船用磁罗经
磁罗经结构使用
思考问题
1. 基本概念 液体罗经、干罗经； 标准罗经、操舵罗经、应急罗经、艇用罗经； 罗盆、罗盘、罗经柜、自差校正器、方位仪（圈）； 磁罗经灵敏度、摆动半周期；
2．船用磁罗经的用途分类。 3．船用磁罗经的组成部分及作用。 4．罗盘灵敏度的检查。 5．罗盘磁性（摆动半周期）的检查。 6．罗盆内气泡的排除。 7．自差校正器的检查； 8．磁罗经的使用和维护保养。
2. 按罗盘直径分类： 有190 mm 、165 mm 和 130 mm 三种。
3. 按有无液体分类：1）液体罗经；2）干罗经
二、船用磁罗经基本结构
组成：罗经柜、罗（经）盆、自差校正器。 图片
1. 罗（经）盆 1） 罗盆本体：非铁磁材料制成。
密封存储液体。内：四基线； 盆底：配重；安装在平衡环上
要求：罗盘返回原航向的读数与记下的准确航向值相差 应小于0.2°，即停滞角小于0.2°，否则说明轴针的 尖端或轴帽磨损严重，须送厂进行修理或更换。
2. 罗盘磁性的检查
通过检测罗盘的摆动半周期来检查。
视频
检查方法： 1）将罗盆搬至岸上无磁性干扰的地方，离地高 1 米； 2）转动罗盆，使首基线对准罗盘 0°； 3）用小磁铁将罗盘向左（右）引偏40°后迅速移去， 罗盘开始摆动； 4）用秒表测量罗盘0°连续两次通过首基线的时间， 即罗盘摆动半周期； 5）再向右（左）方向做同样的测量； 6）将实测半周期值与出厂说明书标准值（如13秒） 进行比较，若大，说明罗盘磁性下降大，应充磁。
消除磁性的方法：将其放在地上进行敲击、滚动或 淬火退磁，退磁无效时应更换。
五、船用磁罗经的使用
1. 磁罗经的安装
现代船舶上的罗经是什么？古老的磁罗经还有作用吗？
现代船舶上的罗经是什么？古老的磁罗经还有作用吗？船舶在茫茫大海上“前不着村后不着店”，想知道东南西北和准确船位，少不了导航定位设备的帮忙。
现代船舶上同时装备着多种先进导航设备，比如GPS卫星导航、无线电导航、罗兰导航、雷达导航、计程仪及自动雷达标绘仪等等。
这些装备不但能轻松确定船位，还能自动避让、自动驾驶，很远就知道其他船只的详细信息。
不过，即便高科技装备齐上阵，国际海事组织仍要求所有船舶必须安装一种古老的航海设备——罗经。
罗经是提供方向基准的仪器，分磁罗经、陀螺罗经（电罗经）两种。
虽然都叫罗经，但工作原理并不相同。
▲立式磁罗经一、磁罗经是最早测定航向、物标方位和太阳方位的导航设备之一。
它的前身是大名鼎鼎的指南针（司南）。
后来人们将磁针和方位盘结合在一起，发明了水罗盘，明朝郑和依靠水罗盘完成了七下西洋的伟大壮举。
水罗盘又继续发展，变成了更加精确可靠的磁罗经。
▲水罗盘它的原理大家都知道，地球是个大磁场，磁针在磁场作用下指向磁北极。
不过磁北极与地球真正的地理北极（真北）并不一致，两者距离有1500公里之远。
磁北极随着时间变化而变化，即使在一天之中位置也不断变动。
磁罗经指示的北方与真北之间的角度差，叫做磁差。
不同地区的磁差相差很大，人们将各地磁差汇总到一起，做成等磁差曲线或标注到罗经花上，船员查阅资料就能方便的计算出真北方向。
▲罗经花有了磁罗经、六分仪和天文钟，古代的人们就能驾着帆船在四大洋间穿梭往来，发展贸易了。
后来船舶发展，木质帆船进入钢铁舰船时代，大量钢铁和电缆使用，也使船本身带上磁性。
船身累积的磁性对磁罗经产生不利影响，带来一种新偏差——自差。
自差使磁针与磁北之间也不相同了，两者最大相差能达数十度。
所以现代船舶要经常校正自差，再将剩余自差编成《自差表》或自差曲线图。
供船员在实际使用中查阅计算，得到真北方向。
1、磁罗经按结构不同分成：干罗经、液体罗经两种。
干罗经已经淘汰，现代船舶上主要用液体磁罗经。
航海仪器教学课件——船用磁罗经1
某点的磁场强度
2l
d
l
H2
=
M d3
HS
H2
HN
n H2的方向总是与磁轴平行且指向S端方向。 n 罗经柜中的纵、横磁棒对罗经的作用力。
2008版
17
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磁的基本知识 For Evaluation Only.
n 一、磁的基本概念
n 1．磁性和磁铁
n ①磁性： n 物体吸引铁、钢、镍等物质的性质。 n ②磁铁： n 带有磁性的钢铁物体。 n 天然磁铁：具有天然磁性的磁铁矿矿石。 n 人工磁铁：以人工方法，用钢或其它合金
制成的磁铁。 n 形状有：条形、马蹄形和针形。条形又称
3 ．磁量与磁矩
n ①磁量：用来表示磁极的强度（m） 北磁极所含磁量为正；
南磁极所含磁量为负。
两极所含磁量总是相等的。
n ②磁矩：（M） 磁铁磁量与两磁极间距离的乘积。
M = 2ml
磁矩越大，表示磁棒的磁性越强。
2008版
12
4．磁力
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2．软铁与硬铁
n 非磁性物质：磁导率m »1 n 磁性物质： 磁导率m >>1
n 硬铁：能被较强的磁场磁化，一经磁 化，其磁性可在较长时间内保持不变。
磁罗经1
GH
T R SI Y
.
上海海事大學
地球就像一个均匀磁化的球体，其外表空间存在着磁场， 地球就像一个均匀磁化的球体，其外表空间存在着磁场，磁 化轴和地球的自转轴不重合。 化轴和地球的自转轴不重合。
1 90 9
位于北半球的地磁极称为磁北极，集中的是负磁量， 位于北半球的地磁极称为磁北极，集中的是负磁量，南半球 的地磁极称为磁南极，集中的是正磁量。 的地磁极称为磁南极，集中的是正磁量。
上海海事大学
SHIJUN YING
SH AN
第一节 一、磁的基本概念
磁的基础知识
MA
RITIM E
AI
U VE NI
GH
T R SI Y
.
上海海事大學
1 90 9
物体吸引铁、 物体吸引铁、钢、镍等物质的性质叫做磁性，凡是带有磁性 镍等物质的性质叫做磁性， 的钢铁叫做磁铁。 的钢铁叫做磁铁。 磁铁的磁性最强处叫做磁极。 磁铁的磁性最强处叫做磁极。
1 90 9
2l -m l
年 月 日星期四 年 月 日星期四 年 月 日星期四 月 月 月 月 2011年9月15日星期四 2011年9月15日星期四 年 月 日星期四 年 月 日星期四 年 月 日星期四 月 月 月 月
Fs A FN +m r
m FN = + (r −l )2 m F =− S (r + l )2
上海海事大学
SHIJUN YING
MA
RITIM E
AI
U VE NI
铁磁体最重要的特点，是它具有磁滞现象。 铁磁体最重要的特点，是它具有磁滞现象。
SH AN
GH
T R SI Y
.
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第三章 船用磁罗经
第二篇水声导航仪器 1第三章船用磁罗经磁罗经是利用地磁场对磁针具有吸引力的现象而制成的一种航海指向仪器，可为船舶指示航向，定位和导航。
第一节磁的基本概念一、磁场物体能吸引铁、镍、钴等物质的性质叫做磁性。
磁铁具有同性磁极相斥，异性磁极相吸的特性。
磁场是指磁场作用力所能达到的空间范围。
磁场的性质可用“磁场强度”来描述，即在一磁体的磁量为m的磁场中，某点r处的磁场强度为作用于放置在该点的单位正磁量所受到的作用力。
磁场强度通常用“H”表示，则磁场强度的表达式为：H = m / r2（5-1）磁场强度系一矢量，指向磁力线的切线方向。
在电磁系单位中，磁场强度的单位为“奥”。
描述磁场性质的物理量磁场强度与磁介质无关，当讨论一块磁介质内部或外部的磁场强度时，除了要考虑外界已存在的磁场外，还要考虑磁介质被磁化后所产生的附加磁场，我们把上述两种磁场强度之和称为磁感应强度B，即B = H0 + Hˊ（5-2）式中Ho——外磁场强度，Hˊ——附加磁场强度。
磁感应强度B的单位，在国际单位制中为“特”，在电磁单位制中为“高”，1高= 10-4 特。
若磁场中某一范围内，各点的磁场强度大小相等，方向一致，则该范围内的磁场称为均匀磁场，位于船体范围内的地磁场以及罗盘范围内的船磁场可视为均匀磁场。
二、磁铁目前所应用的各种磁铁均为人造磁铁，即用人工方法将镍、钴、钨等金属材料经磁化而制成的。
磁罗经中均使用条形磁铁，如图5—1所示。
条形磁铁的磁极主要集中在磁棒的两端，我们将磁性最强的地方称为磁极。
一根自由悬挂着的磁铁，指向地磁北极的一端称为北极，用“N”表示，并涂成红色，其磁量用+m 表示；指向地磁南极的一端，称为南极，用“S”表示，并涂成蓝色或黄色等，其磁量用-m表示。
两磁极间的连线称为磁轴，同一磁铁两磁极的磁量是相等的。
磁铁磁极的位置视磁铁形状、金属材料、磁化过程和磁化程度而定，用L表示磁铁的全长，通常认为南北磁极距磁铁两端为L/12。
第三章船用磁罗经
第三章 船用磁罗经磁罗经是利用地磁场对磁针具有吸引力的现象而制成的一种航海指向仪器，可为船舶 指示航向，定位和导航。
第一节磁的基本概念一、 磁场物体能吸引铁、镍、钴等物质的性质叫做磁性。
磁铁具有同性磁极相斥，异性磁极相 吸的特性。
磁场是指磁场作用力所能达到的空间范围。
磁场的性质可用“磁场强度”来描述，即 在一磁体的磁量为 m 的磁场中，某点r 处的磁场强度为作用于放置在该点的单位正磁量所 受到的作用力。
磁场强度通常用“ H ”表示，则磁场强度的表达式为：H = m / r 2 ( 5-1)磁场强度系一矢量，指向磁力线的切线方向。
在电磁系单位中，磁场强度的单位为“奥”。
描述磁场性质的物理量磁场强度与磁介质无关，当讨论一块磁介质内部或外部的磁场 强度时，除了要考虑外界已存在的磁场外，还要考虑磁介质被磁化后所产生的附加磁场， 我们把上述两种磁场强度之和称为磁感应强度 B ,即B = H o + H /(5-2) 式中Ho ――外磁场强度，H / ――附加磁场强度。
磁感应强度B 的单位，在国际单位制中 为“特”，在电磁单位制中为“高”，1高=IO -4特。
若磁场中某一范围内，各点的磁场强度大小相等，方向一致，则该范围内的磁场称为 均匀磁场，位于船体范围内的地磁场以及罗盘范围内的船磁场可视为均匀磁场。
二、 磁铁目前所应用的各种磁铁均为人造磁铁，即用人工方法将镍、钴、钨等金属材料经磁化 而制成的。
磁罗经中均使用条形磁铁，如图 5 — 1所示。
条形磁铁的磁极主要集中在磁棒的两端，我们将磁性最强的地方称为磁极。
一根自由 悬挂着的磁铁，指向地磁北极的一端称为北极，用 表示；指向地磁南极的一端，称为南极，用“ 表示，并涂成蓝色或黄色等，其磁量用 -m 表 示。
两磁极间的连线称为磁轴，同一磁铁两 磁极的磁量是相等的。
磁铁磁极的位置视磁 铁形状、金属材料、磁化过程和磁化程度而 定，用L 表示磁铁的全长，通常认为南北磁 极距磁铁两端为 L/12。
船用磁罗经
十一、自差校正
NE
8. 象限自差校正 δ 1）产生原因 由纵横软铁杆a杆和e杆引起 2）校正方法 在四个隅点航向中，第一个航向上把测 出的自差全部消除为零，然后在其相反的 航向上把测出的自差消除一半，留一半。 3）校正器 软铁球
8. 象限自差校正 4）校正口诀 一、三象限（NE、SW），东近西远； （正正靠，正负离）； 二、四象限（SE、NW），东远西近； （负负靠，负正离）。
l 易磁化，易消磁
2. 硬铁(hard iron)
垂向力
横向力
l 要在较强的磁场中才可被磁化 l 一旦磁化，外磁场消失，磁性也不易消失 l 难磁化，难消磁
1
五、磁罗经船轴坐标系
l 罗经磁针系统的中心为坐标原点O l 船首尾方向作纵轴Ox（船首为正） l 垂直于纵轴Ox的正横方向为Oy轴（右舷为正） l 在垂直方向作垂直轴Oz轴（向下为正）
二、自差的定义
Nt Var Dev Nm
Nc
l 磁北(magnetic north)：
l 非钢质船舶上磁罗经磁针的指向Nm
三、船磁场的分类
四、铁磁体的分类
1. 软铁(soft iron)
l 在较弱的磁场中即可被磁化
船磁场
l 一旦外磁场消失，其磁性也能消失
感应船磁 (软铁)
永久船磁 (硬铁) 纵向力 (P) 横向力 (Q) 垂向力 (R) 纵向力
十一、自差校正
7. 半圆自差校正
4）校正口诀 a）放置磁棒 东自差，红极朝东，西自差，红极朝西 （东红东，西红西） b）移动磁棒 东自差，红极朝东，向上移；（东东上） 东自差，红极朝西，向下移；（东西下） 西自差，红极朝东，向下移；（西东下） 西自差，红极朝西，向上移；（西西上）
船用磁罗经的结构及其使用方法
2.按罗盘直径分类： 有190mm ， 165mm 和 130mm三种。 3.按有无液体分类： 液体罗经：罗盆内充满液体，罗经性能 优良，故被广泛使用； 干罗经：罗盘支在轴针上，当船舶摇摆 时罗盘稳定性能差，该种罗经已被淘汰。
Байду номын сангаас
二、磁罗经结构
组成：罗经盆，罗经柜，自差校正器 1.罗盆(compass bowl)
船用磁罗经的结构及其使用方法
一、磁罗经分类 二、磁罗经结构 三、磁罗经的安装 四、磁罗经的检查
一、船用罗经分类
1.
1)
2) 3) 4)
按用途分类： 标准罗经：安装在驾驶台顶的露天甲 板上，因安装位置较高，受船磁影响 小，故称为标准罗经。 操舵罗经：安装在驾驶室内，用于读 取船舶航向。 应急罗经：安装在船尾应急舵前面， 用于应急时操舵用。 救生艇罗经：供操纵救生艇时使用。
2、罗经的安装
首先用尺测量将罗经 安放在船首尾面内 利用方位圈，借助位 于船首尾内的桅杆和 烟囱等目标，校对罗 经的基线是否准确
烟囱
罗经基线误差小于0.º 5
四、磁罗经的检查
1.罗盘灵敏度 1) 该项检查实际上是检查轴针与轴帽间 摩擦力的大小； 2) 检查方法：用小磁铁将罗盘从原平衡 位置向左和向右分别引偏2－3度，然 后移去小磁铁，视罗盘是否恢复原位； 3) 要求与原航向读数相差小于0.2度。
铁
软 铁
软铁球（片） 罗经柜左右正横支架 (soft iron phere 上 佛氏铁 (Flinders bar) 罗经柜正前方竖直筒 内
三：磁罗经的安装
1.磁罗经安装位置应满足的条件: 1) 罗经应安装在船首尾面内，否则因船 铁不对称，易使罗经产生较大的剩余 自差； 2) 船舶上特别是顶甲板上的钢铁器件应 尽量远离罗经，至少大于1米以上； 3) 罗经周围应是开敞的，以便于观测方 位。
磁罗经自差原理
4）自差力C ′λH：作用于船舶左右舷正横向上。即MC ± 90° 若C ′> 0，则C′λH力指右正横向； 若C ′< 0，则C′λH力指左正横向，
5）自差力D′λH：作用于 2 倍船舶磁航向或加减180°上。 若D ′> 0，则D′λH力指向为2MC； 若D ′< 0，则D′λH力指向为2MC ± 180°。
2．自差的定义及产生原因、符号规定。 3．各种自差力的作用方向、产生的自差。 4．自差公式及成立的条件。 5．倾斜自差的结论。
将 X ′、Y ′、X、Y 代入后，整理得
H ′ ⋅ cosδ = λH + B′λH ⋅ cos MC + C′λH ⋅ sin MC （磁子午线） + D′λH ⋅ cos 2MC + E′λH ⋅ sin 2MC
H ′ ⋅ sin δ = A′λH + B′λH ⋅ sin MC + C′λH ⋅ cos MC （垂直磁子午线） + D′λH ⋅ sin 2MC + E′λH ⋅ cos 2MC
自差大小和航向的关系
δB
+
0 −
CC
90° 180° 270° 360°
δB——半圆自差 B′ ——准确半圆自差系数
−+
同样可分析其它自差力
3）自差力C′λH ：
δC = C′cosCC
δC与罗航向成余弦关系，随磁纬度变化。
自差大小和航向的关系
δB
+
+
0 −
船用磁罗经的自差校正
Nm
C'λH D 'H
H
f2 (A'-E ')λH
H'
δW
B'λH
0
f1
NS
3. 校正口诀： 东东上，西西上，东西下，西东
下
口诀中第一字表示自差的东或西； 第二字表示磁棒红端的朝向； 第三字“上”表示磁棒上移或增
一般船上fZ＝0，近似用佛氏铁消除 cZ≈0则
B 'λH＝P C 'λH＝Q 抵消P，Q两力，采用爱利法，即在 四个 主航向上通过观测自差，用纵横 磁铁分 别抵消P，Q产生的自差。
1.抵消C'λH＝Q力 1) 当 ＝0°时，
Nm
D 'H B'λH
H
C'λH （A'＋E' )λH
H'
δH
f1
f2 0
2. 需校正自差的情况
1）修船后，特别是驾驶台附近结构有较 大变动时；
2）船舶剧烈震动，碰撞，搁浅，或遭雷 击后；
3）罗经移位后； 4）装运磁性货物卸货后，或使用电磁吊 装卸货物后。 5） 标准罗经自差大于3°，操舵罗经自 差大于5° 6） 每年重新校正一次自差。
二、自差测定方法
利用叠标方位测定自差
不能用硬铁力f2去抵消 f1 软铁力（A‘＋E’）λH， F 为消除多余的f2力， 将船转至 ＝180°
f2 0
SN
2) ＝180 °
自差δs是由 大小相等，方 向相同的软铁 力（A‘＋E ’） λH和硬铁 力的f。2共同产生
λH B'λH D 'λH
磁罗经操作规程
磁罗经操作规程磁罗经操作规程1. 磁罗经简介磁罗经是一种用于测量船舶或飞机的方向的仪器。
它基于地磁场和电子技术原理，可以精确指示出船舶或飞机相对于地理北极的方向。
2. 检查磁罗经的状态在操作磁罗经之前，首先需要仔细检查磁罗经的状态，包括仪表是否完好、指针是否正常和罗盘座是否稳定等。
如有问题，应及时报修或更换磁罗经。
3. 编制磁罗经操作流程在进行磁罗经操作之前，应编制详细的操作流程，包括校准罗盘、记录测量数据和处理测量数据等环节的具体操作步骤。
4. 罗盘校准步骤(1) 将磁罗经置于平稳的台面上，并观察指针是否在自由旋转。
(2) 调整罗盘座的倾角，使其与船舶或飞机的水平面保持一致。
(3) 将磁罗经置于地磁场稳定的地方，远离金属物体和电磁设备的干扰。
(4) 按照磁罗经说明书的要求，进行罗盘的校准操作，包括调零、调整指针指向北极方向等。
5. 记录测量数据在进行磁罗经测量时，应准确记录测量数据，包括测量时间、地理位置和指针所指方向等。
同时，还可以记录一些环境因素，如温度和湿度等，以便后续的数据处理和分析。
6. 处理测量数据测量完毕后，需要对测量数据进行处理和分析，以得出准确的方向信息。
常见的处理方法包括数据平滑处理、数据校正和数据比较等。
此外，还需要考虑地磁场的变化和误差的修正等因素。
7. 磁罗经的维护和保养定期对磁罗经进行维护和保养，可以保证其正常运行和准确测量。
常见的维护措施包括清洁仪器表面、防止水湿和尘埃进入仪器内部、检查电源是否正常等。
8. 紧急处理措施当磁罗经出现故障或指示不准确时，应及时采取紧急处理措施，包括重新校准罗盘、更换电池和检查仪器连接等。
9. 注意事项(1) 在进行磁罗经操作时，应远离磁场干扰源和电磁设备，以免影响测量结果的准确性。
(2) 在操作过程中，要注意保持仪器的稳定和平衡，避免碰撞和摔落。
(3) 在磁罗经测量时，应注意观察指针的稳定和灵敏度，及时发现故障和异常。
总结：磁罗经的操作规程需要严格遵循，包括检查磁罗经状态、编制操作流程、罗盘校准、记录测量数据、处理测量数据、维护保养和紧急处理等环节。
船用电磁罗经注意事项
船用电磁罗经注意事项嘿呀！以下就是关于船用电磁罗经的注意事项啦！1. 哎呀呀，首先要注意电磁罗经周围不能有强磁场呀！要是有强磁场干扰，那可就糟糕啦！罗经的指示还能准吗？2. 哇哦，安装电磁罗经的时候一定要平稳牢固呢，要是松松垮垮的，在船上晃悠起来，那读数不就乱套啦？3. 嘿，要定期检查电磁罗经的电源和线路，可别出现短路或者接触不良的情况呀！这要是在关键时刻掉链子，那得多危险！4. 哎呀呀，电磁罗经的传感器也得好好保护，不能让它受到碰撞和损坏呢！5. 哇，在使用过程中，要时刻留意罗经的读数是否稳定，如果出现大幅度波动，那可得赶紧检查原因啦！6. 嘿呀，要根据船只的航行环境和条件，对电磁罗经进行适当的校准哟！7. 哎呀，注意电磁罗经的防水防潮，毕竟在船上，湿气可大着呢！8. 哇哦，避免电磁罗经长时间暴露在高温或者低温环境下，这会影响它的性能和精度呀！9. 嘿，操作电磁罗经的人员得经过专业培训呢，不然弄错了可就麻烦大啦！10. 哎呀呀，要按照厂家的说明书和维护手册来进行操作和保养，可不能随心所欲哟！11. 哇，定期清洁电磁罗经的表面，不能让灰尘和杂物影响它的正常工作！12. 嘿呀，在船只进行重大维修或者改装时，要重新评估电磁罗经的安装和性能！13. 哎呀，遇到恶劣天气，更要密切关注电磁罗经的工作状态，确保航行安全呀！14. 哇哦，对于电磁罗经的故障和异常，要及时记录和报告，不能忽视不管呢！15. 嘿，备用的电磁罗经也要定期检查和测试，以防万一嘛！16. 哎呀呀，电磁罗经的精度要定期校验，这可不能马虎！17. 哇，注意观察电磁罗经与其他导航设备的一致性，如果有偏差要及时调整！18. 嘿呀，对于新安装的电磁罗经，要有一段试用期来观察它的稳定性和准确性！19. 哎呀，要建立电磁罗经的维护档案，记录每次维护和修理的情况！20. 哇哦，最后强调一点，安全无小事，对电磁罗经的重视就是对船只和人员生命的负责呀！怎么样，这些注意事项是不是很重要呀？希望能对大家有所帮助哟！。
第八章船用磁罗经
酒精的作用是降低冰点（－26º）还有 使用煤油和防冻液作为罗盆液体。
• 采取防止液体热膨胀冷缩措施
1)罗盆底部为铜皱片
2)罗盆分为上下两室由毛细管连通，通过 罗盆内的压力来调节。
• 为保持罗盆的稳定性
1) 降低罗盆的重心，在罗盆底部加配重。
2) 罗盆架在常平环上。
罗盘（compass card）
• 利用方位圈，借助位
于船首尾内的桅杆和
烟囱等目标，校对罗
经的基线是否准确
烟囱
• 罗经基线误差小于0.º5
四、磁罗经的检查
1.罗盘灵敏度 1) 该项检查实际上是检查轴针与轴帽间
摩擦力的大小； 2) 检查方法：用小磁铁将罗盘从原平衡
位置向左和向右分别引偏2－3度，然后 移去小磁铁，视罗盘是否恢复原位； 3) 要求与原航向读数相差小于0.2度。
3）因为横软铁两端磁极比纵向软铁两端 磁极至罗经的距离近。故|e|>|a|。
• 系数c
船上罗经总是安装在顶甲板的前方，与 烟囱较为接近，故系数c较大，且为负 值。
• 系数k
因罗经位置较高，位于罗经下面的垂 直软铁较多，故系数k较大，且为正值。
• 系数g
系数g较小，其符号随罗经安装位置而 定。
• 系数b，d，g，h
干罗经：罗盘支在轴针上，当船舶摇摆 时罗盘稳定性能差，该种罗经已被淘汰。
二、磁罗经结构
组成：罗经盆，罗经柜，自差校正器 1.罗盆(compass bowl)
罗经盆由罗盆本体与罗盘组成 罗盆本体
• 罗盆盆体一般用铜材料制造。 • 注液孔:用以消除罗盆内气泡。 • 基线：首基线用于读取船航向。 • 罗盆液体：多用酒精（45％）和蒸馏水
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硬铁和软铁 两类。 铁磁材料中，又可分为 铁磁材料中，又可分为硬铁和软铁 硬铁和软铁两类。 硬铁的磁滞回线所包围的面积较宽大，软铁的磁滞回线 所包围的面积较窄小。
退磁：
对于软铁校正器，不可带有磁性， 若有永久磁性，则应退磁。 1）加热： 2）震动： 对于硬铁校正器，应注意避免高温， 剧烈振动和各种电流感应
第一节 磁的基础知识
(magnetic compass) : 磁罗经 磁罗经(magnetic 借助于地球磁场吸引磁针的能力而制造出的指向仪 器。 特点： 结构简单、性能可靠、坚固耐用、维护方便。 规定为现代船舶必备的基本航海仪器。 IMO IMO规定为现代船舶必备的基本航海仪器。 缺点： 磁罗经具有自差，并且随航向变化。 一、磁的基本概念 :物体吸引铁、钢、 磁性 磁性: . 镍等物质的性质 镍等物质的性质. :凡是带有磁性的钢 磁铁 磁铁: 铁。 ： 具有天然磁 天然磁铁 天然磁铁： 性的磁铁矿矿石。 人工磁铁 ：以人工方 法，用钢或其它合金制成的 磁铁。
(高斯第二位置 ) 2．正切第二位置 ．正切第二位置( 高斯第二位置) 把磁铁垂直放置于磁子午线，磁针的中心放在磁铁 : 轴的垂直平分线上 轴的垂直平分线上: H和磁场 H2的 磁针在地磁场 磁针在地磁场H 和磁场H δ为: 共同作用下的 共同作用下的δ
Htgδ =
M r3
Htgδ =
2M r3
磁针偏转角 δ仅与 H、M和r 磁针偏转角δ 仅与H 有关，而与磁针的磁矩无关。 由此可推论磁罗经产生的 自差大小仅与地磁和船磁有 关，与磁罗经磁针的磁矩无关。
:表示磁极的强度 (m) 。 磁量 磁量: :磁铁的磁性最强处。 磁极 磁极: L/12 处。 条形磁铁的磁极位置，约在离末端 条形磁铁的磁极位置，约在离末端L/12 L/12处。 : 指北的磁极，用 “N”或红色表示。 磁北极 磁北极: 磁南极 :向南的磁极，用“S”或蓝色表示。 磁南极: 磁极具有同性相斥，异性相吸的特性。 :磁铁中部无磁性的部分。 中性区 中性区: 北磁极所含磁量为正， 南磁极的磁量为负， 两磁极的磁量总是相等的。 : 是磁量与两磁极间距离的乘积 ; 磁矩 磁矩: 是磁量与两磁极间距离的乘积; 表征磁铁强弱
M = 2ml
磁力: 两磁极间产生的相斥或相吸的作用力。 （单位：达因）
二、磁铁的磁场强度 1．磁场和磁场强度 磁力所能达到的范围。 磁场： 磁场：磁力所能达到的范围。 :单位正磁量在磁场中某点所受到作用力。 磁场强度 磁场强度: H表示，它是个矢量，指向磁力的方向。 通常用 通常用H
F=
c m1m2 ⋅ µ r2
在地磁水平分量的作用下，磁罗经才能够指向磁北。
称为地磁三要素。 H、θ和Var Var称为地磁三要素。
等磁差线图
等水平力线图
等垂直力线图
五、地磁和船磁对磁针的作用 (高斯第一位置 ) 1. 正切第一位置 正切第一位置( 高斯第一位置) NS 与磁针 ns 放在同一平面上，磁铁轴垂直 把磁铁 把磁铁NS NS与磁针 与磁针ns 于磁子午线，而磁针放在磁铁轴的延长线上。 H1的作用下要 磁针在 磁针在H 发生偏转，偏转角为 δ，则 :
1970 年 1970年 年 1971 1971年
磁北极： 76º 12N ，101ºW， 磁北极：76 12N， 60º 30S ，139º30E 。 磁南极： 磁南极：60 30S， 30E。
: 磁针磁轴的指向顺着地磁总力 T，通过磁针 磁子午面 磁子午面: 磁针磁轴的指向顺着地磁总力T 磁轴的垂直面。
计算磁极在空气中的作用力大小时，可采用下列公式：
H=
m r2
F =
m1m 2 r2
: 在一定范围内务点的磁场强度大小相 均匀磁场 均匀磁场: 等，方向相同 位于船体范围内的地磁场可视为均匀磁场。
2．磁铁的磁轴延长线上某点的磁场强度
OA ＝r，磁铁两极间的距离为 2l ，且 A点，与磁铁中心的距离 点，与磁铁中心的距离OA OA＝ 磁铁两极间的距离为2l 2l，且 。 r<<l r<<l。
二、船用磁罗经的基本结构 各种类型的船用磁罗经大多由 罗经盆、罗经柜和自差校正器组成。
1、 罗(经)盆(compass bowl) 罗( 经)盆由罗经盆本体和罗盘两部分组成， (binnacle stand) 2 ．罗经柜 ．罗经柜(binnacle 罗经柜由木料、黄铜或铝合金 等非磁性材料制成，用来放置罗经 盆和自差校正器。 常平环、罗经柜底座、纵横向支架、 非磁性金属圆筒、左右舷方向支架、 柜帽
4．方位圈的检查 � 方位圈的棱镜面必须垂直于照准面，旋转轴应与罗盆中 心轴针重合。 � 把舷角定在 0º时，在照准线看到的罗盘读数，应与船首 把舷角定在0 基线所对的罗盘刻度相等，否则，应调整方位圈前照准架上的 三棱镜下的基线板。 �用拉线的方法，画出照准 线和照门孔之间的连线，再 画出测太阳用的反射镜之间 的连线，检查两条连线的交 点是否与罗盘的中心相重合。
四、地磁及地磁三要素 ：围绕在地球外表空间的天然磁场。 磁化轴和 地磁场 地磁场：围绕在地球外表空间的天然磁场。 地球的自转轴不重合 。 :北半球的地磁极，集中的是负磁量， 磁北极 磁北极: 磁南极 :南半球的地磁极，集中的是正磁量。 磁南极:
地磁极的地理位置不是固 定不变的：
72 ºN ，96 ºW， 磁北极：72 年 磁北极： 1950 1950年 73 ºS， 156ºE； 磁南极： 磁南极：73
3．磁铁的磁轴垂直平分线上某点的磁场强度
FN = FS = m r2 + l2
2m cos α r2 + l2
H 2 = FN cosα + FS cos α =
H2 = M r3
=
M
⎛ l2 ⎞ r ⎜ ⎜1 + 2 ⎟ ⎟ ⎝ r ⎠
3 3/ 2
FN = + FS = −
m
(r − l )2
m
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A点的磁场强度为： 两者的合力，即 两者的合力，即A m m H 1 = FN + FS = − (r − l )2 (r + l )2
三、铁磁体的磁化
磁化： 原来没有磁性的物体，在磁场中得到磁性。 磁化：原来没有磁性的物体，在磁场中得到磁性。 N极，逆着磁力线方向的 顺着磁力线方向的一端为 顺着磁力线方向的一端为N S极。 一端为 一端为S
B和磁场强度 H 磁感应强度 磁感应强度B 和磁场强度H 的比值就是磁导率，通常 以μ表示。 铁磁体最重要的特点，是 它具有磁滞现象。
(compass card) 是磁罗经指示方向的灵敏部件。 罗盘 罗盘(compass 由刻度盘、浮室、环形磁钢或者磁针，以及轴帽等组成。 罗经盆内所用的液体 (fluid) 一般为酒精和蒸溜水的混合液，其配方为酒 (fluid)一般为酒精和蒸溜水的混合液，其配方为酒 ％，蒸馏水 55 ％。酒精的作用是降低冰点，混合液体冰点为 -26 ºC 。 精 45 45％，蒸馏水 55％。酒精的作用是降低冰点，混合液体冰点为 ) 的，特点是当温度变化时，其 新型磁罗经的液体也有使用瓦素 ( varsol varsol) 粘度保持不变。 罗经盆还采取了可以调节盆内液体因温度变化而热胀冷缩的措施。
五、磁罗经的检查与保管 1．罗盘灵敏度的检查 实际上是检查轴帽和轴针之 间的磨损状况。
2．罗盘磁力的检查 罗盘磁力的强弱，在工厂里可 用专门仪器测量，而在装船使用的 过程中，可根据罗盘摆动的半周期 来判定。
3．罗盆内气泡的排除 : 罗盆内产生气泡的原因主要有两种 罗盆内产生气泡的原因主要有两种: � 是由于罗盆中液体遇冷收缩，罗盆密封处漏气而产生； � 是空气从浮室中逸出而引起。
机械连接
放大器
磁航向信息输出
步进电机 磁航向传感器通常安装在标准磁罗经罗盆的顶部或底部，其 作用是检测罗经盘所指示的方位，并以电磁信号的方式将该方位 传送到放大器。 接收器为一自整角变压器，其转子经传动齿轮由步进电机驱 动，偏差信号由位于转子上的单相绕组输出至放大器。
在磁罗经复示器系统中，磁航向传感器与接收器之 间为开环传送。 接收器与步进电机之间为闭环传送。 系统的精度主要取决于磁航向传感器的精度。 磁罗经复示器将磁航向传感器安装于罗盆顶部时， 其精度可达±1º 。 磁航向传感器安装于罗盆底部，其精度则为±3º 。
5. 自差校正器的检查 硬铁校正磁棒应无锈，因锈 蚀会使磁性衰退。 软铁校正器不应具有永久磁 性。 对含有永久磁性的校正软 铁，可进行退磁处理。
六、磁罗经复示器 磁罗经复示器是一种能复示标准磁罗经航向，并能将磁罗经 航向送到分罗经及其它导航仪器的装置，在大型船舶上，也可作 为陀螺罗经的后备设备。 磁罗经复示器主要由磁航向传感器、接收器、放大器和步进 电机等组成。 传感器 接收器
= 2M ⎛ l2 r3 ⎜ ⎜1 − r 2 ⎝ ⎞ ⎟ ⎟ ⎠
2
(r + l )2
H1 =
的指向相同。 H1的指向和SN SN的指向相同
罗经柜中的垂直磁棒 对罗盘内磁针的作用力
2M r3
H2 的方向总是与 磁轴平行且指向 S端方向 。 的方向总是与磁轴平行且指向 磁轴平行且指向S 端方向。 纵、横磁棒 对罗经的作用力。 罗经柜中的 罗经柜中的纵、横磁棒 纵、横磁棒对罗经的作用力。
3 自差校正器： (heeling 倾差自差校正器 倾差自差校正器(heeling magnet correctors) 、半圆自差 correctors)、半圆自差 校正、象限自差校正器 、次 (quadrantal correctors) correctors)、次 半圆自差校正器。 磁罗经指北原理 磁罗经的罗盘由轴针、轴帽和液体 支承，具有绕垂直轴旋转的自由 度，罗盘上磁针受地磁水平分力H 的作用，使罗盘的“0”度指示磁北。 地磁水平分力H称为磁罗经的指北 力。磁赤道附近，H很大，磁罗经 指向性能最好。两磁极附近，H几 乎为零，磁罗经将不能指向。