阿玛-勃朗陀螺罗经
第一章 第五节 阿玛-勃朗系列陀螺罗经-2011版
§5-1 概述
l 一、阿玛勃朗型陀螺罗经属于电磁控制式罗经，
是陀螺罗经三大系列产品之一。
l l l l l
l
1．由美国阿玛公司和英国勃朗公司联合研制的。 1 最初为陆用车辆设计，改进被应用于船舶。 2．早期有两种： 2
热形——工作的情况下，支承液体呈液态； —— l 不工作的情况下，支承液体呈固态。 l 冷形——支承液体呈液态。 后来均改进为冷形。 ——
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整套阿玛 勃朗MK10 型陀螺罗 经的组成 图
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§5-2 主罗经结构
l一、灵敏部分
l 灵敏部分由陀螺球、浮动平衡环及垂直
金属扭丝等组成。
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l 1）船电开关位于断的(OFF)位置 l 2）开关接线箱上的电源开关和分罗经开关
位于断的(OFF)位置 l 3）主罗经控制面板上的电源开关和照明旋 钮位于断的(OFF)位置 l 4）主罗经控制面板上的照明旋钮位于断的 (OFF)位置 l 5）旋转速率(SLEW RATE)的指针标记位于 垂直向上的位置
l 3．只能工作在陀螺罗经状态。 l 3 l
（无双态工作方式）
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三、阿玛-勃朗10型陀螺罗经 的主要技术性能
l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l
1．直航指向精度为±0.75° 1 0.75 2．大风浪天气航行，指向精度≤±2° 2 3．适用航速0~60节 3 0~60 4．适用纬度80°N～80°S 4 80 5．稳定时间≤6h。 5 由偏北10°至稳定±0.5°内，只需40分钟 10 0 6．船电要求：380V 50HZ 3φ或440V 60HZ 3φ 6 380 V 50HZ 3 440 V 60HZ 3 7．陀螺马达：26V 400HZ 3φ 转速12000转/分 7 26 V 400HZ 3 寿命40000h 8．工作温度：0~+55° 8 0~+55 9．可带动20个分罗经。为直流步进式分罗经。 9 20
航海仪器教学课件——阿玛勃朗系列陀螺罗经
l（1）水平扭丝 (0.375mm铍青铜丝)
l 1）可看作无磨擦的轴承支承，构成 陀螺球的水平轴；
l 2）用来在浮动平衡环内定陀螺球的 中心位置；
l 3）受扭产生控制力矩——水平轴力 矩My。
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l 方位陀螺仪状态： l 快速起动，机动航行，在高纬度航行时，工作于方位陀ited by Foxit PDF Editor Copyright (c) by Foxit Software Company, 2004 - 2007 For Evaluation Only.
二、阿玛勃朗10型陀螺罗经
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院
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陀 螺 球
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2．陀螺球的支承
l 采用液浮 和金属扭 丝组合支 承。
l 用浮动平
衡环作框
架支承。
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陀螺罗经
陀螺罗经1．安许茨系列陀螺罗经开机前的检查与准备。
（10分）（口述+实操）2．读取安许茨系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．安许茨系列陀螺罗经开机步骤。
（10分）（口述+实操）2．读取安许茨系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．安许茨系列陀螺罗经关机步骤。
（10分）（口述+实操）2．读取安许茨系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．安许茨系列陀螺罗经主要开关控钮的作用。
（10分）（口述）罗经电源主开关；随动开关2．读取安许茨系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．斯伯利系列陀螺罗经开机前的检查与准备。
（10分）（口述+实操）2．读取斯伯利系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．斯伯利系列陀螺罗经开机步骤。
（10分）（口述+实操）2．读取斯伯利系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．斯伯利系列陀螺罗经关机步骤。
（10分）（口述+实操）2．读取斯伯利系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．斯伯利系列陀螺罗经主要开关控钮的作用。
（10分）（口述）罗经电源主开关；方式转换开关；旋转控钮与开关；补偿器；2．读取斯伯利系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．阿玛-勃朗系列陀螺罗经开机前的检查与准备。
（10分）（口述+实操） 2．读取阿玛-勃朗系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．阿玛-勃朗系列陀螺罗经开机步骤。
（10分）（口述+实操）2．读取阿玛-勃朗系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．阿玛-勃朗系列陀螺罗经关机步骤。
（10分）（口述+实操）2．读取阿玛-勃朗系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）1．阿玛-勃朗系列陀螺罗经主要开关控钮的作用。
（10分）（口述）罗经电源主开关；方位(AZIMUTH)按钮；倾斜(TILT)按钮；补偿器2．读取阿玛-勃朗系列陀螺罗经航向。
（10分）（实操）。
航海仪器课后解答
航海仪器课后复习题第一章陀螺罗经1.叙述陀螺仪的定义及其基本特性。
定义：工程上将高速旋转的对称刚体（转子）及其悬挂装置的总称叫做陀螺仪。
基本特性：定轴性进动性2.何谓平衡陀螺仪和自由陀螺仪？平衡陀螺仪：陀螺仪的中心和其几何中心相重合的陀螺仪。
自由陀螺仪：不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪。
4.位于地球上的自由陀螺仪的视运动有何规律？如何解释其物理实质？自由陀螺仪在地球上的视运动规律：北纬东偏南纬西偏，（偏转角速度为w2）东升西降南北一样（升降角速度为w1a）物理实质：当地球自转时，在北纬子午面北点N 向西偏转，由于陀螺仪的定轴性，主轴空间指向不变，跟地球一起运动的观察者看到主轴北端在不断向东偏转。
同理在南纬，主轴指北端向西偏转。
当陀螺仪主轴指北端偏离子午面以东时，受w1 的影响，水平面东半平面下降，陀螺仪主轴的指北端相对水平面产生上升的视运动；当陀螺仪主轴的指北端偏离子午面以西时，由于水平面西半平面上升，陀螺仪主轴则产生下降视运动。
5.影响自由陀螺仪主轴不能稳定指北的主要矛盾是什么？克服该主要矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则是什么？W2 是影响自由陀螺仪主轴不能指北的主要矛盾。
克服该矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则是利用陀螺仪的进动性，对陀螺仪水平轴施加一个外力M ，使陀螺仪周周绕OZ 轴进动，并满足w'=M/H=w26.叙述变自由陀螺仪为摆式罗经的两种方法。
第一种是重力下移法。
将陀螺仪的重心沿垂直轴下移，时重心不与支架中心O 重合，当主轴不水平时，产生控制力矩。
根据这种方法制成的罗经称为下重式罗经。
第二种是水银器法或液体连通器法。
在平衡陀螺仪上悬挂液体连通器，液体连通器中注入适量的高比重液体（如水银或其他化学溶剂），用以产生控制力矩。
这类罗经一般被称为水银器罗经或称液体连通器罗经。
7.为何双转子摆式罗经与液体连通器罗经二者的动量矩H 的指向不同？由于地球自转，双转子摆式罗经主轴指北端偏离水平面后产生的重力控制力矩My 使陀螺仪主轴指北端向子午面北端靠拢，自动找北。
船用电罗经维护保养
电罗经基本介绍目前船上使用最多的电罗经类型一共分为三种：安许茨4型，阿玛-勃朗10型和斯伯利MK37 MOD E型。
不论哪种罗经，使用过程中均应注意下面事项：1.在存放，清洁和拿取陀螺球时，不能使陀螺球倾斜角度超过45°或倒置，以免润滑油沾到球内其他部件上，影响陀螺球正常工作。
2.由于液体的浮力和液体的比重有关，而液体的温度直接影响了液体的比重，所以为保证罗经正常的工作，必须保持支撑液体的恒温要求，支撑液体的工作温度为52±3℃，由液体温度控制系统控制液体保持恒温。
3.液温低于49℃时，加热器处于加热状态当液体温度达到49-52℃时，加热器断开，当液体温度达到52-57℃时，电风扇工作，当液体温度高于57℃时，蜂鸣器接通报警。
此时应立即采取相应措施，对液体进行降温，若采取措施后仍不能使液体温度恢复正常，则应立即关机，停止使用。
安许茨4型陀螺罗经的启动：接通船电开关，接通变压器箱上的电源开关，由off位置转到on的位置，20分钟后，接通随动开关，由“0”位置转到“1的”位置。
安许茨4型陀螺罗经的支撑液体配方为：蒸馏水10L，甘油（20℃时，比重为1, 23g/ cm³）1L，安息香酸10g。
其中，甘油用于增大液体比重，安息香酸用于导电，当液体比重不正常时，添加30ML甘油，可使支撑液的比重增加0.0005g/cm³。
反之，添加30ML蒸馏水，可使支撑液的比重减少0.0005g/cm³。
陀螺罗经的高度是：在罗经已经稳定，液温正常，罗经桌水平时，陀螺球赤道红刻线高出随动球透明玻璃块内外表面的两条水平线2mm，允许偏差为±1mm。
电罗经陀螺仪简介电罗经最核心的是陀螺仪，配合图片简单介绍陀螺仪的构成以及各部件作用。
陀螺仪为电罗经主罗经内部，使用螺丝吊装在罗经组要电路板下方，拆下后实物如图：如上图所示陀螺仪内部腔室是分为外部和内部的，循环泵是分为两台泵，一个是蒸馏水循环，一个是罗经液循环，陀螺仪拆下后可以通过加注口把内部液体倒出，再拆解陀螺仪，拿出陀螺球，如图在清洗陀螺球与陀螺仪内外腔室时一定要用蒸馏水清洗，在放置陀螺球时一定要先到一部分陀螺液在内腔，然后轻轻放置陀螺球，如上图所示；每次维护时密封圈都要更换，以防止密封圈老化引起漏液，导致罗经失灵。
第四章电罗经
减幅摆动
1）使陀螺罗经稳定指北的措施 阻尼力矩(damping moment)：为了使陀
螺罗经稳定指北而对陀螺仪施加的力矩。 阻尼设备(damper))（阻尼器）：陀螺罗
经产生阻尼力矩的设备（器件）。 阻尼方式(damping mode)：陀螺罗经将
阻尼力矩施加在陀螺仪（球）的哪一轴 上。
进动性
进动方程
ppzYMHMHy Z
地球自转对陀螺仪之影响 视运动(Apparent Rotation)
EW
E E
EW
D
C N
B
A
陀螺仪的视运动规律
1）视运动现象 自由陀螺仪的视运动是其主轴相对地球
子午面和水平面的运动。 使自由陀螺仪产生视运动的原因是地球
控制力矩M 沿oy轴的方向将随的方
向而定，它使陀螺球主轴正端自动找北 （向子午面进动），主轴进动的速度：
u2 = My
= -Ky·
阿玛勃朗系列罗经是通过电磁摆和力 矩器获得的电磁控制力矩，电控罗经。
4）陀螺罗经主轴的等幅摆动
通过对自由陀螺仪施加控制力矩制成的 陀螺罗经，罗经主轴只具有自动找北的 能力而不能稳定指北，其自动找北的运 动轨迹是呈扁平的椭圆轨迹。
控制力矩的产生方式：
阿玛-勃朗系列罗经的控制设备由电磁摆 和位于陀螺球水平轴上的力矩器组成。
当陀螺球工作，t = t1时，若设陀螺球主 轴水平指东， = 0，电磁摆不输出摆信 号，陀螺球水平轴的力矩器不工作，不 向陀螺球施加控制力矩。
随着地球自转，当t = t2时，陀螺球主轴 上升了一个角度（ ≠0），电磁摆输出
液体阻尼器由固定在陀螺仪主轴两端的 两个相互连通的液体容器组成，内充一 定数量的高粘度硅油。
阿玛-勃朗陀螺罗经
二组
1.研究背景
随着当今海上经济，军事的发展，船舶在海上的航路错
综复杂，因此对导航仪器的要求大大提高，如何提高电磁
控制罗经的精确性？我们就必须对电磁控制式罗经的原理
，使用，维护和保养加以学习和研究。
2.电磁控制式陀螺罗经
2.1 电磁控制式陀螺基本结构
电磁摆 水平轴 力矩器
① 平衡陀螺仪（三个自由度） ② 电磁摆 ③ 放大器 ④ 力矩器
8字型线圈北轴内壁处电磁铁8字型敏感线圈和电磁铁信号测量装置电磁摆产生电磁摆信号用以产生控制力矩和阻尼力矩安装在贮液缸顶部偏东一侧水平时无摆信号输出倾斜时摆锤偏移有摆信号输出倾斜放大器倾斜电机方位电机方位放大器水平扭丝水平轴控制力矩垂直轴阻尼力矩电磁摆输出的摆信号是可以控制水平和垂直扭丝产生控制力矩和阻尼力矩使陀螺球主轴自动找北
（5）将纬度误差校正旋钮置于船舶航行纬度上（与船舶 所在纬度相差不超过5° （6）根据需要转动照明灯旋钮，调节主罗经方位刻度盘
（7）检查所有的复示仪器，如需要可重新匹配校准。
结论
电磁控制式罗经利用电磁摆和水平力矩器，垂直力 矩器所组成的电磁控制装置，将罗经主轴引向其稳定位 置。其主要的优点为： （1）结构参数的选择可根据需要予以改变； （2）在消除ω2的影响、补偿和削减有害力矩的干扰 均可用电路实现。电磁控制式罗经是一类较为先进的航 海导航设备，随着科学技术的发展，它衍伸出了多种型 号，它们更适应现代航海要求，在海上应用更为广泛， 通过本次论文的研究，让我们队电磁控制式罗经有了更 加深入的了解，也让我们越发清晰地认识到我们将来要 面对的工作环境，使我们获益匪浅。
垂直轴 力矩器
2.2 电磁控制式陀螺基本原理
控制力矩——水平轴MY=-KY 阻尼力矩——垂直轴MZ =KZ 当主轴高度角存在时,电磁摆输出摆信号,经放大器放大后,驱动 力矩器产生水平轴和垂直轴力矩,控制主轴找北并指北.
第四章单转子陀螺罗经
第二节ES-110型陀螺罗经一、主罗经主罗经核心部分为陀螺马达,由100V、400Hz、3相驱动，转速为12000r/min, 动量矩指南。
陀螺房以6根吊钢丝悬吊在垂直环内，垂直环通过东西轴承装在水平环上并可绕水平轴作俯仰转动。
这样，构成了具有三自由度陀螺仪。
整个灵敏部分由水平环通过南北轴承支承在外侧的随动部分的随动环上。
随动变压器初级绕组装在陀螺房的东侧，而次级绕组装在与其对应的垂直环上。
当灵敏部分与随动部分有失配角，则随动变压器输出随动信号，以放大器放大后，驱动随动电机，带动方位齿轮转动，使随动环能绕垂直轴转动而跟踪灵敏部分随动。
在陀螺房的西侧装有16g的生物，作为陀螺罗经阻尼摆动的阻尼重物。
当主轴有倾斜时，该重物产生绕垂直轴的阻尼力矩，故ES-110型陀螺罗经亦属于短轴阻尼陀螺罗经。
在垂直轴的SN两侧以螺钉固紧一对塑料制成液体稳定器。
这对液体稳定器，由塑料制成液体杯及连通管与空气管组成。
于是，当陀螺主轴相对水平面倾斜时，液体稳定器也跟着倾斜；杯中的液体沿着连通管作南北流动，随着液体的流动、重量的改变，便产生与倾斜角方向和大小成正比的水平轴摆性力矩，陀螺罗经在此力矩的作用下作找北运动。
二、使用与调整1、一般使用（1）设置纬度在船舶所在的纬度上，当纬度每变化5°时调整一次。
（2）打开电源开关。
（3）启动指示灯亮并开始找北。
（4）启动指示灯亮，等待5min；运转指示灯亮，此时陀螺马达转数达到正常转数。
（5）当主罗经上的分罗经指示灯亮，方可设置每一个分罗经与主罗经一致。
对于同步分罗经，将分罗经开关放到“OFF”位置，调整分罗经的航向与主罗经一致后，将分罗经开关放在“ON”位置。
（6）大约4h 罗经稳定，此时其精度满足航海要求。
（7）重新确定分罗经的航向读数是否与主罗经一致，如果有误差，重新调整。
2、快稳启动罗经当船舶真航向为已知时，启动罗经约20min后，握住液体连通器和水平环轻轻地向上或向下压，使罗经在方位上进动直至刻度盘的读数为真航向，然后在水平方向推陀螺房，直至水准器上气泡停留在上次关机时的气泡位置上。
第二节 陀螺罗经
随着地球自转，当t = t2时，陀螺球主轴上升了一个角度（≠0），电磁摆输出摆信号，经水平放大器放大后，送给陀螺球水平轴上的力矩器，力矩器工作，向陀螺球水平轴施加电磁控制力矩M：
主要优点：指向精度高；多个复示器，有利于船舶自动化；不受磁干扰影响，指向误差小；安装位置不受限制等。
主要缺点：必须有电源才能工作（可靠性较差）；工作原理、结构复杂。
4．发展趋势
体积小型化；广泛采用先进技术；提高指向可靠性和使用寿命；简化维护保养。
一、陀螺罗经指北原理
1.自由陀螺仪及其特性
1）自由陀螺仪(free gyroscope)定义
2）陀螺罗经获得阻尼力矩的方法
按产生阻尼力矩的原理不同，分为直接阻尼法和间接阻尼法；
按阻尼力矩的性质不同，分为重力阻尼力矩和电磁阻尼力矩；
图2-1-27
按三大系列罗经使用的阻尼设备不同，分为以下三种方式：
（1）安许茨系列罗经获得阻尼力矩的方式
采用液体阻尼器(liquid damping vessel)的直接阻尼法产生阻尼力矩的。
3）自由陀螺仪的特性
（1）定轴性(gyroscopic intertia)
比对实验说明
定轴性：高速旋转的自由陀螺仪，当不受外力矩作用时，其主轴将保持螺转子高速旋转；陀螺仪不受外力矩作用。
定轴性表现特征：主轴指向空间初始方向不变。
（2）进动性(gyroscopic precession)
My=mgsin·a
≈mg a·
=M·
M=mga最大控制力矩
控制力矩的大小与罗经结构参数和主轴高度角有关
阿玛勃朗系列罗经
从上述支承方式可以看出，陀螺球内的陀螺电机转子具
有绕主轴高速旋转的自由度；陀螺球具有绕水平轴作俯仰运 动的自由度；陀螺球连同浮动平衡环一起绕垂直轴旋转的自 由度。因此，陀螺球可看作具有三个自由的陀螺仪。氟碳润 滑剂贮液缸内充入高比重的氟油(fluorcarbon lubricant)， 其温度可在25°C～ 85°C范围内变化而不影响灵敏部分正 常工作。整个灵敏部分全部位于氟油中，由于制造和装配时 已做过精密的平衡，在正常工作温度时，灵敏部分的比重与 氟油比重相等，灵敏部分处于中性悬浮状态。金属扭丝对陀 螺球不起悬吊作用，即不会对陀螺球产生摩擦力矩，提高了 灵敏部分的指向精度。
轴由固定部分支承，使贮液缸、倾斜平衡环、方位
平衡环和刻度盘一起绕垂直轴转动。贮液缸的主要
作用：一是起支承液体容器的作用，通过支承液体
支承灵敏部分；二是跟踪并保持与陀螺球相对位置
一致，将陀螺球航向传到刻度盘，便于读取航向； 使位于贮液缸西侧的电磁摆，间接检测陀螺球主轴 的高度角产生摆信号；启动罗经时使陀螺球主轴近 似指示真北和水平，达到快速启动罗经的目的；三 是相对陀螺球在倾斜上和方位上产生角位移，使水 平扭丝和垂直扭丝受扭，对陀螺球施加水平力矩和 垂直力矩。
1-柔软银质导线；2-垂直扭丝；3-浮动平衡环；4-陀 螺电机；5-水平轴；6-水平扭丝 7-柔软银质导线； 8-垂直轴；9-陀螺球；10-陀螺转子飞轮；11-陀螺 球位置敏感线圈 12-电磁铁；13-贮液缸；14-东边 支架
水平扭丝是一种直径约为0.3mm的铍青铜丝，其作用为： ①作为无摩擦轴承，产生陀螺球的水平轴。 ②用于在浮动平衡环内定陀螺球的左右中心位置。
阿玛勃朗系列罗经
基本要求与概述 主罗经结构 电路系统 使用与保养
阿玛-勃朗陀螺罗经31页PPT
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
阿玛-勃朗陀螺罗经
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
陀螺罗经
20世纪70年代，伴随着光纤通信技术的发展，光纤传感技术也迅速发展起来。
该技术是以光波为载体，光纤为媒质，感应和传输外界被测量信号的新型传感技术，以独特的优良性能赢得极大的重视，并在各个领域中广泛应用。
光纤陀螺技术是光纤传感技术的一个特例，是利用光学传输特性而非转动部件来感应角速率和角偏差的惯性传感技术。
1 光纤陀螺的结构按照元器件类型，光纤陀螺分为分立元件型、集成光学型和全光纤型。
由于分立元件型光纤陀螺存在体积较大、可靠性较差、误差较大等缺点，现在世界各国都已停止发展。
集成光学型光纤陀螺将主要光学元件如耦合器、偏振器、调制器都集成在一块芯片上，将光纤线圈、光源、检测器接在芯片适当的位置，就构成了实用的集成光学型光纤陀螺。
从光纤陀螺的发展方向来看，集成光学型光纤陀螺是最有发展前途的光纤陀螺形式。
全光纤陀螺是将主要的光学元件都加工在一条保偏光纤上，从而可以避免因元器件连接造成的误差。
目前，全光纤陀螺技术比较成熟，其性能在三种中最好，适合在现阶段研制实用的商品光纤陀螺。
根据干涉型光纤陀螺的信号检测方式的不同，可以分为开环式和闭环式两大类。
开环式光纤陀螺直接检测干涉条纹的相移，因而动态范围较窄，检测精度较低。
闭环式系统采取相位补偿的方法，实时抵消萨格奈克相移，使陀螺始终工作在零相移状态，通过检测补偿相位移来测量角速度，其动态范围大，检测精度高。
此外，闭环式光纤陀螺对环境尤其是对振动不敏感，是研制高精度光纤陀螺仪的理想形式。
开环式全光纤陀螺是中低精度、低成本光纤陀螺中比较流行的结构。
目前，在中高精度光纤陀螺仪领域，最为流行的设计结构为全数字闭环式光纤陀螺仪。
光纤陀螺示意图2 光纤陀螺的特点光纤陀螺的主要特点是：①无运动部件，仪器牢固稳定，耐冲击且对加速度不敏感；②结构简单，零部件少，价格低廉；③启动时间短(原理上可瞬间启动)；④检测灵敏度和分辨率极高；⑤可直接用数字输出并与计算机接口联网；⑥动态范围极宽；⑦寿命长，信号稳定可靠；⑧易于采用集成光路技术；⑨克服了因激光陀螺闭锁现象带来的负效应；⑩可与环形激光陀螺一起集成捷联式惯性系统传感器。
阿玛勃朗系列罗经
②用于在贮液缸内通过浮动平衡环，内定陀螺球上下的中心位 置。
③起垂直力矩器的作用。当陀螺球连同浮动平衡环一起相对于 贮液缸在方位上存在角位移时，垂直金属扭丝受扭，产生沿垂 直轴向的扭力矩作用于陀螺球。
4.附属电路
阿玛-勃朗10型陀螺罗经除了以上三大系统电路外，还设有稳压 电路、压降保护电路和摆信号控制电路等。
稳压电路由稳压电路板上的电子元件组成。其主要作用有两个： 一是为随动系统放大电路提供稳定的D.C.40V电压，二是为压降保 护电路提供D.C.55V工作电压。
压降保护电路由压降保护电路板上的电子元件组成。其主要作
3.传向系统
阿玛-勃朗10型陀螺罗经采用直流步进传向系统，由航向步进发送器 (sted-by-sted transmitter)、控制电路(controlling circuit)和直流步进接 收机(D.C. sted-by-sted motor)（分罗经）组成。
航向步进发送器安装在主罗经箱内底板上，其转子由方位随动电机通 过方位齿轮带动旋转，信号绕组产生主罗经航向信号，控制传向系统的控 制电路工作，控制电路又再控制分罗经直流步进接收机的工作，使分罗经 航向与主罗经航向相等，将主罗经航向传到了分罗经。传向系统的工作原 理框图如下图所示。
3.固定部分
固定部分包括罗经箱体、操作面板、航向步进 发送器、余弦解算器及电子器件等组成。罗经箱 体由底座、中部箱体和顶盖组成，其中中部箱体 和顶盖在修理时可以拆装。操作面板如右图所示。 面板上设有主罗经电源开关（power）、旋转速率 旋钮（slew rate）、方位按钮（azimuth）、倾 斜按扭（tilt）、速度旋钮（speed）、纬度旋钮 （latitude）和照明旋钮（illumination）。 航向步进发送器的转子由方位随动电机通过方位 齿轮驱动，信号绕组产生的主罗经航向信号，控 制分罗经步进接收机工作，使分罗经复示主罗经 航向；余弦解算器相当于同步航向发送器，其转 子也是由方位随动电机通过方位齿轮驱动，信号 绕组产生的航向信号控制速度误差力矩器，产生 与航向成余弦规律变化的校正力矩；电子器件主 要为一块底板和六块插接电路板，分别用来产生 稳定的直流电源、放大随动信号、控制随动系统 工作、控制电磁摆信号、控制传向系统工作等。
陀螺罗经的结构
2.球内部件： (点击可看图 球内部件： 点击可看图 球内部件 点击可看图)
•陀螺马达 陀螺马达 •灯型支架 灯型支架 •液体阻尼器 液体阻尼器 •电磁上托线圈 电磁上托线圈
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三、随动部分： 随动部分：
1.组成： 组成： 组成 随动球、中心导杆、蜘蛛架、 随动球、中心导杆、蜘蛛架、 汇电环、方位齿轮和方位刻度盘。 汇电环、方位齿轮和方位刻度盘。 2.作用： 作用： 作用 跟踪陀螺球航向， 跟踪陀螺球航向，在刻度盘上指 示航向，并给陀螺球供电 陀螺球供电。 示航向，并给陀 尼 器
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电 磁 上 托 线 圈
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陀 螺 球
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•
灯 型 支 架
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•
电刷 中心导杆 蜘蛛架
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A.随动球：(out-sphere) 随动球： 随动球
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B.中心导杆和蜘蛛架： （net of outer 中心导杆和蜘蛛架： 中心导杆和蜘蛛架 sphere and spider legs） ）
电刷 中心导杆 蜘蛛架
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•三相电流走向： 三相电流走向： 三相电流走向 汇电环— 中心导杆— 导电螺钉— 随动球电 极— 支撑液体— 陀螺球电极
在船上为了消除附加的干扰力矩对灵敏部分的影响， 在船上为了消除附加的干扰力矩对灵敏部分的影响， 在主罗经的结构中增设了随动部分， 在主罗经的结构中增设了随动部分，借助于随动系 统使其跟踪灵敏部分运动，带动航向刻庋盘上的0° 统使其跟踪灵敏部分运动，带动航向刻庋盘上的 ° 到180°的刻度线与陀螺球主轴南北线始终保持一致； °的刻度线与陀螺球主轴南北线始终保持一致； 并把灵敏部分支承在固定部分上。 并把灵敏部分支承在固定部分上。
海船船员考试：陀螺罗经
海船船员考试：陀螺罗经1、单选（江南博哥）陀螺仪具有控制力矩，可使主轴具有（）的性能。
A．相对于宇宙稳定不动B．具有寻找真北C．具有稳定指北D．A和B均对答案：B2、单选（）可能引起安许茨4型陀螺罗经的蜂鸣器一直报警。
A．微动开关接触不良B．环境温度太高C．环境温度太低D．A＋B＋C答案：B3、单选安许茨4型罗经的支承液体由蒸馏水（），甘油（），安息香酸（）组成。
A．10升；1升；10克B．5升；0.5升；5克C．10升；5升；1克D．20升；5升；20克答案：A4、单选陀螺球高度正常时，陀螺球上赤道线应高出随动球有机玻璃上水平线（）。
A．1～3mmB．1～3cmC．8～10mmD．4～6mm答案：A5、单选检查双转子陀螺罗经的陀螺球时，发现陀螺球高度偏低，则应（）。
A．加适量蒸馏水，调整支承液体的密度B．加适量甘油，调整支承液体的密度C．加适量安息酸或硼砂，增加支承液体的导电性能D．用密度计证实支承液体比重不对，加甘油调整密度答案：D6、单选在北纬静止基座上，下重式罗经主轴指北端的稳定位置是（）。
A．子午面内水平面之上B．子午面内水平面之下C．子午面之东水平面之上D．子午面之西水平面之下答案：A7、单选陀螺罗经必须具有控制力矩，其作用是（）。
A．克服陀螺仪主轴在高度上的视运动B．消除纬度误差C．克服陀螺仪主轴在方位上的视运动D．消除速度误差答案：C8、单选机械摆式罗经等幅摆动的轨迹为一椭圆，若罗经结构参数不变，船位不变时（）。
A．椭圆扁率不变B．椭圆扁率随机变化C．长半轴增大，短半轴相应地减小D．以上均错答案：A9、单选若在赤道上，陀螺仪主轴位于子午面内，随地球自转罗经主轴指北端将（）。
A．向东偏B．向西偏C．保持在子午面内D．保持一定的高度角答案：C10、单选在北纬，船用陀螺罗经在稳定位置时，为什么其主轴要在水平面之上有一高度角，主要用于产生（）。
A．控制力矩B．阻尼力矩C．动量矩D．以上均错答案：A11、单选若从安许茨4型罗经储液缸抽出支承液体，再加入同量的蒸馏水，则支承液体的（）。
[精品]电罗经
![[精品]电罗经](https://img.taocdn.com/s3/m/c80ccc380166f5335a8102d276a20029bd6463ba.png)
电罗经是根据陀螺原理制成的，根据陀螺在不受外力的作用下，保持空间指向不变的原理，制作成电罗经，电罗经的标准学名是陀螺罗经，只不过用电，大家就叫它电罗经。
陀螺罗经在启动的时候，其指针指北，之后便一直指北，如果偏离指北，在重力的作用下，自动修正指北。
根据陀螺马达数量及支撑马达的系统分为三大系列。
分别是安修斯，斯伯列，阿芒.勃朗。
一个陀螺马达及液体支撑马达的是安修斯，两个陀螺马达（马达轴向成直角）及液体支撑马达的是斯伯列，一个马达及没有液体支撑的是阿芒.勃朗。
不管什么牌子、什么型号，基本上是参照这三个系列来制造。
电罗经不受磁场的影响，但只能在南北纬70度以内使用，南北两极就不能使用。
关于电罗经和磁罗经电罗经（GYROCOMPASS）有主罗经（mast gyro）、分罗经（repeater）、控制箱（control unit）以及航向记录仪（course recorder）组成。
由于船舶电罗经和自动舵基本都是配套由同一个厂家提供，主罗经的安放位置一般有如下几种方式。
1。
内置式主罗经build-in自动舵内。
控制箱可以拆分后同样安装在自动舵内主罗经两侧，或者安装在驾驶室后壁。
2。
放在专门罗经房主罗经放在专用罗经房内。
罗经房一般在驾驶台同层或者下一层居多。
有甚者在下两层。
3。
分离式主罗经放置在报房或者驾控台内部（一般这种情况，大多数自动舵也为分离式）。
现今常见的电罗经产品：1。
日本产yokogawa cmz-xxx x系列（xxx表数字，如500，700，后一个x表类别，s表单套，d表双套）。
陀螺球浮于专用液体中。
液体由苯甲酸，甘油，蒸馏水按照3.2g，145ml，1.6l配比混合。
2。
日本产tokimec TG-XXXX x系列（x表意同前）。
干球，无液体。
3。
德国产retheon anschtuz std-xx （x表意同前）系列。
陀螺球浮于专用液体中。
配方记不住就不写了。
4。
其他如c-plath，sperry等产品相对来说用的和见的都比较少。
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罗经底座
贮液缸 罗经底座附件
20:04:44
3.5
电路系统
阿玛勃朗MK10型罗经电路系统主要由电源系统， 随动系统，传向系统，信号控制电路和速纬误差 校正电路组成。 (1)电源系统：
作用：将船电变换成26V400HZ的陀螺三相电及50V直流电源。
组成：变流机、变压器（含整流器）和电源开关。
谢谢观赏
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3. 阿玛——勃朗MK10型罗经
概述 工作原理 技术性能 罗经结构 电路系统
3.1 概述
阿玛——勃朗型陀螺罗经属于电磁控制式罗经，是陀螺罗经三大系列 产品之一。
1.由美国阿玛公司和英国勃朗公司联合研制的。
最初为陆用车辆设计，改进被应用于船舶。
垂直轴 力矩器
2.2 电磁控制式陀螺基本原理
控制力矩——水平轴MY=-KY 阻尼力矩——垂直轴MZ =KZ 当主轴高度角存在时,电磁摆输出摆信号,经放大器放大后,驱动 力矩器产生水平轴和垂直轴力矩,控制主轴找北并指北.
2.3 数学分析
2 ) K y H ( H ( 1 ) K z
3.4
罗经结构
灵敏部分
随动部分 固定部分
（1）灵敏部分
灵敏部分由陀螺球，浮动平衡环，水平扭丝及 垂直扭丝组成。
金属扭丝
1.水平扭丝 （1）可看作无磨擦的轴承支承，构成陀螺球的水平轴； （2）用来在浮动平衡环内定陀螺球的中心位置；
（3）受扭产生控制力距——水平轴力矩MY。
2.垂直扭丝 （1）可看作无磨擦的轴承支承，构成陀螺球的垂直轴；
倾斜平衡环 方位平衡环
倾斜齿轮 方位齿轮
方位随动系统驱动方位平衡环，使贮液缸在方位运动上跟 踪陀螺球运动；
倾斜随动系统驱动倾斜平衡环使贮液缸在倾斜方向上跟踪
陀螺球。
4. SGB1000型陀螺罗经
勃朗公司的SGB1000型陀螺罗经是基于阿玛-勃朗10 陀
螺罗经基础上研制出的新型产品。与阿玛-勃朗10型相
阿玛—勃朗陀螺罗经
二组
1.研究背景
随着当今海上经济，军事的发展，船舶在海上的航路错
综复杂，因此对导航仪器的要求大大提高，如何提高电磁
控制罗经的精确性？我们就必须对电磁控制式罗经的原理
，使用，维护和保养加以学习和研究。
2.电磁控制式陀螺罗经
2.1 电磁控制式陀螺基本结构
电磁摆 水平轴 力矩器
① 平衡陀螺仪（三个自由度） ② 电磁摆 ③ 放大器 ④ 力矩器
（4）按下旋转按钮（SLEW）并转动旋转速率控钮（RATE），使主 罗经方位刻度盘指示尽可能接近真航向。顺时针转动旋转速率控钮， 罗经航向读数增大；逆时针转动航向读数减小。当达到真航向时，必
须注意将旋转速率控钮转回到其中心位置上后，方可松开旋转按钮；
将速度误差校正旋钮置于与航速相应的位置上（与航速相差不超过5 kn
当陀螺球处于稳定位置时，
0, 此时，令 r , r , 则有：
陀螺主轴稳定点：
Kz tg r Ky H 2 r Ky
——纬度误差
1、阻尼因数f = n/ n+1 e 2、阻尼周期 TD
2
（2）用来对陀螺球与浮动平衡环在贮液缸内定中心位置；
（3）受扭产生阻尼力距MZ，起垂直轴力矩器作用。
陀 螺 球 结 构 图
（2）随动部分：
•贮液缸
•倾斜平衡环 •倾斜齿轮
•倾斜随动电机 •方位平衡环 •方位齿轮
•方位随动电机 •方位刻度盘
（3）固定部分
由罗经底座、罗经箱、和罗经底 座的附属部件组成。（见教材）
比在主罗经的灵敏部分和随动系统的结构上基本相同，
其工作原理和所达到的技术性能也完全一样。 4.1 SGB1000型陀螺罗经与阿玛勃朗MK10型罗经区别:
（1）主罗经的外形也是一个方形，灵敏部分 位于箱体的左侧 右侧是电子控制组件。
（2）罗经电源采用逆变器替代变流机
（3）采用光电编码器输出的 数字航向信号替代步进发送器 直接输出的模拟航向信号；设 置了自动启动程序，使罗经的 启动和船电短时间断电恢复后 的重新启动均能自动完成
4.2 勃朗系列陀螺罗经的操作使用
（1 （2）接通电源箱上的电源开关，电源指示灯亮。调节其亮 度。电源开关接通后，所有的复示仪器亦进入工作状态。
（3）检查主罗经控制面板上的电源指示灯是否亮，若亮则表示电源
已输至主罗经，等待10 min，待陀螺马达达到额定转速，随动系统自 动投入工作。此时需将电源故障报警器上的开关接通后，方可进行下 述操作。
3.3 技术性能
在恒速恒向航行条件下，其指向误差小于±0°.75；
罗经工作电源为26V/400Hz 的三相交流电和35V直流电；
主罗经正常工作的环境温度为0 ～55°C； 适用纬度为80°N ～80°S； 适用航速为0 ～60kn； 快速启动时，若陀螺球主轴（主罗经刻度盘“0”）偏北小于10°， 约40min可稳定指北（误差小于±0°.5）； 一般启动时间不超过6h；陀螺球寿命约40000h； 最多可以带20个分罗经。
(2)随动系统： ① 倾斜随动系统 ② 方位随动系统 系统由信号测量装置、电磁摆、放大器、随动电机等组成。
信号测量装置
8字型敏感线圈和电磁铁
电磁铁 8字型线圈 （贮液缸南 北轴内壁处）
电磁摆
产生电磁摆信号 用以产生控制力矩和阻尼力矩 安装在贮液缸顶部偏东一侧
水平时，无摆信号输出
倾斜时，摆锤偏移，有摆信号输出
（5）将纬度误差校正旋钮置于船舶航行纬度上（与船舶 所在纬度相差不超过5° （6）根据需要转动照明灯旋钮，调节主罗经方位刻度盘
（7）检查所有的复示仪器，如需要可重新匹配校准。
结论
电磁控制式罗经利用电磁摆和水平力矩器，垂直力 矩器所组成的电磁控制装置，将罗经主轴引向其稳定位 置。其主要的优点为： （1）结构参数的选择可根据需要予以改变； （2）在消除ω2的影响、补偿和削减有害力矩的干扰 均可用电路实现。电磁控制式罗经是一类较为先进的航 海导航设备，随着科学技术的发展，它衍伸出了多种型 号，它们更适应现代航海要求，在海上应用更为广泛， 通过本次论文的研究，让我们队电磁控制式罗经有了更 加深入的了解，也让我们越发清晰地认识到我们将来要 面对的工作环境，使我们获益匪浅。
2.早期有两种：
热形——工作的情况下，支承液体呈液态； 不工作的情况下，支承液体呈固态。
冷形——支承液体呈液态。后来均改进为冷形。
整套阿玛勃朗MK10型 陀螺罗经的组成图
3.2 工作原理
（1）动量矩指北
（2）电磁摆产生摆信号
（3）摆信号放大后分别送 至水平及垂直轴力矩器,产 生水平轴控制力矩及垂直 轴阻尼力矩。
摆信号系统
摆 信 号
倾斜放大器
倾斜 电机 方位 电机
水平扭丝 受扭 垂直扭丝 受扭
水平轴控 制力矩 垂直轴阻 尼力矩
方位放大器
电磁摆输出的摆信号是可以控制水平和垂直扭丝，产生控 制力矩和阻尼力矩，使陀螺球主轴自动找北。
随动系统
陀螺球 （电磁铁） 倾斜放大器 方位放大器 倾斜电机 方位电机
贮液缸 （8字线圈）