Принцип действия и структурная схема индукционного лага. Погрешности лага и их устранение.

Принцип действия ИЛ основан на законе электромагнитной индукции. Датчиком сигнала, пропорционального скорости судна, является индукционный преобразователь (ИП). При движении судна поток морской воды обтекает торцевую поверхность корпуса ИП. На этой поверхности расположены 2 электрода 1. Линия, соединяющая электроды, перпендикулярна ДП судна. Расстояние между электродами обозначено b. Внутри корпуса ИП имеется вертикальный электромагнит 2, обмотка которого питается переменным током. Электромагнит создает магнитное поле с индукцией B, которое перемещается вместе с судном относительно воды. Морская вода является проводником тока, поэтому в ней наводится электродвижущая сила ЭДС: е = - dФ/dt, где Ф –магнитный поток, Ф=BS, здесь S-площадь сечения магнитного потока. Электромагнит питается переменным током, поэтому магнитная индукция: B=Bm*sinω t (ω =2*π *f). Морская вода, находящаяся между электродами 1, образует проводник длиной b. При движении судна со скоростью V за некоторое время dt этот проводник пройдет путь Vdt, а S магн потока он пересечёт за это время: dS=bVdt. è e=-Bm*S*ω *cosω t-Bm*b*V*sinω t.

Квадратурная погрешность (из-за того что трубка питается переменным током) при преобразовании напряжения Uип отделяется от полезного сигнала и исключается, т.к. она сдвинута по фазе на п\2 по отношению к полезному сигналу.

Точность показаний лага в большой степени зависит от места установки ИП. Это объясняется прежде всего возникновением вблизи поверхности корпуса движущегося судна турбулентного слоя воды, имеющего неодинаковую толщину случайное поле скоростей частиц жидкости. Кроме того распределение магнитной индукции В в объёме воды неодинаково по длине судна и носит весьма сложный характер. Эти и другие случайные факторы приводят к тому, что измеренная лагом скорость не соответствует истинной скорости судна, причем связь между этими скоростями имеет нелинейный характер.

Таким образом, ИЛ имеет погрешность, которая должна быть компенсирована поправкой Δ V. В общем случае поправка лага является некоторой функцией скорости судна: Δ V=f(V).Эту функцию можно представить в виде суммы трех составляющих (рис.7.32 а): Δ V=a+bV+c(V) где: a-постоянная составляющая, bV-линейная составляющая, c(V)-нелинейная составляющая поправки. А – вводится во время регулировки прибора в порту или в море при нулевой скорости. Определение и ввод bV выполняют по результатам испытания лага на мерной линии: Vл=m*Uc Исходя из того, что эта функция линейна, погрешность лага, имеющая линейный характер, может компенсироваться посредством изменения коэффициента пропорциональности m. Надо только получить новый отсчет, соответствующий истинному значению скорости, при прежнем значении сигнала Uc: Vи = Vл+ Δ V=m1Uс, где Δ V- поправка лага, которая определяется на мерной линии(на полном ходу судна). c(V) вводится с помощью корректора (см.рис 7.32 б). Кривая аппроксимируется прямыми линиями. При этом весь диапазон скоростей разбивается на участки. Далее корректору задают такую программу работы, при которой на первом участке крутизна характеристики лага увеличивается по сравнению с исходной. На втором участке крутизну характеристики устанавливают равной исходной. На третьем участке требуется уменьшить крутизну характеристики лага. При такой работе корректора погрешность лага во всем диапазоне скоростей снижается до минимума. Uкв может быть устранена 2 способами:

1) непосредственная компенсация с помощью компенсационной обмотки

2) фазовое детектирование