УДК 681.2.08

ОСНОВНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ПОГРЕШНОСТИ МАГНИТНОГО КОМПАСА

Мишенков Виталий Станиславович1, Козлов Павел Геннадьевич2, Федюк Роман Сергеевич3
1Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского, г. Владивосток
2Учебный военный центр, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
3Учебный военный центр, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток

Аннотация
В статье рассматриваются погрешности измерения магнитного курса; применяемые методы, позволяющие повысить точность магнитного компаса. Приведены примеры оценок девиации для различных углов ориентации судна в различном географическом положении.

Ключевые слова: , , , , ,


Библиографическая ссылка на статью:
Мишенков В.С., Козлов П.Г., Федюк Р.С. Основная составляющая погрешности магнитного компаса // Современная техника и технологии. 2017. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2017/05/13257 (дата обращения: 26.05.2017).

Магнитным компасом называется прибор, предназначенный  для непрерывного указания курса корабля. Некоторые магнитные компасы кроме курса позволяют определять пеленги и курсовые углы на земные ориентиры и небесные светила. Дистанционные магнитные компасы имеют специальные дистанционные передачи, которые позволяют передавать показания магнитного компаса в различные места судна и подключать к компасу репитеры, систему автоматического управления курсом и другие устройства.

Магнитные компасы, характеризующиеся гироскопической стабилизацией показаний, получили название гиромагнитных компасов. Стабилизирующим элементом в этих компасах является гироскоп, с помощью которого осредняются показания магнитного компаса – тем самым колебания магнитной системы не передаются на указатели [1, С. 17-18].

Магнитное отклонение (девиация) – это ошибка показаний магнитного компаса, а именно угол в плоскости горизонта между касательной к силовой линии магнитного поля Земли и направлением, соответствующем показанию магнитного компаса, эффект вызванный изменением магнитного поля вблизи области измерения из-за причин, находящихся на борту корабля. Для увеличения точности показаний магнитного компаса, отклонение уменьшают методами компенсации, а также исключением и ослаблением ее причин [2; 4].

Основной составляющей погрешности магнитного компаса является девиация – отклонение магнитного курса от его истинного значения вследствие воздействия магнитных свойств корпуса объекта и грузов. Погрешность от трения в опорах карданова подвеса составляет незначительную величину (десятые доли градуса) [3].

Существуют определенные причины эксплуатационного характера, которые вызывают изменение девиации магнитного компаса, например  эффекты твердого и мягкого железа. Искажения от жесткого железа обусловлено постоянными магнитами и намагничиванием стальных или железных объектов, близких к датчикам. Этот тип искажения будет оставаться постоянным и в фиксированном положении относительно датчиков. Искажение твердого железа будет добавлять постоянную составляющую величины поля вдоль каждой оси выходного сигнала датчика. Искажения мягкого железа является результатом взаимодействия между магнитным полем Земли и любым «мягким» магнитным материалом, близким к датчикам. Мягкие материалы имеют высокую проницаемость, мягкий материал легко намагнитить и размагнитить, поэтому существует меняющееся магнитное поле.

Учитывая значимость курсоуказателя для обеспечения надежности мореплавания, эти причины заслуживают особого внимания. В ходе погрузки судна ферромагнитными грузами происходит изменение его магнитного поля, так как к существующему полю прибавляется влияние твердого и мягкого (в магнитном отношении) груза. В результате этого происходит изменение девиации магнитного компаса. Таблица девиации изменяется и оказывается недействительной на период предстоящего рейса с данным грузом. После выгрузки по окончании рейса девиация может вернуться к прежним значениям. Следовательно, необходимо контролировать остаточную девиацию магнитного компаса перед выходом в рейс, после возвращения из рейса и  после проведения нестандартных грузовых или ремонтных операций [5].

Девиация компаса на судне уничтожается по соответствующим методикам, а остаточная девиация учитывается по формуле 1. Точность учета магнитной девиации, в основном, определяет точность магнитного или индукционного компаса.

 δ = A + B sin Kk + C cos Kk + D sin2 Kk + E cos2Kk, (1)

где δ = KкKм, Kк – компасный курс, Kм – магнитный курс; A, B, C, D, E – коэффициенты девиации.

Обычно остаточная девиация составляет не более 5° и рассчитывается для горизонтальной ориентации объекта при малых значениях дифферента и крена. Со сменой широты (а значит, и горизонтальной составляющей индукции магнитного поля) меняется креновая, полукруговая девиация и, в меньшей степени, четвертная девиация. Кроме того, погрешность в канал измерения курса вносит дистанционная передача сигнала от измерителя горизонтальной составляющей магнитного поля земли до цифрового указателя [6].

Все компасы имеют хорошую производительность в контролируемой среде, где окружающее магнитное поле состоит только из поля Земли. При выполнении процедуры уничтожения девиации магнитного компаса, необходимо установить основные источники локальных магнитных аномалий, а затем учесть их показатели при измерении. Нет необходимости, производить девиацию в чистой среде. Тем не менее, в большинстве случаев, магнитный компас не следует устанавливать  на месте, которое может содержать большие локальные магнитные источники: цветной металлический корпус, трансформаторные сердечники, электрические токи и постоянные магниты в электродвигателях.

Таким образом, для лучшей точности, следует устанавливать магнитный компас на устойчивой платформе подальше от местного магнитное поля, которое будет меняться: например, электрического оборудования, которое будет включаться и выключаться или вблизи черных металлов, которые будут производить изменение позиции. Выбирают место, которое изолировано от чрезмерного тока, колебания и вибрации, подальше от областей, которые могут быть загружены большими местными магнитными источниками.


Библиографический список
  1. Катышова Н.В., Шиков А.Н. Особенности разработки и применения морского навигационного прибора «Магнитный компас»// Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. – Новосибирск, 2013. – № 6. – С. 122-134
  2. Завьялов, В. В. Оценка эксплуатационных характеристик и точности навигационных параметров технических средств судовождения [Текст] / В. В. Завьялов, Ю. А. Комаровский, В. Ф. Полковников В.Ф., А. И. Саранчин. // Учеб. пособие. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2008. – 83 с.
  3. Мелешко В. В., Нелепов В. А., Курлович О. В. Оценка точности учета девиации магнитного компаса// Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, Украина, Вестник НТУУ “КПИ”. Серия Приборостроение, 2011. – № 42. – С. 20-24
  4. Федюк Р.С., Мочалов А.В., Тимохин А.М., Муталибов З.А., Ильинский Ю.Ю. Использование повышающего преобразователя в качестве источника питания электротехнических устройств// Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи.  Материалы III Российской молодежной научной школы-конференции. Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2015. – С. 43-46
  5. Рогатых Н. П., Алимбеков А. Л. Расчетно-экспериментальный метод компенсации динамической погрешности при магнитном измерении курса судна// Уфа: УГАТУ, 2008. – Вестник УГАТУ. – T. 10, №1 (26). – C. 197–204
  6. Дыда А.А., Любимов Е.В. Автоматизация проектирования систем управления движением морских подвижных объектов// Транспортное дело России, Изд.: Редакция газеты “Морские вести России”. – Москва, 2006. – № 11-2. – С. 3-7


Все статьи автора «Козлов Павел Геннадьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: