大连海事大学电航仪器教案：安许茨20型陀螺罗经1

1、 安许茨标准安许茨标准20型陀螺罗经型陀螺罗经一、特点一、特点 小型罗经，小型罗经，19941994年推出的最新型号年推出的最新型号 结构紧凑，重量轻，能耗低，结构紧凑，重量轻，能耗低， 特别适合于小型船舶使用特别适合于小型船舶使用. 高精度高精度, ,优越的动态负载特性优越的动态负载特性 适合于高速船舶使用适合于高速船舶使用. 安许茨标准安许茨标准20型陀螺罗经型陀螺罗经二、二、配套方式配套方式 紧凑型紧凑型(Type Standard 20 Compact)(Type Standard 20 Compact) 功能附加型功能附加型(Standard 20 PlusStandard 20 P

2、lus) 安许茨标准安许茨标准20型陀螺罗经型陀螺罗经三、三、主罗经结构主罗经结构灵敏部分灵敏部分 随动部分随动部分 固定部分固定部分 返回 返回灵敏部分灵敏部分-陀螺球陀螺球(尺寸较尺寸较小小) 顶电极顶电极 底电极底电极 赤道电极赤道电极-球壳球壳尺寸：尺寸： 直径直径115mm灵敏部分灵敏部分-陀螺球陀螺球 双转子双转子 无电磁上托线圈无电磁上托线圈 无液态润滑油无液态润滑油 抽真空充氦气抽真空充氦气-球内球内转速为转速为: 12000r/min 灵敏部分灵敏部分-陀螺球陀螺球-支承方式支承方式 液浮液浮+离心泵产生的离心泵产生的 液流平衡上托力液流平衡上托力 -离心泵的作用离心泵的作用

3、 定中心定中心 辅助支承上托力辅助支承上托力 返回返回 返回随动部分随动部分-组成组成随动球随动球 弹性减振波纹弹性减振波纹 管摆式连接器管摆式连接器 方位齿轮方位齿轮 汇电环组件汇电环组件上半球上半球 顶电极顶电极 储藏室储藏室(230230cmcm3 3)纯蒸馏水纯蒸馏水 透明测量锥体透明测量锥体 筒式加热器筒式加热器 印制电路板印制电路板下半球下半球 底电极底电极 两随动电极两随动电极(对准陀螺球赤道电极对准陀螺球赤道电极) 离心泵离心泵 管状导电率传感器管状导电率传感器 - 支承液支承液体温度上体温度上升到升到45C时时,随动系随动系统自动被统自动被主控制器主控制器接通接通.弹性减振波

4、纹弹性减振波纹管摆式连接器管摆式连接器 是性能卓越是性能卓越 的三向防振的三向防振 装置装置 方位齿轮方位齿轮 编码器编码器 返回固定部分固定部分 条形散热片条形散热片 数字监视器数字监视器固定部分固定部分电风扇电风扇 电子传感器电子传感器 PCB板板 固定部分固定部分 循环编码器循环编码器 (212脉冲脉冲) 方位步进电机方位步进电机 电子传感器电子传感器 PCB板板 安许茨标准安许茨标准20型陀螺罗经型陀螺罗经四四、电路部分电路部分 电源系统电源系统 随动系统随动系统 信号检测系统信号检测系统 温控系统温控系统-其元器件基本上都安装在电子印制电路板其元器件基本上都安装在电子印制电路板PCB

5、板上板上 安许茨标准安许茨标准20型陀螺罗经型陀螺罗经1、电源系统电源系统 任务任务: : 将船舶电源变换成陀螺罗经将船舶电源变换成陀螺罗经 系统所需系统所需 要的各种电源要的各种电源. 组成组成: : 数个稳压电路数个稳压电路 和和(55V 400HZ)(55V 400HZ)逆变器逆变器. 逆变器的作用逆变器的作用: : 将直流将直流24V24V船电变换成陀螺及离心泵船电变换成陀螺及离心泵 所需的单相所需的单相55V 400HZ 55V 400HZ 电源电源. .2、随动系统随动系统 组成组成: : 随动传感器、放大器随动传感器、放大器 、 A/DA/D转换器、转换器、CPUCPU、 随动电

6、机控制器和随动步进电机随动电机控制器和随动步进电机. .随动传感器随动传感器 随动电压信号随动电压信号 为为:0.5VDC/:0.5VDC/度度2、随动系统随动系统主罗经航向主罗经航向控制箱转换控制箱转换5 5路步进电机式分罗经路步进电机式分罗经( (步进精度步进精度1 1 /6)/6)8 8路自整角机式分罗经路自整角机式分罗经3、支承液体温度检测与控制系统支承液体温度检测与控制系统 工作温度工作温度: 50: 50 C C 1C 1C 随时从数字监视器上读出随时从数字监视器上读出. . 作用作用: : 使支承液体的温度自动保持在规使支承液体的温度自动保持在规 定的工作范围内定的工作范围内,

7、,以保持陀螺球以保持陀螺球 位于正常高度位于正常高度. .筒式半导体温度传感器筒式半导体温度传感器( (检测出模拟电压信号检测出模拟电压信号) ) A/DA/DCPUCPU温度控制器温度控制器控制加热器加热控制加热器加热控制电风扇降温控制电风扇降温 组成组成: : 温度传感器、调制解调器、温度传感器、调制解调器、 CPUCPU、温度控制器、加热器、温度控制器、加热器、 电风扇和过温保护装置电风扇和过温保护装置. .3、支承液体温度检测与控制系统支承液体温度检测与控制系统 工作过程工作过程: 随动系统接通随动系统接通 加热器电压下降加热器电压下降 加热器不加温加热器不加温 电风扇接通电风扇接通

8、数字监视器上航向中小数点闪烁数字监视器上航向中小数点闪烁, , 按按B14 B14 显示显示C3C3警告字符警告字符 警告字符警告字符C3 C3 报警字符报警字符E9 E9 温度断电保护装置切断加热器的电路温度断电保护装置切断加热器的电路4 4、信号检测与指示系统信号检测与指示系统 - 检测和显示的项目检测和显示的项目: : 陀螺球高度陀螺球高度 支承液体导电率支承液体导电率 陀螺及离心泵的工作总电压陀螺及离心泵的工作总电压 陀螺稳定时间陀螺稳定时间 陀螺运转累计时间陀螺运转累计时间 陀螺误差与故障陀螺误差与故障利于操作者正确使用和快速判断故障利于操作者正确使用和快速判断故障 - 所有所有检测

9、和显示的项目可在同一个检测和显示的项目可在同一个 数字监视器上选择显示之数字监视器上选择显示之. . 4 4、信号检测与指示系统信号检测与指示系统本系统控制器本系统控制器 一个单片机一个单片机(CPU)(CPU)系统系统 配备不同的传感器及相应的接口电路配备不同的传感器及相应的接口电路本系统传感器本系统传感器 温度传感器温度传感器 导电率传感器导电率传感器 陀螺球高度检测传感器陀螺球高度检测传感器其它信号检测与指示均由软件来完成其它信号检测与指示均由软件来完成.五五、使用使用1 1、起动、起动 只需将只需将24VDC24VDC船电接通船电接通, , 整套罗经便会自动完成全部起动过程整套罗经便会

10、自动完成全部起动过程. . 观察显示信号观察显示信号( (数字监视器数字监视器),),判断工作状态判断工作状态-显示支承液体温度显示支承液体温度 ( (接通电源接通电源, ,加热器加热加热器加热) )h38.8Ch38.8Ch h表示处于加热状态表示处于加热状态 观察显示信号观察显示信号( (数字监视器数字监视器),),判断工作状态判断工作状态-液温液温45CC时时, ,显示航显示航向向. .130.5.130.5.亮点亮点表示陀螺球处于找北过程中表示陀螺球处于找北过程中此时随动系统被自动接通此时随动系统被自动接通-约约3h h后后, ,亮点消失亮点消失 ( (航向指示精度航向指示精度2)2)

11、131.8131.8-约约5h h后后, ,陀螺球完全稳定陀螺球完全稳定 ( (航向指示精度达到要求航向指示精度达到要求) )132.8132.82 2、警告信号显示、警告信号显示 在使用过程中在使用过程中 数字航向的小数点闪烁数字航向的小数点闪烁 表示罗经工作不正常表示罗经工作不正常133.8133.82 2、警告信号显示、警告信号显示 打开罗经密封门打开罗经密封门 按键按键B14(B14(电子传感器印制电路板上电子传感器印制电路板上) ) 按一次按一次B14,B14,航向消失航向消失 再按再按, ,显示警告字符显示警告字符2 2、警告信号显示、警告信号显示警告字符所表示的含义如下警告字符所

12、表示的含义如下: : C1: C1: 电风扇功能失效电风扇功能失效 C2: C2: 加热器功能失效加热器功能失效 C3: C3: 支承液体温度支承液体温度6565CC C4: C4: 温度控制器功能失效温度控制器功能失效 C5: C5: 船电断电且支承液体温度船电断电且支承液体温度4545CC3 3、故障信号显示、故障信号显示出现故障出现故障随动系统被切断随动系统被切断航向显示被取消航向显示被取消自动重新起动尝试自动重新起动尝试 四次起动失败四次起动失败显示显示故障故障字符字符罗经罗经系统系统关闭关闭故障故障字符字符储存储存第一次第一次ED1ED1第二次第二次ED2ED2第三次第三次ED3ED

13、3第四次第四次ED4ED44 4、切断陀螺罗经随动系统、切断陀螺罗经随动系统( (因测试或修理需要因测试或修理需要) ) 切断切断: 步调开关步调开关B11B11中的开关中的开关G G置于置于OFFOFF 重新接通重新接通: 步调开关步调开关B11B11中的开关中的开关G G重新置于重新置于ONON故障字符所表示的含义如下故障字符所表示的含义如下: : E1: E1: 陀螺罗经供电故障陀螺罗经供电故障 E2: E2: 陀螺电源故障陀螺电源故障 E3: E3: 编码器故障编码器故障 E4: E4: 陀螺电流偏离正常值范围陀螺电流偏离正常值范围 E5: E5: 随动系统故障随动系统故障 E6: E

14、6: 温度传感器故障温度传感器故障 E7: E7: 陀螺球高度偏离正常值范围陀螺球高度偏离正常值范围 E8: E8: 加热器统故障加热器统故障 E9: E9: 支承液体温度支承液体温度7070CC六六、维护与保养维护与保养1 1、更换支承液体和密封圈、更换支承液体和密封圈 规定每三年更换一次规定每三年更换一次 关闭罗经关闭罗经, ,约等约等30min,30min,方可进行方可进行 230 230cmcm3 3蒸馏水蒸馏水( (红色标签红色标签) ) 从红螺钉孔注入储藏室从红螺钉孔注入储藏室 840 840cmcm3 3支承液体支承液体( (绿色标签绿色标签) ) 从绿色螺钉孔注入从绿色螺钉孔注

15、入 顶部测量锥体查看支承液体已注满顶部测量锥体查看支承液体已注满六六、维护与保养维护与保养蒸馏水注入蒸馏水注入支承液体支承液体锥体查看锥体查看六六、维护与保养维护与保养2 2、更换陀螺球、更换陀螺球 步骤同上步骤同上 参见技术手册参见技术手册3 3、更换电子传感器的印制电路板、更换电子传感器的印制电路板4 4、编码器零位调整、编码器零位调整( (参考航向输入参考航向输入) ) 罗经安装后罗经安装后, ,必须调整编码器零位必须调整编码器零位 罗经起动罗经起动5h5h后在码头上进行后在码头上进行注意注意 首先准确确定船首的真方位首先准确确定船首的真方位调整调整 将步调开关将步调开关B11B11中的

16、开关中的开关A A置于置于OFF,OFF, 按键按键B14B14进行调整进行调整( (参见技术手册参见技术手册) ) 对准误差对准误差( (船舶准确航向与工厂测试航向差值船舶准确航向与工厂测试航向差值),), 填入罗经密封门内面的表格中填入罗经密封门内面的表格中5 5、参数检测参数检测利用步调开关利用步调开关B11B11和按键和按键B14B14可以调出可以调出电子传感器存储的全部数据电子传感器存储的全部数据, ,并在并在数字监视器上显示出来数字监视器上显示出来. . 将步调开关将步调开关B11B11中的开关中的开关H H置于置于OFFOFF 每揿一次按键每揿一次按键B14,B14, 此后数字显示的参数变换一次此后数字显示的参数变换一次5 5、参数检测参数检测工作正常时工作正常时, ,部分参数部分参数: : 正常工作温度正常工作温度: 50: 50 C C 1C 1C 陀螺球正常高度陀螺球正常高度: 1.5: 1.5mm mm 0.5mm 0