磁罗经的发展前景.pptVIP

为什么要研究磁罗经？ 引言 当今，电子技术高度发展、助航仪器与导航设备的自动化程度在不断提高、陀螺定向也得到广泛应用、电罗经普遍使用，磁罗经的地位也是不可低估的。船舶在海上航行，必须确定其航向。目前船舶上均使用罗经这种指向仪器，以引导船舶航行。SOLA S公约规定:150总吨以上的船舶应装配磁罗经。船舶规范，PSC的检查都免不了磁罗经这一项。由此可见，如何充分认识磁罗经在使用中存在的主要问题以及解决这些问题从而充分发挥其在船舶上的作用仍然是值得探讨的一个问题。 磁罗经在传统航海指向仪器中的地位如何？ 为什么要发展磁罗经？ 事故： 2006年3月20日2130时，隶属于浙江温岭市长安海运有限公司的“长安119”轮在进营口老港航行至12#灯浮时，利用罗经观测灯标方位导航，因罗经没有按归定校正自差，罗经指向误差太大，引航员对情况估计不足，造成错误导航，船舶搁浅在营口港区12-13#灯浮之间的浅滩上。 怎样发展磁罗经？ 霍尔罗经(Hall compass) 工作原理： 霍尔罗经是基于霍尔效应原理工作的，在半导体薄片上若沿X轴方向通入电流，沿Y轴方向加上磁感应强度，则电流与磁感应强度相垂直.薄片中的正电荷在洛仑兹力作用下向垂直于XY平面方向聚集，结果在薄片的上下表面形成正负电荷的积累，形成电势差，即霍尔电压。 霍尔器件工作原理示意图 霍尔器件优点： 1、 霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压; 2、 原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离，隔离电压可达9600Vrms； 3、精度高; 4、线性度好：优于0.1%； 5、宽带宽; 6、测量范围：霍尔传感器为系列产品，电流测量可达50KA，电压测量可达6400V。 用途： 率先在潜艇部队得到广泛应用 2. 2 磁通门罗经 工作原理： 磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场。 磁通门传感器工作原理图 磁通门传感器特点 优点： 1、与其他类型测磁仪器相比，磁通门传感器具有分辨力高； 2、测量弱磁场范围宽； 3、可靠、能够直接测量磁场的分量和适于在速运动系统中使用。 缺陷： 尺寸较大、响应时间长。 磁通门传感器用途： 目前在海洋流向、风向、海洋浮标、海洋机器人 水下运动姿态、钻井及航海等方面的磁场测量中 得到广泛应用 2. 3 磁阻罗经 工作原理： 磁阻罗经，它是基于铁磁材料具有磁阻效应的原理工作.所谓磁阻效应(M agnetoresistanc effect是指导体电阻受磁场影响而产生变化的现象当外磁场平行于磁体内部的磁化方向时，磁体电阻几乎不随外磁场变化， 而当磁场偏离内部磁化方向时，则电阻减小.随着外磁场的增大，电阻急剧变化，当外磁场达到一定场强时，电阻将趋向于饱和而基本不变。 磁阻传感器工作原理图 磁阻传感器有如下特点: 1)磁阻传感器被集成芯片，尺寸小，可方便地装入插板产品中. 2)灵敏度高.由于内阻小，使其对电磁噪声和干扰不敏感. 3)无转动等机械部件，无需日常保养，具有高度可靠性. 4)成本低，价格便宜. 磁阻传感器用途 它们可应用在交通车辆、导航系统、实验仪器、 医疗仪器、钻井设备、农业设备等领域。 2.4 巨磁电阻罗经 工作原理： 所谓巨磁电阻效应是一种磁致电阻效应，主要是指在纳米尺度的磁性多层薄膜材料中，当磁场作用于磁性多层膜中自旋导电电子时，导致膜电阻发生很大的变化. 巨磁传感器工作原理图 巨磁传感器特点： 1、体积小； 2、灵敏度高； 3、线性范围宽 4、可靠性高 5、成本低 6、热稳定性好 用途 目前完全可取代传统的霍尔及磁阻元件，广泛应用在信息、电机、电子电力、能源管理、汽车、磁信息读写及工业自动控制等领域。 电子罗经在航海上应用展望 随着科学技术的发展，数字磁罗经作为导航仪器或姿态传感器，在航空、航天、机器人、航海、车辆自主导航等多个领域都有广阔的应用前景。 在船舶导航方面，在实际使用中传统磁罗经的指向精度低，读数较为困难且其所测得的航向信号不能直接输入其它仪器，已经不能适应现代船舶综合导航系统需要。而如果在船舶上使用数字磁罗经取代传统磁罗经，完全可以克服传统磁罗经的这些缺点。 由于现在数字磁罗经技术具有明显的军事应用潜能，在很多国家高精度的数字罗经多为军用，还没有完全转为民用，而且数字磁罗经自身还存在一定的局限性需要改进，例如响应时间太长，受外部干扰磁场影响较大等因素，因此数字磁罗经技术还需要一定的时间和进一步的完善，才能获得更为广泛的应用。 3、GPS罗经 工作原理： GPS罗经一般由GPS接收机、数据处理器(或微处理器)和显示器三个部分组成。 GPS接收机用于接收来自GPS卫星的导航数据。 数据处理器