Тарировка индукционного лага

В настоящее время суда морского флота интенсивно оснащаются индукционными лагами.

Индукционный лаг ИЭЛ-2М предназначен для измерения скорости хода относительно воды. 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 трёх составляющих:

Δ V = a + bV + ƒ (V), (24)

где a – постоянная составляющая;

bV – линейная составляющая;

ƒ (V) – нелинейная составляющая.

Постоянная составляющая погрешности в индукционном лаге компенсируется при выполнении регулировки «Установка рабочего нуля». Компенсация линейной составляющей погрешности в схеме индукционного лага производится при выполнении масштабирования. Нелинейная составляющая погрешности компенсируется применением корректора, ввод данных в которой выполняется по результатам испытаний на мерной линии.

Задание 2.6.1. Произвести расчёт данных для масштабирования и установки корректора индукционного лага ИЭЛ-2М.

Исходные данные: на мерной линии были получены погрешности лага для трёх истинных скоростей:

малый ход – V_u1, погрешность Δ V₁;

средний ход – V_u2, погрешность Δ V₂;

полный ход – V_u3, погрешность Δ V₃.

При переключении лага в режим «Масштаб» отсчёт скорости лага, соответствующий эталонному напряжению, равен М₁.

Порядок выполнения задания

1. Рассчитать отсчёт скорости М₂, который должен показывать лаг при эталонном напряжении, с учётом введённой линейной поправки лага. Величина определяется по формуле:

М₂ = М₁, (25)

где V_u1 и V_л1 – соответственно истинная и лаговая скорости на полном ходу судна, причём V_л1 = V_u1 – Δ V₁.

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

малый ход – V_u1= 5, 5 уз; Δ V₁ = 0, 5 уз;

средний ход – V_u2= 11, 6 уз; Δ V₂ = 0, 65 уз;

полный ход – V_u3= 16, 7 уз; Δ V_3. = 0 уз.

В первую очередь необходимо на миллиметровке построить зависимость Δ V от V_uв виде ломаной линии, которую будем называть экспериментальной. Для рассматриваемого примера такая зависимость показана пунктирной линией (0АВС) на рис. 5. Причём масштаб по осям Δ V и V_u должен соответствовать масштабу специального трафарета (рис. 6).

3. Пользуясь специальным трафаретом (рис. 6), начерченным на прозрачной бумаге (кальке), нанести на ту же миллиметровку вторую ломаную линию – регулировочную, состоящую из трёх-четырёх участков, которая должна наилучшим образом совпадать с экспериментальной ломаной линией. Причём нанесение регулировочной ломаной линии должно удовлетворять следующим требованиям:

а) каждый участок регулировочной ломаной линии необходимо наносить под определённым наклоном, соответствующим одной из радиальных линий трафарета;

б) начало и конец каждого участка ломаной линии должны соответствовать целому числу узлов по шкале скорости V_u (начиная с 1 узла). Если максимальная скорость судна больше 17 уз, то начало и конец каждого участка ломаной линии должны соответствовать чётному числу узлов (начиная с 2 уз). Поясним сказанное, обращаясь к примеру.

Участок 1 Участок 2 Участок 3 Участок 4

Рис. 5

Наложив трафарет на миллиметровку (на которой нанесена только экспериментальная ломаная линия), определяем, что первому участку экспериментальной линии соответствует радиальная линия трафарета с наклоном 44⁰36’, весовые коэффициенты которой (+1, 2, 4). Значения весовых коэффициентов каждой линии трафарета указываются над самой линией после значения угла наклона.

Рис. 6

Так как максимальная скорость судна в рассматриваемом примере не превосходит 17 уз, то начало и конец первого участка регулировочной ломаной линии выбираем равными соответственно 1 и 6 уз (наиболее близко к первому участку экспериментальной ломаной линии).

Наносим на миллиметровку участок 1 регулировочной линии – отрезок 1А' (на рис. 5 – сплошная линия).

Аналогично наносится участок 2 регулировочной ломаной линии (отрезок А'В' рис. 5). Ему соответствует радиальная линия трафарета с наклоном 8⁰42' и весовым коэффициентом (+1). Начало участка соответствует скорости 6 узлов, конец – 11 уз. Участку 3 (отрезок В'С' рис. 5) соответствует радиальная линия трафарета с наклоном вниз под углом 50⁰48' с отрицательными коэффициентами (-1, 2, 4). Начало участка соответствует скорости 11 уз, конец – 16 узлам.

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 Δ V и 1 см = 1, 0 уз V_u. В таком же масштабе наносится экспериментальная и регулировочная линия на миллиметровку.

4. Используя весовые коэффициенты каждого участка регулировочной ломаной линии, установить коммутационные перемычки в гнёзда корректора. Установка перемычек производится с помощью технологической панели (рис. 7), которая устанавливается на коммутаторе блока корректора. Панель представляет собой линейку, на которой отмечены зоны, узлы, участки и весовые коэффициенты, которым соответствуют гнезда коммутатора блока корректора (30 гнезд в правом углу и 31 гнездо – в левом).

Коммутационные перемычки при установке соединяют соответствующие гнезда правого и левого ряда (как показано на рис. 7). Три верхних гнезда предназначены для выбора зоны. Первая зона используется, когда полный ход судна менее 17 уз, вторая – более 17 узлов, 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 пap 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 таким образом, чтобы она соединяла первое верхнее гнездо правого ряда со вторым, верхним, гнездом левого ряда коммутатора. В рассматриваемом примере требуется установить первую зону. Необходимое положение перемычки показано на рис. 7.

С помощью перемычек «узлы» устанавливают значения начальной скорости каждого из участков, второй 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 рассматриваемом примере, пользуясь левой шкалой панели, устанавливаем перемычки «узлы», соответствующие скоростям 1, 6, 11 и 16 yз. Последняя перемычка «узлы», установленная в гнезде 16 узлов, обеспечивает введение нулевой поправки в диапазоне 16–17 узлов. Положение перемычек «узлы» для рассматриваемого примера показаны на рис. 7.

Последним этапом является установка перемычек «коэффициенты». Для рассматриваемого примера установка перемычек «коэффициенты» производится следующим образом. Для участка 1 были получены весовые коэффициенты (+, 1, 2, 4). Их установка выполняется с помощью четырех перемычек «коэффициенты», которые устанавливаются в гнезда «+», «1», «2», «4» участка 1 технологической панели (рис. 7). Аналогично для участка 2 перемычки «коэффициенты» устанавливаются в гнезда «+» и «1», а для участка 3 – в гнезда «1», «2» и «4» (отсутствие перемычки в гнездо «+» означает ввод отрицательных коэффициентов на участке 3). Положение коммутационных перемычек показано на рис. 7.

Выполняя эту работу (задание), необходимо вычертить технологическую панель (по образцу рис. 7) и нанести положение коммутационных перемычек для исключения погрешности, нелинейно зависимой от скорости.

Рис. 7

По заданно 2.6.1 представить:

а) значение скорости М₂ при масштабировании;

б) графические зависимости нелинейной составляющей погрешности лага от истинной скорости (ломаные ОАВС и 1А'В'С');

в) специальный трафарет;

г) результаты для установки коммутационных перемычек в виде табл. 10.

д) рисунок технологической панели (аналогично рис. 7) с изображением перемычек, установленных в соответствии с данными таблицы.

Таблица 10

Данные для установки коммутационных перемычек

Зона
Узлы (истинная скорость начала участка)	участок	участок	участок	участок

Знак	Участок 1	Участок 2	Участок 3
+	+	–
Коэффициенты	1, 2, 4		1, 2, 4

1 2 3 45