161444. lajstromszámú szabadalom • Északkereső pörgettyűs inga
3 161444 4 csolását mutatja vázlatosan, amely egyenárammal működik és figyelembe veszi a földrajzi szélességet: a 2. ábrán váltóárammal működő készüléket mutatunk be hasonló módon; a 3. ábra a 2. ábra szerinti megoldásnál alkalmazott forgatónyomatékadó felülnézete; a 4. ábra az alkalmazott szögjelöléseket mutatja be; az 5. ábrán a földrajzi szélesség figyelembevételéhez szolgáló másik lehetséges megoldást mutatunk be. Az 1. ábrán bemutatott készüléknél, amely a B fedéllel ellátott A házból áll, egy D csonk áll ki lefelé, amely az F szalag megfogójaként van kialakítva. Az F szalagon függ a G pörgettyű. A G pörgettyű H tengelyének felső végén az F szalag J szorítóval van rögzítve. A H tengelyen egy K tükör található. A G pörgettyű alsó oldalán az L csonk van elrendezve, amelynek végére egy forgatónyomatékadó M tárcsája van erősítve. Az M tárcsa az N mágnesrendszer pólusai között helyezkedik el. Ez az M mágnesrendszer a C készülékházhoz van rögzítve. A G pörgettyű, valamint a forgatónyomatékadó között - amely az M tárcsából és az N mágnesrendszerből áll - 0 mágneses leárnyékoló lemez található. A K tükörrel szemben egyrészt P fényforrás helyezkedik el, másrészt Q fotócella található, amely a K tükörről visszavert fénysugarakat felfogja. A B fedő felett R csonk van, amely viszont forgathatóan hordozza az S hüvelyt. Az S hüvely felső részén van a T távcső, alsó részén pedig egy U fogastárcsa. A V elektromotor fogaskerék útján kapcsolódik az említett U fogastárcsához. Az U fogastárcsa ezenkívül fogaskeréken keresztül a W potenciométerhez kapcsolódik, amely ezáltal a T távcső { és az U fogastárcsa elfordulásának megfelelően áll be. A Q fotócella kimenőjelét előerősítőn, késleltetőáramkörön, és erősítőn át, elasztikus árambevezetőkön keresztül a forgatónyomatékadó M tárcsájához vezetjük. A forgatónyomatékadóval sorbakapcsolt nagypontosságú Rm mérőellenálláson olyan „v" feszültséget lehet letapogatni, amely a szalag-nullhelyzetnek az északi iránytól való eltérése aeropontjából mértékadó. ' . Ezt a feszültséget azután egy „p" potenciométer útján a mérési hely földrajzi szélességének megfelelően korrigáljuk és a 16 szűrőn keresztül a T távcső utánállítása céljából a 18 szervóerőátőhöz vezetjük. Az erősítő a V elektromotort táplálja, melynek mozgása a W potenciométerről nyert feszültség útján visszajelezhető. A 18 szervóerősítő helyett 20 voltmérőt is használhatunk az északi iránytól való eltérés leolvasásához. Ebben az esetben a potenciométert megtakaríthatjuk. A leolvasott értéket egy tabella útián kell korrigálni. A „Fényletapogatás- forgatónyomatékadó" szervókör segítségével az ingának az a körüli lengésidejét a kör erősítésének megválasztása révén befolyásolhatjuk. A 12 késleltetőáramkör útján az inga lengését csillapítjuk. A csillapításhoz ezenkívül alkalmazhatunk egy, a forgatónyomatékadó mágnesmezejében elhelyezkedő réz-, vagy alununiumtarcsat is. A 16 szűrő alkalmazása azt eredményezi, hogy a T távcső megtartja beállítását, függetlenül a pörgettyűre ható külső zavarónyomatékoktól. Ennek elérése érdekében a szűrő frekvenciajelleggörbéjét a mindenkori zavarspektrumhoz kell illeszteni. Amint azt a későbbiekben még kimutatjuk, a szervókörhöz vezetett „v" feszültség a készülék északtól való eltérésének mértékét jelenti. A szervókör késleltetését az adott követelményekhez kell hangolni. Az 1. ábrán bemutatott és annak alapján ismertetett készüléknél egyenáramú forgatónyomatékadót alkalmaztunk. Lehetséges azonban olyan készülék építése is, ahol - mint ezt a 2. és 3. ábra mutatja - váltóáramú forgatónyomatékadót használunk. A 2. ábrán azokat az alkatrészeket, melyek az 1. ábrán látottakkal megegyeznek, azonos hivatkozási jelekkel, láttuk eL A forgatónyomatékadó itt Ferraris-rendszerű 22 tárcsával rendelkezik, amely a G pörgettyű 24 toldatán van elhelyezve. A 22 tárcsa a váltóárammal táplált 26. 28 és 30. 32 állórészek felett helyezkedik el, melyek mindegyike egy-egy vezérlőtekerccsel és egy állandó mezőt gerjesztő tekerccsel rendelkezik. A fotoelektromos letapogató kimenőjele a 10 erősítőtől az a és b potenciométeren át i, és i3 áramként jut el a 26 - 32 állórészekből felépített rendszer vezér lő tekercse ire, éspedig a 3. ábrán bemutatott módon. 5 Emellett az ij áram a 26 és 28 állórészrendszer vezérlőtekercsein, az i2 áram pedig a 30 és 32 állórészrendszer vezérlőtekercsein folyik át, mialatt a mezőgerjesztőtekercseken a bemutatott módon konstans váltóáram folyik át. Az i| áram ezen a módon az F szalag szalagtengelye körüli 10 nyomatékot hoz létre, míg az i2 áram a bemutatott módon olyan nyomatékot ébreszt, amely a rajzlap síkjára - ebben tehát a szalag és a pörgettyűtengely által meghatározott az esetben/síkra - merőleges tengely körül hat. Az i2 áram által keltett mágneses mezők a 22 tárcsát a 3. 15 ábrán balra igyekeznek eltolni, amint ezt a nyilak mutatják. Ezen mozgás révén a pörgettyűtengely csatolásán át az azimut-lengés csillapítása jön létre. Ennyiben helyettesíti a 30, 32 állórészrendszer az 1. ábra szerinti berendezésnél levő 12 késleitetőáramkört. Az i( áram itt a pörgettyű északi 20 iránytól való eltérésének mértékét jelenti. Ez, amint az 1. ábránál is leírtuk, az Rm mérőellenálláson „v" feszültséggé alakul, amit azután a segéderősítőhöz vezetünk. Az ismertetett készülékek működésmódját az alábbákban magyarázzuk el, a 4. ábra jelöléseit is felhasználva. 25 A stacioner állapotban (amikor a készülék már belendült) érvényes, hogy: (l)H# CiVcos ^•sina»caPj c + M = 0 30 Itt az egyes jelölések a következők: H = pörgettyű-perdület u% = földforgás sebessége ifi = földrajzi szélesség itt = a szalag rugóállandója 35 M = a forgatónyomatékadó nyomatéka CM= a forgatónyomatékadó specifikus nyomatéka, a v feszültségre vonatkozóan v = a forgatónyomatékadón levő feszültség Ca = a forgatónyomatékadó specifikus nyomatéka az a 40 szög vonatkozásában Ha abból indulunk ki. hogy a készüléket először egy Marsch-kompassz segítségével durván északi irányba állítottuk, akkor sin o-t közelítőleg a-val vehetjük egyenlőnek. Ezután M és a kiküszöbölhető és kapjuk: 45 (4) H-we -cos<^ * H we -cosv*V ca \ Ca a K = 0 (5) (oj^q + ca * Cajok H*we ' cosv? 50 Haaic-t kifejezzük, nyerjük: Wflk-Cjj .v Ca és behelyettesítjük 55 (7)Ca=X -ca akkor lesz: (8)(0b) = H'CJ t •cosyHx+DCa • C M • v x • Ca H • CJe • cos tp 60 így tehát a következők adódnak: r <fo arányos a v letapogatási feszültséggel. Az arányossági tényező azonban ezenkívül függ még a ifi földrajzi szélességtől is, éspedig az előző kifejezésben úgy a v első, mint a második faktora is. Az is látható azonban, hogy az.«lső faktornak a 65 ^-től való függése elhanyagolható * ifi = 90° esetén H • *e • cos ifi = 0. Ha a szerkezet számára adott feltételekből indulunk ki, hogy ti. a szalag nyomatéka kisebb, mint a pörgettyűnyomaték, azaz H'O^'cosifi (éspedig ifi = 0 esetén), akkor a legkedvezőtlenebb esetben: 70 (9)ca=H-avcos¥\ t . Ezzel a,C8) egyenlet első faktora lesz: (10)H • co e - cosi»(l*x)ca = ca+(x+l)ca = 1+ X 75 x • c a k • c a
