Вопрос №26
.docВопрос 26.
Электромагнитные лаги. Принцип действия индукционного преобразователя. Анализ точности измерения скорости.
Это относительный измеритель скорости. Принцип действия индукционного лага основан на законе электромагнитной индукции.
;
Е – ЭДС, возникающая в проводнике.
Принцип действия.
Основной элемент лага – индукционный
преобразователь. В днище судна в клинкете
лага устанавливаются два электрода,
которые соприкасаются с водой. От этих
электродов идут провода. Также внутри
латунной трубы расположен электромагнит,
обмотка которого питается переменным
током с частотой 50 Гц. Электромагнит
создает переменное магнитное поле,
движущееся вместе с судном относительно
воды. Магнитное индукция этого поля
определяется выражением: 
.
В результате этого между электродами
на расстоянии l
наводится
ЭДС.
Электроды за время dt со скоростью V протраливают площадь dS
;
Сигнал U снимается с электродов и передается в электрическую схему лага для преобразования его в отчет скорости судна. Квадратурная помеха легко отфильтровывается. Таким образом индукционный лаг измеряет скорость судна относительно воды.
Анализ точности измерения скорости. Точность показаний лага в большой степени зависит от места установки индукционного преобразователя. Это объясняется прежде всего возникновением вблизи поверхности корпуса движущегося судна турбулентного слоя воды, имеющего неодинаковую толщину и случайное поле скоростей частиц жидкости. Кроме того, распределение магнитной индукции в объеме воды неодинаково по длине судна и носит весьма сложный, не поддающийся аналитическому исследованию характер. Эти и другие случайные факты приводят к тому, что измеренная лагом скорость не соответствует истинной скорости, причем связь между этими скоростями имеет нелинейный характер. Таким образом, индукционный лаг имеет погрешность, которая должна быть скомпенсирована поправкой. В общем случае поправка лага является некоторой функцией скорости судна. Эту функцию можно представить в виде суммы трех составляющих
Где а – постоянная, bV – линейная, с – нелинейная составляющая поправки.
Постоянная составляющая поправки лага вводится во время регулировки прибора в порту или в море при нулевой скорости штилевой погоде. После выполнения такой регулировки поправка лага имеет линейную и нелинейную составляющие. Определение и ввод линейной составляющей поправки лага выполняют по результатам испытания лага на мерной линии. Сущность этой операции состоит в следующем. Как известно в индукционном лаге отсчет скорости судна пропорционален полезному сигналу ИП. Исходя из того, что эта функция линейна, погрешность лага, имеющая линейный характер, может компенсироваться посредством изменения коэффициента пропорциональности. Задача состоит в том, чтобы получить новый отсчет, соответствующий истинному значению скорости при прежнем значении сигнала. В отечественных лагах ИЭЛ-2М регулировка значения коэффициента выполняется посредством изменения коэффициента усиления предварительного усилителя опорного напряжения.
Нелинейная составляющая поправка лага вводится с помощью корректора. Данные для установки корректора определяют при испытании лага на мерной мили.
Описанную регулировку лага необходимо проводить ежегодно, так как вследствие обрастания корпуса судна изменение поправки лага в течение года может доходить до 2,5%.
Индукционные лаги, применяемые на транспортных судах, позволяют измерять относительную скорость судна с погрешностью до 0,2 узла.