[實用新型]一種電磁羅經動態硬磁補償裝置

有效

• 申請號: 201721215985.5
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN207132902U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 楊美玲;劉棟;林萍;方偉;陳邦力
• 申請（專利權）人: 重慶華渝電氣集團有限公司
• 主分類號: G01C17/38
• 分類號: G01C17/38
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司50212
• 代理人: 孫根

技術領域

本實用新型涉及船用導航技術領域，尤其涉及一種電磁羅經動態硬磁補償裝置。

背景技術

由于地磁場具有長期穩定的優點，利用磁通門原理測量地磁分量，通過解算得到載體航向的設備，相比利用各型陀螺儀作為核心測量單元的航向設備來說，具有高穩定、高可靠、無漂移、低成本的優點，適用于載體航向備份和應急處理。由于垂直磁場對地磁場的影響較大，不同的硬磁環境對電磁羅經的精度影響較大，但恒定的硬磁環境，對地磁影響是可標定可控制的；艦船在航行過程中，周圍環境對艦船的磁化程度存在較大差異，導致艦船甲板的硬磁環境發生變化；配備消磁系統的艦船，在船體開啟和不開啟消磁系統時，硬磁環境變化較大，對電磁羅經精度影響較大，導致電磁羅經輸出航向有較大的不準確性。因而如何消除周圍磁環境以及艦船消磁系統和對磁羅經的干擾問題、是電磁羅經的關鍵技術。

傳統電磁羅經硬磁補償采用磁棒的方式來調試消除船體的硬磁干擾，保證電磁羅經的精度，此方法無法應對艦船處于不同磁環境以及船體消磁系統開啟時保證電磁羅經精度不受影響的問題，且操作復雜。消磁補償利用消磁系統的消磁補償單元提供的電信號，設備獨立性差，成本高，且算法復雜。為提高電磁羅經航向輸出的精度、可靠性和可信性，急需一種能動態消除硬磁影響的方法。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種電磁羅經動態硬磁補償裝置，能夠使電磁羅經不依賴任何外部設備，動態感應船體硬磁變化，自動抵消船體硬磁對電磁羅經磁通門感應裝置的影響，從而提高電磁羅經抗硬磁干擾的能力。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是這樣的：一種電磁羅經動態硬磁補償裝置，其特征在于：包括環形骨架、硬磁補償線圈、磁傳感器以及伺服回路；在環形骨架外側面設有繞其一周的線圈槽，所述硬磁補償線圈繞設于該線圈槽內；所述磁傳感器設于環形骨架內，其信號輸出端與伺服回路相連；該伺服回路與硬磁補償線圈相連，并能夠根據磁傳感器的信號調節硬磁補償線圈的電壓。

進一步地，所述伺服控制回路包括信號解調電路、信號比較電路、PID調節電路以及恒流功率放大電路；磁感應器檢測到的磁場信號經信號解調電路解調后轉換為直流電壓，與信號比較電路中設定的電壓值進行比較后，得到直流電壓變化量，PID調節電路根據直流電壓變化量計算硬磁補償線圈的給定電壓，并經功率放大電路后施加與磁場信號成比例的電流到硬磁補償線圈。

進一步地，所述伺服回路包括運算放大器N1、N2和N3，功率放大器N4，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13，以及電容C1、C2、C3、C4、C5；其中：

磁傳感器的信號經電阻R1、R2后輸入運算放大器N1的反相輸入端，電阻R3和電容C2分別并聯于運算放大器N1的反相輸入端和輸出端，該運算放大器N1的同相輸入端接地；所述電容C1的一端接地，另一端同時與電阻R1、R2、R3相連；

運算放大器N1的輸出端經電阻R4后與運算放大器N2的反相輸入端相連，電阻R5并聯于運算放大器N2的反相輸入端和輸出端；該運算放大器N2同相輸入端經電阻R7后接地，同時經電阻R6與可調電阻R8相連；

運算放大器N2的輸出端經滑動變阻器R9后與運算放大器N3的反相輸入端，滑動變阻器R10和電容C4分別并聯于運算放大器N3的反相輸入端和輸出端，該運算放大器N3的同相輸入端接地；所述電容C3設于電阻R5和滑動變阻器R10之間；

運算放大器N3的輸出端經電阻R11后與功率放大器N4的反相輸入端相連，可調電阻器R12和硬磁補償線圈L1串聯后并聯于功率放大器N4的反相輸入端和輸出端，同時，電容C5也并聯于功率放大器N4的反相輸入端和輸出端；該功率放大器N4的同相輸入端接地，其輸出端經電阻R13后接地。

進一步地，所述磁傳感器為捷聯式三軸磁感應器，并位于環形骨架的中心位置；所述硬磁補償線圈內徑為捷聯式三軸磁感應器外徑的1.5倍至3倍，其高度為捷聯式三軸磁感應器的1.2倍至2倍。

進一步地，所述線圈采用亥姆霍茲線圈，所述磁傳感器采用帶萬向節的雙軸磁感應器。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1.結構簡單，能夠使電磁羅經不依賴任何外部設備，動態感應船體硬磁變化，自動抵消船體硬磁對電磁羅經磁通門感應裝置的影響，提高電磁羅經抗硬磁干擾的能力。

2.采用恒流源方式，可有效保證線圈受熱阻值變化時不影響垂直磁場強度；避免電磁羅經周圍的垂直磁場對其造成影響，從而大大提高電磁羅經的航向輸出精度。