Голованов В.А. Гироскопическое ориентирование: Учеб. пособие

Подождите немного. Документ загружается.

Арретирные втулки соединены с коническим колесом и

перемещаются поступательно вверх и вниз, надежно фиксируя ЧЭ

при вращении колеса вокруг вертикальной оси. Коническое колесо

наблюдатель вращает рукояткой арретираL16 (рис.14). На верхней

арретирной втулке расположены два ограничителя, обеспечивающие

при арретировании установку ЧЭ в горизонтальной плоскости так,

чтобы одноименные штрихи неподвижной и движущейся шкал были

смещены не более чем на 20 делений (аналогичное устройство

описано в гирокомпасе МВТ2). При освобождении арретирного

устройства ограничители обеспечивают свободу колебаний ЧЭ с

амплитудой 10.

При хранении и транспортировании МВГ1 блокировочный

ключL12 должен находиться в наружном корпусе гироблока. После

установки угломерной части на гироблок ее закрепляют поворотом

блокировочного ключа, а ключ вынимают и вставляют в рукоятку

арретира, которая не может повернуться до разворота

блокировочного ключа. После разворота ключа рукоятку арретира

поворачивают и освобождают арретирное устройство. По окончании

работы операция повторяется в обратном порядке.

Внутри поворотного корпуса по его вертикальной оси с

помощью торсионного подвесаL2 (рис.15) закреплен

гироскопический маятниковый чувствительный элемент,

представляющий собой полую штангу, в нижней части которой

закреплен гиромотор, а в верхней – зеркалоL16 (рис.15) для

наблюдения за колебаниями ЧЭ. Для исключения влияния внешних

магнитных полей внутри корпуса установлен магнитный экран из

пермаллоя.

Торсионный подвес состоит из трех лент, сложенных

широкой гранью и обеспечивающих подвешивание и

центрирование ЧЭ. Концы лент закреплены в двух зажимах.

Нижний зажим жестко крепится в верхней части ЧЭ, а верхний –

закреплен в регулировочном устройстве подвесаL3 (рис.15),

расположенном в верхней части корпуса.

Электрическая связь блока питания с ЧЭ осуществляется

через шесть маломоментных ленточных токоподводов (по две ленты

на фазу), изогнутых в виде полуокружностей. Внутри штанги

расположены провода, подводящие электропитание от ленточных

токоподводов непосредственно к гиромотору. В ЧЭ установлен

асинхронный ГМ, развивающий скорость около 7000Lоб/мин.

Блок питания МВГ1 вмонтирован в гироблок, что исключает

внешнее кабельное соединение (источник многих неполадок при

работе с гирокомпасом МВТ2), и состоит из электронного

преобразователя и аккумуляторной батареи типа 2НКГК-11Д.

Электронный преобразователь представляет собой единый модуль,

состоящий из двух печатных плат, закрепленных на съемном

корпусе. Он включает в себя преобразователь постоянного

напряжения и статический преобразователь. Преобразователь

постоянного напряжения повышает напряжение аккумуляторной

батареи с 2,5-2,12 до 30-24LВ, а статический преобразователь

преобразует его в трехфазное (18LВ, 250LГц) и обеспечивает разгон

ротора гиромотора по заданной программе для ускоренного

приведения оси ГМ в меридиан и питание ГМ в установившемся

режиме работы. Сила постоянного тока, потребляемого от батареи в

установившемся режиме работы, не превышает 2LА, а при разгоне

гиромотора – 3,8LА.

Управление блоком питания осуществляется включателемL4

(рис.14), расположенным в наружном корпусе гироблока. Контроль

за работой блока питания выполняется с помощью блока

светодиодов 5. Он расположен в наружном корпусе и состоит из

прозрачной втулки с двумя светодиодами. При включении блока

питания должен загореться зеленый светодиод, сигнализирующий о

нормальной работе; при уменьшении напряжения аккумуляторной

батареи ниже 2,1LВ загорается красный светодиод.

В комплект МВГ1 входит разрядно-зарядное устройство.

Зарядка аккумуляторной батареи осуществляется через кабельный

разъем, находящийся с противоположной стороны от включателя и

закрытый специальной заглушкой. Для заряда аккумуляторов

необходимо подключить кабель устройства к разъему, разрядить их

до напряжения 2LВ (при достижении батареей напряжения 2LВ

устройство отключается автоматически), а затем переключить

устройство на заряд. Через 12Lч батарея будет автоматически

отключена от зарядного устройства и готова к работе.

Программное регулирование выходного напряжения,

требуемого для реализации режима ускоренного приведения оси

гиромотора в меридиан, осуществляется с помощью электронных

систем регулирования. При изменении напряжения аккумуляторной

батареи (не ниже минимального значения) или колебаниях тока

нагрузки его питание регулируется с помощью компаратора,

введенного в схему блока питания. В случае падения напряжения

батареи ниже минимального значения схема контроля разряда

отключает блок питания. Неопытные наблюдатели могут не

заметить этого, поэтому в процессе наблюдения точек реверсии ЧЭ

необходимо контролировать период прецессионных колебаний. Его

отклонение от паспортного значения будет свидетельствовать о том,

что ГМ не развивает рабочих оборотов. Причина этого может быть и

в неисправности самого блока питания.

Переключение преобразователя из режима «Пуск» в

режим «Работа» производится автоматически по таймеру. Это

создает дополнительные удобства, так как оператор может

работать с гирокомпасом без помощника. Изменение времени

переключения выполняется при изменении места работы по

широте более чем на 2.

Угломером гирокомпаса является специально

приспособленный для этой цели теодолит ТеЕ6 фирмы «МОМ». В

конструкцию теодолита были добавлены автоколлимационный

окуляр и 90-градусная призмаL13 (рис.15) в хвостовике. При работе

теодолита с гироблоком его хвостовик устанавливают в гнездо

наружного корпуса гироблока и закрепляют с помощью

блокировочного ключаL12 (рис.14). Однозначность установки

теодолита обеспечивается штифтовым соединением.

Автоколлимационный окуляр позволяет осуществлять

визирование на местности, а также наблюдение за свободными и

прецессионными колебаниями ЧЭ. Автоколлимационный окуляр

работает следующим образом. При установке зрительной трубы в

вертикальное положение световые лучи, пройдя через

осветительную системуL12 (рис.15) и блок призм подсветкиL7,

проходят через шкалуL8. Далее они попадают на полупрозрачную

призмуL11, изменяют свое направление на 90, проходят через

объективL5, защитное стеклоL1 и поворотную призму в хвостовике

теодолитаL13. Часть лучей, попав на неподвижное зеркалоL14,

отразится от него и будет видна оператору в окуляреL9 в виде

неподвижной шкалыL3 (рис.16). Другая часть лучей пройдет через

призмуL15 (см. рис.15) и попадет на зеркалоL16 на ЧЭ. Для

наблюдателя они будут представлены в виде подвижной шкалыL1

(рис.16). При этом всегда будет наблюдаться и вертикальная сетка

нитейL2. Стеклянная пластинка с сеткой нитейL10 (рис.15) находится

между окуляром 9 и поворотной призмой.

При проведении работ по ориентированию гироблок

устанавливают на одной из точек ориентируемой стороны на

стандартном штативе теодолита. Центрирование гироблока над

точкой осуществляется с помощью шнурового отвеса, а под точкой

– с помощью оптического отвеса К814.



Оптический отвес с цилиндрическим уровнем является

независимой конструкцией, устанавливаемой в верхней части

гироблока в гнезде со стандартными размерами. После

центрирования и горизонтирования гироблока в это гнездо вместо

оптического отвеса устанавливают хвостовик теодолита.

Точное визирование зрительной трубой теодолита

производят с помощью бесконечного наводящего винта



LЦентрирование МВГ1 под точкой может быть выполнено и

традиционным способом – с помощью шнурового отвеса.

Рис.16. Автоколлимационные шкалы

1 – подвижная шкала; 2 – сетка нитей зрительной трубы; 3 – неподвижная шкала

+ 3

+ 2

+ 1 + 0 - 1 - 2 - 3

- 4

- 5 - 6

- 7

- 8 - 9

+ 8 + 7

+ 6

+ 5

+ 4 + 3

+ 2 + 1 + 0 - 1

- 2

- 3 - 4 - 5 - 6 - 7

- 8 - 9

горизонтального кругаL11 (рис.14), горизонтальный круг закрепляют

закрепительным винтомL6.

Считывание информации с лимбов производится с помощью

оптического одностороннего микрометра. Для снятия отсчета с

горизонтального лимба переключательL8 (рис.14) необходимо

установить в горизонтальное положение, а при снятии с

вертикального лимба – в вертикальное. При работе на поверхности

лимбы и автоколлимационную шкалу освещают с помощью зеркала

подсветкиL10 (рис.14), в шахтных условиях необходимо

использовать шахтерскую лампу. Отсчетная система

горизонтального круга включает оптический микрометр, с внешнего

барабанаL2 (рис.17) которого можно считывать минуты и секунды

углового отсчета после совмещения прямого и обратного

изображений лимбаL1. Эти изображения перемещаются в

противоположных направлениях с помощью барабана оптического

микрометра, в результате чего в пределах одного деления

совпадение штрихов происходит через каждые 10', поэтому

видимый в поле зрения шаг шкалы составляет 10'.

Считывание выполняется по главным попарно

оцифрованным делениям, появляющимся в средней части поля

зрения. Из главных делений над разделительной линией, значения

которых возрастают слева направо, выбирают то, обратное

изображение которого (под разделительной линией) располагается

справа от него; это деление – отсчет в градусах. Количество

десятков минут считывают над разделительной линией между

выбранным главным делением и его обратным изображением, а

Рис.17. Отсчетная система

1 – поле зрения окуляра отсчетной системы;

2 – барабан оптического микрометра

Отсчет: 1240  0619  124619

отсчет в минутах и секундах – по барабану микрометра.

Десятиминутному делению изображения на барабане микрометра

соответствует 10 главных оцифрованных делений, каждое из

которых имеет шесть делений. Таким образом, с микрометра

непосредственно считывают минуты, десятки секунд, а с визуальной

оценкой – и секунды.

При установке зрительной трубы в вертикальное положение

можно определить следующие величины:

Lнуль-пункт ЧЭ;

Lположение равновесия прецессионных колебаний ЧЭ;

Lпостоянную поправку угломерной части гирокомпаса.

Теодолит может быть использован без гироблока для

измерения углов. Для этой цели в комплекте имеется стандартная

подставка.

Методика определения гироскопического азимута

гирокомпасом МВГ1 ничем не отличается от МВТ2.

Кинематическая схема МВГ1 позволяет обеспечить прецессионные

колебания ЧЭ с амплитудой не более 3 даже при 20-градусной

погрешности предварительного ориентирования. При проведении

измерений используют шкалы (цена деления tL=L30) в поле зрения

автоколлимационного окуляра зрительной трубы теодолита.

Подвижная шкала дает возможность определить отсчет n

, а

неподвижная шкала – отсчет n

, соответствующий положению

угломера относительно корпуса гироблока.

Приведение оси гиромотора в плоскость меридиана

осуществляется с помощью специального режима, который

предполагает ускоренный разгон ротора гиромотора. При

отклонении оси вращения ротора от меридиана на угол не более 20

обеспечивается автоматический приход ЧЭ в меридиан с точностью

2. Время ускоренного приведения ЧЭ и разгона ротора до

номинальной частоты вращения не превышает 2Lмин.

11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИРОСКОПИЧЕСКОГО АЗИМУТА

ГИРОКОМПАСОМ МВГ1

Выполнение пуска на точке установки включает следующие

основные операции:

Lустановку гирокомпаса на определяемой точке;

Lопределение нулевого положения торсионного подвеса;

Lприведение оси гиромотора в плоскость меридиана;

Lопределение положения равновесия прецессионных

колебаний ЧЭ;

Lизмерение примычного направления и ориентирного

направления;

Lвычисление гироскопического азимута стороны;

Lподготовку гирокомпаса к транспортировке.

При работе с гирокомпасом МВГ1 следует соблюдать

допустимые значения величин:

Разность «Места нуля» подвеса и «Места нуля корпуса» (по шкале)

L–Lп

, дел. шкалы 60

Разность двух промежуточных средних определения «Места нуля»

подвеса



–



, дел. шкалы

Угол приведения А

– А

, град., не более 20

Двойная амплитуда прецессионных колебаний N

– N

, град., не более 6

Разность двух измерений «Места корпуса»



–



, с

Разность двух промежуточных средних при определении положения

равновесия прецессионных колебаний ЧЭ



–



, с

Угол закручивания подвеса 

, град. 2

Разность двух измерений примычного направления при «Круге

слева»



–



, с

Разность двух определений гироскопического азимута стороны Г – Г 3m

11.1. УСТАНОВКА ГИРОКОМПАСА

Установку гирокомпаса необходимо производить в

следующем порядке:

1.LУстановить штатив над (под) точкой стоянки таким

образом, чтобы середина головки штатива приблизительно

находилась над точкой, а сама головка занимала горизонтальное

положение.

При выборе высоты установки МВГ1 следует учитывать, что

окуляр теодолита располагается от головки штатива на расстоянии

60-65Lсм, и наблюдать колебания ЧЭ необходимо через зрительную

трубу теодолита, расположенную в вертикальном положении.

2.LПри нижнем центрировании вынуть из футляра и вставить

в становой винт крючок для шнурового отвеса и повесить отвес.

3.LИзвлечь из футляра гироблок, установить его на штатив и

закрепить становым винтом.

4.LПри центрировании под точкой можно использовать

оптический центрир.

5.LГоризонтировать гироблок с помощью уровня оптического

отвеса, слегка отвернув становой винт штатива, одновременно

перемещая гироблок до тех пор, пока центр оптического центрира

не совпадет с точкой. После этого затянуть становой винт штатива и

снять оптический отвес с гироблока.

6.LВынуть теодолит из футляра, вставить его хвостовик в

гнездо гироблока и, вращая теодолит, добиться совмещения

ориентирующего штифта с отверстием в теодолите. Закрепить

теодолит, повернув блокировочный ключ до упора.

7.LПроизвести окончательное центрирование и

горизонтирование гирокомпаса по уровню на алидаде теодолита.

8.LПроверить фокусировку зрительной трубы. Для этого

установить зрительную трубу на светлый фон и вращением

окуляра добиться четкого изображения сетки нитей. После этого

навести зрительную трубу на предмет с отчетливым контуром и

вращением фокусирующего кольца получить его четкое

изображение на сетке нитей.

9.LПроизвести ориентирование гирокомпаса, для чего,

установив трубу в вертикальное положение, разворотом алидады

найти в поле зрения автоколлимационное изображение шкал,

закрепить алидаду и рукояткой ручного привода развернуть

зрительную трубу при «Круге слева» на север (рукоятка включения

преобразователя при этом направлена на юг).

11.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НУЛЕВОГО ПОЛОЖЕНИЯ

ТОРСИОННОГО ПОДВЕСА

Определение нулевого положения подвеса необходимо

производить в следующем порядке:

1.LУстановить зрительную трубу строго в вертикальное

положение, вращая теодолит вокруг вертикальной оси, найти

изображения шкал и с помощью наводящего винта теодолита

совместить вертикальную сетку нитей со штрихом «0»

неподвижной шкалы (см. рис.16).

2.LВынуть блокировочный ключ из гнезда на корпусе

гироблока, вставить в гнездо на рукоятке арретира и развернуть

ключ против часовой стрелки до упора. Наблюдая в зрительную

трубу, освободить арретирное устройство ЧЭ, плавно поворачивая

рукоятку арретира по часовой стрелке до упора.

3.LПодвижная шкала должна колебаться в пределах

вертикального штриха сетки нитей. Если этого не наблюдается,

необходимо уменьшить амплитуду колебания подвижной шкалы.

Этого можно добиться, совместив в момент точки реверсии

одноименные штрихи подвижной и неподвижной шкал с помощью

рукоятки ручного привода.

4.LНаблюдать за движением подвижной шкалы и записать в

журнал наблюдений (табл.7) отсчеты n

, n

, соответствующие

четырем последовательным точкам реверсии. Отсчеты берут с

точностью до десятых долей шкалы (на рис.16 отсчет nL=L58,0).

Взять также отсчет n

по неподвижной шкале (обычно n

L=L0).

Таблица 7

Вычисление гироскопического азимута

Точка установки: 15

Наблюдатель: К.М. Лебедев

Дата: 8 июня 2004 г.

Гирокомпас: МВГ1 № 35

Точка визирования: 17

Вычислитель: Ю.И. Орлов

Начальный отсчет А

= 12

Конечный отсчет А

= 19

Угол приведения: 7

Положение равновесия ЧЭ Нуль торсиона

Номер

точки

реверсии

Время,

мин, с

Отсчеты

, N

Промежуточны

е средние





Отсчеты n

, n

Промежуточн

ые средние





1 00 00 8 34 45 +48,0

2 02 55 10 10 00 092230 –24,0 +11,8

3 05 50 08 35 15 09 22 34 +47,0 +11,6

4 08 45 10 09 45 –23,5

092232 n

+11,7

Примычное направление

N = 243755 N = 243745 N = 243750

Поправка за закручивание

Гироскопический

азимут



100135 

–551 N 243750

+11,7



10L01 31 

+39 01L N

9 22 32

– n

–11,7 N

10L01 33 

+ 

+33 10L N – N

15 15 18L

t 30 N

9L22 32 D 6,1



+05 25



–0551 

+39 01



+05 26L Г 15 20 44L

Если разность n

,–,n

будет превышать по шкале 60 делений,

необходимо исправить место нуля.

5.LВычислить положение равновесия свободных колебаний

по той же самой формуле, что и при работе с МВТ2.

Если разность двух промежуточных средних



–



при

определении места нуля подвеса будет более двух делений шкалы,

следует дополнительно наблюдать точки реверсии свободных

колебаний и вычислить место нуля подвеса по четырем

последовательным точкам реверсии, в которых (



–



)L<L2

делений.

11.3 ПРИВЕДЕНИЕ ОСИ ГИРОМОТРА В ПЛОСКОСТЬ МЕРИДИАНА