cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)caht-910Research ArticleСтатьиДАТЧИКИ МАГНИТНОГО КУРСА ВОЗДУШНОГО СУДНА И ЛОКАЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ОСНОВЕ ФЕРРОЗОНДОВ С ИМПУЛЬСНОЙ СХЕМОЙ ВОЗБУЖДЕНИЯ В ПНКSENSORS OFMAGNETIC HEADINGOF THE AIRCRAFT AND THE LOCAL MAGNETIC FIELDS ON THE BASIS OF FERROPROBES WITH PULSE EXCITATION SCHEMEАнтонецИ. В.AntonetsI. V.

доктор технических наук, профессор кафедры АТ

Ul'yanovsk

iv.antonec@yandex.ruБорсоевВ. А.BorsoevV. A.

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой навигационного обеспечения полетов и аэронавигационной информации

Moscow

borsoev@aeronav.aeroКацураА. В.KatsuraA. V.

доцент, кандидат технических наук, профессор кафедры ПНК

Krasnoyarsk

pnk-sibsau@mail.ruСтепановС. М.KrasnoyarskS. M.

кандидат технических наук, доцент кафедры АТ

Ul'yanovsk

uvauga-kvs@yandex.ruУльяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б.П. БугаеваРоссияUlyanovsk Higher Civil Aviation SchoolRussian FederationИнститут аэронавигацииРоссияInstitute of Air NavigationRussian FederationСибирский государственный аэрокосмический университетРоссияSiberian State Aerospace UniversityRussian Federation201628122016195136143Copyright © Антонец И.В., Борсоев В.А., Кацура А.В., Степанов С.М., 20162016Антонец И.В., Борсоев В.А., Кацура А.В., Степанов С.М.Antonets I.V., Borsoev V.A., Katsura A.V., Krasnoyarsk S.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/910

Рассмотрены феррозондовые датчики для измерения величины и направления магнитного поля Земли, а также для измерения локальных магнитных полей, использующие однонаправленную импульсную схему в цепи возбуждения. Отражены преимущества использования феррозондов с импульсным возбуждением по сравнению с аналогичными датчиками, имеющими синусоидальное возбуждение. По предложенной авторами статьи оригинальной схеме сконструирован феррозондовый датчик для измерения локального магнитного поля, имеющий два феррозонда с целью компенсации магнитного поля Земли. Проведен эксперимент с использованием двух феррозондовых датчиков с импульсным возбуждением, имеющих различное количество витков в выходной обмотке, и постоянного магнита. В ходе эксперимента выявлены факторы, влияющие на выходное напряжение магнитомодуляционного датчика. На основе данных эксперимента получено уравнение регрессии для феррозонда, представляющее особый интерес для разработки подобных измерительных систем. В первую очередь, результаты работы важны при анализе технических характеристик магнитомодуляционных датчиков, а также для расчетов при проектировании феррозондов для использования в пилотажно-навигационных комплексах воздушных судов.

The flux gate for measurement of size and direction of magnetic field of the Earth and for measurement of local magnetic fields, applying the unidirectional pulse scheme in an excitement chain are examined. The article treats the benefits of ferroprobes with pulse excitement in comparison with the similar sensors with sinusoidal excitement. According to the original circuit proposed by the authors of the article flux gate sensor for measurement of a local magnetic field with two ferroprobes for the purpose of compensation of the Earth’s magnetic field is designed. The experiment with flux gate sensors which contain various quantities of rounds in an output winding and a permanent magnet is carried out. The factors that influence the output voltage of the sensor are examined during the experiment. The regression equation for the ferroprobe by the experimental data is obtained. The regression is important for development of similar measuring systems. First of all, the results of the research are important for the analysis of technical characteristics of magneto-modulation sensors, and for ferroprobes design in aircraft industry.

датчики магнитного курсаферрозондыодносторонняя импульсная схема возбужденияmagnetic course sensorsflux gateindirect pulse circuit of excitationReferencesАнтонец И.В. Устройства автоматического адресования штучных грузов для непрерывных видов транспорта // Датчики и системы. 2008. No 11. С. 33-36Antonec I.V. Automatic addressing equipment of breakbulk cargoes for continuous transport modes. Datchikiisistemy [Sensors and systems], 2008, no. 11, pp. 33–36. (in Russian)Семенов Н.М., Яковлев Н.И. Цифровые феррозондовые магнитометры. Л.: Энергия, 1978. 168 сSemenov N.M., Jakovlev N.I. Cifrovye ferrozondovye magnitometry [Digital flux gate magnetometers]. Leningrad, Jenergija publ., 1978, 168 p. (in Russian)Афанасьев Ю.В. Феррозонды. Л.: Энергия, 1969. 168 сAfanas'ev Ju. V. Ferrozondy [Flux gates]. Leningrad, Jenergija publ., 1969, 168 p. (in Russian)Афанасьев Ю.B., Студенцов Н.В., Щелкин А.П. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. Л.: Энергия, 1972. 272 сAfanas'ev Ju.V., Studencov N.V., Shhelkin A.P. Magnitometricheskie preobrazovateli, pribory, ustanovki [Magnetic transforms, instruments, installations]. Leningrad, Jenergija publ., 1972, 272 p. (in Russian)Miles D.M., Bennest J.R., Mann I.R., Milling D.K. A radiation hardened digital fluxgate magnetometer for space applications. Geoscientific Instrumentation Methodsand Data Systems, 2013, Vol. 2, pp. 213-224. DOI: 10.5194/gi-2-213-2013Miles D.M., Bennest J.R., Mann I.R., Milling D.K. A radiation hardened digital fluxgate magnetometer for space applications. Geoscientific Instrumentation Methods and Data Systems, 2013, Vol. 2, pp. 213–224. DOI: 10.5194/gi-2-213-2013Бараночников М.Л. Микромагнитоэлектроника. Т. 1. М.: ДМК Пресс, 2001. 544 сBaranochnikov M.L. Mikromagnitojelektronika [Micro-magnetics]. Vol. 1, Moscow, DMK Press publ., 2001, 544 p. (in Russian)Феррозондовый магнитометр для измерения магнитной индукции до 1 нТл / П.Ф. Баранов, С.В. Муравьев, В.Е. Огай, С.В. Учайкин // Известия Томского политехнического университета. 2012. No 4. C. 89-92Baranov P.F., Murav'ev S.V., Ogaj V.E., Uchajkin S.V. Flux gate magnetometer for measurement of magnetic induction to 1 nT. Izvestija Tomskogo politehnicheskogo universiteta [Bulletin of the Tomsk Polytechnic University], 2012, no. 4, pp. 89–92. (in Russian)Петров Р.В., Леонтьев В.С. Магнитоэлектрический магнитометр // Вестник Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. 2013, No 75. C. 29-32Petrov R.V., Leont'ev V.S. Torque-coil magnetometer. Vestnik Novgorodskogo gosudarstvennogo universiteta im. Jaroslava Mudrogo [Vestnik of Yaroslav the Wise Novgorod State University], 2013, no. 75, pp. 29–32. (in Russian)Wang Y., Gray D., Berry D., Gao J., Li M., Li J., Viehland D. An Extremely Low Equivalent Magnetic Noise Magnetoelectric Sensor. Advanced Materials, 2011, Vol. 23, No 35, pp. 4111-4114. DOI: 10.1002/adma.201100773Wang Y., Gray D., Berry D., Gao J., Li M., Li J., Viehland D. An Extremely Low Equivalent Magnetic Noise Magnetoelectric Sensor. Advanced Materials, 2011, vol. 23, no. 35, pp. 4111– 4114. DOI: 10.1002/adma.201100773Korepanov V., Marusenkov A. Flux-Gate Magnetometers Design Peculiarities. Surveysin Geophysics, 2012, Vol. 33, No 5, pp. 1059-1079. DOI: 10.1007/s10712-012-9197-8Korepanov V., Marusenkov A. Flux-Gate Magnetometers Design Peculiarities. Surveys in Geophysics, 2012, vol. 33, no. 5, pp. 1059–1079. DOI: 10.1007/s10712-012-9197-8

The authors declare that there are no conflicts of interest present.