磁罗经具有结构简单、价格低廉和使用可靠等优点,故为船舶必备航海仪器之一。
按安装位置和用途的不同,磁罗经可分为标准罗经、操舵罗经和太平罗经,标准罗经通常安装在驾驶室顶部的标准罗经甲板的船首尾线上,由于其水平视角最大,可用以指示航向、观测方位和校正操舵罗经;操舵罗经供操舵时观察航向用;太平罗经供舵机失灵而用太平舵机操舵时观察航向之用。
陀螺罗经是航海上广泛应用的重要导航设备,不仅可为舰船导航提供精确可靠的航向基准,还能为火炮、鱼雷、导弹等提供方位基准。
扩展资料
磁罗经主要由罗经盆和罗经柜两大部分组成。罗经盆是安装罗经指向系统的碗状铜盆或其他非磁性材料制成的碗状物,盆的上部为一气密的玻璃盖。为了增强盆的稳定性,在盆底的周缘灌以铅,以降低罗经盆的重心。盆内装有罗经盘、轴帽、轴针和毛细管等。
为保证罗经盆始终保持水平状态,罗经柜上部装设平衡环,罗经盆刀口l形的轴端就架在该平衡环上。罗经柜内安装消除自差的软铁球或软铁片,以及校正各种自差的磁棒。
近代航海所使用的陀螺罗经,可分为安许茨、斯伯利和阿玛一勃朗等三大系列。任何一种系列的陀螺罗经,均由主罗经及其附属设备组成。主罗经是陀螺罗经的主体,具有指示航向的功能;附属设备则是确保主罗经正常工作并提供相应功能的必需设备。
-陀螺罗经
-磁罗经
磁罗经 利用自由支持的磁针在地磁作用下稳定指北的特性而制成的罗经。磁罗经由中国的司南、指南针逐步发展而成掌握方向用的测定方向基准的仪器。船舶用罗经以确定航向和观测物标方位。罗经分为磁罗经和陀螺罗经两种。航海船舶通常都装有两种罗经。 磁罗经是利用磁针指北的特性而制成。指南针即是原始型式的磁罗经,是中国古代四大发明之一。用于航海的指南针又称罗盘。中国明代水罗盘用八干、十二支、四维卦位名称标出24个方位。铁船出现后,磁经产生了自差。19世纪以后,先后提出消除自差的方法,至20世纪初,性能稳定、轴针摩擦更小的液体罗经制成,已用于大部分船舶。罗经差还有磁差,是由于地磁极与地极不一致而存在于磁北和真北之间的夹角,即磁偏角。海图上的罗经花均标注有本地磁差和年变化率,使用磁罗经时可据以修正读数。罗经结构主要由罗经柜和罗经盆组成,带有磁针的罗经卡安装在盆内。磁罗经按结构又可分为干罗经和液体罗经两种。 陀螺罗经又称电罗经,是利用陀螺仪的定轴性和进动性,结合地球自转矢量和重力矢量,用控制设备和阻尼设备制成以提供真北基准的仪器。陀螺罗经是由主罗经与分罗经、电源变换器、控制箱和操纵箱等附属设备构成。按对陀螺施加作用力矩的方式可分为机械摆式与电磁控制式两类陀螺罗经:机械摆式陀螺罗经按产生摆性力矩方式分为用弹性支承的单转子上重式液体连通器式罗经和将陀螺仪重心放在支承中心以下的下重式罗经;电磁控制式陀螺罗经是在两自由度平衡陀螺仪的结构上,设置电磁摆和力矩器组成的电磁控制装置,通过电信号给陀螺施加控制力矩。 航行船舶上的陀螺罗经会因船舶运动而产生很多误差,如速度差、冲击误差、摇摆误差、纬度误差等;由于安装原因又有基线误差等。因此,均需采用相应措施加以消除或校正。
相传14世纪初南意大利阿玛尔菲人F乔亚首先把纸罗经卡(即方向刻度盘)和磁针连接在一起转动。这是磁罗经发展过程中的一次飞跃。从此船舶变向就不必再用手转动罗盘了。16世纪意大利人卡尔登制成平衡环,使磁罗经在船舶摇晃中也能保持水平。18世纪初英国人E哈利制成第一张世界等磁差曲线图。
磁罗经:
磁罗经利用自由支持的磁针在地磁作用下稳定指北的特性而制成的罗经。磁罗经由中国的司南、指南针逐步发展而成。司南为天然磁石制成的勺形物,投转于光滑的地盘上,停止时勺柄指南。地盘四周刻有八卦和天干地支名称,用于表示方位。已知关于司南的最早记述见于公元前 3世纪战国末期的《韩非子·有度》。
古代罗盘使用方法如下:
1、将罗盘持平,并贴近或将罗经边缘平行于被测量物之边缘。
2、滑动转盘,使磁针之钗形头与罗经底座红在线之两点契合。
3、以定位透明线所压之层读出方向即可。
扩展资料:
罗盘(一种风水探测工具,地理学专用仪器)
罗盘,又叫罗经仪,是用于风水探测的工具,理气宗派常用的操作工具。罗盘主要由位于盘中央的磁针和一系列同心圆圈组成,每一个圆圈都代表着中国古人对于宇宙大系统中某一个层次信息的理解。
中国古人认为,人的气场受宇宙的气场控制,人与宇宙和谐就是吉,人与宇宙不和谐就是凶。于是,他们凭着经验把宇宙中各个层次的信息,如天上的星宿、地上以五行为代表的万事万物、天干地支等,全部放在罗盘上。
风水师则通过磁针的转动,寻找最适合特定人或特定事的方位或时间。尽管风水学中没有提到“磁场”的概念,但是罗盘上各圈层之间所讲究的方向、方位、间隔的配合,却暗含了“磁场”的规律。
发展历史:
指南针的前身叫“司南”,最早的记载见于公元前三世纪的《韩非子·有度篇》。那时,人们谈到磁石吸铁现象时,认为有“慈母怀子”之意,所以曾把“磁”写作“慈”。
司南像家用的勺,底部成半球型,为的是便于放在刻有“干支”刻度的盘上时减少摩擦力,易于转动。有人说,航海指南针为时还要早,因为根据南朝梁沈约的记录,晋代已有“指南舟”的出现。
据日本,书记卷二十六齐明天皇四年(唐高宗显庆三年,公元658年)比罗夫率舟180艘出征。同书,天智天皇六年(唐高宗乾封二年,公元667年)到南宋时,制成了独立仪器罗盘(用指南针指明磁子午线方向的装置叫罗盘),普遍应用于航海。
西洋介绍罗盘的书最早见于13世纪初,比《萍洲可谈》等书的记载要晚100年。宋代沈括的《梦溪笔谈》中,记载了水浮针和磁针偏角。而哥伦布在第一次横渡大西洋时才发现磁针的偏角,比沈括的记载要晚400多年。
近代各国舰船上通用的是液体磁罗经,这是航海技术上的重要创造。这项设计,是在欧洲传统旱罗经基础上,吸取了我国800年来浮针的技术,使磁罗经日趋完美的。这当是中西科学技术交流的一项重要成果。
—罗盘
原因是罗盆水密性不好,影响是会妨碍罗盘读数。磁罗经中的气泡是用来指示船舶航向和方位角的,磁罗经产生气泡的原因是罗盆水密性不好液体渗出,空气进入罗盆,影响为会妨碍罗盘读数,气泡严重时会影响液体对罗盘的平稳支承,对观察航向和测定物标方位均会产生误差,必须消除。
利用自由支持的磁针在地磁作用下稳定指北的特性而制成的罗经。磁罗经由中国的司南、指南针逐步发展而成。司南为天然磁石制成的勺形物,投转于光滑的地盘上,停止时勺柄指南。地盘四周刻有八卦和天干地支名称,用于表示方位(图1)。已知关于司南的最早记述见于公元前 3世纪战国末期的《韩非子·有度》。宋朝初期出现了人工磁化的指南针,有水浮、丝悬、针顶等方法,近代磁罗经和地磁测量仪器仍沿用这些基本结构。北宋沈括在《梦溪笔谈》(1063年)中描述了用磁石磨针锋制作指南针的方法,并记载了磁差的存在。
指南针是初级阶段的磁罗经,是中国古代四大发明之一。唐宋时期中国海外贸易非常发达,大型商船远航到波斯湾、红海等地,造船和航海技术均居世界前列。指南针应用于航海的最早记载见于北宋朱彧的《萍州可谈》(1119年),书中说:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”用于航海的指南针又称罗盘。明代铜制的水罗盘用八干、十二支、四维卦位名称标出二十四个方位(图2)。通常认为罗盘是由中国传入阿拉伯,再传入欧洲,但有争论。相传14世纪初南意大利阿玛尔菲人F乔亚首先把纸罗经卡(即方向刻度盘)和磁针连接在一起转动。这是磁罗经发展过程中的一次飞跃。从此船舶变向就不必再用手转动罗盘了。16世纪意大利人卡尔登制成平衡环,使磁罗经在船舶摇晃中也能保持水平。18世纪初英国人E哈利制成第一张世界等磁差曲线图。
铁船出现后,磁罗经产生了自差。在此之前,关于自差现象的记述已见于明末清初方以智的《物理小识》,书中说到铁对磁针的干扰和海船不用铁钉的原因:“海咸烂铁,且妨磁也。”19世纪上半叶英国人M弗林德斯和GB艾里先后提出消除自差的方法,法国泊松对自差的数学理论作出了贡献。19世纪70年代英国物理学家W汤姆森制成稳定性好的干罗经安装于有类似现代自差校正器的罗经柜中,曾被英海军作为标准装备。20世纪初性能更稳定、轴针摩擦更小的液体罗经制成,现在已为大部分船舶所使用。 陀螺罗经按照对陀螺施加作用力矩的方式可分为机械摆式和电磁控制式两类。
①机械摆式陀螺罗经:按产生摆性力矩的方式可分为两种。一种是用弹性支承的单转子上重式水银器罗经,或称液体连通器式罗经(图6),如斯佩里型陀螺罗经;另一种是将陀螺仪重心置于支承中心之下,称为下重式罗经(图7),如安许茨型用液浮支承的双转子下重式罗经。 这两种方式产生的摆性力矩方向相反,它们的动量矩矢量的方向也相反。液体连通器式罗经的动量矩矢量指南,下重式罗经的动量矩矢量指北。在摆性力矩的作用下,机械摆式罗经的主轴北端会绕子午面作等幅摆动,其轨迹为一球面上的椭圆。加装阻尼器的机械摆式罗经,主轴北端则以阻尼摆动形式趋于子午面并相对于子午面稳定,从而提供真北基准。
液体连通器式罗经的灵敏部分由陀螺马达和托架组成,采用钢丝悬吊,利用水银器的负摆效应产生控制力矩。下重式罗经的灵敏部分系一密封陀螺球,球内装有两个参数相同的陀螺马达、灯形支架和阻尼器等构件(图8)。两个陀螺马达垂直地支承在灯形支架上,用曲柄连杆和弹簧互相连接,并分别与陀螺球主轴南北线成45°夹角。借助这种装置,两个陀螺马达只能同时绕其垂直轴作相反方向、相同角度的转动,但转角很小。因此,它们合成动量矩矢量始终与陀螺球主轴南北线一致,类似单转子作用,用两个陀螺马达可以有效地消减摇摆误差。②电磁控制式陀螺罗经:在两自由度平衡陀螺仪的结构上设置一套由电磁摆和力矩器组成的电磁控制装置,通过电信号给陀螺施加控制力矩的陀螺罗经(图9),简称电控式罗经。因电信号易于控制,故可按需要改变控制力矩的大小而实现罗经快速稳定。阿马-布朗型罗经为典型电磁控制式罗经。中国造CLP-1型罗经是民用船舶使用的电磁控制式陀螺罗经(见彩图)。 机械摆式罗经和电控式罗经中的陀螺装置最常见的为滚珠陀螺和液浮陀螺。液浮陀螺出现以后,又发展出挠性陀螺。它的支承系统不用传统的陀螺框架轴承而用挠性接头。挠性陀螺具有结构简单,体积小,重量轻,寿命长,可靠性高等优点,已在船舶上应用。挠性陀螺罗经就其原理来说仍然属于电控式罗经。 陀螺罗经存在纬度误差、速度误差、冲击误差、摇摆误差和基线误差等。采用垂直轴阻尼法的陀螺罗经都有纬度误差,这是一种原理误差。速度误差同罗经结构参数无关,而同船舶的航速、航向和所在地纬度有关。纬度误差和速度误差都是有规律的,可用查表法、移动基线或刻度盘法、力矩补偿法等予以修正。船舶机动航行时因惯性力对陀螺罗经的影响而引起的冲击误差,可用切断阻尼器并使罗经的等幅摆动周期等于844分钟或切断电磁摆的方法予以消除。陀螺罗经均有消减因船舶摇摆引起摇摆误差的装置,所以这种误差一般可不予考虑。由于主罗经或分罗经的基线安装不善而造成的基线误差是一种固定误差,测定后可转动主罗经或分罗经底座使基线与船首尾线平行来校正。在平静海面上,船舶恒速恒向航行时,修正后的陀螺罗经的误差应不大于1°。
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