Виды девиации магнитного компаса

Гиротахометром (ГТ) называется гироскопический прибор, предназначенный для измерения угловой скорости объекта относительно какой-либо оси. Довольно часто приборы такого назначения называют дифференцирующими гироскопами. Гиротахоакселерометром (ГТА) называют прибор, который обеспечивает одновременное измерение угловой скорости и углового ускорения объекта относительно какой-либо оси. Иногда подобные приборы именуют демпфирующими гироскопами.

Такие приборы применяются в системах автоматического управления движением объекта, а также в системах стабилизации, так как для обеспечения высокого качества процесса регулирования необходимо знать не только угол отклонения объекта от заданного положения, но также первую и вторую производные от этого угла.

На морском флоте гиротахометры находят применение как самостоятельные приборы, облегчающие плавание по криволинейной траектории (для выполнения циркуляции определенного радиуса при заданной линейной скорости), а также в системах стабилизации судна на качке для выработки сигнала, пропорционального угловой скорости крена судна.

Гиротахоакселерометры применяются в более сложных системах стабилизации судна на качке.

Наибольшее распространение получили гиротахометры, основным элементом которых является астатический гироскоп с двумя степенями свободы. На рис. 71 изображена принципиальная схема гиротахометра: гирокамера 1 с ротором, упругий элемент 2, ограничивающий движение гироскопа по углу , демпфирующее устройство 3, обеспечивающее затухание собственных колебаний, датчик угла 4 поворота гироскопа вокруг оси OY0. При той ориентации главной оси гироскопа, как это показано на рис. 71, гиротахометр может измерять угловую скорость вращения только вокруг оси OZ0. Соответствующей ориентацией главной оси можно обеспечить измерение угловой скорости относительно любой другой оси.

Принцип действия гиротахометра можно пояснить следующим образом. При появлении угловой скорости г поворота основания возникнет гироскопический момент. Вектор этого момента направлен по оси OY0.

Указанный момент будет поворачивать рамку до тех пор, пока его действие не будет уравновешено моментом сил упругости пружин. В итоге угол поворота рамки гиротахометра будет пропорционален угловой скорости поворота основания. Таким образом, измеряя угол поворота рамки, можно определить угловую скорость поворота основания.

Составим дифференциальное уравнение движения гиротахометра в предположении, что существуют угловые скорости основания относительно всех трех осей прибора ОХ0, OY0 и OZ0 а измерить необходимо только угловую скорость z относительно оси OZ0 (рис. 72). При составлении уравнений учтем:

а) инерционный момент, равный произведению

IУ ( + y),

где Iy — момент инерции всех частей, движущихся вокруг оси

OY0;

 — относительное ускорение;

y — переносное ускорение;

б) момент сил упругости, равный произведению С, где С -коэффициент момента упругости пружины;

в) демпфирующий момент, который принимается пропорциональным угловой скорости р и равен произведению kД, где kД— коэффициент момента демпфирования;

г) гироскопические моменты H2 cos  и — H х sin . Приравнивая сумму всех названных моментов нулю, найдем дифференциальное уравнение движения гироузла прибора

Iy ( + ) + kД + С - H2 cos  + H х sin  = 0.