4. Расчет установочных данных для корректора

индукционного лага

На судах морского флота широко применяются индукционные лаги для измерения скорости хода судна относительно воды. Прототипом такого лага является индукционный лаг ИЭЛ – 2М.

Лаг измеряет скорость судна с некоторой погрешностью, которая должна быть компенсирована поправкой.

В общем случае погрешность лага является функцией скорости, которую можно представить в виде суммы трех составляющих

ΔV = a + bV + f(V),

где а– постоянная составляющая;

bV– линейная составляющая;

f(V) – нелинейная составляющая.

Постоянная составляющая погрешности в индукционном лаге компенсируется при выполнении регулировки “Установка рабочего нуля”. Компенсация линейной составляющей погрешности производится при выполнении масштабирования. Нелинейная составляющая погрешности компенсируется применением корректора, ввод данных в который выполняется по результатам испытаний на мерной линии.

Задание 4.

Произвести расчет данных для масштабирования и установки корректора индукционного лага ИЭЛ – 2М.

Исходные данные.

На мерной линии были получены погрешности лага для трех истинных скоростей:

малый ход – V_и1, погрешность ΔV₁;

средний ход – V_и2, погрешность ΔV₂;

полный ход – V_и3, погрешность ΔV₃.

При переключении лага в режим “Масштаб” отсчет скорости лага, соответствующий эталонному напряжению, равен М₁.

Порядок выполнения.

1. Рассчитать отсчет скорости М₂, который должен показывать лаг при эталонном напряжении, с учетом введенной линейной поправки лага. ВеличинаМ₂определяется по формуле

,

где V_и3иV_л3– соответственно истинная и лаговая скорости судна на полном ходу, причемV_л3=V_и3– ΔV₃.

2. Определить установочные данные для корректора, с помощью которого в схему лага вводится нелинейная составляющая поправки. Последовательность действий по составлению программы работы корректора поясним, использую следующий пример. Пусть в результате пробегов на мерной линии были получены погрешности лага на трех режимах движения:

малый ход – V_и1= 5,5 уз.; погрешность ΔV₁= 0,5 уз.;

средний ход – V_и2= 11,6 уз.; погрешность ΔV₂= 0,65 уз.;

полный ход – V_и3= 16,7 уз.; погрешность ΔV₃= 0 уз.;

В первую очередь необходимо построить (допустимо на миллиметровой бумаге формата А4) зависимость ΔVотV_ив виде ломаной линии, которую будем называть экспериментальной. Для рассматриваемого примера такая зависимость показана пунктирной линией (OABC) на рис. 6. Причем, масштаб по осямΔVиV_идолжен соответствовать масштабу специального трафарета, изображенном на рис. 7.

3. Пользуясь специальным трафаретом (рис. 7), начерченным на прозрачной бумаге (кальке), нанести на ту же миллиметровку вторую ломаную линию – регулировочную, состоящую из трех-четырех участков, которая должна наилучшим образом совпадать с экспериментальной линией. Причем нанесение регулировочной ломаной линии должно удовлетворять следующим требованиям:

а) каждый участок регулировочной ломаной линии необходимо наносить под определенным наклоном, в наибольшей степени соответствующим одной из радиальных линий трафарета;

б) начало и конец каждого участка ломаной линии должны соответствовать целому числу узлов по шкале скорости V_и(начиная с 1 уз.). Если максимальная скорость судна больше 17 уз., то начало и конец каждого участка ломаной линии должны соответствовать четному числу узлов (начиная с 2 уз.).

в) точка излома регулировочной линии (переход на следующий участок) при выполнении условия пункта б) должна располагаться как можно ближе к одноименной точке излома экспериментальной линии.

Поясним сказанное обращаясь к примеру, графическое построения которого приведены на рис. 6.

Наложив трафарет на миллиметровку (на которой нанесена только экспериментальная ломаная линия), определяем, что первому участку экспериментальной линии соответствует радиальная линия трафарета с наклоном 40^о36′, весовые коэффициенты которой +(2, 4). Значения весовых коэффициентов каждой линии трафарета указывается над самой линией после значения угла наклона.

Так как максимальная скорость судна в рассматриваемом примере не превосходит 17 узлов, то начало и конец первого участка регулировочной ломаной линии выбираем равными соответственно 1уз. и6уз. (точкаА′ расположена наиболее близко к точкеА). Наносим на миллиметровку участок1регулировочной линии – отрезок1А′ (на рис. 6 – сплошная линия).

Затем, точку0осей трафарета совмещаем с концом первого участка регулировочной ломаной линии – точкойА′ (соответствующие оси трафарета и зависимостей ΔVотV_ина рис 6 должны быть параллельны), и наносим участок2регулировочной ломаной линии – отрезокА′В′ на рис.6. Ему соответствует радиальная линия трафарета с наклоном 16^о54′ и весовым коэффициентом +2. Начало участка соответствует скорости 6 уз., конец – 11 уз.

Аналогично, участку 3(отрезокВ′С′) соответствует радиальная линия трафарета с наклоном вниз под углом 50^о48′ с отрицательными коэффициентами –(1, 2, 4). Начало участка соответствует скорости 11 уз., конец – 16 уз.

Таким образом, наносят три участка регулировочной ломаной линии.

При выполнении данного пункта необходимо вычертить на кальке трафарет, шкалы которого должны иметь масштаб 1 см = 0,1 уз. ΔVи 1 см = 1 уз.V_и. В таком же масштабе нанести экспериментальную и регулировочную ломаные линии на миллиметровку.

Используя весовые коэффициенты каждого участка регулировочной ломаной линии, установить коммутационные перемычки в гнезда корректора. Установка перемычек производится с помощью технологической панели (рис. 8), которая накладывается на коммутатор блока корректора. Панель представляет собой линейку с центральным вырезом, в который входит коммутационный разъем электронной платы корректора. На линейке отмечены зоны, узлы, участки и весовые коэффициенты, которым соответствуют гнезда коммутатора блока корректора (30 гнезд в правом ряду и 31 гнездо – в левом).

Коммутационные перемычки при установке соединяют соответствующие гнезда правого и левого рада коммутатора как показано на рис. 8. Три верхние гнезда предназначены для выбора зоны. Первая зона используется, когда полный ход судна менее 17 уз., вторая – более 17 уз.; 17 последующих пар гнезд относятся к установке перемычек “узлы”, причем, с левой стороны панель оцифрована значениями узлов от 1 до 17, а с правой – от 2 до 34 с интервалом 2 уз. (только четные). Оставшиеся 12 пар гнезд используются для установки перемычек “коэффициенты”, т.е. набора весовых коэффициентов для каждого из трех участков (маркировка “участки” с указанием номера каждого участка расположена в левой нижней части технологической панели).

Каждому участку соответствует 4 пары гнезд для установки весовых коэффициентов. При установке первой зоны (максимальная скорость судна меньше 17 узлов) перемычку необходимо устанавливать таким образом, чтобы она соединяла верхнее гнездо правого ряда коммутатора с верхним гнездом левого ряда. Выбор второй зоны (максимальная скорость судна больше 17 узлов) предусматривает установку перемычки так, чтобы она соединяла первое верхнее гнездо правого ряда со вторым верхним гнездом левого ряда коммутатора. В рассматриваемом примере требуется установить первую зону, как показано на рис. 8.

С помощью перемычек “узлы” Устанавливаются значения начальной скорости каждого из участков регулировочной ломаной линии. При максимальной скорости судна менее 17 узлов используется левая шкала технологической панели (гнезда от 1 до 17 узлов через 1 узел), при максимальной скорости более 17 узлов – правая шкала (гнезда от 2 до 34 узлов через 2 узла).

В данном примере, пользуясь левой шкалой панели, устанавливаем перемычки “узлы”, соответствующие скоростям 1 уз., 6 уз., 11 уз. и 16 уз. (рис. 8). Последняя перемычка “узлы”, установленная в гнезде 16 узлов обеспечивает введение нулевой поправки в диапазоне 16 – 17 узлов.

Заключительным этапом является установка перемычек “коэффициенты”. В этом примере установка перемычек “коэффициенты” производится следующим образом. Для участка 1были получены весовые коэффициенты +(1, 2, 4). Их установка выполняется с помощью четырех перемычек “коэффициенты”, которые устанавливаются в гнезда “+”, “1”, “2”, “4” участка1технологической панели (рис. 8). Аналогично для участка2перемычки “коэффициенты” устанавливаются в гнезда “+” и “4”, а для участка3– в гнезда “1”, “2” и “4” (отсутствие перемычки в гнезде “+” означает ввод отрицательных коэффициентов на участке 3).

Выполняя эту работу (задание), необходимо вычертить технологическую панель (по образцу рис. 8) и нанести положение коммутационных перемычек, что и определит программу работы корректора нелинейной погрешности лага.

По заданию 4 представить:

а) значение скорости М₂при масштабировании;

б) графические зависимости нелинейной составляющей погрешности лага от истинной скорости (ломаные ОАВСи1А′В′С′);

в) специальный трафарет;

г) результаты для установки коммутационных перемычек оформленные по образцу табл. 10

д) рисунок технологической панели (аналогично рис. 8) с изображением перемычек, установленных в соответствии с данными табл. 10.

Таблица 10. Данные для установки коммутационных перемычек

Зона (1-ая или 2-ая)
	Участок
	1	2	3	4
Узлы (истинная скорость начала участка)	1	6	11	16
Знак	+	+	–
Коэффициенты	2, 4	2	1, 2, 4