专利名称：电磁式指南仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能指示地理南北方向的装置，尤其是在外磁场发生严重干扰 后，能够迅速恢复正常、且不会对后来的方向指示产生任何干扰的指南仪。
背景技术：
目前，公知的传统指南针是一个指针状的永磁体。当把指南针放在地磁场中时，根 据磁场的相同极性相互排斥、不同极性相互吸引的理论，使指针指示南北方向。但是，当此 磁针受到其他外磁场(如太阳风暴，日常生活的杂乱电磁干扰等)严重干扰后，将在磁针上 留下磁性残余，使指针的南北极性发生偏差，并不断出现磁性偏差记忆，也就是说前次测量 由于受外界磁场影响而出现指向偏差，并在指针上留下磁性残余，对下次测量产生不可消 去的永久性影响，所以会对以后的方向指示产生永久性偏差的致命性问题。
发明内容为了克服传统指南针当受到外界磁场严重干扰时，将不断出现磁性偏差记忆，对 以后的方向指示产生永久性偏差的致命性问题，本实用新型提供一种电磁式指南仪。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是它是在一个圆壳体内安装一个中轴，中轴上固定有一匝方形线圈、驱动LED发光 管发光的电流放大电路、电极板和供电电池；在圆壳体上安装有一个钟表式发条机构，发条 机构与中轴通过机械传动机构实现传动，在发条机构带动下，线圈、电流放大电路、供电电 池和电极板一起在水平面上转动；在圆壳体顶面安装一个显示盘，显示盘的构造是在盘正 面均勻布置有一圈LED发光管，背面布置有一圈与LED管个数相同的成对固定电极，每一个 LED发光管的两个脚线与一对电极连接；在电极板顶面的一端设有一对与固定电极相对应 的弹性电极片，线圈的两个端头分别连接在电流放大电路的两个输入端；电流放大电路的 两个输出端分别用导线与两个弹性电极片连接，从而使线圈-电流放大电路-LED发光管形 成回路。这种电磁式指南仪的工作原理是以电磁感应原理为理论基础，当一定匝数的导 线圈在恒定的地磁场中绕一垂直地磁场方向的轴作勻速旋转时，将正好产生一个周期的正 弦波电压。因此，在旋转一周的过程中，线圈与地磁场的每一个夹角对应一个特定大小的电 压，其中波的最大值处和最小值处分别对应地理的南极和北极，以此为理论基础，通过放大 电路放大和经过只允许单向通过的二极管筛选，将产生负半轴电压归0的电压变化曲线， 然后把一个周期内对应的电压等间距取值分别对应连接到一组指示灯上，将因线圈与地磁 场的夹角不同而使对应的指示灯产生亮暗不同的差异，以此来辨别方向，其中最亮的指示 灯所对应的方向即为地理的南极。下面通过试验参考数据进一步说明电磁感应公式E = η BLV cosi = 2n B L wRcos@，其中η代表线圈匝数，B为磁 场强度，L为线圈的高，V为线圈转动的线速度，w为线圈转动的角速度，R为线圈绕轴转动时的旋转半径，@为线圈与磁场的夹角。当线圈匝数η为100，地磁场强度B = 6 X IO"5-—3 Χ1(Γ5Τ时，可取B = 5 X IO^5T, L = 20cm, w = 10r/s, V = 2nwR = 2 X 100 X 10 X 2 π X 0. 25m/s，带入得 E = l(T23iV，再经 放大倍数为100的放大电路放大，得到的输出电压Ea= JiV 3V，足以驱动指示灯工作。本实用新型的有益效果是本实用新型内部没有任何磁性记忆载体，对任何磁性 干扰不会为后来的方向指示带来任何偏差影响。该电磁式指南仪不仅能从本质上彻底解决 此问题，而且能在当外磁场发生严重干扰后，能够迅速恢复正常而不会对后来的方向指示 产生任何干扰。另外，在当今信息时代运用此技术研究出来的指南仪更有利于将获得的信 息与电脑进行连接、处理、共享等。
图1是本实用新型的主视剖视图；图2是显示盘的俯视图；图3是显示盘的仰视图。图中1-圆壳体，2-线圈，3-电流放大电路，4-电极板，5-弹性电极片，6-LED发光 管，7-显示盘，8-中轴，9-供电电池，10-发条机构，11-机械传动机构，12-固定电极。
具体实施方式
下面参照附图进一步说明本实用新型的技术方案。如图1、图2、图3所示它是在一个圆壳体1内安装有中轴8，中轴8上固定有一 匝方形线圈2、驱动LED发光管发光的电流放大电路3、电极板4和供电电池9 ；在圆壳体1 上安装有钟表式发条机构10，发条机构10与中轴8通过机械传动机构11实现传动，在发条 机构10带动下，线圈2、电流放大电路3、供电电池9和电极板4 一起在水平面上转动；在圆 壳体1顶面安装一个显示盘7，显示盘7的构造是在盘正面均勻布置有一圈LED发光管6， 背面布置有一圈与LED发光管6个数相同的成对固定电极12，每一个LED发光管6的两个 脚线与一对固定电极12连接；在电极板4顶面的一端设有一对与固定电极12相对应的弹 性电极片5，线圈2的两个端头分别连接在电流放大电路3的两个输入端；电流放大电路3 的两个输出端分别用导线与两个弹性电极片5连接，从而使线圈2-电流放大电路3-LED发 光管6形成回路。
权利要求1. 一种电磁式指南仪，其特征在于，它是在一个圆壳体内安装一个中轴，中轴上固定有 一匝方形线圈、驱动LED发光管发光的电流放大电路、电极板和供电电池；在圆壳体上安装 有一个钟表式发条机构，发条机构与中轴通过机械传动机构实现传动；在圆壳体顶面安装 一个显示盘，显示盘的构造是在盘正面均勻布置有一圈LED发光管，背面布置有一圈与LED 管个数相同的成对固定电极，每一个LED发光管的两个脚线与一对电极连接；在电极板顶 面的一端设有一对与固定电极相对应的弹性电极片，线圈的两个端头分别连接在电流放大 电路的两个输入端；电流放大电路的两个输出端分别用导线与两个弹性电极片连接。
专利摘要本实用新型公开了一种电磁式指南仪，它是在一个圆壳体内安装一个中轴，中轴上固定有方形线圈、驱动LED发光管发光的电流放大电路、电极板和供电电池；在圆壳体上安装有一个钟表式发条机构，发条机构与中轴通过机械传动机构实现传动；在圆壳体顶面安装一个显示盘，显示盘的构造是在盘正面均匀布置有一圈LED发光管，背面布置有一圈与LED管个数相同的成对固定电极，每一个LED发光管的两个脚线与一对电极连接；在电极板顶面的一端设有一对与固定电极相对应的弹性电极片，线圈的两个端头分别连接在电流放大电路的两个输入端；电流放大电路的两个输出端分别用导线与两个弹性电极片连接。本实用新型对任何磁性干扰不会为后来的方向指示带来任何偏差影响。
文档编号G01C17/28GK201858978SQ20102027416
公开日2011年6月8日 申请日期2010年7月25日 优先权日2010年7月25日
发明者刘飞鹏 申请人:山东科技大学