Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Эхолот М-3Б.doc
Скачиваний:
99
Добавлен:
13.02.2015
Размер:
659.46 Кб
Скачать

ч

'■

Воронов В. В., Филипченко В. Г., Яловенко А. В. На&п-гационный эхолот М-ЗБ: Программированное учебное посо­бие.— т.'. В/О «Мортехинформреклама», 19S3. 32 с.

Учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения нового назпгационного эхолота М-ЗБ.

Программированное учебное пособие написано в соответ­ствии с программой курса «Технические средства судовожде­ния» и рассчитано на курсантов ti студентов-заочников выс­ших и средних морских учебных заведении.

Учебное пособие рекомендовано кафедрой ТСС. ЛВИМУ им. адм. С. О. Макарова 16.07.82 г. (протокол № 7).

Ил. 8.

Рецензенты: А. М. Жухлин, Е. Л. Смирнов.

<Q В/О «Мортехинформреклама», 1983.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Материал пособия разбит на отдельные логически завершен­ные части, в которых лается последовательное описание принци­па действия прибора, его функциональной схемы и вопросов экс­плуатации. Каждая часть пособия заканчивается контрольными вопросами, на которые учащийся должен ответить, выбирая пра­вильный вариант из предложенных. В конце учебного пособия да­ются пояснения к ответам на контрольные вопросы, что позволя­ет учащемуся проверить степень усвоения пройденного материа­ла. Программированное учебное пособие имеет иллюстрации, об­легчающие самостоятельное изучение прибора.

1. Обтш:е сведения об эхолоте м-зб 1.1. Отличительные особенности

Навигационный эхолот М-ЗБ имеет следующие обличительные особенности по сравнению с ранее выпускавшимся эхолотом НЭЛ-5:

источник звуковых колебаний (антенна) является и приемником эхо-сигнала, тогда- как в эхолоте НЭЛ-5 для посылки импульса и приема отраженного сигнала имеются отдельные антенны — вибратор-излучатель и вибратор-приемник;

антенна эхолота М-ЗБ работает на принципе пьезоэлектриче­ского эффекта, а з вибраторах НЭЛ-5 используется магнитострнк-ционный эффект;

в комплекте эхолота М-ЗБ, так же, как и эхолота НЭЛ-5, име­ются. 2 прибора для выдачи информации с глубине — указатель и самописец; в эхолоте М-ЗБ указатель является цифровым уст­ройством, не имеющим механических элементов, а самописец — электромеханическим, в эхолоте НЭЛ-5 оба прибора являются электромеханическими;

в эхолоте М-ЗБ самописец и цифровой указатель глубин (ЦУГ) могут раббтать одновременно, а в эхолоте НЭЛ-5 эти приборы на одновременную работу не-рассчитаны; -~-

эхолот М-ЗБ рассчитан на измерение глубин до 500 м, а эхо­лот КЭЛ-5 — до 2000 м;

в эхолоте М-ЗБ имеется устройство для подачи световой и зву­ковой сигнализации о выходе судна на заданную глубину, в эхо­лоте НЭЛ-5 такого устройства нет;

схема эхолота М-35 более совершенна, выполнена на современ­ ных элементах электроники, в том числе с применением аналого­ вых и цифровых микросхем; для проверки исправности основных узлов эхолота имеется система контроля с переключателем и сиг­ нальной лампой. п.

ч ■ 3 I-

.. Контрольный вопрос 1 ... ^«jj

Расстояние между приемной и излучающей антеннами называ­ется базой. В эхолоте НЭЛ-5 она обычно равна 1—2 м. Чему рав­ на база в эхолоте М-ЗБ? ц

Ответы:

база равна 1—2 м (см. пояснение 94); база более 2 м (см. пояснение 88); база менее 1 м (см. пояснение 81); база отсутствует (см. пояснение 70).

Контрольный вопрос 2 Каким из эхолотов можно измерить глубину 1000 м?

Ответы: .„.-.

эхолотом НЭЛ-5 (см. пояснение 56);

эхолотом М-ЗБ (см. пояснение 42);

и эхолотом М-ЗБ, и эхолотом НЭЛ-5 (см. пояснение 28);

ни эхолотом М-ЗБ, ни эхолотом НЭЛ-5 (см. пояснение 14).

1.2. Комплект приборов и технические данные

В комплект эхолота (рис. 1) входят следующие приборы: ан-тенна (прибор 1); самописец (прибор 4); пульт управления циф­рового указателя глубин (прибор 4Б); прибор сигнализации глу­бины (прибор 4Г); цифровое Гибло (прибор 11); приемспередаю-

Цифровой цнпзател* ?^У

I ■

1 ' Пульт Злвнг'^1

I управления часть

46


—1 KuasjUjHO^ Я I коробка


Ребун Прибор

сигнализации

глубинш

(ПСГ)


Антенна


Рис. 1. Комплект приборов эхолота М-ЗБ


■„ • ЦУГа ЦУГа

щее устройство (прибор 16); электронная часть ЦУГа (прибор 16А); кабельная коробка (прибор Я); ревун (прибор Р).

В комплект эхолота также входит набор запасных инструмен­тов и приспособлений (ЗИП).

Прибор 1 является гидроакустической антенной и служит для преобразования электрической энергии в звуковую и наоборт.

Прибор 4 предназначен "для регистрации измеряемо! глубины на электротермической бумаге. В нем также имеется устройство для формирования синхронизирующего импульса запуска и управ­ления работой эхолота.

Прибор 4Б служит для управления работой эхолота при от­ключенном самописце, т. е. когда происходит индикация глубины при помощи цифрового указателя.

Прибор 4Г обеспечивает световую и ззуксвую сигнализацию о выходе судна на заданную глубину

Прибор 11 представляет собой цифровое табло и служит для индикации измеренной глубины. Прибор 11 может поворачивать­ся на шарнире на угол 120° в -горизонтальной плоскости'и на 15° в вертикальной.

Прибор 16 содержит электронные блоки, которые образуют пе­редающую и приемную схемы эхолота. Здесь же размешена схе­ме контроля за исправностью основных узлов эхолота. Прибор 16 также служит для кабельной связи приборов комплекта эхоло­та между собой.

Прибор 16А содержит электронные блоки, обеспечивающие ра­боту цифрового указателя глубин. К функциональному узлу ЦУГ относятся приборы 4Б, 11 и 16А.

Прибор Я — это кабельная коробка, предназначенная для сое­динения гидроакустической антенны с прибором 16.

Прибор Р — ревун, предназначенный для подачи звукового сигнала о выходе судна на заданную глубину.

Эхолот М-ЗБ характеризуется следующими техническими дан­ными:

самописец имеет 3 диапазона: 0—50, 40—90 и 0—500 м. Кро­ ме того, имеется поддиапазон «малые глубины» (МГ) — менее 10 м; - > ,

в самописце можно устанавливать медленную или быструю (в 2 раза большую) протяжку бумаги при измерении глубин вводном и том же диапазоне: 20 или 40 мм в минуту в диапазонах 0—50 и 40—90 м; 2 или 4 мм в минуту в диапазоне 0—500 м; длина бу­мажной ленты з рулоне 20 хм;

для определения диапазона, в котором производилась запись глубины самописцем, служат следующие признаки:

диапазон 0—50 м — наличие нулевой (сплошной) линии и

линии условной отметки (пунктирной), расположенной над

нулевой;

диапазон 40—90 м — отсутствие и нулевой линии, и линии

условной отметки; .■-..':

диапазон 0—500 м — наличие только нулевой линии;

\

в эхолоте М-ЗБ возможна одновременная работа самописца (прибор 4), цифрового указателя глубин (приборы 4Б, 11, 16А) и прибора сигнализации глубины (прибор 4Г); при этом управле­ ние работой осуществляется с прибора 4; если самописец будет выключен, управление автоматически переводится на прибор 4Б (в приборе 4 высвечивается надпись «Включен-указатель»); при отключенньцввямописце и цифровом указателе работой эхолота управляет прибор 4Г; .; ..;. /

индикация глубин на табло ЦУГ выполняется с дискретностью 0,1 м; И

световая и звуковая сигнализация подается о выходе судна на., глубину, которая устанавливается вручную в приборе 4Г в следую­щих фиксированных значениях: 1; 2; 5; 20; 50 и 100 м;

инструментальная ошибка измерения глубин не превышает +0,2—0,3 м на глубинах менее 20 м и ±(1—1,5)% на глубинах более 20 м;.

эхоло» рассчитан на работу при скорости судна до 40 уз, бор-т&оой качке до 10° и килевой качке до 3°;

в эхолоте имеется схема контроля за работой основных бло­ков.

Контрольный вопрос 3

В комплекте эхолота есть устройство, которое предназначено для управления посылками импульсов. В каком приборе это уст­ройство находится?

О т з е т ы:

В приборе i (см. пояснение 93);

в приборе 4Б (см. пояснение 87);

в приборе 4Г (см. пояснение 80);

в приборах 4, 4Б и 4Г (см. пояснение 69).

Контрольный вопрос 4

В каком из ответов правильно(указаны признаки работы само-пиеЦа в диапазоне 40—90 м?

наличие нулевой линии и линии условной отметки (см. поясне­ние 55),

отсутствие и нулевой линии, и линии условной отметки (см. по­яснение 41);

наличие только нулевой линии (см. пояснение 27);

наличие только линии условной отметки (см. пояснение 13).

2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭХОЛОТА М-ЗБ

Для измерения глубины необходимо сформировать ультразву­ковые импульсы в воде, направить их к грунту и принять отра­женный звуковой сигнал. Для этой цели имеется гидроакустичес­кая антенна (прибор 1), обеспечивающая и излучение, и прием.

Управление посылками импульсов может осуществляться с лю­бого из трех приборов — 4, 4Б и 4Г.

На рис. 2 представлена блок-схема эхолота М-ЗБ, раскрываю­щая его принцип действия.

В самописце двигатель Ml через редуктор обеспечивает непре­рывное -яеремещение бесконечной ленты5 на которой закреплено пишущее перо П. Один раз за цикл перо П замыкается с контак­том запуска КЗ и обеспечивает формирование запускающего им­пульса ЗИ. Этот импульс поступает на формирователь нулевой отметки ФНО, где осуществляется задержка импульса на время, необходимое для прохождения пером расстояния от контакта за­пуска до нуля шкалы. Пройдя схему ИЛИ, импульс нуля пода­ется на мультивибратор посылки МВД, вырабатывающий прямо­угольные импульсы, длительность которых х зависит от диапазона глубин. В модуляторе Мод. этот импульс заполняется высокой ча­стотой [=100 кГц, поступающей от задающего генератора ЗГ, усиливается по напряжению и мощности (в усилителе А1) и пода­ется на гидроакустическую антенну (прибор 1). Одновременно вы­сокочастотный импульс посылки поступает на вход приемного уст­ройства (усилитель А2) для формирования естественной нулевой отметки.

Гидроакустическая антенна, работающая на пьезоэлектрическом эффекте, излучает ультразвуковые колебания с частотой f в на­правлении морского дна. Отраженный от грунта звуковой сигнал возвращается к той же антенне, где преобразуется" з электриче­ский сигнал, сохраняющий частоту /. От антенны эхо-сигнал в ви­де электрических колебаний поступает на усилитель А2, который имеет 2 каскада усиления: А2.1 и А2.2, фильтр Ф, схему ручной регулировки усиления РРУ и детектор Д. Для'защиты предвари­тельного усилителя А2 от мощного сигнала посылки на входе пер­вого каскада (А2.1) имеются 2 встречно включенных диода, кото­рые шунтируют вход усилителя и обеспечивают уровень входного сигнала не более 0,6 В. С выхода А2 через схему запрета записи (СЗЗ) сигналы (прямой и отраженный) подаются на усилитель A3 и далее на трансформатор Т записывающего устройства. Пря­мой сигнал обеспечивает запись нулевой линии, а отраженный от грунта сигнал — запись глубины.

В эхолоте М-ЗБ предусматривается одновременное формирова­ние естественного и искусственного нулей. Необходимо отметить, что естественный нулевой сигнал, который используется только в самописце, приходит на« записывающее устройство с опозданием. Это происходит потому, что в схеме предварительного усилителя А2 имеется фильтр Ф, создающий некоторую задержку во времени. Для того чтобы-©о* нуля (и естественный, и искусственный) при­ходили на записывающее устройство"в одно и то же время, в схеме предусмотрен дополнительный блок посылок (БП2). В нем нахо­дятся мультивибратор задержки нуля МВЗН и схема запрета за­писи СЗЗ, обеспечивающие запаздывание искусственного нуля и приход его на записывающее устройство одновременно с естествен-

> ным нулем. В случае, когда естественный нуль отсутствует (при (неработающем генераторе высокой частоты ГВЧ), на бумаге са­мописца регистрируется-линия искусственного нуля.— ------

, В цифровой указатель глубины ЦУГ и прибор сигнализации глубины ПСГ всегда поступает только искусственный нуль с той же самой задержкой. В ЦУГ и ПСГ подача_эхо-сигнала осуще-„ ствляется от детектор а Д через видеоусилитель А4 и схему И—НЕ. ТЗта схема на "время посылки запирается "сигналом мультивибра-'тора гашения нуля МВГН, что исключает проникновение естест­венного нуля на ЦУГ и ПСГ. - —-"-'■—

Для подавления реверберационных помех применяется схема временной автоматической регулировки усиления ВАРУ, которая. включается в работу мультивибратором MB ВАРУ в момент излу­чения. Схема ВАРУ обеспечивает выделение полезного сигнала и уменьшает влияние реверберации. В самописце предусмотрена запись оперативной отметки, которая представляет собой верти­кальную линию, записываемую пером на бумаге вдоль всей шка­лы. Оперативная отметка наносится при нажатии кнопки S и ис-пользуегся для контроля работы записывающего устройства. Для вербальной-работы.самописца необходимо оба^

ть ста-"

бильную скорость вращения двигателя Ml. Эгв выполняется при помощи тахогенератора G1 и схемы регулировки скорости PC. Лента самописца с закрепленным на ней пером имеет 2 скорости вращения -^ 3000 и 300 об/мин. Переход от одной скорости к др\гГ гой производится переключателем диапазонов и схемой управления двигателем УД.

В самописце предусмотрена запись условной отметки диапазо­нов в виде пунктирной линии, которая наносится над нулевой ли­нией. Сигнал условной отметки вырабатывается запускающим им­пульсом ЗИ в формирователе условной отметки ФУО. Схема ФУО обеспечивает задержку сигнала условной отметки, равную време­ни прохождения пера от контакта записи КЗ до места "нанесения пунктирной линии на бумаге.

Контрольный вопрос о

На блок-схеме (см. рис. 2) показаны 4 мультивибратора: МВП,' MB ВАРУ, МВЗН и МВГН. Какой из них обеспечивает совпадение по времени искусственного и естественного нулей?

Ответы:

МВП (см. пояснение 68); MB ВАРУ (см. пояснение 54);

.МВЗН (см. пояснение 40); :/-:._ .„_

# МВГН (см. пояснение 26). "-

Контрольный вопрос 6

В схеме эхолота вырабатывается 2 нулевых сигнала: искусст­венный и естественный. Какой из них подается в цифровой указа­тель глубин ЦУГ?

12,6 В

3 схему контроля чЕ каскао ВЧ*

В с/ему

контроля

«Выход ГН"

«Запуск ГН"

«I каскад ВЧ"

В схемц контроля

Нуль самописца"

В схему контооля

Нуль быход"

В схему гашения есте-

стоеннего нуля (ЦУГ) От регулято-

(Прибор ЦБ)

КЧ Т : *

+27 6 S1.7 МГ

Ограничение

контрастности

Рис. 8.3

к;

Ответы:

только искусственный нуль (см. пояснение 12); только естественный нуль (см. пояснение 92); ~Й искусственный, и естественный нуль (см. пояснение 86); ни тот, ни другой (см.. пояснение 79).

Контрольный вопрос 7 --'■'- ""--

--■ На бумаге самописца фиксируются и нулевая "отметка, и-тлу-~"" -бина. Какой из .сигналов обеспечивает.при этом запись нулевой линии?

Ответ: -

сигнал искусственного нуля (см. пояснение 67); сигнал естес!венного нуля (см. пояснение 53); эхо-сигнал (см. пояснение 39);

суммарный сигнал искусственного и естественного нулей (см. пояснение 25).

3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЭХОЛОТА ПРИ РАБОТЕ САМОПИСЦА

Функциональная схема (рис. 3^ поясняет формирование.сигна- -ла посылки и эхо-сигнала, обеспечивающего tзапись глубины. В самописце имеются 2 контакта запуска: КЗ! — для диапазонов МГ, 50 и 500 м; К32 — для диапазона 40—90 м. Пишущее перо, -закрепленное на ленте, один раз за цикл замыкает- траверсу .с контактами запуска. Движение бесконечной ленты осуществля­ется при помощи двигателя М. В тот момент, когда перо проходит через контакт запуска (К31 или К32 — в зависимости от диапа­зона), включается цепь постоянного тока через резисторы #15 и #16, диод V5, переключатель диапазонов S1.1 и первичную обмот­ку трансформатора Т. Падение напряжения на резисторе #15 является импульсом запуска. Этот импульс включает схему фор­мирователя нулевой отметки (ФНО), к которой относятся инвер­торы Инв. 1 и Инв. 2, ждущий мультивибратор МВЖ1, дифферен­цирующая цепь и согласующий каскад. На выходе схеми ФНО образуется прямоугольный импульс нуля. Задний фроиг этого им­пульса, определяющий момент посылки, наблюдается с некоторым запаздыванием т3 по отношению к импульсу запуска. Величина задержки т3 равна времени прохождения пера от контакта запус­ка (К31 или КЗ2) до нуля шкалы. Для регулировки величины т3 имеются потенциометры #1 (для диапазонов МГ и 50 м), #2 (для диапазона 40—90 м) и R3 (для диапазона 500 м). Подключение потенциометров производится при помощи реде К2.3, К2.4 и КЗ. 1 в зависимости от положения переключателя диапазонов 51.5. Для окончательной регулировки имеется дополнительный потенциометр

jSS (совмещение нуля). - - - ...

При неработающем самописце импульс нуля формируется схе­ мой ЦУГа или ПСГ .: г

Импульс нуля после схемы ИЛИ поступает в блок посылки на запуск мультивибраторов МБП (мультивибратор посылки), MB ю :■■■ - ■■ --.-■-■■, ■'

-»--■

f

ВАРУ (мультивибратор временной автоматической регулировки усиления) и МВГН (мультивибратор гашения куля).

С выхода МВП прямоугольный импульс, имеющий длительность ти (несколько миллисекунд — в зависимости от диапазона), по­ступает на модулятор Мод., где он заполняется высокой частотой f=i00 кГц от задающего генератора ЗГ. Усилитель А1 осуществ­ляет усиление посылочного импульса, и после этого сигнал пода­ется на пьезоэлектрическую антенну (прибор 1) и параллельно на входной трансформатор Т1 предварительного усилителя А2.1. . Диоды VI и V2, шунтирующие первичную обмотку трансформа­тора Т1, ограничивают величину входного сигнала (не более 0,6 В). Сигнал, поступающий :на вход усилителя А2.1 в момент посылки импульса, является естественным нулем.

Отраженный от грунта звуковой импульс (эхо-сигнал) возбуж­дает в антенне ЭДС, и через первичную обмотку трансформатора Т1 протекает ток эхо-сигнала. При слабом эхо-сигнале шунтирую­щее действие диодов VI и V2 практически сводится к нулю. Ну­левой сигнал и эхо-сигнал после усилителя А2.1 проходят через фильтры Z\ или Z2. Широкополосный фильтр Z\ подключается на диапазонах МГ и 50 м, а узкополосный 22 — на диапазонах 40— 90 и 500 м,-Переключение фильтров осуществляется контактами реле К1 и К2. Усилитель А2.1 имеет вручную и автоматическую схемы регулировки коэффициента усиления. Ручная регулировка производится потенциометром #3, расположенным в самописце, или аналогичным потенциометром, находящимся в приборе. 4Б (ЦУГ). Ручная регулировка осуществляется путем изменения силы тока в делителе напряжений #4—#3—V6VIR\ — V3—R2V4, Сила тока в этой цепи определяет сопротивление диода V4 и, сле­довательно, величину нулевого и эхо-сигнала на входе усилителя

А2.1. " . ^ в _ ^ ■ : ...

Для подавления реверберационных помех в схеме эхолота име­ется временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ), действующая по всему диапазону глубин. ВАРУ обеспечивает из­менение коэффициента усиления А2.1 по заранее подобранному закону. Изменение коэффициента усиления производится подачей управляющего напряжения на диоды т/5—V8 от блоков ВАРУ 1 и ВАР У 2. Запуск блоков ВАРУ 1 и ВАРУ 2 осуществляется син­хронно с излучением импульса мультивибраторами MB ВАРУ и МВГН. Схема ВАРУ 1 устанавливает оптимальный коэффициент усиления А2.1 по всему диапазону глубины, а ВАРУ 2 обеспечи­вает измерение минимальной глубины.

Предварительно усиленный и отфильтрованный от помех сиг­нал поступает на усилитель А2.2 и далее на детектор Д. Сигнал (естественный нуль и эхо-сигнал) с выхода детектора Д через диод УЗ и резистор #24 подается на усилитель записи A3. Сюда же поступает искусственный дуль-от мультивибратора задержки нуля МВЗН и схемы запрета записи СЗЗ. Схема СЗЗ настроена так, что оба нуля — искусственный и естественный — совпадают. Четкость записи нулевой линии и' отметки глубины выполняется'

И

потенциометрами Ю и R8 (контрастность) через схему Огра­ничение контрастности.

Усилитель записи A3 имеет задающий генератор ЗГ, модулятор Мод. и 2 усилительных блока: усилитель напряжения УН и усили­тель мощности *УМ. С выхода ЗТ напряжение синусоидальной фор­мы непрерывно-воздействует на вход модулятора—В-исходном со­стоянии модулятор закрыт, а с приходом сигнала (нуль, эхо, опе­ративная, условная отметки) он открывается и на его выходе фор­мируется высокочастотный сигнал, который .после .усиления по на­пряжению и мощности через трансформатор Т подается на. запи­сывающее устройство.

Чувствительность усилителя записи устанавливается резисто­ром R19.

Оперативная отметка записывается на бумаге в виде верти­кальной линии при нажатии кнопки S2.

Для обозначения признака работы эхолота в диапазоне 0— 50 м (а также МГ) на бумаге самописца автоматически наносится условная отметка (УО) в виде пунктирной линии, которая распо­лагается над нулевой линией.

Условная-отметка образуется при помошгГ узла ФУО (форми­рователь условной отметки), к которому относятся: инвертор Инв. 3, ждущий мультивибратор МВЖ-, дифференцирующая цеп;>, инвертор Инв. 4 и согласующий каскад.

Запускающий импульс для схемы ФУО снимается с резистора

яю.

Прерывистость линии условной отметки создается прерывате­лем ПК, вращение которого осуществляется через редуктор от дви­гателя самописца М. Импульс условной отметки, сформированный элементами ФУО, через конденсатор С4 и резистор R5 подается на вход усилителя записи A3 и далее после усиления через транс­форматор Т на записывающее устройство. Место записи условной отметки устанавливается регуляторами R4 и R18.

Для проверки сигнальных напряжений в отдельных точках схе­мы имеются гнезда Гн.1—Гн.6. j

Контрольный вопрос 8

При работе самописца в диапазоне 0—500 м обнаружено несов­падение нулевой линии с нулем шкалы. Какими регуляторами не­обходимо выполнить настройку самописца?

Ответы:

регуляторами RI и R9 (см. пояснение 11); регуляторами R2 и /?9 (см. пояснение 91);' регуляторами R3 и R9 (см. пояснение 85); регуляторами Rl и R2 (см. пояснение 78).

Контрольный вопрос 9

В схеме эхолота имеется только одна антенна, работающая на излучение и прием. Почему мощный посылочный сигнал не меша­ет нормальной работе предварительного усилителя А2.1?

12

О т s <•. т ы: \

на время излучения вход усилителя А2.1 отключается от посы­лочного тракта (см. пояснение 66); '

уровень посылочного сигнала на входе А2.1 автоматически ог-раншшвается диодами VI и V2 (см-, пояснение 52)

уровень посылочного сигнала на входе А2.1 автоматически огра­ничивается схемой ВАРУ (см. пояснение 38);

нулевой сигнал не пропускается .фильтрами Z\ и Z2 (см. пояс­ нение 24). Г.

Контрольный вопрос 10

Что собой представляет и для какой цели наносится условная отметка (УО) ?

Ответы:

УО — это сплошная вертикальная линия, которая служит для обозначения приметной глубины (см. пояснение 10);

УО — это сплошная горизонтальная линия на верхнем поле бумант, предназначенная для обозначения диапазона (см. поясне­ние 77).

УО — это пунктирная горизонтальная линия на верхнем поле бумаги, которая служит для обозначения диапазона (см. поясне­ние 65).

Контрольным вопрос 11

Какое назначение в эхолоте имеет схема ВАРУ? Ответы:

ВАРУ обеспечивает подавление реверберационных помех на выходе усилителя А2.1 (см. пояснение 51);

ВАРУ обеспечивает ограничение сигнала на входе усилителя А2.1 (см. пояснение 37);

ВАРУ обеспечивает уменьшение помех, идущих вместе с сигна­лом, но имеющих другую частоту (см. пояснение 23).

4. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЭХОЛОТА ПРИ АВТОНОМНОЙ РАБОТЕ ЦУГа

Эхолот М-ЗБ может работать в следующих вариантах (рис. 4):

а) включены все три прибора индикации глубины — самописец (прибор 4); ЦУГ (прибор 4Б) и ПСГ (прибор' 4Г). В этом вари­ анте управление посылками импульсов осуществляется от самопис­ ца (этот вариант работы эхолота рассмотрен в предыдущем раз­ деле (см. рис. 3);~ -_,

б) самописец выключен, работают ЦУГ (прибор 4Б) и ПСГ (прибор 4Г). В этом случае управление производится схемой ЦУГа. Эхо-сигнал поступает и в ЦУГ, и в ПСГ;

в) из трех приборов индикации включен только один ПСГ

(прибор 4Г). Управление посылками выполняется автономно схе­мой ПСГ.

13

" 'При включении самописца производится автоматическое пере­ключение цепей управления от ПСГ или ЦУГа на самописец.!

Рассмотрим функциональную схему эхолота при автономной; ра­ боте ЦУГа. К ЦУГу относятся: прибор 4Б (пульт управления ЦУГа), прибор 11 (цифровое табло) и прибор 16 (электронная часть ЦУГа).- f* * " Л

Импульсы управления (импульсы нуля) формируются генера­ тором автозапуска ЦУГа, который собран на транзисторах Ш и : V2. —— - -v" " -■ \[-:

Частота посылок определяется конденсатором С4 или С5 в^$а-висимости от диапазона, устанавливаемого переключателем 55.

В исходном состоянии оба транзистора заперты. При включе­нии прибора 4Б от напряжения +12,6 В через резистор R2 заря­жается конденсатор С4 (С 5) до тех пор, пока напряжение на рс vi не сравняется с напряжением на базе этого транзи-.,|С;й-еШ;€Н'ие на базе определяется делителем R4,—/?5). В этот г транзисторы открываются и заряд конденсатора С4 (С5) уменьшается до нуля. Схема приходит в исходное состояние: оба транзистора закрываются за счет положительного смещения, по-даваемого на базу VI с делителя R4—R5. Далее цикл повторяет­ся. Отрицательные импульсы через конденсатор СЗ и диод V6 по­ступают в согласующий каскад СК, где формируется прямоуголь­ный импульс ну-ля. Этот импульс через схему ИЛИ подается в блок посылок БП приемно-передающего устройства (прибор 16) на запуск мультивибратора МВП. С выхода МВП прямоугольный импульс, имеющий длительность Ти, поступает на модулятор Мод., где он заполняется высокой частотой /=100 кГц от задающего ге­нератора ЗГ. После усиления в блоке А1 посылочный импульс по­дается на пьезоэлектрическую антенну и параллельно на входной трансформатор Т1 предварительного усилителя А2.1. Диоды F1 и VI ограничивают величину входного сигнала. Сигнал, поступаю­щий на вход А2.1 в момент посылки импульса, является естест­венным нулем. После прохождения усилителей А2.1 и А2.2, де­тектора Д и видеоусилителя А4 естественный нудь подается на схему И—-НЕ (прибор !6).

Сюда же, на второй вход схемы И—НЕ, приходит импульс от мультивибратора гашения нуля МВГН. Мультивибратор запуска­ется нулевым импульсом. Схема И—НЕ закрывается импульсом гашения нуля и не пропускает естественный нуль на индикацию в ЦУГ и ПСГ.

Эхо-сигнал, пройдя те же самые элементы, приходит на схему И—НЕ, которая к этому моменту времени открывается. Далее .эхо-сигнал подается на электронную схему ЦУГа (прибор 16А), в -блок- ФЭС (формирователь эхо-сигнала). Сюда же, в прибор—НЗА, в блок ФУИ (формирователь управляющих импульсов) приходят импульс искусственного нуля, который вырабатывается схемой мультивибратора задержки нуля МВЗН. Схема МВЗН обеспечи­вает задержку искусственного нуля на время, которое необходимо эхо-сигналу, чтобы пройти фильтр ZI или Z2.

14 "■ ' '

: Задача ЦУГа состоит в том, чтобы измерить промежуток вре­ мени t между моментами прихода искусственного нуля и эхо-сиг­ нала. —-.- —--::■:■—--^=zrr-ri;-:-'- -::.rr~~-"~ ~z::

Схема ФУИ запускает ждущий мультивибратор МВЖ, рабо­тающий в режиме деления частоты управляющих импульсов. Пе­риод мультивибратора Гц больше периода следованна., -нулевых импульсов Т. Это сделано для удобства индикации, чтобы исклю­чить мелькание цифр во время счета. С мультивибратора прямо­угольные импульсы подаются на схему сброса, которая устанавли­вает счетчик импульсов СИ в нулевое состояние после каждого цикла работы (один раз за период 7"ц). Одновременно импульс сброса, соответствующий началу-счета, поступает на триггер за­прета ТЗ и триггер управления ТУ.

Триггер управления работает по схеме с раздельными вхо­ дами. ■

На один вход подается' импульс начала счета, а на другой — импульс эхо-сигнала со схемы И—НЕ 1, которая управляется триг­гером запрета ТЗ с целью выделения одного (первого) импульса эхо-сигнала за период Гц. Триггер управления ТУ вырабатывает разделяющий сигнал, идущий "на один из "входов схемы И—НЕ 2. На второй вход этой схемы непрерывно подаются счетные импуль­сы от генератора тактовых импульсов ГТИ. Счетчик импульсов СИ подсчитывает количество тактовых импульсов за время (, про­порциональное измеряемой глубине. Для превращения количества подсчитанных импульсов в цифровое изображение глубины необ­ходим дешифратор ДШ. Управление блоком ДЩ (включение и выключение) осуществляется- сигналами триггера управления ТУ и схемой запрета опроса НЕ. Возврат счетчика импульсов СИ в исходное положение осуществляется один раз за период Тц схе­мой сброса (сигналом начала счета). Дешифратор ДШ обеспечи­вает включение изображения отсчета глубины на цифровом табло (прибор 11) с частотой индикации примерно 1 Гц.

I Контрольный вопрос 12

i Включены все три прибора индикации глубины — самописец (прибор 14), ЦУГ (прибор 4Б) и ПСГ (прибор 41). От какого из

этих приборов осуществляется управление посылками импульсов? .1 ■ ■

I Ответы:

[ОТ самописца (прибор 4) (см. пояснение 9); от ЦУГа (прибор 4Б) (см. пояснение 96); от ПСГ (прибор 4Г) (см. пояснение 76); от каждого прибора самостоятельно (см. пояснение 64).

Контрольный вопрос 13

В схеме эхолота формируется 2 нулевых сигнала: естественный • и искусственный. Какой из этих сигналов поступает в схему . ЦУГа? - - — - - --: „ - L.

Ответы:

только естественный нуль (см. пояснение 50);

-.-,-■ 15

только искусственный нуль (см. пояснение 36); _-■-

и естественный, и искусственный нуль (см. пояснение 22);

ни естественный, ни искусственный нуль (см. пояснение 8).

Контрольный вопрос 14 I

В схеме генератора автозапуска ЦУГа (прибор 4Б) имеются конденсаторы С4 и С5, которые подключаются в работу в зависи­мости от диапазона...измеряемых глубиЖ'Что происходит,. когда вместо одного конденсатора подключаетсЦ другой? 7^Z-r,

Ответы: Ц

изменяется ширина импульса нуля ti (cm. пояснение 90);

изменяется высота импульса нуля А (см. пояснение 84);

изменяется период следования импульсов нуля Т\ (см. поясне­ ние 75);

изменяется полярность импульса нуля (см. пояснение 63).

5. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЭХОЛОТА ПРИ АВТОНОМНОЙ

РАБОТЕ ПСГ

В эхолоте предусмотрена- (см. рис. 4) автономная работа при­бора сигнализации о выходе судна на заданную глубину (ПСГ). В' этом случае управление посылками импульсов осуществляется генератором автозапуска ПСГ, который расположен в приборе 4Г. Он собран па двух транзисторах VI и V2 и работает так же, как --«»■-, ашр автозапуска ЦУГа. Генератор автозапуска ПСГ форми­рует оградлтелшие импулвсы, которые после прохождения согла­сующего каскада СК принимают прямоугольную форму (импуль­сы нуля). Эти импульсы через схему ИЛИ подаются в блок посы­лок БП приемно-передающего устройства (прибор 16) и осуще­ствляют запуск мультивибратора МВП. С выхода МВП прямо­угольные импульсы длительностью ти поступают на. модулятор Мод. и заполняются высокой частотой /=100 кГц от задающего генератора ЗГ. После усиления в блоке Ai импульсы поступают на антенну (прибор 1) и параллельно на входной трансформатор Т1 предварительного усилителя А2.1. Звуковой сигнал, отражен­ный от грунта, возбуждает в антенне импульс эхо-сигнала,! кото­рый вслед за сигналом естественного нуля через трансформатор Т1 поступает на вход усилителя А2.1. Эти 2 импульса (естествен­ный нуль и эхо-сигнал), следуя друг за другом с интервалом вре­мени, пропорциональным измеряемой глубине, проходят фильтр Z1, усилитель А2.2, детектор Д, видеоусилитель А4 и поступают в схему И—НЕ (прибор 16). На второй вход схемы И—НЕ подает­ся импульс от мультивибратора гашения нуля МВГН. Этим им­пульсом схема И—НЕ закрывается на момент посылки и не про­пускает ..естественный нуль в ПСГ. Начало работй схемы ПСГ определяется импульсом искусственного нуля, поступающим от мультивибратора задержки нуля МВЗН.

16

Этим импульсом запускается фантастрон переменной^ задерж­ ки ФПЗ, который формирует импульс длительностью тзад — в со- 4 ответствий с заданной глубиной, устанавливаемой переключате­ лем S6 (прибор 4Г). t ..,,: -

Величина т3ад определяется работой соответствующей время- -1 задающей цепи ВЗЦ. Импульс Тзад-тэт ФПЗ через переключатель

53 («Мельче»—«Глубже») поступает на схему совпадения И—НЕ. (Когда переключатель S3 установлен в положение «Глубже»,

Ж импульс тзад проходит через инвертор.) Схема совпадения Й—НЕ

W обеспечивает селекцию импульсов эхо-сигнала на вход мультиви­братора-расширителя МБР в те интервалы времени, когда на

Я первом входе схемы И—НЕ имеется отрицательный импульс тзад.

™ Следовательно, если переключатель S3 стоит в положении «Мель­ че», то через схему И—НЕ может пройти эхо-сигнал, пришедший с глубины, которая меньше заданной. Если же переключатель S3 установлен в положение «Глубже», то благодаря инвертору схема И—НЕ на время тзад будет закрыта. Таким образом, через схему И—НЕ будут проходить импульсы-эхо-сигнала, соответствующие глубинам, которые больше заданной. Импульсы эхо-сигнала, про­ шедшие схему И—НЕ, подаются на мультивибратор-расширитель МБР, который квантует импульсы и подает их на интегратор 2 Благодаря интегратору схема сигнализации не срабатывает от случайных помех, сходных с эхо-сигналом. В схеме интегратора - имеются накопительные конденсаторы, для полного заряда кото­ рых необходимо около 10 квантованных импульсов, поступающих от МБР. ■ *

Когда постоянное напряжение на конденсаторах интегратора достигает определенного уровня, срабатывает схема электронного ключа КЭ и подается питание на обмотку реле К. Контакты этого реле включают элементы звуковой (Н2) и световой (HI) сигнали: зации, которая предупреждает судоводителя о том, что судно вы­шло на заданную глубину.

В приборе 4Г предусмотрена проверка работоспособности при­емно-передающего тракта эхолота и схемы ПСГ. Для проверки необходимо установить переключатель S3 в положение «Мельчен и нажать кнопку S4 («Контроль»). При этом импульсы естествен­ного нуля поступают на схему совпадения И—НЕ блока ПСГ и далее на сумматор. Через некоторое время после нажатия кнопки

54 («Контроль») в интеграторе накапливается напряжение, доста­ точное для срабатывания сигнализации. Наличие звукового (све­ тового) сигнала свидетельствует об исправности, приемно-переда­ ющего тракта эхолота и схемы ПСГ.

Контрольный вопрос 15

В приборе 4Г имеется. переключатель—56- («Установка глуби-~ ны») на 6 положений. Что происходит в схеме ПСГ при переводе этого переключателя с одного деления на другое?

- , Ответы: -: -..,'-: ;.., , _ i . ...

йзмёняёуся частота следования прямоугольных импульсов, вы­рабатываемых фантастроном ФПЗ (см. пояснение 49);

17

2 Заказ 1482

изменяется полярность--прямоугольных импульсов, вырабаты­ ваемых фантастроном ФПЗ (см. пояснение 35);

: изменяется длительность прямоугольных импульсов, вырабаты­ваемых фантастроном ФПЗ (см. пояснение 21);

изменяется высота прямоугольных импульсов, вырабатываемых фантастроном ФПЗ (см. пояснение 7). ~_

Контрольный вопрос 16

В приборе 4Г имеется переключатель S3 («Мельче», «Глуб­же»). Ч,то происходит в схеме ПСГ, котда_этот_;лереключатель лз„ * положения ~<<МеЖьчё>>;перев6дят в положение «Глубже»?

и ' ; - ...... .-■ - - :- - -~"~

Ответы:

изменяется частота следования прямоугольных импульсов, по­ступающих на схему И—НЕ (см. пояснение 83);

изменяется полярность прямоугольных импульсов, поступающих на схему И—НЕ (см. пояснение 74);

изменяется длительность прямоугольных импульсов, поступаю­щих на схему И—НЕ (см. пояснение 62);

изменяется-высота-и^ямоурольн№х^ГО1ГпулБеав7~пос^ схему И—НЕ (см. пояснение 48).

К-ййтрельный вопрос 17 .

"При работе^ПСГ в схеме эхолота формируются 2 нулевых сиг­нала: естественный и искусственный. Какой из этих сигналов опре­деляет работу схемы ПСГ?

Ответы:

только естественный нуль (см. пояснение 34);

только искусственный нуль (см. пояснение 20);

и естественный, и искусственный нуль (см. пояснение 6);

ни естественный, ни искусственный нуль (см. пояснение 61).

6. УПРАВЛЕНИЕ РАБОТОЙ ДВИГАТЕЛЯ САМОПИСЦА

Двигатель самописца Щ должен вращаться с постоянной ско­ростью я = 3000 об/мин. Для стабилизации его частоты вращения применяется регулятор скорости PC. Чувствительным элементом PC является частотно-фазовый дискриминатор ЧФД, в котором имеется резонансный колебательный контур, настроенный на ча­стоту /о=Ю00 Гц. На одном валу с двигателем М находится та-хогенератор G, являющийся измерительным органом частоты вра­щения двигателя ./. Если частота вращения отклоняется от нормы, т. е. появляется разность Д/=/о—/, блок.ЧФД вырабатывает сиг­нал ИГв виде напряжения постоянного тока. Сигнал И\ является управляющим для магнитного усилителя МУ. На выходе МУ об­разуется добавочное напряжение постоянного тока #дОб, которое -с -помощью схемы суммирования Е Г "добавляется "к напряжению \ -#а=27 -В, подаваемое на двигатель от источника постоянного

тока. В итоге скорость вращения двигателя стабилизируется с высокой степенью точности и исключается инструментальная по­грешность эхолота от перепадов напряжения судового тока.

В самописце эхолота М-ЗБ предусмотрено 2 скорости вращения ленты с перьями: одна скорость на диапазонах МГ, 50 и 40—90 м й"7гругая -— на диалазоне 500 м. Переход с одной скорости на другую осуществляется путем реверсирования двигателя~\М. при

Рпс. 5. Управление работой двигателя самописца

помощи переключателя .диапазонов-. S1.KL На:рис. 5 показана принципиальная схема реверсирования двигателя. При работе са­ мописца в диапазоне 500 м переключателем S1.10 подается пита­ ние +27 В на обмотку реле К2. Контакты этого реле меняют по­ лярность питания двигателя М, что обеспечивает вращение его в обратную сторону. \ - :....

Реверсирование двигателя вызывает вредный бросок тока в его цепи. Для устранения этого явления предусмотрена специальная схема автоматического подключения резистора i?18 в цепь дви­гателя на момент изменения полярности питания. Эта схема ра­ботает следующим образом.

При установке переключателя S 1.9 на диапазон 500 м напря­жение—И-2-,-6 В через резистор- #17 поступает на заряд конден­сатора СЗ.

- При этом возникает импульс положительной полярности. Через диод V2 он запускает мультивибратор MB. -Прямоугольный им-, пульс с выхода MB подается на электронный ключ КЭ, при замы-. кании которого включается цепь питания реле KL На время дей-

_ ' . : 19

ствия импульса мультивибратора т _.реде К1- своими „контактами, подключает ■"резистор R18 в цепь питания двигателя М. Подклю­чение резистора R18 ограничивает бросок тока-в цепи двигателя при его реверсировании.

' После исчезновения- -прямоугольного импульса х- электронный-"ключ КЭ размыкается, контакты реле К1 переходях-В.. абычное положение и резистор 518 -шунтируется.-Двигатель продолжает работать обычный'"образом, получая питание без ограничения ре­зистором R\8. I

- При обратном "переключении самописца с диапазона 500 м на любой другой диапазон обесточивается реле К2 и его контакты изменяют полярность в цепи питания двигателя; М. Для предот; вращения вредного, броска тока необходимо опять на момент ре­версирования подключить резистор ./?18. Для этой цели использу­ется отрицательный импульс, возникающий при разряде конден­сатора СЗ (этот конденсатор сохранял заряд). Конденсатор СЗ разряжается по следующей цепи: левая обкладка СЗ — переклю­чатель 51.9 — корпус-инвертор Инв. — R2—С1 — правая обклад­ка СЗ. Возникающий при этом отрицательный импульс инверто-ром Инв. преобразуется -в -положительный ТГ "через диод;"VI и" конденсатор С2 подается на вход мультивибратора MB. На вре­мя действия прямоугольного импульса т срабатывает электронный ключ КЭ, замыкаются контакты реле К1, снова подключается балластный резистор R18,-уменьшая бросок тока в цепи двигате­ля М. На все время работы двигателя в диапазонах МГ, 50 и 40— 90 м конденсатор СЗ остается разряженным.

Контрольный яопрос 18

На рис. 5 изображена схема управления работой двигателя са­мописца. Для какой цели служит реле К1?

Ответы:

для реверсирования двигателя самописца (см. пояснение 47); для подключения резистора R18 ц цепь двигателя самописца (см. пояснение 33); '

для изменения скорости вращения двигателя самописца (см. пояснение 19). I

-■...'.■ -t ■:.■■.■ ■■■-■.- ■ '

■ " ■ ■ ■ I ■ - - - - -

Контрольный вопрос 19

Для какой цели служит реле К2 (см. рис. 5)?

Ответы:

для реверсироваТшя двигателя самописца (см. пояснение 5); ■для подключения резистора R18 в пепь двигателя самописца (см. пояснение 73); „-, .../:,,/..Л ....-/-\-

._для изменения/скорости вращения двигателя "самописца (см/ пояснение 60). . -.-..-,. - .-,-■"-'■..

Контрольный вопрос 20 - i . _ _ i

В каком из ответов все перечисленные элементы предназначе­ ны для стабилизации скорости вращения ..двигателя .самописца . (см. рис.5)? .г -.-—--._

т-~~-~(УтГЪ ёт ы:

инверторГ"Инв.; мультивибратор MB; электронный ключ КЭ и реле К1 (см. пояснение 46);

реле К1.; тахогенератор G; демодулятор ЧФД;-усилитель МУ := (см. пояснение 32);

электронный ключ КЭ; реле К1; резистор R18; источник пи-—тания Е1 (см. пояснение 18); - —•

тахогенераюр G; демодулятор ЧФД: усилитель МУ;

источник питания Е1 (см. пояснение 4).

7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭХОЛОТА М-ЗБ

Управление работой эхолота может производиться, с самопис­ца (прибор 4), с указателя (прибор 4Б) — .при. отключенном са­ мописце или с прибора сигнализа- Го —цни глубины (прибор"4Г)""Ттрй~бт- т-f— ключенных самописце «указателе. При всех включенных приборах (4, i 4Б и 4Г) управление работой эхо- | лота осуществляется только с само­ писца (прибор 4), при этом на ука- j зателе (прибор 4Б) зажигается надпись «Включен прибор 4»; на j приборах горят лампы подсветки панели управления.

При отключенном самописце j (прибор 4) управление работой эхо­ лота осуществляется с указателя (прибор 4Б). В самописце на это время горит надпись «Включен ука­ затель». -

7.1. Органы управления и контроля

4 5-2- 1

Рис. 6. Органы управления самописца

Органы управления эхолотом располагаются на лицевых пане­лях приборов 4, 4Б и 4Г.

На рис. 6 показаны органы управления и контроля, располо­ женные на лицевой панели самописца- (прибор 4): J — кнопка оперативной отметки;.. 2 — регулятор-«Усиление»; 3 — регулятор «Подсветка»; 4 — выключатель «Сеть»; 5 — переключатель диа­ пазонов; 6 — надпись «Включен прибор 4Б».

-Внутри прибора 4, в нижней части корпуса,-имеется дополни­тельный переключатель «Работа — отключено». Этим переключа-

...;;.. ■...: ,. ■ .:;/ :. . -:..- - ■- ' '... ' . г\

телем пользуются при выполнении проверок эхолота. Там же рас- - -положен переключатель ::скорости протяжки ^бумаги «V—2V», который позволяет в каждом диапазоне устанавливать или нор­ мальную скорость протяжки (К), или увеличенную в 2 раза .(2V)... fff . _ j I _ На рис. 7 представле-

' ны органы управления и

контроля, расположешше >- на лицевой панели пуль­та управления ЦУГа (прибор 4Б): / — надпись «Включен прибор 4»; 2 — —: регулятор - «Подсветка»: , 3 — регулятор «Усиле­ние»; 4 — переключатель диапазонов; 5 — выклю­чатель «Сеть».

На рис. 8 изображены элементы управления,

Рис. 7. Пулы управления ЦУГа : . расположенные на лице­вой панели прибора сиг­нализации глубины (прибор 4Г):1— выключатель «Сеть»; 2— переключатель «Мельче» — «Глубже»; <? — переключатель «Уста­новка глубины»; 4 — регулятор «Подсветка». В приборе 16 (Бнутри,

--П,?. иг

\ /

5 37 „

2 \---i -аи Сеть \ . / „ Мельче J'ngS

400

пбт]

Глибикп

ic. в. Прибор сигнализации глубины

-Под. крышкой) имеетсяобщий выключатель пи­тания, который всегда должен находиться в по­ложении «Сеть». В поло­жение «Отключено» он ус­танавливается только на время ремонта. Там же расположены органы, предназначенные для контроля работы основ­ных блоков эхолота: мно­гопозиционный переклю­чатель «Контроль рабо­ты», сигнальная лампа, вспышки которой указывают на исправ­ность контролируемой цепи, и 12 гнезд для проверки отдельных участков схемы.