1、關于船用磁羅經磁羅經發展前景的思考封面Demon.CJune 6, 201301020304公元300年，指南針開始應用于航海事業和捕漁活動改用木料加工成魚形,將磁針夾入魚腹,令其浮于盛水盤內十六世紀,制造出裝于箱體內的液體磁羅經至今，成為航海的必備儀器磁羅經的問世使用使用范范圍圍標準羅經1操舵羅經2救生艇羅經3應急羅經4優優點點結構簡單1性能可靠2 獨立工作 3經濟耐用4缺陷缺陷體積大1重量重2 指向易受影響 3自差校正復雜451磁羅經的問世目錄頁4巨磁電巨磁電阻傳感器阻傳感器5 GPS羅經羅經儀儀2磁通門羅磁通門羅經經(Flux gate compass)1霍爾羅經霍爾羅經(Hall co

2、mpass)3磁阻磁阻(MR)羅經羅經數字磁羅經分類霍爾羅經霍爾羅經(Hall compass)過渡頁過渡頁1原理原理霍爾霍爾效應效應其中其中: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系為正橫方向霍爾器件輸出電壓與航向關系為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系為出電壓與航向關系為UHY=UMAXsin。由圖由圖

3、1可見，船舶航向可見，船舶航向=tan-1(UHY/UHX) 。磁通門羅經磁通門羅經(Flux gate compass)過渡頁2原理原理磁通門磁通門效應效應當兩磁芯形狀尺寸和電磁參數完全對稱時，兩磁芯中的磁通在測量線圈中產生當兩磁芯形狀尺寸和電磁參數完全對稱時，兩磁芯中的磁通在測量線圈中產生的感應電勢互相抵消，輸出為零的感應電勢互相抵消，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。由于外磁場產生感應電壓的幅值與施對稱，主要成分為激磁頻率的二次諧波。由于外磁場產生感應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。磁通門羅經磁通門羅經(Flux gate compass)過渡頁2原理原理磁通門磁通門效應效應特點：性能可靠、經濟、耐用，與霍爾和磁阻傳感器相比，它們的尺寸規格大、價格貴磁阻(MR)羅經過渡頁3原理原理磁阻磁阻效應效應磁阻效應磁阻效應(Magnetoresistanc effect)是指導體電阻受磁場影響而產生變化是指導體電阻受磁場影響而產生變化的現象，

5、當外磁場平行于磁體內部的的現象，當外磁場平行于磁體內部的磁化方向時，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，而當磁場偏離內部磁化方向場變化，而當磁場偏離內部磁化方向時，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)羅經過渡頁3原理原理磁阻磁阻效應效應特點:(1)磁阻傳感器被集成芯片，尺寸小，可方便地裝入插板產品中。(2)靈敏度高。由于內阻小，使其對電磁噪聲和干擾不敏感。(3)無轉動等機械部件，無需日常保養，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效應巨磁電阻(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轉換器，將模擬信號電壓轉變為數字信號電壓，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效應特點：體積小、靈敏度高、線性范圍寬、可靠性高、成本低、熱穩定性好等特點，目前完全可取代傳統的霍爾及磁阻元件 GP

7、S羅經儀過渡頁5原理原理GPSGPS定定位位 接收機接收來自GPS衛星的原始導航數據,依據GPS羅經儀導航算法模型和動態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、橫滾角等羅經技術參數。 GPS羅經儀過渡頁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的應用 霍爾羅經(Hall compass) 主要應用于海軍潛艇 磁通門羅經(Flux gate compass) 主要應用于農業 磁阻(MR)羅經 主要應用于交通車輛、導航系統、試驗儀器、醫療儀器、鉆井設備、農業設備等領域 巨磁電阻傳感器 主要應用于信息、電機、電子電力、能源管理、汽車、磁信息讀寫及工業自動控制等領域 GPS羅經儀 將來有可能完全取代陀螺羅經以及磁羅經如今電子磁羅經已經使用于一些船舶如：霍爾羅經、磁通門羅經、磁阻羅經、巨磁電阻羅經、GPS羅經等。新式磁羅經克服了傳統磁羅經體積大、重量重,需占船上一定的空間位置,并有效的防止了環境和船體帶來的誤差。理想的電子羅經應是自主消除自差、磁差能直接顯示真航向，并不受周圍環境所影響。與傳統的磁羅經相比,電子磁羅經沒有轉動的機械部件,體積小、重量輕、數字