1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСТАНЦИОННОГО МАГНИТНОГО КОМПАСА.

1.1. Назначение и виды дистанционных магнитных компасов.

Современные МК снабжаются системой дистанционной передачи информации Наибольшее распространение получили оптические и электромеханические системы Последние более универсальны т к позволяют не только отобразить информацию на репитерах но и ввести ее в другие устройства, например РЛС авторулевые и т.п. Электромеханические системы дистанционной передачи информации МК часто дополняются электронными системами с целью преобразования аналогового сигнала в цифровой для передачи его по линиям связи и отображения на циф¬ровых репитерах. Могут применяться цифровые системы дистанционной пере¬дачи информации с последующим преобразованием её в аналоговый сигнал для тех потребителей, которые работают с указанным видом сигнала. Рассмотрим вкратце отдельные виды систем.

Оптическая система дистанционной передачи информации

Оптическая система дистанционной передачи позволяет отобразить в ходо¬вой рубке информацию о курсе судна, снятую с картушки компаса. Это может быть обеспечено путём использования специальной оптической трубы, связы¬вающей МК с ходовой рубкой, или с помощью волоконного оптического кабеля. Схема передачи информации по оптической трубе показана на рис. Котелок 4 магнитного компаса имеет картушку 2 с прозрачной шкалой 3. Сверху котелок накрыт стеклом 1 и ус¬тановлен в нактоузе 5. Шкала картушки может подсвечиваться 7, благодаря чему она хорошо видна в лю¬бое время суток. Луч света проходит через прозрачное стекло 8, оптическую систему 9, стекло 10 и далее попадает на зеркало 13, положение которого мо¬жет подстраиваться под глаз наблюда¬теля. Оптическая труба проходит сквозь подволок 12 ходовой рубки, располага¬ется над стойкой авторулевого и имеет подогрев с целью предотвращения за¬потевания стекол.

Несколько иначе выглядит оптическая система передачи информации по волоконному кабелю Она имеет объектив, позволяющий проектировать небольшой сектор шкалы картушки на входной конец световода. Выходной его конец соединен с репитером, который, как правило, проектирует изображение, передаваемое по кабелю, на экран в виде матового стекла. Такой репитер позволяет видеть значение текущего курса судна нескольким наблюдателям одновременно.

Могут иметь место и иные варианты построения оптических дистанционных передач, но они не несут в себе каких либо принципиальных отличий.

Электромеханическая система, дистанционной передачи информации.

Электромеханическая система дистанционной передачи информации, как правило, создается на базе индукционного датчика (ИД) ориентации картушки МК. Этот датчик содержит два или три магнитных зонда (часто их называют феррозодами), каждый из которых позволяет определить значение составляющей напряженности измеряемого магнитного поля вдоль своей оси. Совместное использование сигналов этих зондов дает возможность определить направление вектора напряженности магнитного поля, создаваемого картушкой компаса, относительно диаметральной плоскости судна

Принцип действия магнитного зонда

Магнитный зонд имеет два сердечника 1 выполненные из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, например из пермаилоя. На каждый сердечник наматываются обмотки 2 и 3, имеющие одинаковое количество витков. Эти обмотки соединяются последовательно и встречно и питаются напряжением Uп переменного тока. Магнитные потоки Ф1 и Ф2, создаваемые указанны ми обмотками в любой фиксированный момент времени равны друг другу и противоположно направлены (рисунок а). Величина этих потоков подбирается таким образом чтобы стержни при любом значении напряженности измеряемого магнитного поля гарантированно переводились бы в состояние насыщения. На оба сердечника наматывается общая обмотка 4, с которой снимается выходной сигнал Uв магнитного зонда.

Принцип действия зонда состоит в следующем. При отсутствии внешнего намагничивающего поля Х результирующий магнитный поток Фс = Ф1 – Ф2, связанный с обмоткой 4, будет равен нулю и на ее выхо¬де никакого сигнала не будет.

Если напряжённость Х измеряемого поля не равна нулю, то магнитный поток Фх этого поля в одном стержне будет складываться с потоком подмагничивания, а в другом вычитаться из него. Это приведёт к тому, что оба сердечника будут пе¬реходить в режим насыщения не одновременно (рис. б), как это было при Х=0. В результате суммарный магнитный поток Фс, сцепленный с обмоткой 4, бу¬дет изменяться так, как это показано на (рис. в). Изменение потока приведет к появлению на выходной обмотке 4 напряжения U, (рис. г), пропорционально¬го степени асимметрии потоков Ф1 и Ф2, а следовательно, и напряжённости изме¬ряемого поля. В связи с тем, что за один период напряжения подмагничивания стержни будут переходить в насыщенное состояние два раза, частота импульсов U. будет в два раза выше частоты напряжения Un. В результате последующей фильтрации напряжение Uв преобразуется к гармоническому виду 1.

Следует отметить, что фаза выходного сигнала магнитного зонда изменя¬ется на противоположную, если вектор напряжённости измеряемого поля меня¬ет свой знак.

Структура системы дистанционной передачи информации

Как уже было указано выше, ИД может содержать в своём составе два или три феррозонда, каждый из которых измеряет составляющую магнитного поля катушки вдоль оси своих сердечников. Он размещается в котелке МК под картушкой и вместе с котелком ориентируется требуемым образом относительно диаметральной плоскости судна.

Если используется двухзондовый ИД, то ось чувствительности одного зон¬да уста¬навливается вдоль диаметральной плоскости, а другого перпендикуляр¬но ей. В этом слу¬чае зонд 1 будет измерять продольную составляю¬щую Х поля картушки, а зонд 2 - попе¬речную У. Сигнальные обмотки зондов связаны со статорными обмотками синусно-косинусного вращающегося транс¬форматора (СКВТ). Получая от зондов напряжение, пропорциональное указан¬ным компонентам магнитного поля картушки, эти обмотки создают внутри СКВТ ортогональные магнитные потоки Ф1 и Ф2, образующие в сумме маг¬нитный поток, ориентация вектора Ф которого внутри статора определяется положением картушки относительно диаметральной плоскости судна. Магнит¬ный поток Ф индуктирует в обмотках ротора СКВТ напряжения, которые будут зависеть как от величины потока, так и направления вектора Ф относительно плоскости роторных обмоток. Если плоскость обмотки ротора параллельна век¬тору Ф, то ЭДС, индуктированная в ней, при любом значении его модуля бу¬дет равна нулю. Таким образом, устанавливая ротор СКВТ в такое положение, когда на одной из его обмоток сигнал постоянно будет равен нулю, мы будем отслеживать изменение ориентации картушки относительно диаметральной плоскости судна.

С этой целью, сигнал с роторной обмотки СКВТ после его усиления уси¬лителем А поступает на двигатель Д, который через редуктор Р поворачивает ротор СКВТ. Когда сигнал, поступающий на двигатель, станет равным нулю, вращение ротора прекратится.

В трёхзондовом датчике оси зондов образуют равносторонний треуголь¬ник. Их обмотки подмагничивания включаются последовательно и питаются от специального генератора переменного тока. Сигнальные обмотки соединены в треугольник и подключе¬ны к статорным обмоткам сельсина. В рассматриваемом случае измеряются три составляющие HI, H2 и НЗ магнитного поля, образованного картушкой компа¬са. Напряжения, пропорциональные измеренным компонентам, создают в сельсине три магнитных потока Ф1, Ф2 и ФЗ Направление вектора напряженности результирующего поля, образованного указанными потоками, будет, как и в предыдущем случае, определяться текущей ориентацией картушки МК. Ротор сельсина с помощью следящей системы, аналогичной рассмотренной выше, будет приводиться в состояние, при котором сигнал, снимаемый с его обмотки, будет равен нулю. Таким образом, осуществляется отслеживание поворотов картушки компаса и, как следствие, изменения курса судна.

Наряду с описанными вариантами, могут использоваться датчики, в кото¬рых магнитный зонд имеет одну обмотку и яв¬ляется, по существу, переменным индуктив¬ным сопротивлением. Величина указанного сопротивления зависит от степени подмагничивания сердечника полем магнитов картуш¬ки. Электрическая схема такого датчика пока¬зана на рис. 2.20. Сердечники зондов L1...L3 повернуты в пространстве друг относительно друга на угол, равный 120°, аналогично тому, как это имело место в рассмотренном выше трехзондовом ИД. Степень их на¬магниченности, а, следовательно, и величина индуктивного сопротивления обмоток, будет зависеть от ориентации зондов по отношению к картушке МК. Спряжения на резисторах R1...R3 определяются разностью напряжения U~ и падений напряжений на обмотках феррозондов. В связи с тем, что их векторы развернуты друг относительно друга на угол 120° то в совок

Примечаний нет.