直升机机载电子设备130型陀螺磁罗盘虚拟化仪表试验器设计3
直升机机载电子设备130型陀螺磁罗盘工作原理说明A
编写贺军
1概述
130型陀螺磁罗盘可以永久提供高度稳定的参考陀螺磁航向
对于版本GHJMNPPRS和T可以通过外部开关获得方向和航向显示功能
直升机机载电子设备130型陀螺磁罗盘虚拟化仪表试验器是用于检测130型陀螺磁罗盘的试验器
3130型陀螺磁罗盘工作原理简介A
注本章节中给出的值不得考虑到设备的资格鉴定请参见测试和故障排除章节
A概述
在这一段中从总体角度描述了130型陀螺磁指南针的操作其中提到了各种操作相并定义了系统特征然后每个阶段或特征被详细处理
B工作原理概述如图9
图9
磁场传感器可以检测地球磁场的水平分量将此信息与定向陀螺仪提供的标题数据进行比较从检测到的偏差一个适当的伺服系统对准方向航向到磁性信息永久和自动该过程允许将磁性传感器定位为远离干扰场并在传感器单元和磁性罗盘之间安装一个稳定单元方向陀螺仪这个方向陀螺仪平均直线飞行的指示并依次纠正北方变化和效果
在版本GHJMNPRS和T见图10中可根据所选择的互联方式补充自动陀螺磁操作
图10
通过方向模式的路线指示器特别是对于高纬度地区或作为主要功能的备用
通过标题显示系统通过LHRH键通过同步信号来表示GMMC偏差允许对齐指南针航向输出到选定的标题或局部磁参考
通过一个漂移校正装置允许校正地球自转的垂直分量和陀螺仪所固有的漂移
通过一种可抑制快速安装时间的装置通过收缩起落架的接触方式版本PRS和T
C一般操作
定向陀螺仪的操作是常规的陀螺轮由异步两相电动机以rpm的转速驱动
操作包括两个顺序
启动序列
一个正常的操作顺序
由于启动顺序较短因此将首先描述正常操作
1正常操作
一旦启动序列完成就定义了平面通过陀螺轮旋转轴和高程万向架的轴垂直于方位轴并将方向信息对准磁头参考
因此在正常操作中必须监测高程万向架相对于方位轴的位置并必须控制关于磁参考的方向信息给出的位置
2高程万向架监控
由于制造中造成的机械缺陷摩擦等陀螺仪总是或多或少接近高程即关于E轴
高程伺服控制是为防止这种现象而设计的它保持高度万向架轴与方位轴正交
该伺服控制的实现方式如下所述
对于版本A到FK和L
位于高程万向架上的水平检测后者何时水平并驱动放大器放大器输出电压施加到高程力矩电机的控制相其固定相通过115V400Hz源的移相电容器C23C24通电
对于版本G到JMNPRS和T
位于方位万向架上的光电传感器检测高程万向架水平位置并驱动放大器将放大器输出电压施加到高程转矩电机的控制相其固定相通过115V400Hz源的相移电容器C2通电
位于方位角万向矩节轴上的高程转矩电机一直向前驱动高程万向节直到传感器开关打开放大器以相位相反的方式驱动扭矩电机提升万向节再次倾斜直到传感器开关关闭并且相反扭矩电机总是在一个方向或另一个方向上交替驱动
3陀螺航向监测
陀螺航向监测的目的是通过通量阀检测到的磁北方向对齐是通过驱动陀螺仪绕方向轴进动通过控制一个信号来指示方向航向和磁航向之间的偏差来实现的
该偏差信号通过同步检测器A的转子被接收通过驱动齿轮机械耦合到方位角轴并通过电耦合
通量阀在800Hz检测到的信号被预先放大解调然后放大它驱动一个安装在高程轴上的直流转矩电机该电机在高程轴上产生扭矩使其产生运动
方位角万向节倾向于消除偏差
由于伺服控制速率限制在236分钟的电弧正常运行时间数分钟陀螺仪重置速度较慢足以使飞机运动在通量阀中引入的扰动对陀螺磁航向参考没有任何可检测到的影响
可以显示标题监控系统的正确操作在一个外部的磁性偏差指示器上该显示器对应于由中心零电流计测量的解调800Hz电压的电平
4启动和自动重置顺序
当陀螺仪打开时陀螺仪采用任何位置因此方向标题与磁性标题不匹配它一定是快速和自动对齐当陀螺仪轮已经到达它的正常旋转速率
另一方面由于陀螺仪的基本原理高度万向架设置到水平不需要任何需要
外部影响启动后15秒每当偏差方向方向相对于磁性方向超过5方位扭矩电机通电以快速重置的速度为约52min当偏差不超过4时并在a之后
10秒时滞伺服控制系统切换回锁定缓慢复位才能拆卸锁快速重置按钮
对于版本PRS和T撤回和联系人允许在飞行过程中快速的安装时间在最初会被抑制重新安放或安置
5磁补偿
通量阀会受到磁场引起的杂散场的影响金属部件和高电流电线
一种补偿装置它可以在一面墙上访问电子单元是用来弥补这种干扰的
补偿工作分两步进行
第一个包括飞机纵轴的机械调整将在通量阀上执行
第二种方法包括在电磁电位计上设置半圆形误差修正
这些电位器的操作导致在通量阀感应绕组中注入足够的电压水平
D电子电路的详细操作图105108和109版本A至FK和L
1陀螺仪罗盘电源
陀螺磁罗盘操作所需的各种交流和直流电压由电子组件的电路1产生由飞机电源在连接器J1销NH引脚PC上提供的115V400Hz电源产生
版本K和L包括一个05A保险器F1用于变压器保护
变压器TR1提供115V400Hz端子8和9产生5个交流电压
235V400Hz用于跨端子3和端子1为通量阀通电
一个跨端子35和1的28V整流和调节电路的电源电压
跨端子65和2的15V整流和调节电路的电源电压
一个12V全波整流电源电压朝向高程和方位角放大器
一个用于高程放大器控制的电压
a在连接器J1的端子BH和AC上可提供供通量阀供应的235V400Hz电压
b28V电压是由变压器TR1的绕组31提供的交流电压来阐述的该电压由二极管CR20和CR21整流然后用电容器C17和C18平滑
c拟用于激励补偿装置的15V直流电压系统和集成电路Q23Q24和Q25是由变压器TR1的绕组65和2提供的交流电压产生的
该电压由二极管CR22整流到CR27并由电阻R53R54和电容器C13C15平滑
这些电压可通过端子板TB4和TB5的端子515V和1415V获得
d12V全波整流电压驱动的高程和方位角放大器是由交流电压产生的变压器TR1的绕组6和2
通过二极管桥CR22至CR25进行整改并且电压可通过端子712V和12获得12V接线板TB4和TB5
e高程放大器控制交流电压取自变压器TR1的端子3和1
高程转矩电机的固定相通过相变提供带在变压器TR1端子4上的交流电压115V400HzH电容器C23C24该电压位于连接器J2版本A和B的端子25或端子11版本CDEEFKL上
2启动序列
a15秒的延迟
我们打算使用控制启动顺序的时间延迟用于从按时通电15秒的方位扭矩电机这是用于限制陀螺仪轮的旋转
从接通时间开始晶体管Q12被连接为一个集成器保持晶体管Q13关闭晶体管Q14控制方位放大器的偏差电路Q15和罗盘启用电路的Q16被饱和二极管CR10CR11和CR12电容器C8充电时当其端子上的电压水平足够高即之后
15秒第12季度饱和达到CR9二极管齐纳电压晶体管Q13达到饱和
晶体管Q15关闭Q5控制第三级的变增益直流放大器是关闭的然后它将放大器从缓慢的重置速率切换到快速的重置速率
b偏差检测和时间延迟
偏差检测器的晶体管Q14安装为主在前15秒的序列中它被二极管CR12饱和
在第一感应结束时晶体管Q13被饱和电容器C9被放电
只要集成电路Q23输出上的方位信号电平不低于预设阈值晶体管Q14仍被R39CR15和R41饱和由于晶体管Q15关闭二极管CR13无效从达到阈值时开始即方向航向和磁航向之间的偏差大于5时晶体管Q14上的集电极电压随时间常数C9R41的函数呈线性增加
当达到二极管CR18的齐纳电压时被二极管CR18和电阻R44偏置的晶体管Q15在前15秒时间延迟后约12秒达到饱和该系统足以清除180方位5区域的方位角
在晶体管Q15饱和时通过电路Q26实现了偏差检测器电路的锁定偏差信号无论其电平如何都不再影响晶体管Q14的状态
一旦晶体管Q15Q5Q6Q9达到饱和放大器就会以较慢的重置速率为转矩马达通电
c罗盘启用
在第一定时序列中在0到15秒之间晶体管Q16被二极管CR10的传导所饱和然后在第二个序列中被电阻R45和R46所饱和晶体管Q17和Q18关闭连接器J1的端子K处于电平0V这意味着陀螺磁罗盘信息无法使用
一旦时间延迟经过陀螺磁机盘对齐晶体管Q15饱和这关闭晶体管Q16使晶体管Q17和Q18导电罗盘启用在连接器J1的端子K上有28V信号
d高程放大器
相对于方位万向架垂直轴的高度万向架的伺服控制通过电平执行通过放大器驱动安装在指南针方位轴上的校正扭矩调节器扭矩电机以进动的方式驱动高程万向节其方向与检测到的偏差相反
摆式电平开关插入电阻桥R55R56R57的一个分支中
当电平开关关闭时偏置为晶体管Q19Q20Q21和Q22施加与115V400Hz电源相位的电压
扭矩电机工作直到高程万向架上的水平开关打开晶体管Q19至Q22将与115V400Hz电源相位对置的扭矩电机提供电压扭矩电机的旋转相对于上述顺序被反转并一直工作到电平开关打开以此类推
高程扭矩电机固定相由115V400Hz电源供电通过电容器C23和C24这是引入正确操作所需的90相位
e方位放大器
陀螺航向监测用于缓慢恢复陀螺仪与通量阀检测到的磁体北的对准
由通量阀检测到的800Hz信号通过电容器C20C21和C22被馈送给同步检测器一个机械耦合到方位轴的定子
在同步探测器转子上收集的800HZ电压其电平与北方之间的偏差成正比由通量阀和陀螺仪航向检测到被发送到伺服控制放大器
该信号驱动构成前置放大器的集成电路Q23的非反相和输入电路3
放大器的第二级是一个平衡的解调器组成四个斩波器晶体管由两个方波信号驱动其中一个与115V400Hz电源相位
而另一个则被90相移第一控制信号由23V400Hz交流电压产生其在二极管CR3CR4齐纳电压和偏置晶体管Q2和Q4下被切割
第二控制信号来自115V400Hz交流电压通过2通过电阻网络R15R16R17R84和电容器C4C5进行相移它被二极管CR1CR2切割并使晶体管Q1和Q3偏置
当控制信号正或负重合时斩波晶体管被关闭然后将400Hz的解调信号发送到电路Q24的反相输入2并在那里进行放大
在放大器Q24的输出处信号由受电阻R22的电容器C6限制构成直流电平与方位角万向架位置的偏差成正比关于磁性的航向
放大器第三级包括和集成电路Q25以及一个推拉晶体管级它可以采取任何两种状态这取决于晶体管Q5是否饱和
因此方位转矩电机被快速控制速度在时间延迟期间当罗盘不是对齐和在手动重置期间或在缓慢的速度期间正常运算正常运行时在0到15秒然后在
第二次时间延迟当陀螺磁罗盘对准时晶体管Q15是饱和的这也使晶体管Q6和Q9饱和由于晶体管Q7和Q8被由集成电路Q25传递的信号直流转矩电机为在慢重置模式下通电速度为248分钟
快速重置速率在第一次时间延迟后有效序列时当偏差超过5时并结合起来
手动重置在此状态下晶体管Q15Q6Q9已关闭晶体管Q7Q8Q10和Q11已饱和的直流放大器的增益增加和对齐到磁性航向以高速进行
f通量阀补偿功能
通量阀提供的信息也包含由杂散磁场引起的错误
通量阀的磁补偿通过两个电位计实现即R64NS和R66EW其控制可以在底座上看到
其中一个电位器沿着南北轴R64而另一个轴沿着东西轴R66它们通过将直流电压叠加到由通量阀提供的交流电压两个电位计提供15V从电子单元电源提供
在调整过程中由于电阻桥R62R63R65R67R68R69R70两个电位器将校正电压注入到通量阀绕组中