專利名稱：新穎磁動(dòng)編碼羅盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種新穎磁動(dòng)編碼羅盤。
已有的各種磁羅盤、磁同步羅盤均采用磁鋼具有的指南特性，但都不能直接完成測(cè)量方位的機(jī)電轉(zhuǎn)換。近幾年來磁通門羅盤是一種較先進(jìn)的方位測(cè)量?jī)x，它是依據(jù)二次諧波法磁通門磁力儀原理制作的，由高導(dǎo)磁磁環(huán)，激勵(lì)繞組構(gòu)成的傳感部件及相應(yīng)的電路通過地磁場(chǎng)水分量的兩個(gè)正交分量來確定方位的，因此工藝復(fù)雜，技術(shù)難度大，價(jià)格較高，而且對(duì)搖擺、傾斜環(huán)境條件適應(yīng)性較差，特別是作為測(cè)風(fēng)測(cè)流等便攜式小型儀器的測(cè)向基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)使用，都需要較大的經(jīng)費(fèi)投入，難以普及推廣。
本發(fā)明的目的在于克服以上缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，穩(wěn)定可靠的新穎磁動(dòng)編碼羅盤，以求在其他測(cè)向儀器中作為測(cè)向基準(zhǔn)及其廣泛應(yīng)用開拓新途徑。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)施的由直接利用磁鋼在地磁場(chǎng)中的引斥扭轉(zhuǎn)力矩的羅盤磁動(dòng)光電傳感器及一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)兩部分組成。前者主要由固定在寶石軸承轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤，其上嵌有兩枚磁鋼和光電碼盤以及與之相對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，以產(chǎn)生編碼方位信號(hào)，供微型計(jì)算機(jī)處理并實(shí)時(shí)顯示。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。


圖1，本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)方框圖；圖2，羅盤磁動(dòng)光電傳感器剖示圖；圖3，紅外發(fā)射接收頭原理圖；圖4，光電線路板結(jié)構(gòu)示意圖5，碼盤正(A)面碼道排布示意圖；圖6，碼盤反(B)面碼道排布示意圖。
其中，1碼盤，2寶石軸承，3光電線路板，4外殼，5磁鋼，6轉(zhuǎn)盤，7轉(zhuǎn)軸，8紅外發(fā)射接收頭，9碼道，10羅盤磁動(dòng)光電傳感器，11微型計(jì)算機(jī)。
如圖所示，本實(shí)用新型主要由羅盤磁動(dòng)光電傳感器10和相配應(yīng)的微型計(jì)算機(jī)兩部分組成，其中羅盤磁動(dòng)光電傳感器10(見圖2)是以扁圓盒狀的外殼4包容，寶石軸承2支撐的轉(zhuǎn)軸7設(shè)置在該外殼4的軸線位置上，在轉(zhuǎn)軸7上下方分別固定著由均勻的輕材質(zhì)制成的圓形轉(zhuǎn)盤6和碼盤1，兩枚磁鋼5固定在轉(zhuǎn)盤6任一直徑兩端附近，且離轉(zhuǎn)軸7等距離處，在外殼4內(nèi)壁上固定結(jié)構(gòu)相同的相互平行的光電線路板3，碼盤1的正反面與相對(duì)應(yīng)的光電線路板3的平面間應(yīng)保持平行等距。安裝時(shí)碼盤面與光電線路板上的發(fā)射接收頭8的距離通常取2～3mm，上述磁鋼5宜選用五類或SC型等永久磁鋼，其幾何尺寸為φ3×30mm，可視允許空間和靈敏度的更高要求選取較大尺度。
上述碼盤1上排布著黑白相間的碼道9，黑色為吸光區(qū)，白條帶組成標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)碼，可采用透光式和反光式，考慮到羅盤的小巧與穩(wěn)定，專門設(shè)計(jì)正反兩面上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)碼道的反光式碼盤1，即6碼道分屬正(A)面為低三位，反(B)面為高三位。必須保證(A)、(B)兩面的中心O′和零線O相重合(見圖5、6)，碼道間距應(yīng)大于紅外發(fā)射接收頭8的有效發(fā)射接收面。前述的碼盤1、轉(zhuǎn)盤6和外殼4，皆應(yīng)選用非磁性材料，如鋁、銅、塑料等制成。
上述光電線路板3各采用三只，如(G1～G3)超微型紅外發(fā)射頭8成并聯(lián)電連接，施加5伏直流工作電壓，如圖4所示，在排布結(jié)構(gòu)上三只紅外發(fā)射接收頭8在一條直線上，并嚴(yán)格保證其與相應(yīng)的碼道一一對(duì)應(yīng)，如圖3所示，發(fā)射頭GL連續(xù)發(fā)出紅外光，遇到碼道被反射，由接收頭GD送出一低電平信號(hào)，反之遇到黑色吸收區(qū)則輸出一高電平，由此給出不同的數(shù)碼，如碼盤的0位置可反轉(zhuǎn)輸出000000，90位置為001001等，該循環(huán)碼元即時(shí)被送入一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)11，供采樣處理，該微型計(jì)算機(jī)11可以是一臺(tái)通用的80C31單片機(jī)。
綜上所述，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，結(jié)構(gòu)小巧，緊湊合理，而且穩(wěn)定可靠，使磁鋼在地磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)角度直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，為測(cè)向基準(zhǔn)的小型測(cè)向儀器的廣泛應(yīng)用另辟新徑。
權(quán)利要求1.一種新穎磁動(dòng)編碼羅盤，它是由羅盤磁動(dòng)傳感器和相應(yīng)的微型計(jì)算機(jī)[11]構(gòu)成，其特征在于羅盤磁動(dòng)傳感器為一羅盤磁動(dòng)光電傳感器[10]，是以扁圓盒狀外殼4包容，寶石軸承[2]支撐的轉(zhuǎn)軸[7]設(shè)置在該外殼[4]的軸線位置上，在轉(zhuǎn)軸[7]上下方分別固定著轉(zhuǎn)盤[6]和碼盤[1]，兩枚磁鋼[5]固定在轉(zhuǎn)盤[6]和碼盤[1]，兩枚磁鋼[5]固定在轉(zhuǎn)盤[6]任一直徑兩端附近且離轉(zhuǎn)軸[7]等距離處，在外殼[4]內(nèi)壁上固定結(jié)構(gòu)相同的相互平行的光電線路板[3]，碼盤[1]的正反面與相對(duì)應(yīng)的光電線路板[3]的平面間保持平行等距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅盤，其特征在于上述碼盤〔1〕是由正反兩面設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)碼道的反光式碼盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅盤，其特征在于上述光電線路板〔3〕采用成并聯(lián)電連接的，在結(jié)構(gòu)排布上在一條直線上的三只紅外發(fā)射接收頭〔8〕構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅盤，其特征在于上述微型計(jì)算機(jī)〔11〕為通用的80C31單片機(jī)。
專利摘要一種新穎磁動(dòng)編碼羅盤，是由專門設(shè)計(jì)的羅盤磁動(dòng)光電傳感器和微型計(jì)算機(jī)組成。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于，寶石軸承支撐的轉(zhuǎn)軸上分別固定著嵌有兩枚磁鋼的轉(zhuǎn)盤和反射式光電碼盤，使磁鋼在地磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)角度直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，對(duì)搖擺傾斜環(huán)境條件適用性強(qiáng)，為測(cè)向基準(zhǔn)的小型測(cè)向儀器的廣泛應(yīng)用開拓新途徑。
文檔編號(hào)G01C17/00GK2184188SQ9422559
公開日1994年11月30日 申請(qǐng)日期1994年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月12日
發(fā)明者王景田, 袁新 申請(qǐng)人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所