Общие сведения о гирокомпасе «МЕРИДИАН». Устройство и принцип действия гирокомпаса, страница 6

На рисунке 9 датчики представлены в виде П-образных сердечников, охватывающих ротор вращающегося гироскопа.

Принципиальная схема индукционного датчика угла имеет следующий вид (рис. 10).

Индукционный датчик, а точнее трансформаторный индуктивный, имеет на среднем стержне сердечника, установленного на платформе, первичную обмотку, которая питается стабилизированным переменным напряжением.

Вторичные обмотки размещены на крайних стержнях сердечника и соединены между собой так, что наводимые в них э.д.с. имеют противоположные фазы. При симметричном положении ротора гироскопа относительно крайних стержней датчика, э.д.с. в обеих катушках равны по величине и, следовательно, выходное напряжение равно нулю.

Поворот платформы 2 относительно ротора, сохраняющего свою ориентацию, сопровождается плавным изменением выходного напряжения, причём его фаза определяется стороной (знаком) отклонения.

Из сказанного следует, что ДУ выполняют две функции:

- измерение разности углов (α – α_п) и (β – β_п);

- преобразование сигнала.

В механике устройства, выполняющие эти функции называются сравнивающим устройством (СУ) и преобразователем сигнала, соответственно. Так как входной информацией в ДУ является угол, а выходной – напряжение, преобразователь сигнала обозначается так: ПУН (преобразователь угол – напряжение).

Следовательно, ДУ сочетает в себе качества СУ и ПУН.

Выработанные электрические сигналы с ДУ, акселерометра 3, термодатчика 4 поступают для дальнейшей обработки в электронную часть ЦП, а оттуда датчики моментов получают управляющие и корректирующие сигналы.

В ДНГ для управления движением гироскопа применяются датчики момента магнитоэлектрического типа. Вращающееся магнитное поле в этих датчиках создаётся магнитом, впрессованном в тело вращающегося гироскопа. Это поле выполняет роль магнитного поля обмотки возбуждения, как в обычных двигателях, но отличается от последних большей стабильностью, т.к. угловая скорость вращения гироскопа постоянна.

Роль управляющей в ДНГ выполняет обмотка на стержнях сердечника ДМ, установленного на платформе. На эту обмотку подаются управляющий, корректирующий и компенсационный сигналы.

В любом двигателе при появлении сигналов в управляющей обмотке, в результате взаимодействия магнитных полей (статора и ротора) возникает момент L_x, под действием которого ротор будет вращаться со скоростью, пропорциональной сигналу.

В ДНГ взаимодействие двух магнитных полей тоже приводит к появлению момента, но относительно оси ОУ (OZ) гироскопа, который вызывает прецессию относительно оси OZ (ОУ) с угловой скоростью ω_z (ω_y).

Следовательно, угловая скорость прецессии пропорциональная моменту, пропорциональна и сигналу, который был подан на вход ДМ_у (ДМ_z).

Общее представление о конструкции гироблока (разработка и производство ЦНИИ "Дельфин") можно получить, пользуясь рисунком 11.

На валу 1, установленном в шарикоподшипниках 4 и 15, через систему внутреннего карданова подвеса 10 с упругими торсионами 13 укреплен ротор 8 — носитель кинетического момента гироскопа. Всю эту конструкцию приводит во вращение электропривод, включающий в себя  статор 3 и ротор 5.Электропривод по типу является гистерезисным двигателем, который имеет специальную электрическую схему исполнения. Схема обеспечивает высокую стабильность угловой скорости его собственного вращения (порядка 0,1 %).

Электродвигатель, представляющий собой источник тепловых и магнитных полей, максимально удален от подвеса гироскопа.

Датчик угла 14 отклонения ротора гироскопа — индукционного типа, собран по дифференциальной схеме и имеет очень высокую чувствительность (порядка единиц угловой секунды).

Датчик моментов 7 — магнитоэлектрического типа, осуществляет управление движением гироскопа на основе взаимодействия поля обмотки, по которой протекает ток, с полем постоянного магнита 9, заделанного в теле ротора гироскопа.

Упор 12 ограничивает отклонения ротора гироскопа (в нерабочем Состоянии) во избежание повреждения упругого подвеса.