专利名称：霍尔罗经主罗经的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用霍尔效应原理研制的用于各类船舶指示船首向和指示航空方向的仪器结构的改进，是一种利用地磁作指向仪器的传感器，具体说是霍尔罗经主罗经。
指示方向的仪器，历史上最早应用的是磁针式罗经，简称指南针；后来又出现了带自差校正装置的磁针液浮式罗经，简称普通磁罗经；带远示或复示装置的普通磁罗经简称复示(远示)磁罗经；带自差校正装置的测量式磁罗经，简称校正测量式磁罗经。我国目前船用磁罗经主要仍是磁针式罗盘液浮罗经，其主要缺点是校差方法繁琐，且异纬度自差不易校正，校正时间长，误差较大，结构笨重，占用空间大，安装要求高，不便与其他导航仪组合，不易远示，自动化程度低。在要求较高的舰船上，主要使用陀螺罗经。而陀螺罗经结构复杂，保养麻烦，造价昂贵，启动时间长，需要1～4小时才能投入使用。
本实用新型目的在于克服现在使用中的磁针式罗盘液浮罗经和陀螺罗经的缺点，并充分发挥磁罗经的优势，利用霍尔效应原理提出一种可靠性好、中高精度、使用迅速简便、造价低廉的地磁传感器，即霍尔罗经主罗经。
本实用新型发明目的通过以下技术方案来实现本霍尔罗经主罗经由罗经盖、罗经柜、罗经座连接组成壳体，在壳体内装有两只探头、平衡环和霍尔器件工作电路。霍尔器件工作电路是在霍尔器件的工作电源输入端连接直流电源，霍尔器件电压输出端与不等位电路相连接，霍尔器件工作电路输出至霍尔罗经主罗经外，连接控制箱中的电压放大电路。平衡环由固定在罗经柜内壁上的摇轴座、摇轴和轴承支承，在平衡环上面有一块上安装板，上安装板上装有上探头，平衡环下置有一块下安装板，下安装板上也装有一个下探头，上、下两个安装板和摇轴均连接在支撑板上，支撑板下挂有维持平衡环低重心和平衡的压重物。
电压放大电路由放大器、反馈电路、虚地电路、调零电路组成。放大器的(30)端连接虚地电路，(28)、(33)、(34)端连接调零电路，电压放大电路的输入端和输出端之间跨接有反馈电路，(31)端连接放大电路电源负电压端，(33)端连接放大电路电源正电压端，电路的电缆线引出霍尔罗经主罗经壳体外。
霍尔罗经主罗经的工作原理是当在霍尔器件的工作电源输入端两端加载直流电压后，就会在霍尔电压输出端有霍尔电压输出，由于船的航向不同，感受地磁场的大小和方向也不同，因而输出的霍尔电压也不同。利用R1、R2、W1、R3、RT1构成的霍尔器件工作电路，调整其霍尔电压不等位为最小，由霍尔罗经主罗经外的放大电路对霍尔器件输出的霍尔电压进行放大，得到输出电压V0。霍尔电压由电缆线引出霍尔罗经主罗经外，接入控制箱，将航向电压信号变成可识别的数字信号，控制箱内的计算机及其控制电路进行解算航向，测算并修正自差、摇摆误差，修正磁差和输出航向信号，再由数码管显示航向。
平衡环由大、小不同的两个圆环组成，两圆环之间用摇轴和轴承支承。
装在罗经柜内的两个探头是放置在不同平面上，它们之间的距离大于1厘米，其水平方向夹角的锐角大于0°，小于或等于90°，即两探头不能处于平行的位置。两个探头均为两根聚磁棒中间夹一片霍尔器件片组成，聚磁棒的横截面积为1～400平方毫米，霍尔罗经主罗经内的电缆线引向壳体外，在电缆线穿过壳体处有防止进水的水密封垫。在罗经盖、罗经柜和底座之间也都装有防水密封垫，防止水进入霍尔罗经主罗经的壳体内。为了使船舶航行中的晃动不影响平衡环，在平衡环与轴承之间连接有减震器，可以选用减震橡皮或减震弹簧。为了便于检修，在罗经座侧面装有一个罗经柜门，可以方便地打开，检修壳体内部的零部件。
霍尔罗经主罗经的优点是霍尔罗经主罗经按照霍尔效应原理直接敏感地磁场，输出所需航向电信号的技术，将不大于0.4高斯的大地微弱磁场转变为最大达2伏左右稳定的航向电信号技术，稳定性好，达到中高精度，只需1～2分钟即可投入使用，迅速简便，造价相对低廉。其输出的电信号，可通过微机处理，自动化程度高。
结合
一个实施例图1是霍尔罗经主罗经剖视图，图2是霍尔罗经主罗经俯视图，图3是霍尔罗经主罗经的霍尔器件传感器电路图。
该霍尔罗经主罗经由罗经盖(3)、罗经柜(19)、罗经座(22)经螺钉连接成霍尔罗经主罗经的壳体，在罗经盖(3)、罗经柜(19)和罗经座(22)之间夹有防水密封垫(20)，在壳体内装有两只探头(1)、(13)、平衡环(7)、霍尔器件工作电路和霍尔电压放大电路，霍尔器件工作电路由R1、R2、W1、R3、RT1组成。在霍尔器件的(24)、(25)两端连接直流电源1.5V，霍尔器件电压输出端(26)、(27)与不等位电路相连接。霍尔器件工作电路后面连接电压放大电路输入端，放大电路有两级，第一级由放大器AD517(1)、R4、R9组成的反馈电路，R5组成的虚地电路，R6、R7、W2组成调零电路，R8为输出电阻，第二级包括有放大器AD517(2)、R12、R13、W3组成调零电路，R10、R14组成反馈电路，R15为输出电阻，R11为虚地电阻。平衡环(7)由两个大小不同的圆环组成，两圆环之间用摇轴(4)及滚珠轴承(5)连接支承。平衡环(7)由固定在罗经柜(19)内壁上的摇轴座(12)、摇轴(8)及轴承(9)支承。在平衡环(7)上面有一个上安装板(2)，上探头(1)装在上安装板(2)上，下安装板(14)上装有下探头(13)，上安装板(2)、下安装板(14)都连接在支撑板(15)上，支撑板(15)下方挂有能维持平衡环(7)低重心并保持其稳定的压重物(16)。上探头(1)和下探头(13)皆是由两根坡莫合金材料制作的聚磁棒，中间夹一片霍尔器件片组成。聚磁棒是直径为8毫米的圆棒，霍尔器件片的面积为约1平方毫米，厚度约为0.3毫米。为了便于检修，在罗经座(22)一侧面设有一罗经柜门(6)，必要时可打开，对内部的器件进行检查和修理。
权利要求1.一种霍尔罗经主罗经，由罗经盖、罗经柜、底座连接组成壳体，在壳体内装有两只探头、平衡环和霍尔器件工作电路，霍尔器件工作电路是在霍尔器件的工作电源输入端连接直流电源，霍尔器件电压输出端与不等位电路相连接，霍尔器件工作电路输出至霍尔罗经主罗经外，连接控制箱中的电压放大电路，其特征在于平衡环由固定在罗经柜内壁上的摇轴座、摇轴和轴承支承，在平衡环上面置有一上安装板，上安装板上装有上探头，平衡环下置有一下安装板，下安装板上也装有一下探头，上、下两个安装板和摇轴均连接在支撑板上，支撑板下挂有维持平衡环低重心和平衡的压重物。
2.按照权利要求1所述的霍尔罗经主罗经，其特征在于平衡环由大、小不同的两个圆环组成，两圆环之间用摇轴和轴承支承。
3.按照权利要求1所述的霍尔罗经主罗经，其特征在于上探头和下探头的结构均为两根聚磁棒中间夹一片霍尔器件片组成，聚磁棒的横截面积为1～400平方毫米。
4.按照权利要求1所述的霍尔罗经主罗经，其特征在于装在主罗经柜内的两个探头之间距离大于1厘米，其水平方向夹角的锐角大于0°，小于或等于90°。
5.按照权利要求1所述的霍尔罗经主罗经，其特征在于霍尔罗经主罗经内的电缆线引向壳体外，在穿过霍尔罗经主罗经处有防水密封垫。
6.按照权利要求1所述的霍尔罗经主罗经，其特征在于支撑平衡环的轴承与平衡环之间连接有减振器。
专利摘要霍尔罗经主罗经是一种利用霍尔效应原理对船舶或航空方向指示仪器的传感器，其结构是在壳体内装有两只探头，平衡环和霍尔器件工作电路。其工作电路输出至壳体外，连接控制箱中的电压放大电路，平衡环由固定在罗经柜内壁上的摇轴座、摇轴和轴承支承，在上安装板上装有上探头，下安装板上有下探头，上、下安装板和摇轴均连接在支撑板上，支撑板下挂有压重物以降低平衡环重心。优点是稳定性好，达到中高精度，启动迅速简便，造价低廉。
文档编号G01C17/00GK2214665SQ9423615
公开日1995年12月6日 申请日期1994年12月31日 优先权日1994年12月31日
发明者史德, 吉春生, 杨晓东, 赖忠干 申请人:中国人民解放军海军潜艇学院