大证复习电航部分

大证复习电航部分第一页，共50页。三、自由陀螺仪主轴指北端的视运动规律总结：北纬东偏南纬西偏全球一样东升西降自由陀螺仪不能稳定指北的主要原因垂直分量W2使得自由陀螺仪指北端产生相对于子午面的运动，是其不能稳定指北的主要原因。第一页第二页，共50页。四变自由陀螺仪为陀螺罗经的方法1、控制力矩的获得获得控制力矩的方法重力控制力矩电磁控制力矩重心下移法—下重式罗经（如：安许茨系列罗经）

重心上移法—液体连通器罗经（如：斯伯利系列罗经）

电磁控制法—电磁控制罗经（如：阿玛勃郎系列罗经）

第二页第三页，共50页。摆式罗经在施加了控制力矩后，其主轴指北端运动轨迹为一等幅摆动的椭圆，并不能稳定在子午面上。2、阻尼力矩的获得MM’（W）将等幅运动变为减幅运动，最后衰减至子午面上的某个稳定位置，以实现稳定指北。2）阻尼的方法压缩长轴法——水平轴阻尼法阻尼力矩加在水平轴压缩短轴法——垂直轴阻尼法阻尼力矩加在垂直轴1）阻尼的目的N第三页第四页，共50页。表一：陀螺罗经的控制力矩和阻尼力矩罗经种类陀螺仪控制力矩阻尼力矩纬度误差安许茨系列双转子，动量矩H指北重心下移（下重式）产生MY液体阻尼器产生水平轴阻尼力矩无斯伯利系列单转子，H指南液体连通器产生MY陀螺球西侧阻尼重物产生垂直轴阻尼力矩有（北纬偏东，南纬偏西）阿玛勃朗系列单转子，H指北水平钮丝受扭产生MY垂直钮丝受扭产生垂直轴阻尼力矩同上第四页第五页，共50页。3、罗经主轴阻尼运动的有关参数：TDa1a21.阻尼因数f2.阻尼周期TD3.稳定时间tta0f=a1/a2=a2/a3=…=an/an+1第五页第六页，共50页。五、陀螺罗经误差及其消除——纬度误差1、纬度误差产生的原因：垂直轴阻尼法2、纬度误差的性质：αrΦ

=MD/MtgΦ1）采用垂直轴阻尼法的罗经所具有的误差。2）北纬偏东误差，南纬偏西误差。3）误差大小随纬度的增大而增大。3、纬度误差的消除：1)外补偿法：转动罗经基线或刻度盘。2)内补偿法：对罗经施加补偿力矩，使主轴返回子午面。第六页第七页，共50页。1、速度误差的定义：船舶作恒速恒向航行时，陀螺罗经主轴稳定位置与船静止时稳定位置的方位差角。六、陀螺罗经误差及其消除——速度误差2、速度误差（arv）产生的根本原因：船速的南北向分量引起主轴新的视运动第七页第八页，共50页。3、速度误差的特性：1.仅取决于航速（V）、航向（C）、和地理纬度（Φ），与罗经结构参数无关。任何罗经均会产生速度误差。2.随船速（V）、纬度（Φ）的增大而增大。3.航向偏北，αrv>0,西误差；航向偏南，αrv<0,东误差。东西航向无误差，南北航向误差最大。第八页第九页，共50页。七、陀螺罗经误差及其消除——冲击误差船舶在机动航行过程中，由于惯性对陀螺罗经的影响而引起的误差。2、冲击误差的分类：第一类冲击误差（BⅠ）：第二类冲击误差（BⅡ）：惯性力作用于控制设备上。惯性力作用于阻尼设备上。1、冲击误差的定义：3、不产生第一类冲击误差的舒拉条件：当罗经的等幅摆动周期等于一摆长为地球半径的数学摆的摆周期84.4min时，不产生第一类冲击误差。对应的纬度（φ）称为设计纬度（φ0）第九页第十页，共50页。八、陀螺罗经误差及其消除——摇摆误差1、摇摆误差的定义：船舶摇摆时所产生的惯性力作用于罗经的控制设备上而引起的罗经的示度误差。2、摇摆误差的消除：下重式（安许茨）罗经：采用双转子。液体连通器（斯伯利）罗经：采用高黏度硅油。第十页第十一页，共50页。大证考试复习2：具体陀螺罗经一、安许茨系列罗经1、安许茨系列罗经主要共性：灵敏部分为双转子陀螺球、采用液浮和辅助支承；利用陀螺球重心下移产生水平轴控制力矩；利用液体阻尼器产生水平轴阻尼力矩。第十一页第十二页，共50页。2、安许茨4型罗经的整套设备组成：主罗经方位分罗经方位分罗经变流机变压器箱（报警器）船舶电源航向记录器自动舵第十二页第十三页，共50页。3、安许茨4型罗经主罗经组成：灵敏部分（陀螺球，找北指北)随动部分（随动球、刻度盘、方位电机、方位齿轮等，指示航向)固定部分（罗经桌、箱等，外部条件)第十三页第十四页，共50页。4、安许茨4型罗经电路：1）电源系统：变流机、变压器箱2）随动系统：随动球、方位电机、信号电桥（随动开关）3）传向系统：交流同步式传向系统，基于自整角机的工作原理。第十四页第十五页，共50页。1）罗经的启动与关闭:提前时间及原因、启动过程。2)罗经使用中的主要参数：三相电流变化，陀螺球高度检查、支撑液体温度及液面高度3)更换支撑液体与陀螺球：液体配方及作用，密度与球的高低，检查球高度的条件。5、安许茨4型罗经使用与保养第十五页第十六页，共50页。二、三大系列罗经对比：表二：三大系列陀螺罗经的结构和电路比较罗经种类陀螺球支撑随动信号的产生传向系统电源安许茨4型液浮和电磁上托线圈辅助信号电桥交流同步式变流机斯伯利37型液浮和轴承辅助随动变压器直流步进式：1/6度逆变器阿玛勃朗10型液浮和钮丝辅助8字型线圈和电磁铁，两套随动同上变流机第十六页第十七页，共50页。三、37型罗经方式转换开关(Modeswitch)的使用：1.旋转（slew）：允许主罗经刻度盘在陀螺马达未加电时旋转。2.启动（start）：给陀螺马达通三相电。3.自动校平（auto-level）：自动地将陀螺球主轴校平。4.运转（run）：罗经处于正常工作状态。5.运转/旋转（run/slew）：在陀螺马达已正常运转时旋转刻度盘。

工作方式转换开关第十七页第十八页，共50页。大证考试复习3：测深仪和计程仪一、

水声学基础

2、声波在海水中传播速度声波在海水中传播速度将随温度、含盐量和静压力等因素变化（增大而增大）。其中，温度的影响最为显著。

3、船用水声仪器通常以1500m/s为标准设计声速。1、水声仪器为什么使用超声波：声源频率高于20kHz、等速直线传播、避免大量低频杂波干扰第十八页第十九页，共50页。4、海底底质对反射的影响

岩石，礁板，平底硬沙，石砾，碎石，淤泥二、

测深原理通过测量声波往返于船底到海底的时间，利用测深公式计算深度。第十九页第二十页，共50页。二、

测深原理海面hHD海底AMBO第二十页第二十一页，共50页。三、回声测深仪主要技术指标1.工作频率f2.脉冲宽度τ3.脉冲重复周期TτTt第二十一页第二十二页，共50页。4.最大测量深度：测深仪的最大量程。IMO标准：远洋：400m，沿海和内河：200m，海洋测量：2000m

10000m影响最大测量深度的因素是：发射脉冲重复周期决定了最大测量深度，二者关系为：5.最小测量深度：测深仪所能测到的最小深度。发射脉冲宽度

决定了最小测量深度:第二十二页第二十三页，共50页。四、换能器从功能上分：发射，接收从材料上分：磁致伸缩换能器：镍，镍铁合金；电致伸缩换能器：钛酸钡，锆钛酸铅安装要求：距船首1／2

1／3船长的龙骨附近；发射面不能涂油漆；第二十三页第二十四页，共50页。五、闪光式测深仪工作原理：氖灯凸轮变速箱时间电机发射系统接收系统转盘0刻度盘第二十四页第二十五页，共50页。六回声测深仪误差1、声速误差声速高于标准声速，声波往返时间短，显示的深度将比实际小。（闪光式的可以解释之）2、电机转速误差

实际转速高于设计转速，转盘转过的角度变大，显示的深度将比实际大。零点信号不显示在零米处引起的读数误差。3、零点误差第二十五页第二十六页，共50页。4、基线误差在浅水测量时因忽略基线长度引起的测量误差。水深大于5米时可以忽略。六回声测深仪误差5、影响计程仪工作的其它因素船舶摇摆水中气泡换能器工作面的附着物接收换能器剩磁消失海底性质与坡度第二十六页第二十七页，共50页。大证考试复习3：测深仪和计程仪七、计程仪的种类相对计程仪：测量船舶相对于水的速度和航程的计程仪。(水压式和电磁式)绝对计程仪：测量船舶相对于地的速度和航程的计程仪。(多普勒和声相关)注:工作于水层跟踪状态下（如水深大于200m）的多普勒和声相关计程仪为相对计程仪。第二十七页第二十八页，共50页。八、电磁计程仪工作原理：利用电磁感应原理来测量船舶航行时对水的速度，并累计航程。电磁传感器：将非电量的速度信息转变成电压或电流信息。Eg=BLV第二十八页第二十九页，共50页。九、

多普勒计程仪

1、多普勒效应：

声源和接收者间有相对运动时，接收者收到的频率与声源发射频率不同的现象。（接近时升高）

2、多普勒频移

接收频率与发射频率的差值二次多普勒效应测速公式第二十九页第三十页，共50页。3、单波束多普勒计程仪测速原理其中：f0

为发射频率v为声源或接收者运动速度

运动方向与声波传播方向的夹角c声速单波束多普勒计程仪存在的问题:船舶摇摆与颠簸带来误差，实际改用双波束f0

vvcos第三十页第三十一页，共50页。十、声相关计程仪声相关计程仪特点1.采用相关接收技术测延时2.测速精度与声速无关3.可兼作测深仪使用

第三十一页第三十二页，共50页。大证考试复习4：磁罗经一、磁的基础知识1：磁铁LllSN-m+mL/12L/12l磁极：磁铁磁性最强处，磁极距端点处为L/12，磁量|-m|=|+m|。磁矩(moment)：表示磁铁磁性的强弱。

M＝2lm磁铁磁距为磁极磁量与两磁极间距的乘积。第三十二页第三十三页，共50页。磁性物质依据其保留磁性程度可分为：软铁：可在弱磁场中被磁化，但其磁性不固定，随外界磁化场的变化而变化.硬铁：须在较强磁场中磁化，被磁化后可较长期保留磁性。

一、磁的基础知识2：磁性物质的分类第三十三页第三十四页，共50页。1．地磁极N,S地磁极位于地球深处，与地理N，S极不重合。

地磁极位置不固定，绕地理N，S极缓慢移动（随时间）。

磁北极具有负磁量磁南极具有正磁量。外部磁力线由南指向北+m-mPNPs一、磁的基础知识3：地磁场第三十四页第三十五页，共50页。+m-mPNPsZTH2．地磁要素地磁总力T：沿磁力线切线方向。

磁倾角θ：地磁总力T与水平面之间的夹角.地磁水平分力H和垂直分力：H＝TcosθZ＝Tsinθθ磁差Var：磁子午面与地理子午面间水平夹角。磁赤道：磁倾角θ为零点的连线。

第三十五页第三十六页，共50页。二、磁罗经的结构组成：罗经盆，罗经柜，自差校正器1.罗盆：罗盆液体：多用酒精（45％）和蒸馏水（55％）的混合液体。罗盘：是指示方向的灵敏部件（罗盘背面安装对称平行的磁钢）校正器类型校正自差硬铁（柜内）垂直磁棒(Heeling)倾斜自差纵向磁棒(Fore&aft)半园自差（纵向硬铁力）横向磁棒(Athwardship)半园自差（横向硬铁力）软铁（柜外）

软铁球（片）(softironphere象限自差佛氏铁(Flindersbar)软铁半园自差第三十六页第三十七页，共50页。1.罗盘灵敏度检查该项检查实际上是检查轴针与轴帽间摩擦力的大小；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；要求与原航向读数相差小于0.2度。检查条件：船岸机械不工作，罗经自差不大，船固定于码头。三、磁罗经的检查第三十七页第三十八页，共50页。三、磁罗经的检查2、罗盘摆动半周期1）实质检查罗盘磁力强弱。2）检查方法：用磁铁将罗盘从原来平衡位置分别向左右引偏40度，移去磁铁，用秒表测量罗盘的摆动半周期，取其平均值。罗盘摆动半周期应不大于秒。第三十八页第三十九页，共50页。3.自差校正器的检查

硬铁校正器：应无锈，磁棒的极性应与标记相符；

软铁校正器：应不含永久性磁性；

软铁球：将球贴近罗经柜原位转动，若基线所指的度数发生了变化，说明软铁球含有永久性磁性。

佛氏铁：船位于东或西航向上，将佛氏铁分段正反向放入筒中，若航向发生变化，说明佛氏铁含有永久磁性。可采用敲击，加热的方法退磁。3）校正磁铁的存放：避免受热、振动，多个磁铁存放应异名极相靠。第三十九页第四十页，共50页。1、自差定义：指罗北偏离磁北的角度δ。罗北偏东，东自差；偏西，西自差。自差（δ）=磁航向（方位）-磁罗航向（方位）磁差（Var）=真航向（方位）-磁航向（方位）自差产生的原因：由船磁力（硬铁船磁力和软铁船磁力）产生。四、磁罗经自差理论第四十页第四十一页，共50页。2、商船上磁罗经的受力：

地磁力+船磁力：软铁力和硬铁力相对于罗经坐标系，硬铁力（P、Q、R）的大小和方向固定不变。软铁力的大小和方向不固定，随地理纬度、船舶的航向变化而变化。第四十一页第四十二页，共50页。3、磁罗经自差的种类及性质1-半圆自差（1）主要由纵向硬铁力P和横向硬铁力Q产生；（2）自差随船航向的正弦和余弦函数关系变化（3）消除方法：用纵横磁铁棒予以消除，爱利法。（4）校正口诀：东东上，西西上，东西下，西东下。3、磁罗经自差的种类及性质2-软铁半圆自差（1）主要由船舶烟囱软铁作用于磁罗经产生；（2）用佛氏铁条予以消除第四十二页第四十三页，共50页。3、磁罗经自差的种类及性质-（象限自差）（1）由船软铁力产生；（2）自差随船航向两倍的正弦函数关系变化（3）消除方法：用软铁球或软铁片予以消除，爱利法（4）校正口诀：一三象限，东近西远；二四象限，东远西近。第四十三页第四十四页，共50页。3、磁罗经自差的种类及性质-（倾斜自差）（1）当船摇摆时，由垂向硬铁力R产生；（2）自