразовател  напр жение - число импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика, к входам предустановки которого подключены соответствующие выходы преобразовател  кодов, к входам которого подключены выходы компараторов , и управл ющие входы коммутатора , а входы компараторов соединены по схеме треугольника и подключены к выходам трехфазного демодул тора .

   300 Фие.