磁羅經(jīng)的發(fā)展前景4

1、關(guān)于船用磁羅經(jīng)磁羅經(jīng)發(fā)展前景的思考封面Demon.CJune 6, 201301020304公元300年，指南針開始應(yīng)用于航海事業(yè)和捕漁活動改用木料加工成魚形,將磁針夾入魚腹,令其浮于盛水盤內(nèi)十六世紀,制造出裝于箱體內(nèi)的液體磁羅經(jīng)至今，成為航海的必備儀器磁羅經(jīng)的問世使用使用范范圍圍標準羅經(jīng)1操舵羅經(jīng)2救生艇羅經(jīng)3應(yīng)急羅經(jīng)4優(yōu)優(yōu)點點結(jié)構(gòu)簡單1性能可靠2 獨立工作 3經(jīng)濟耐用4缺陷缺陷體積大1重量重2 指向易受影響 3自差校正復(fù)雜451磁羅經(jīng)的問世目錄頁4巨磁電巨磁電阻傳感器阻傳感器5 GPS羅經(jīng)羅經(jīng)儀儀2磁通門羅磁通門羅經(jīng)經(jīng)(Flux gate compass)1霍爾羅經(jīng)霍爾羅經(jīng)(Hall co

2、mpass)3磁阻磁阻(MR)羅經(jīng)羅經(jīng)數(shù)字磁羅經(jīng)分類霍爾羅經(jīng)霍爾羅經(jīng)(Hall compass)過渡頁過渡頁1原理原理霍爾霍爾效應(yīng)效應(yīng)其中其中:UHX為船首尾方向的霍爾電壓為船首尾方向的霍爾電壓;為船首與磁場為船首與磁場H方向的夾角。而沿船左右方向的夾角。而沿船左右正橫方向霍爾器件輸出電壓與航向關(guān)系為正橫方向霍爾器件輸出電壓與航向關(guān)系為UHY=UMAXsin。其中。其中:UHX為船首尾方為船首尾方向的霍爾電壓向的霍爾電壓;為船首與磁場為船首與磁場H方向的夾角。而沿船左右正橫方向霍爾器件輸方向的夾角。而沿船左右正橫方向霍爾器件輸出電壓與航向關(guān)系為出電壓與航向關(guān)系為UHY=UMAXsin。由圖由圖

3、1可見，船舶航向可見，船舶航向=tan-1(UHY/UHX) 。磁通門羅經(jīng)磁通門羅經(jīng)(Flux gate compass)過渡頁2原理原理磁通門磁通門效應(yīng)效應(yīng)當兩磁芯形狀尺寸和電磁參數(shù)完全對稱時，兩磁芯中的磁通在測量線圈中產(chǎn)生當兩磁芯形狀尺寸和電磁參數(shù)完全對稱時，兩磁芯中的磁通在測量線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢互相抵消，輸出為零的感應(yīng)電勢互相抵消，輸出為零;當沿桿軸方向施加外部磁場時，其中一個桿先當沿桿軸方向施加外部磁場時，其中一個桿先于另一個桿磁性飽和，造成測量線圈中的感應(yīng)電勢不能互相抵消，輸出波形不于另一個桿磁性飽和，造成測量線圈中的感應(yīng)電勢不能互相抵消，輸出波形不對稱，主要成分為激磁頻率的二次諧

4、波。由于外磁場產(chǎn)生感應(yīng)電壓的幅值與施對稱，主要成分為激磁頻率的二次諧波。由于外磁場產(chǎn)生感應(yīng)電壓的幅值與施加的磁場成正比，即可通過測量與外磁場成正比的二次諧波分量來測量外磁場。加的磁場成正比，即可通過測量與外磁場成正比的二次諧波分量來測量外磁場。磁通門羅經(jīng)磁通門羅經(jīng)(Flux gate compass)過渡頁2原理原理磁通門磁通門效應(yīng)效應(yīng)特點：性能可靠、經(jīng)濟、耐用，與霍爾和磁阻傳感器相比，它們的尺寸規(guī)格大、價格貴磁阻(MR)羅經(jīng)過渡頁3原理原理磁阻磁阻效應(yīng)效應(yīng)磁阻效應(yīng)磁阻效應(yīng)(Magnetoresistanc effect)是指導(dǎo)體電阻受磁場影響而產(chǎn)生變化是指導(dǎo)體電阻受磁場影響而產(chǎn)生變化的現(xiàn)象，

5、當外磁場平行于磁體內(nèi)部的的現(xiàn)象，當外磁場平行于磁體內(nèi)部的磁化方向時，磁體電阻幾乎不隨外磁磁化方向時，磁體電阻幾乎不隨外磁場變化，而當磁場偏離內(nèi)部磁化方向場變化，而當磁場偏離內(nèi)部磁化方向時，則電阻減小。隨著外磁場的增大，時，則電阻減小。隨著外磁場的增大，電阻急劇變化，當外磁場達到一定場電阻急劇變化，當外磁場達到一定場強時，電阻將趨向于飽和而基本不變。強時，電阻將趨向于飽和而基本不變。磁阻(MR)羅經(jīng)過渡頁3原理原理磁阻磁阻效應(yīng)效應(yīng)特點:(1)磁阻傳感器被集成芯片，尺寸小，可方便地裝入插板產(chǎn)品中。(2)靈敏度高。由于內(nèi)阻小，使其對電磁噪聲和干擾不敏感。(3)無轉(zhuǎn)動等機械部件，無需日常保養(yǎng)，具有高度

6、可靠性。(4)成本低，價格便宜。巨磁電阻傳感器過渡頁4原理原理巨磁巨磁電阻電阻效應(yīng)效應(yīng)巨磁電阻(GMR)傳感器集成芯片(包括有雙軸的或三軸的)及其放大處理電路組成的傳感器件，貼在羅經(jīng)盆的上表面或下表面上，此時傳感器可同時測量合成磁場的X軸和Y軸的兩個分量。放大器對兩個輸出電壓進行放大處理后，送至A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬信號電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號電壓，再送至CPU，按照編制好的程序，計算Y軸和X軸信號vY和vX的正切值，可獲得船舶的羅航向。巨磁電阻傳感器過渡頁4原理原理巨磁巨磁電阻電阻效應(yīng)效應(yīng)特點：體積小、靈敏度高、線性范圍寬、可靠性高、成本低、熱穩(wěn)定性好等特點，目前完全可取代傳統(tǒng)的霍爾及磁阻元件 GP

7、S羅經(jīng)儀過渡頁5原理原理GPSGPS定定位位 接收機接收來自GPS衛(wèi)星的原始導(dǎo)航數(shù)據(jù),依據(jù)GPS羅經(jīng)儀導(dǎo)航算法模型和動態(tài)實時解算整周模糊度的算法,就可以求出基線向量在大地坐標系下的解,然后求解出載體的方位角、俯仰角、橫滾角等羅經(jīng)技術(shù)參數(shù)。 GPS羅經(jīng)儀過渡頁5原理原理GPSGPS定定位位 特點：精度高、速度快、易安裝、價格低廉新式磁羅經(jīng)的應(yīng)用 霍爾羅經(jīng)(Hall compass) 主要應(yīng)用于海軍潛艇 磁通門羅經(jīng)(Flux gate compass) 主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè) 磁阻(MR)羅經(jīng) 主要應(yīng)用于交通車輛、導(dǎo)航系統(tǒng)、試驗儀器、醫(yī)療儀器、鉆井設(shè)備、農(nóng)業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域 巨磁電阻傳感器 主要應(yīng)用于信息、電機、電子電力、能源管理、汽車、磁信息讀寫及工業(yè)自動控制等領(lǐng)域 GPS羅經(jīng)儀 將來有可能完全取代陀螺羅經(jīng)以及磁羅經(jīng)如今電子磁羅經(jīng)已經(jīng)使用于一些船舶如：霍爾羅經(jīng)、磁通門羅經(jīng)、磁阻羅經(jīng)、巨磁電阻羅經(jīng)、GPS羅經(jīng)等。新式磁羅經(jīng)克服了傳統(tǒng)磁羅經(jīng)體積大、重量重,需占船上一定的空間位置,并有效的防止了環(huán)境和船體帶來的誤差。理想的電子羅經(jīng)應(yīng)是自主消除自差、磁差能直接顯示真航向，并不受周圍環(huán)境所影響。與傳統(tǒng)的磁羅經(jīng)相比,電子磁羅經(jīng)沒有轉(zhuǎn)動的機械部件,體積小、重量輕、數(shù)字