第三章 船用磁罗经剖析
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
航海仪器课件：磁罗经
基本要求 磁的基础知识 船用磁罗经 磁罗经检查保管与安装 磁罗经自差原理 罗经自差校正
基本要求
1．掌握磁的基本知识和地磁三要素。 2．熟练掌握磁罗经的结构组成及磁罗经的正确使用 方法。 3．熟练掌握磁罗经的四个检查与调整项目。 4．掌握自差的特点及自差公式，掌握自差的测定方 法，了解自差表的计算方法 5．掌握消除自差的基本原则，了解消除自差的方法 （顺序）及注意事项
盆体：由非磁性的金属材料（铜）制成，用来储存液体。
①分上、下两室，之间用毛细管连通，当温度变化时可调节盆内 液体。
②盆内盛液体（45％酒精，55％蒸馏水），减少罗盘的转动摩擦 力。酒精的作用为降低冰点（-26℃）。也有用特种煤油
③侧面有注液孔：用于排除罗盆内的气泡。
④前后装有首基线：供读取航向用
采取防止液体热膨冷缩措施 (热胀冷缩调节器) 1)罗盆底部为铜皱片 或液室 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。
2、按罗盘的直径分：
190mm型，165 mm型，127 mm型
3、按罗盆内有无液体分：
➢液体罗经：罗盆内充满液体，由于液体的阻尼 作用，故稳定性好；且由于浮力的作用，减少轴 针与轴帽的摩擦力，提高灵敏度。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
更换轴针 更换轴帽 长途搬运罗盆时，罗盆面最好朝下以保护轴针轴帽
把一个环行软铁放在磁场里，使环面与磁力线平 行，则铁环就被磁化，磁力线几乎全部通过铁质部 分，铁环的当中部分成为一个磁场强度几乎等于零 的区域，若把铁磁物质放在这个区域内，则没有磁 感应作用。这就是铁环对放在环内的物体起了防磁 的作用。
标准罗经λ=0.8-0.9 操舵罗经λ=0.6-0.8 0<λ<1 λ<0.3几乎失去指向性
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
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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。
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。
航海仪器最新
• （二）固定镜倾斜的检查与规正 • 检查和规正固定镜应在动镜规正后进行， 因为规正固定镜时只能规正刀固定镜平行 于动镜，若动镜垂直于分度弧平面，则固 定镜与分度弧平面垂直。若动镜面是倾斜 的，则固定镜的镜面位臵也跟着倾斜。
• 利用天体检查固定镜的倾斜 • 1、将指标杆移至0°附近，调整望远镜的焦距使 天体影像清晰。 • 2、右手垂直拿六分仪，望远镜对准太阳，这时在 望远镜的视野中可以看太阳直射和反射影像，转 动微动盘，使太阳反射影像在望远镜视野中上下 移动，注意看影像相遇时，有无左右错开的现象， 如果太阳的反射影像正好通过直射影像，没有左 右错开的现象，则表明固定镜垂直于分度弧平面， 不需要规正，若泰然的反射影像通过太阳直射影 像时，偏左、偏右，则表明固定镜不垂直分度弧 平面，需要规正。
第二章 六分仪和三杆定位仪
• 航行在大海中的舰船，随时要在海图上定 出舰船位，掌握舰船的动向，为此必须根 据陆地物标与舰船的相对位臵来判别位臵 六分仪就是帮助我们测定物标夹角（推算 距离、定出舰位）的有力帮手，因此必须 掌握六分仪的构造、功能，学会使用六分。
• • • •
目的要求 1、掌握六分仪的基本组成、及使用方法。 2、掌握六分仪检查调整及维护保养的方法。 3、掌握三杆定位仪的构造、定位方法及检 查与保养。
二、方位圈的使用方法。 • （1）观测物标方位。 • 当测者看到物标，照准线和照门孔三者成 一条直线上时，即从照准架下的棱镜中读 出黑线所对的罗盘上读数，即是该物标的 罗方位。
• 2、观测物标舷角 • 观察物标舷角的方法与观察物标方位相 同,但读数的地方不同,当物标对准后, 罗 经船首基线所对准的方位圈底盘上的刻度 数,就是该标舷角。读数小于180时,为右舷 角,大于180时应用360减去该读数,结果就 是左舷角.
船用磁罗经的自差校正讲解
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
f2 （A'＋E ')λH
H'
C'λH
δ /2
0
f1
NS
λH B'λH
D 'λH
f2 （A'＋E ')λH H'
C'λH
δ /2
0
f1
NS
2) ＝180 °
调整横向磁铁，消 除一半自差，即抵消 了而多仅余由的横硬向铁磁力铁产f2，生 f1力抵消了C ‘λH力。
λH B'λH D 'λH
f2 （A'＋E ')λH
H'
δ /2
现象; 或在船舶转向后，罗盘大幅 度摆动。
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。
2.倾斜自差校正方法 1） 船正平时校正方法
将倾差仪置于岸上，无磁性干扰的 地方，离地一米以上，移动滑重， 使磁针水平，测得地磁力Z的格数n。
将倾差仪带回船上，将滑重移至n ' 处， n '＝Z 'EW＝λZ＝ λ n （λ标＝0.8-0.9 λ操＝0.6-0.8）
船用磁罗经的自差校正概要共42页文档
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
船用磁罗经的自差校正概要
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
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。
磁罗经检查与保养课件
讲演人：李广
壹
磁罗经进行维护和保养的意义 船用磁罗经维护和保养的现状
贰 叁
磁罗经的维护和保养
1、磁罗经进行维护和保养的意义
磁罗经作为一种古老的航海仪器,对航海事业的发展发挥了 极其重要的作用。随着科学技术不断发展，航海仪器也不断进 步和完善，与此同时，磁罗经的重要作用也日益被人们淡化,在 磁罗经的维护和保养等方面出现了一些令人担忧的倾向。 可当许多危急情况发生时，如在现代航海仪器失灵的情况
5、结束语
本文主要是探讨船用磁罗经维护与保养的重要性以及其维
护与保养时的注意事项。
日常在对船舶安全设备检查时应检查一下船上磁罗经的技 术情况和自差表的制定日期，确保使用好、管理好磁罗经，使
磁罗经保持良好的状态，因此，在日常工作中应当做好本文以
上所论述的关于磁罗经的技术工作。
3.4罗盘磁力的检查
磁罗经使用日久后，其罗盘磁性会衰退，影响罗盘指向的稳定性。罗盘磁力强 弱与罗盘的摆动周期直接相关，可以利用测定罗盘摆动的半周期来确定罗盘磁性的 强弱。 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进行比较，若大了，说明罗盘磁性下降大 ，应送厂充磁。
永久校正磁棒磁性检查 消除自差用的铁磁棒应无锈，生锈会使磁性消退。还 应检查新购进的磁棒，其棒上所涂颜色与磁极是否相符。
3.6磁罗经自差校正的有关规定
.
1、标准罗经的自差值不得大于3度，操舵罗经的自差 值不得大于5度，否则应予以消除。
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 −
[精品]电磁罗经
![[精品]电磁罗经](https://img.taocdn.com/s3/m/cd97d9e5c9d376eeaeaad1f34693daef5ef713eb.png)
磁罗经1）船用磁罗经的结构一台中、大型船舶上安装的磁罗经，一般由罗经盆(compass bowl)、罗经柜(compass binnacle)和自差校正器(deviation corretor)三大部分组成。
（1）罗经盆(罗盆)罗盆是一台磁罗经的主要部分，它的灵敏器件具有指示方向的能力，因此也称为磁罗经的指向部分。
罗盆主要包括罗盘、轴针和轴帽、液体、罗经基线、注液孔、空气膨室、玻璃盖、壳体等。
罗盘是罗盆中有指向能力的器件，它由卡面、刻度、磁针、浮室、轴帽等组成。
罗盘卡面一般由云母、塑料或硬纸等非磁性材料制成。
正面有0~360°刻度和8~16个罗经点刻度，用于读取方向。
反面固定有2~6根细磁针，磁针的数量和磁针的NS极轴线要严格与卡面刻度的0~180°线对称和平行，所有磁针的磁极都应在同一圆周上，产生罗盘的磁矩。
罗盘中心是向正面凸起的圆形水密浮室，内充氢气，以增大罗盘的浮力。
大型罗经的罗盘反面正中心嵌有宝石轴帽，由轴针支承，使罗盘能够绕垂直轴自由旋转。
轴针固定在罗盆内中心的壳体上，尖端一般由铱金制成，比较耐磨。
轴针尖端必须保持尖锐，否则罗盘灵敏度将不正常。
必要时轴针可以拆下送厂磨尖或更换。
船用磁罗经属于液体磁罗经，即罗盆内充满液体。
我国磁罗经液体是采用45%的医用纯精(absolute alcohol)和55%的二次蒸馏水(distilled water)的混合液体，其中酒精的作用是降低液体的结冰点，使结冰点降为-26︒C，沸点为+83︒C。
这种液体的粘滞性在-20︒C ~ +50︒C范围内不变。
磁罗经液体对罗盘起浮力作用，提高了罗盘灵敏度；对罗盘起阻尼作用和减小罗盘的振动，使罗盘指向稳定。
罗盆应具有良好的水密性，盆内液体必须保持充满，否则将产生气泡，影响罗经的正常使用。
注液孔位于罗盆壳体的侧面，用来排除罗盆内的气泡和注入罗经液体，应保持良好的水密性。
罗盆上的船首线标志又称为罗经基线，用来读取船舶的航向。
磁罗经课件
第一节 磁的基础知识
体现在磁罗经中为垂直磁棒对磁针的作 用；
O S l N
FS
r
FN
第一节 磁的基础知识
2M H1 2 l 2 3 r (1 2 ) r 2 l 当l r时，2 很小，则 r 2M H1 3 r
第一节 磁的基础知识
3.磁铁的磁轴垂直平分线上某点的磁场强度
M H2 3 r
第一节 磁的基础知识
地磁磁力线的方向：从南半球走向北半球的。 磁极的地理位置不是固定的，而是在缓慢变化着。 地磁极绕地理极约650年旋转一周。 根据测量，两磁极在地球表面的投影位置 是： 1950年 磁北极：72N， 96Ｗ；磁 南极：73S，156E； 1970年 磁北极：76N，101Ｗ； 磁南极：68S，140E。
磁罗经
Section 1. Magnetic compass
第三篇 船用磁罗经
第八章 船用磁罗经自差校正 第一节 磁的基础知识 第二节 船用磁罗经及方位仪 第三节 船用磁罗经自差原理 第四节 船用磁罗经自差测定与校正
第八章 船用磁罗经自差校正
自差产生的原因：由于受到船磁的作用 而使磁针不指向磁北而是指向地磁力与 船磁力的合力方向；
第一节 磁的基础知识
3.磁力
真空中， 1 ；空气中， 接近1；若采用电磁 系单位，c=1，r用厘米，F为达因，则
m1m2 F 2 r
第一节 磁的基础知识
三、磁铁的磁场强度 1.磁场强度H 大小： H
m 2 r
方向：单位正磁量的受力方向 2.磁铁的磁轴线延长线上某点的磁场强度
2M H1 3 r
第一节 磁的基础知识
特性： H：在地球空间罗经的指北力大小，取 决于H的大小；在磁极为零，在磁赤道 上最大； θ ：在水平面之下为正，水平面之上为 负；在磁北极为＋90°，在磁南极为 －90°；在地球上磁倾角为零的连线为 磁赤道，磁赤道到磁极间的区域称为磁 纬度；
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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。
图5-1 磁铁一根磁铁磁性的大小除与外界磁化场的强弱有关外，还正比于磁铁材料磁导率和几何尺寸。
我们用磁矩表示磁铁的磁性大小，磁矩是同名磁量与两磁极间距离的乘积，用字母M表示，即：M=2ml （5-3）式中m为磁极的磁量，2l为两磁极之间的距离。
磁矩的单位用电磁单位制通用符号CGSM表示。
为了保持磁铁的磁性，磁铁存放时应避免受到高温，敲击或其它恒定磁场的影响，并应使磁铁异名极相靠。
三、磁铁的磁场强度在磁铁周围各点的场强是比较复杂的。
其大小和方向都会发生变化，下面仅对与校正罗经自差有关的二种位置加以讨论。
1、磁铁磁轴延长线上某点的场强设有单位正磁量位于具有磁量为m的磁铁的磁轴延长线上的P1点，见图5—2。
该点与磁铁中心的距离OP1=r，磁铁两磁极间的半长为l。
按磁铁强度的定义，磁铁北极和磁铁南级分别对P1点产生的作用力为F N和F S，其合力为H1，即H1 = F N + F S （5-4）若磁铁的半长l远小于距离r时，合力H1可近似为：H 1 = 2M / r3H1的方向沿着磁轴延长线。
罗经柜中垂直磁铁对罗经的作用力即属此种位置。
2、磁铁磁轴垂直平分线上某点的场强图5-2磁轴延长线上场强如图5—3所示，设有单位正磁量位于磁轴垂直平分线上的P2点，磁铁中心O点至P2点的距离为r，由图可见，磁铁北极的作用力F N与南极的作用力F s两者大小相等，但其方向对称分布。
力F N和F s在磁轴垂直平分线上的投影之和为零，而在平行于磁轴方向上的合力为：H2 = F N ,S cosα当磁铁半长l远小于r时，H2可近似为：H 2 = M / r3（5-5）H2的方向与磁轴平行，并指向S端。
比较H2与H1两式，不难看出，在相同条件下，H2之值是H1的一半。
罗经柜中纵横校正磁铁对罗经的作用力即属于H2。
四、磁性物质的磁化自然界内的物质按其导磁能力的大小，可分为磁性物质和非磁性物质两大类。
图5-3 磁轴垂线上场强1、磁性物质磁性物质又称为铁磁性物质，铁、镍、钴及其合金等金属材料均属于磁性物质。
磁性物质的磁导率μ»1，其值可达数千乃至数万之巨。
磁性物质被磁化后可呈现出较强的磁性。
在B—H曲线上，当外磁场H为零时，磁感应强度B并非为零，B=Br Br称为剩磁。
这种B的变化落后于H变化的现象叫做磁滞现象。
为消除剩磁，必须加一反向磁场，当使磁感应强度B降为零时，所加的反向磁场H=Hc，Hc称为矫顽力，它表示磁性物质抗去磁的能力。
实验证明，铁磁体被磁化的极性与它相对于磁场的方向有关，如图5—4所示，即铁磁体被磁化的磁极与原磁铁的极性刚好相反，磁力线进去一端为“S”极，磁力线出去一端为“N”极。
若外磁场方向与铁磁体纵轴相垂直，则其退磁系数为无穷大，铁磁体不能被磁化。
磁性物质按其保留磁性的大小，又可分为硬铁和软铁两类。
硬铁磁性材料需由较强的外图5—4 铁磁体磁化磁场磁化，一经磁化后，其剩磁可保留较长时间不易消失，亦即硬铁的特点是剩磁和矫顽力均较大；而软铁磁性材料可在较弱磁场中被磁化，一旦外磁场消失，共磁性几乎也随之消失，即软铁不保留磁性。
软铁的特点是剩磁，矫顽力均较小。
实际上，硬铁和软铁很难严格地区分，通常将矫顽H C大于50奥的磁性材料视为硬铁，如碳钢、钴钢、钨钢及其合金等；矫顽力H C小于几奥的磁性材料视为软铁，如软铁、坡莫合金、矽钢等。
2、非磁性物质非磁性物质有金、银、铜、木、纸、铝、橡胶、玻璃等，其磁导率约为1。
非磁性材料在磁场中被磁化后，所产生的附加磁场甚微，可予忽略，故可认为非磁材料不能被磁化。
因此在制造磁罗经时，为避免产生附加的磁性干扰，除了指向元件外，其余所有的材料均采用非磁性材料。
五、地磁场地球可认为是一个均匀磁化的球化，在其周围空间存在着磁场。
地磁极位于地理南北极附近，而且位于地球深处。
地磁极的地理位置是不固定的，逐年缓慢变化。
值得注意的是，南半球的南磁极具有正磁量，而北半球的北磁极却具有负磁量，因此，围绕地球空间的磁力线是从南半球走向北半球的，如图5—5所示。
地面上任意一点的地磁场方向，可用一根自由悬挂的顺着地磁总力T指向的磁针来测定。
通过磁针磁轴的垂面，称为该地的磁子午面，磁子午面与地理子午面的水平夹角，称为磁差（Var），如图5—6所示。
图5—5 地磁场图5—6 地磁要素将地磁总力T分解为作用于磁子午面的水平磁力H和垂直磁力Z，即得：H = Tcosθ Z = Tsinθ（5-6）水平磁力H和地磁总力T之间的夹角θ，称为磁倾角。
在北半球。
θ角在水平面之下，其符号定为（+）；反之，在南半球，θ角在水平面之上，其符号定为（-）。
在地球表面上，磁倾角为零各点的连线称为磁赤道。
自磁赤道向两极，磁倾角θ逐渐增大，在磁北极，磁倾角为+90°；在磁南极，磁倾角为-90°。
将磁倾角为固定值点的连线称为磁纬度。
在水平磁力H的作用下，罗盘指向磁北。
水平磁力在磁赤道外最大，约为0.4奥，而垂直磁力Z在磁赤道处为零。
在磁极处，垂直磁力Z为最大，约为0.7奥。
而水平磁力H 却为零，因而导致磁罗经在磁极附近是不能指向的。
在不同的地理位置，磁差是不相同的。
磁差的变化范围为0°～180°。
纬度越高，磁差越大。
当磁北分别位于真北的东面或西面时，分别称为东磁差和西磁差。
通常把地磁水平磁力H，磁倾角θ和磁差Var称为地磁三要素。
在海图上将同一地磁要素相同值的各点连成等值线，这种曲线图称为地磁图。
目前，航海上所使用的地磁图有等磁差线图、等水平力线图、等垂直力线图、等磁倾角线图和等地磁总力线图等。
由于各地磁要素逐平缓慢地变化，因此各地磁图与标注的数据只实用于某一持定年份，通常地磁要素图每5年左右重新绘制一次。
在实际使用时，为获得较准确的数据，应根据地磁要素的年变化率修正地磁图上标注的数据。
第二节船用磁罗经一、磁罗经的分类1、按罗盆内有无液体分类，罗经可分为液体罗经和干罗经两类，因船舶摇摆时，干罗经的罗盘不易稳定，使用不方便，故已被淘汰了。
液体罗经的罗盘浸浮在盛满液体的罗盆内，因受液体的阻尼作用，船舶摇摆时，罗盘的指向稳定性较好。
另外受液体浮力的作用，可减小轴针与轴帽间的磨擦力，提高了罗盘的灵敏度，这种液体罗经在现代船舶上得到普遍使用。
2、按磁罗经的用途分类（1）标准罗经，它用来指示船舶航向和测定物标的方位。
一般安装在驾驶室顶露天甲板上，因其位置较高，受船磁影响小，指向较为准确，故称为标准罗经。
有的标准罗经配有一套导光装置，可将罗盘刻度投射到驾驶室内的平面镜中，供操舵人员观察航向。
根据照射罗盘光源位置的不同，这类罗经又可分为投影式和反射式两种。
投影式罗经光源在罗盘的上方，罗盘上的刻度均被挖空以便透射光线；而反射式罗经的光源从罗盘下方向上照射，经过反射把罗盘上的度数传至驾驶室内的平面境中。
（2）操舵罗经，安装在驾驶室内，专供操舵用。
当安装有反射或投影式的标准罗经时，可免装操舵罗经。
（3）救生艇罗经，每个救生艇都备有一个小型液体罗经，以供操纵救生艇时使用。
（4）应急罗经，安装在应急舵房内，以便使用应急舵航行时，指示航向。
当船舶装有陀螺罗经，大都用它的分罗经作应急罗经。
3、按罗盘的直径分常用的有190mm型、165 mm型，130 mm型等三种罗盘直径的罗经。
190 mm罗径安装在中大型船舶上、165 mm和130 mm罗经安装在中小型船舶上。
二、磁罗经的结构一般船上使用的磁罗经，均由罗盆、罗经柜和自差校正器三部分组成。
1、罗经柜罗经柜是用非磁性材料制成的，用来支撑罗盆和安放消除自差校正器，如图5—7所示。
在罗经柜的顶部有罗经帽，它可以保护罗盆，使其避免雨淋和阳光照射，以及在夜航中防止照明灯光外露。
在罗经柜的正前方，有一竖直圆筒，筒内根据需要放置长短不一消除自差用的佛氏铁或在竖直的长方形盒内放数根消除自差用的软铁条。
在罗经柜左右正横有放置象限自差校正器（软铁球或软铁片）的座架，软铁球或软铁盒的中心位于罗盘磁针的平面内，并可内外移动。
罗盘放置在常平环上，以在船体发生倾斜时，罗盆保持水平。
常平环通常装在减震装置上，以减缓罗盆震动。
在罗经柜内，位于罗盘中心正下方安装一根垂直铜管，管内放值消除倾斜自差的垂直磁铁，并由吊链拉动可在管内上下移动。
图5—7 罗经柜在罗经柜还有放置消除半圆自差的水平纵横向磁铁的架子，并保证罗经中心应位于纵横磁铁的垂直平分线上。
2、罗盆罗盆由罗盆本体和罗盘两部分组成，如图5-8所示。
罗盆系铜制成，其顶部为玻璃盖，玻璃盖的边缘有水密橡皮圈，并用一铜环压紧以保持水密，，罗盆重心均较低，以使罗盆在船摇摆时，仍能保持水平。
罗盆内充满液体，通常为酒精与蒸镏水的混合液，混合液的比例为45%饮料酒精和55% 二次蒸馏水，在温度为15℃时，共比重约为0.95。
酒精的作用是为了降低冰点，该溶液沸点为+83℃，冰点为-26℃，粘度系数在温度+50℃至-20℃之间不产生显著变化，有的罗经还用纯净的煤油做罗盆液体。