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磁羅盤
鎖定
磁羅盤根據指南針原理製成的，用以指示方位的儀器，又稱磁羅經。主要由若干平行排列的磁針、刻度盤和磁誤差校正裝置組成，磁針固裝在刻度盤背面，在地磁影響下，磁針帶刻度盤轉動，用以指出方向。常在船舶和飛機上作導航用。13世紀，海運事業發展起來，逐漸採用磁羅盤導航，並有了“針路”的記載，表示船行應取的方向。早期飛機上就裝有磁羅盤，但是由於飛機上鋼鐵構件和電氣設備所形成的磁場干擾影響很大，必需採用補償的方法以抵消飛機本身的磁場干擾。航空磁羅盤有兩種基本類型。①直讀式：優點是簡單可靠，但因裝在磁干擾較大的駕駛艙內，故誤差較大。②遠讀式：把磁羅盤改成磁航向傳感器，安裝在駕駛艙外，將檢測到的磁航向信息遠距離送到駕駛艙的儀表板上顯示，其優點是可把磁傳感器安裝在機上磁干擾較小的位置。磁羅盤在飛機作非勻速飛行或轉彎時，會產生較大的誤差，也不適宜在磁性異常地區和高緯度地區使用，因此近代飛機上遠讀式磁羅盤已由性能較完善的陀螺磁羅盤或航向系統所取代。
- 中文名
- 磁羅盤
- 原 理
- 根據指南針原理製成
- 航向測量範圍
- ：0~360°。
- 航向精度
- ≤±1.5°
磁羅盤特性參數
主要技術參數：
航向測量範圍：0~360°。
傾角測量範圍： 0~180°。
航向精度：≤±1.5°。
傾角精度： ≤±0.2°。
穩定時間：≥30秒。
外型尺寸: 80mm×60mm×20mm(L×W×H)或定製。
電源要求
工作電源: 直流12V。
工作電流：≤100mA。
輸出接口
通信協議: RS485，RS232或定製。
工作環境要求：
工作温度: -40℃～+ 50℃。
衝擊：三軸向50g，11ms，半正弦。
隨機振動：0.04g/Hz,5分鐘。
磁羅盤簡介
磁羅盤是利用地磁場固有的指向性測量空間姿態角度的。它可以測量載體三維姿態數據：水平航向、俯仰、橫滾。可以廣泛地用於需要獲取平台（或載體）姿態角度的場合，比如航海、石油鑽井、水下平台作業、飛機姿態測量、機器人控制等領域。數字磁羅盤具有體積小、航向精度高、傾斜範圍寬、頻響高、低功耗的優點，很適合用於既對航向精度有較高要求同時又對功耗、體積有限制的場合。
磁羅盤原理
地磁南北極與地理南北極不重合，自由懸掛的磁針所指方向與地理上的南北（真經線）方向有一偏差角，即磁偏角（又稱磁差）。在專門繪製的導航地圖中注有各地的磁差修正量。用磁航向讀數與磁差代數相加可得飛機的真航向。地磁場強度矢量與水平面的夾角稱為磁傾角。各地的磁傾角不相等，越靠近地磁極磁傾角越大。在高緯度地區地磁水平分量很弱，它對水平懸掛的磁棒的定向作用很小。因此，在地球兩極地區，磁羅盤不能應用。
在航空磁羅盤中，一對永久磁棒吊掛在浮球下，呈下襬式結構，使磁棒能保持水平。而浮球用軸尖支承在寶石碗座上，並懸浮在浮液（乙醇、輕煤油或其他羅盤油）中，以減少與支承部分的摩擦。與磁棒和浮球連在一起的有一方位刻度環。代表機頭方向的航向標線相對於方位刻度環的讀數，即為飛機的航向。浮液體積在環境温度變化時會發生脹縮，故採用膨脹室加以補償。由於飛機上鋼鐵構件和電氣設備所形成的磁場的干擾作用，磁棒將穩定在地磁水平分量與飛機磁場水平分量的合成磁場（羅盤經線）的方位上。羅經北向與磁北之間的偏差角稱為羅差。同一架飛機在不同方位上的羅差數值不等。為了正確地測量飛機的磁航向，在磁羅盤的外殼上裝有羅差校正器，用它產生可任意調節的人工補償磁場，以減弱或抵消飛機磁場的干擾作用。磁羅盤應安裝在機內磁干擾較弱的位置。
磁羅盤分類
航空磁羅盤有2種基本的類型:
①直讀式：優點是簡單可靠，但因裝在磁干擾較大的駕駛艙內，故羅差較大。
②遠讀式：把磁羅盤改成磁航向傳感器，安裝在駕駛艙外，而將檢測到的磁航向信息遠距離傳送給航向指示器並加以顯示。它的優點是可把磁傳感器安裝在機上磁干擾較小的位置，如翼尖、尾翼等處，以減小羅差。這兩種磁羅盤的共同缺點是：在飛機作非勻速飛行或轉彎、盤旋時，由於磁敏感元件偏離水平面而受到地磁垂直分量的作用，會產生較大的加速度誤差和轉彎誤差；飛機航向改變時由於液體對磁敏感元件的阻尼效應會產生顯著的滯後誤差；磁羅盤不適宜在磁性異常地區和高緯度地區使用。而陀螺磁羅盤卻成功地解決了這些問題。
直讀式磁羅盤簡單可靠，除在小飛機上仍得到應用外，在很多飛機上被用作應急儀表。遠讀式磁羅盤已由性能較完善的陀螺磁羅盤或航向系統所取代。
磁羅盤磁感應元件
磁羅盤中常用的磁敏感元件除磁棒外還有磁感應元件。這種元件測量靈敏度高，能直接輸出電信號，適於遠距離傳輸，故在磁傳感器中獲得廣泛的應用。磁感應元件由軟磁材料鐵芯與繞在其上的激磁線圈和測量線圈組成。激磁線圈接交流電源，交變電流形成的磁場使鐵芯反覆磁化，從而週期性地改變鐵芯的導磁率。這時，即使是一個恆定的地磁場作用在鐵芯上，所產生的地磁磁通也將是交變的。在地磁交變磁通的作用下，測量線圈兩端將有感應電勢產生。當感應元件與地磁場平行時，感應電勢最大；當感應元件與地磁場垂直時，感應電勢最小。因此，磁感應元件可用來測定地磁場水平分量的方位。
磁羅盤磁羅盤的校正
通常在使用羅盤之前需要將羅盤的磁偏角進行校正。
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校正的關鍵問題，是針對磁坐偏角的兩種不同情況判斷清楚度盤改正的方向。若磁北偏於座標北之東，則座標方位角大於磁方位角。此時，應將度盤0°分劃線順時針撥動，以增大照準目標後磁針指北端的計數；若磁北偏聽偏於座標北之西，則座標方位角小於磁方位角，此時應將度盤0°分劃線逆時針撥動，以減小照準目標後磁針指北端的讀數。經過校正過度盤圈的磁羅盤，即可直接測得直線的座標方位角了。
- 參考資料
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- 1. 三軸磁羅盤的設計與誤差校正 ．維普網[引用日期2016-03-23]
