基本介紹
- 中文名：磁航向儀表
- 外文名：Magnetic heading meter
捷聯式固態磁羅盤,陀螺磁羅盤,組成,工作原理,用途,
捷聯式固態磁羅盤
捷聯式固態磁羅盤是用於測量磁航向的儀表。它是直接和飛行器機體軸固聯的三軸固態磁敏元件，用計算機坐標變換方法求出沿地平(或其他)坐標系三軸的地磁場分量、總地磁場強度和磁航向角等的儀表。三軸固態磁敏元件是個相互垂直安放的微磁阻元件組成的晶片(稱為三軸磁感測器模組)，每個磁感測器均由4個800-900()的磁阻臂組成惠斯登電橋，在±20e範圍內具有靈敏度為26mV/V-Oe的線性輸出，工作電壓0—10V可調：每個感測器集成晶片內均設有磁耦合場補償電流帶，通過50mA直流電流時，相當於在與敏感軸交叉的方向上提供10e的磁場，可用來抵消外磁場的干擾，做羅差修正。工作溫度為-40—85℃，線性度(電橋電壓為8V時)為1%F.S．(典型值)，2%F.S．(最大)．頻寬為5MHz，磁場測量範圍為±6Gauss(地磁場為0．5Gauss)，最小可檢測85luGauss(優乾霍爾元件)。
陀螺磁羅盤
飛機上所用的磁羅盤能獨立測量飛機的磁航向，但穩定性差；陀螺半羅盤穩定性好，但不能獨立測量飛機航向。將二者結合起來，就製成了一種既能獨立測量磁航向，又具有良好穩定性和較高靈敏度的航向儀表，即為陀螺磁羅盤。陀螺磁羅盤是飛機上廣泛套用的一種儀表。
組成
陀螺磁羅盤的結構形式多種多樣，但從結構上講主要由以下幾部分組成。 
(1)磁感測器：陀螺磁羅盤的地磁敏感部分，用來測量飛機的磁航向，並輸出磁航向信號。磁感測器有兩種，一種是永磁式，一種是感應式。永磁式是利用磁棒來感應地磁，測量精度較低且體積較大；感應式則利用地磁感應元件來感測地磁，套用較多。磁感測器一般安裝在飛機翼尖等飛機磁場影響較小的地方。
(2)陀螺機構：陀螺機構用來穩定磁感測器測出的磁航向信號。陀螺機構相當於一個陀螺半羅盤(航向陀螺儀)，它受磁感測器控制，同時磁感測器又通過它輸出穩定的航向信號給航向指示器。
(3)航向指示器：用來指示磁航向和轉彎角度。現代飛機多採用綜合指示器，不僅能指示磁航向，還可以指示無線電方位角等。
(4)放大器：用來放大陀螺磁羅盤中的電信號，以控制伺服同步裝置。
工作原理
磁感測器包括地磁感應元件和電位器。地磁感應元件用來測量磁航向，磁電位器則用來復現磁航向信息。磁電位器由環形電阻和一對電刷組成。環形電阻上有三個互隔120°的固定抽頭，分別與指示器和陀螺電位器的三個電刷連線，磁電位器的磁航向由電阻與電刷之間的相對位置確定。陀螺機構為一航向陀螺儀，其外環軸上固定一個環形電阻，該環形電阻與三個電刷組成陀螺電位器，環形電阻直徑兩端處接有電源。陀螺電位器的三個抽頭與磁感測器巾環形電阻相隔120°的三個固定抽頭相連線，組成一個伺服同步裝置。當磁電位器所反映的磁航向角與陀螺電位器反映的航向基準不一致，出現失調角，即產生失調電壓時，磁電位器的一對電刷a與b端就會輸出失調電壓，該失調電壓經放大器放大後，驅動協調電機經減速器帶動陀螺電位器上的電刷轉動，直至失調電壓為零。這意味著陀螺電位器的航向基準與磁電位器的磁航向同步。陀螺電位器還與指示器組成一個伺服同步裝置。指示器中有伺服電動機、減速器、伺服電位器(圖中未示冉)。陀螺電位器在建立磁航向的過程中，通過伺服同步裝置的工作，將磁航向信號傳遞給指示器。指示器的伺服電動機工作，通過減速器轉動航向刻度盤，將磁航向基準在刻度盤上反映出來。此時刻度盤上的航向基準線(即0～180°線)與指示器上代表飛機縱軸的指標的夾角，即為該羅盤所測飛機的磁航向。羅盤指示的航向取決於陀螺機構的陀螺電位器所確定的航向。通常指示器上有磁差修正的機械調整裝置，將磁差修正值加到磁航向中，指示器則指示真航向。
陀螺磁羅盤既能測量飛機航向，又可比較準確地指示出飛機的轉彎角速度。平飛時，利用磁感測器測量飛機的磁航向，然後通過陀螺機構控制指示器的指針．使它指示出飛機的磁航向。飛機轉彎時，為防止磁感測器對磁航向的錯誤修正，監視飛機的偏航速率，經角速度感測器切除修正信號，使飛機在改變航向時，航向基準完全由航向陀螺儀來穩定，指示出飛機的轉彎角度。
用途
在大多數的小型飛機上，只有磁羅盤是不依賴於其他飛機儀表和動力源的方向指示儀表。由於它有被稱為羅盤誤差的工作特性，飛行員傾向於只是使用它來作為設定航向指示器的一個參考，但是如果了解了磁羅盤的特點，就可以完全使用它來進行飛機轉彎以修正和保持航向。
當轉彎到磁羅盤航向或當使用磁羅盤作為調整航向指示器的參考時，記住以下的點：
(1)如果航向朝北，開始一個向東或西的轉彎，羅盤指示滯後，或指示一個向反向的轉彎。
(2)如果航向朝南，開始一個向東或西的轉彎，羅盤指示超前於轉彎，指示一個比實際轉彎大的轉彎。
(3)當航向朝東或西時，向任一方向轉彎，羅盤指示都是正確的。
(4)如果航向朝東或西，加速引起一個向北轉彎的指示；減速引起一個向南轉彎的指示。
(5)如果保持向北或向南的航向，俯衝、爬升或改變空速都不會引起誤差。
如果坡度在15°和18°之間，當轉向至向北或向南的航向時，要用的提前量或滯後量隨著轉彎位置的緯度變化，並且大約等於轉彎位置的緯度：當轉向朝北的航向時，改出橫滾的提前量必須包含緯度改變的度數，加上通常從轉彎改出的提前量。在轉向一個朝南航向期間，保持轉彎直到羅盤越過朝南航向的緯度數，減去正常改出橫滾提前量，
