Индукционный электронный лаг

При установке  переключателя 1 в положение 4 контролируется блок делителя интегратора (схема УИР). Мигание лампы

с частотой 2 Гц указывает на его исправность.

В положении 6 проверяется  работа блока преобразователя (схемы УИК, УОК и ПНВ). При исправной работе блока лаг

показывает скорость 0,1 - 0,2 узла.

В комплект лага входит ЗИП, в котором имеются  все съемные платы.

5. РЕГУЛИРОВКА ЛАГА  НА МЕРНОЙ ЛИНИИ

5.1. Характер систематических  погрешностей лага ИЭЛ-2М

Как уже отмечалось, с индукционного преобразователя  снимается напряжение U_ип, состоящее из суммы полезного сигнала U_п и сигнала квадратурной помехи U_к . Причем из 1.3.1 следует, что на полезный сигнал могут накладываться погрешности, носящие случайный и систематический характер. Случайные погрешности устраняются осреднением скорости, а также продолжительным наблюдением за отсчетами лага. Систематическая погрешность имеет тот же характер, что и полезный сигнал, складываясь с которым, она искажает его:

Таким образом, с индукционного преобразователя  в общем случае снимается сигнал

U   = U„ • sin cot + U_к ■ cos cot = (U + U) ■ sin cot + U_к ■ cos cot .

ип с _п пом

После прохождения  преобразователя сигналов (см. гл. 3) квадратурная помеха благодаря сдвигу по фазе отделяется от полезного сигнала, но синфазная (совпадающая по фазе) остается в составе сигнала U_c. В результате лаг имеет поправку

 

где V_и и V_л – истинная и лаговая скорости соответственно.

Рис. 5.1

Поправку лага можно разделить на три составляющие (рис. 5.1)

∆V = a + b⋅V + c(V) ,

где а - постоянная составляющая; bV - линейная составляющая; с(V) - нелинейная составляющая.

    Постоянная  составляющая поправки лага определяется и устраняется при выполнении регулировки "Установка рабочего нуля", методика которой изложена в п. 4.2. Остальные составляющие определяются непосредственно на мерной линии.

В индукционном лаге отсчет скорости V_л судна пропорционален электрическому сигналу индукционного преобразователя (рис. 5.2)

V_л=m⋅U_с .

Отсюда следует, что изменением коэффициента m пропорциональности можно внести линейные изменения в показания скорости:

V _и = V_л + ∆ V = m₁⋅U _с ,

 

где m₁ – новый коэффициент пропорциональности. 

 
 

Рис. 5.2

Для выявления  новой зависимости определяются истинная V_и и лаговая V_л скорости на полном ходу судна. Очевидно, что одному и тому же сигналу U_c в общем случае будут соответствовать разные скорости V_л и V_и. Изменив коэффициент пропорциональности, можно ввести поправку лага.

Данная регулировка  называется регулировкой крутизны характеристики лага ИЭЛ-2М, или масштабированием. Она выполняется регулировкой опорного напряжения U_оп в такой последовательности: – на мерной линии при выключенном корректоре определяются V_и и V_л;

– старому  коэффициенту m соответствует старый отсчет эталонной скорости M₁, определенной на предыдущей мерной линии и записанной на матовом стекле прибора 6. Рассчитывается M₂ – отсчет эталонной скорости, соответствующий новому коэффициенту m₁ (рис. 5.2)

V_и

M₁⋅     ; V

M

(1.1)

переключатель 1 (рис. 4.1) устанавливают в положение "Масштаб" и с помощью резисторов 7 и 8 приводят отсчет эталонной скорости к значению M₂. После этого новую величину M₂ записывают на матовом стекле прибора 6; в случае, если оба резистора достигают крайнего положения, а значение M₂ установить не удается, производят ступенчатую регулировку перестановкой перемычек 9 (рис. 2.2) в приборе 29. Тем самым дискретно изменяется

 

коэффициент усиления предварительного усилителя. После этого с помощью резисторов 7 и 8 (рис. 4.1) устанавливают точное значение M₂.

    Итак, введены постоянная "а" и линейная часть поправки. Теперь ее график выглядит, как показано на рис. 5.3 (сравните с рис. 5.1).

Рис. 5.3

Осталась переменная часть погрешности с(V), которая исключается с помощью корректора. Корректор работает по программе, которая определяется кривой с(V).

Для того чтобы  ввести данные в корректор, производят кусочно-линейную аппроксимацию кривой с(V). Поскольку поправки лага определяются на трех режимах скоростей, то и в корректоре предусмотрено три участка, на каждом из которых кривая заменяется прямой. Таким образом, кривая аппроксимируется ломаной линией. На каждом ее участке имеется свой линейный коэффициент. Очевидно, что этот частный коэффициент нельзя вводить изменением величины M₂, которая является общей для всех скоростей, так как нарушится предыдущая регулировка "Масштабирование". Поэтому на отдельных участках изменение коэффициента масштаба m производится путем введения дополнительной частоты AfUAV, которая складывается с частотой заполнения импульса т₁ П V. На каждом участке Af определяется

величиной изменения  поправки, которая автоматически  вводится корректором в показания  скорости.

5.2. Методика регулировки  лага ИЭЛ-2М на  мерной линии

Перед выходом  на мерную линию необходимо выполнить  все проверки и регулировки, изложенные в предыдущей главе. В результате этого исключается постоянная поправка.

К мерному полигону предъявляются определенные требования. Длина мерной линии должна быть такой, чтобы обеспечить требуемую точность определения поправок лага. При скоростях до 12 узлов длина пробегов должна быть не менее одной мили, а при более высоких скоростях - не менее двух миль. Глубина в районе должна быть достаточной,

 

чтобы исключить  влияние мелководья на точность измерения  скорости. Желательно также, чтобы течение в районе не менялось или его изменения были бы незначительными. Волнение моря не должно превышать 3-х баллов, так как это сказывается на показаниях лага (см. 4.3).

 

Рис. 5.4

Калибровку лага можно выполнять не только на мерной линии, но использовать для этого РЛС или высокоточные обсервации. Цель калибровки – выявление систематических погрешностей в измерении скорости для их последующей компенсации. При этом одновременно определяются истинная и лаговая скорости на маневрировании судна между двумя пунктами, координаты которых известны с высокой точностью. На рис. 5.4 показано маневрирование судна между двумя секущими створами. Определение поправок лага производится на трех режимах скоростей: "Малый ход", "Средний ход", "Полный ход". Количество пробегов выбирается исходя из характера течения в полигоне. Как правило, на каждом режиме делается три пробега. Это позволяет исключить случайные погрешности. При этом одновременно измеряются истинная V_и и лаговая V_л скорости. В момент пересечения переднего створа наблюдатель на мостике запускает секундомер, а в момент пересечения второго – останавливает его. Таким образом, измерено время t_и, за которое судно проходит истинное расстояние S_и. Истинные скорости на пробегах рассчитываются по формуле:

3600⋅ S

V_и =

t

(1.2)

При осреднении скорости на трех пробегах исключается  влияние течения:

 

   

V_ср =^{1        2      3} , (1.3)

   V₁ + 2V₂ +V₃ 
ср 4

где V₁, V₂, V₃ - истинные скорости на пробегах.

Одновременно  на каждом пробеге определяется лаговая  скорость. После пересечения переднего створа наблюдатель у прибора 6 замечает отсчет S_н по счетчику лага и запускает секундомер, а через 1 или 2 мили, в зависимости от длины пробега, при отсчете лага S_к останавливает секундомер. Измерено время t_л, за которое пройдено расстояние S_к - S_н. После чего рассчитывают скорость по лагу на пробегах V_л и на режиме V_{л ср} по формулам:

3600⋅(S_к-S_н)

t _л 

    

V_{л ср} =^{л1 л2       3} . (1.5)

    V_л1 + 2V_л2 +V₃ 
л ср 4

Расчет поправки на режиме производится по формуле

∆V = V    -V     . (1.6)

и ср л ср

Исходя из того, что вначале устраняется линейная часть погрешности, измерения начинают с режима "Полный ход". После этого по формуле (5.1) рассчитывают новый коэффициент масштаба M₂ и, записав его на матовом стекле прибора 6, вводят в схему лага. Затем определяют поправки еще на двух режимах: малого (МХ) и среднего (СХ) ходов. Пусть в результате испытаний лага на мерной линии получены следующие поправки на режимах (рис. 5.5).

Скорость, уз Поправка, уз

Малый ход  (МХ) V1 = 5,5 ∆V1 = + 0,5

Средний ход (СХ) V₂ = 11,6 ∆V₂ = + 0,65

Полный ход (ПХ) V₃ = 16,7 ∆V₃ = 0

 

Поскольку линейная часть корректуры уже введена  с установкой коэффициента M₂, то значение ∆V₃ принимается равным нулю. 

л ы

кривую, характеризующую

 ³   _т

' ик, который строится на миллиметровой

1 уз, значения ∆V – по вертикальной оси

Поправки в  соответствии со значениями истинной скорос   ы     Ъ°\ 
бумаге. Значения У_и откладываются по горизонтальной ос ^   J-