Датчик азимута (компас)

Датчик азимута использует магнитное поле Земли и представляет собой коль­цевой сердечник из ферромагнетика, на который намотаны обмотка возбуждения и перпендикулярно друг другу две выходные обмотки (рис. 5.15).

К обмотке возбуждения приложено синусои­дальное напряжение. При отсутствии внешнего магнитного поля в выходных обмотках наводит­ся ЭДС взаимоиндукции, также синусоидальная, с нулевым средним значением. При наличии по­стоянного внешнего магнитного поля напря­женностью Н (магнитное поле Земли) происхо­дит искажение синусоидальной формы магнит­ного потока в сердечнике за счет наложения постоянной составляющей и напряжений вы­ходных обмоток (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Электромагнитные процессы в геомагнитном датчике азимута в присутствии

внешнего магнитного поля Н

Если внешнее магнитное поле направлено под углом Э к обмотке X, то средние значения напряжений в выходных обмотках определятся так:

К_х = kHcosQ, V_y = kHsinQ,

где k — коэффициент пропорциональности. Отсюда 9 = arctg(K_y/K_x), т. е. направ­ление движения автомобиля определено.

Современные датчики азимута выпускаются в интегральном исполнении.

Датчик скорости вращения колес

Используются датчики скорости вращения передних колес, применяемые и для ABS. Угол поворота автомобиля определяется по разности путей, проходимых при повороте левым и правым колесом. Когда автомобиль поворачивается на угол 9 радиан с радиусом поворота R, пути, пройденные левым и правым колесами, описывают дуги с общим центром (рис. 5.17). Пути, пройденные левым и правым

Гироскоп

При использовании гироскопа определяется угловая скорость автомобиля на повороте и интегрируется для определения угла поворота. В навигационных сис­темах используются различные типы гироскопов, здесь рассматривается примене­ние газового гироскопа.

Устройство работает следующим образом. Насос создает поток гелия с заданной скоростью истечения и направляет его через сопло на две нагретые проволочки датчика. Угловая скорость автомобиля определяется по изменению сопротивлений проволочек датчика. Когда поток гелия выходит из сопла насоса, он постепенно

расширяется. Распределение скоро­стей в потоке газа по сечению возле проволочек показано на рис. 5.18.

Когда автомобиль движется пря­мо, распределение скоростей сим­метрично относительно проволочек, они охлаждаются одинаково и на выходе мостовой схемы, частью ко­торой являются проволочки, нулевое напряжение (рис. 5.19). При поворо­те возникает сила Кориолиса, сме­щающая газовый поток, проволочки охлаждаются неравномерно, их со­противления электрическому току различны, на выходе мостовой схе­мы появляется напряжение, пропорциональное угловой скорости автомобиля на повороте.