DE1246260B

DE1246260B - Magnetic compass

Info

Publication number: DE1246260B
Application number: DED44473A
Authority: DE
Inventors: Mogens Ilsted Bech
Original assignee: Dansk Automatisk Ror Kontrol AS
Current assignee: Dansk Automatisk Ror Kontrol AS
Priority date: 1963-05-25
Filing date: 1964-05-20
Publication date: 1967-08-03

Description

Magnetkompaß Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erzeugung eines Kursbezugssignals nach Maßgabe der Stellung einer Kompaßrose, die in einer mit elektrisch leitender Flüssigkeit gefüllten Kompaß schale frei neigbar auf einer in eine kegelförmige Aushöhlung des Rosenhalters hineinragenden Pinne angeordnet ist, bestehend aus Speiseelektroden und Abnahmeelektroden, die auf der Kompaßrose und in der Kompaßschale angeordnet sind, wobei die Verbindung zu den auf der Kompaßrose befindlichen Elektroden mittels besonderer Ubertragungselektroden ebenfalls über die elektrisch leitende Flüssigkeit erfolgt.Magnetic compass The invention relates to an arrangement for generating a course reference signal in accordance with the position of a compass rose, which is in a Compass shell filled with electrically conductive liquid can be tilted freely on a arranged in a conical cavity of the rose holder protruding tiller consists of feeding electrodes and pick-up electrodes, which are placed on the compass rose and are arranged in the compass cup, the connection to the ones on the compass rose located electrodes by means of special transmission electrodes also over the electrically conductive liquid takes place.

Es ist eine Anordnung dieser Art bekannt, bei der zwei Übertragungselektroden verwendet werden, die als konzentrische Kugelflächen ausgebildet sind, deren Zentrum im Aufhängungspunkt der Kompaßrose liegt. Auf diese Weise ist es zwar möglich, eine von Rollbewegungen des Schiffes im wesentlichen unabhängige elektrische Verbindung durch die Kompaßflüssigkeit herzustellen, jedoch versagt diese Maßnahme, sofern mehr als eine Verbindung zur Kompaßrose hergestellt werden muß. An arrangement of this type is known in which two transfer electrodes are used, which are designed as concentric spherical surfaces, the center of which lies in the suspension point of the compass rose. In this way it is possible to have a electrical connection essentially independent of roll movements of the ship through the compass fluid, but this measure fails if more than one connection needs to be made to the compass rose.

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine solche Anordnung zu schaffen, daß mehrere von Rollbewegungen des Schiffes im wesentlichen unabhängige Verbindungen zur Kompaßrose hergestellt werden können, so daß durch diese Verbindungen ein gleichmäßiger Stromübergang zu den auf der Kompaßrose sitzenden Speiseelektroden bzw. Abnahmeelektroden erfolgen kann. Ein gleichmäßiger Stromübergang zu den Speiseelektroden ist wichtig, weil andernfalls bei Rollbewegungen des Schiffes ein Verzerrung der Spannungsverteilung in der Kompaßflüssigkeit unvermeidlich ist. Dies hängt damit zusammen, daß sowohl die Speiseelektroden als auch die Dbertragungselektroden sich mit der Kompaßflüssigkeit in stromleitender Verbindung befinden, so daß nicht nur zwischen den Speiseelektroden unter sich und zwischen den Ubertragungselektroden unter sich, sondern auch zwischen Speiseelektroden und Übertragungselektroden bzw. den weiter unten zu beschreibenden Schirmelektroden ein Stromübergang möglich ist. The invention now has the task of providing such an arrangement to create that several of the roll movements of the ship are essentially independent Connections to the compass rose can be made so that through these connections a steady current transfer to the feeding electrodes on the compass rose or pick-up electrodes. A uniform current transfer to the feed electrodes is important because otherwise a distortion of the ship's roll will result Stress distribution in the compass fluid is inevitable. This depends on it together that both the feeding electrodes and the transmission electrodes are mutually exclusive are in electrical connection with the compass fluid, so that not only between the feeding electrodes among themselves and between the transmission electrodes among themselves, but also between feed electrodes and transmission electrodes or a current transfer is possible with the shield electrodes to be described below.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Tragstück der Pinne ebenfalls kegelförmig ist und- die Übertragungs elektro den paarweise einander gegenüberliegend auf der Außenfläche des kegelförmigen Tragstücks und auf der Innenfläche der kegelförmigen Aushöhlung des Rosenhalters angeordnet sind, wobei die Elektroden eines Paares von zwei Kugelflächen abgegrenzt wer- - den, deren Zentrum der Auflagepunkt der Kompaß--rose auf der Pinne ist. According to the invention, the object is achieved in that the Support piece of the tiller is also conical and- the transmission electrode in pairs opposite one another on the outer surface of the conical support piece and arranged on the inner surface of the conical cavity of the rose holder where the electrodes of a pair are delimited by two spherical surfaces - the, the center of which is the contact point of the compass rose on the tiller.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung können ferner bei der angegebenen Konstruktion die Elektrodenringe an jedem Teil je einen Kegelstumpf gleicher Höhe umschließen. Hierdurch erhält man für die Stromzuleitungsbahnen zu den verschiedenen -Elektroden die gleiche Impedanz und dadurch die günstigste Gleichmäßigkeit der Signalübertragung durch diese Stromzuleitungsbahnen. In a particular embodiment of the invention, the specified Construct the electrode rings on each part a truncated cone of the same height enclose. This gives you for the power supply lines to the various -Electrodes have the same impedance and therefore the most favorable uniformity of the Signal transmission through these power supply lines.

Ferner kann der Kompaß zweckmäßig so ausgeführt werden, daß der obere Teil des kegeligen Tragstücks von einer geerdeten Elektrode gebildet wird und daß das Tragstück unten von einem geerdeten Schirm umgeben ist, der den Zwischenraum zwischen dem Tragstück und dem Schwimmer vom Raum außerhalb des Schwimmers elektrisch abschirmt. Furthermore, the compass can expediently be designed so that the upper Part of the conical support piece is formed by a grounded electrode and that the support piece is surrounded at the bottom by a grounded screen that forms the gap between the support piece and the float from the space outside the float electrically shields.

Hierdurch wird erreicht, daß der Einfluß der Ströme zwischen den Obertragungselektroden auf das elektrische Feld in der Kompaßflüssigkeit auf ein Minimum herabgesetzt wird.This ensures that the influence of the currents between the transmission electrodes on the electric field in the compass fluid is minimized.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetkompasses soll im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden. In dieser zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Kompaß, F i g. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abgrenzungen und Größenverhältnisse zweier Sätze von Ringelektroden des Kompasses, F i g. 3 eine Draufsicht des Kompasses. An embodiment of a magnetic compass according to the invention is intended are described in more detail below with reference to the drawing. In this shows F i G. 1 shows a vertical section through the compass, FIG. 2 is a diagram for illustration the boundaries and proportions of two sets of ring electrodes of the compass, F i g. 3 is a top view of the compass.

Beim Kompaß gemäß Fig. 1 bis 3 bezeichnet 1 die Kompaßschale, deren Deckel 2 und Boden 3 aus Glas bestehen, so daß der Kompaß in einem mit Reflektionseinrichtung versehenen Kompaßgehäuse aufgehängt werden kann, das gewünschtenfalls außerhalb des Steuerhauses des Schiffes derart angebracht werden kann, daß der Kompaß periskopisch abgelesen werden kann. In the compass according to FIGS. 1 to 3, 1 denotes the compass shell, whose Lid 2 and bottom 3 are made of glass, so that the compass in one with reflection device provided compass housing can be hung, if desired can be placed outside the wheelhouse of the ship so that the compass can be read periscopically.

Die Kompaßschale ist innen mit einer Isolation 4 versehen, da das Metall der Kompaßschale geerdet ist. The compass shell is provided with an insulation 4 on the inside, as that The metal of the compass cup is grounded.

5 ist die Kompaßrose und 6 ein diese tragender Schwimmer. Dieser Schwimmer ist unterhalb der Kompaßrose als ein Teil einer Kugelfläche ausgebildet, die außen mit einer elektrischen Isolation 7 versehen ist. Im Innern des Schwimmers ist ein Kompaßmagnet 8 angeordnet, der vorzugsweise als Ringmagnet ausgebildet ist. 9 und 10 bezeichnen Steinlager und Pinne der in Magnetkompassen üblich verwendeten Art. Das Steinlager 9 befindet sich am oberen Ende einer kegeligen Höhle 11 des Schwimmers, während die Pinne 10 am oberen Ende eines ebenfalls kegeligen Tragstückes 12 sitzt, das sich vom Boden der Kompaßschale in die Höhle 11 des Schwimmers hinauf erstreckt. 5 is the compass rose and 6 is a swimmer wearing it. This Float is designed below the compass rose as part of a spherical surface, which is provided with electrical insulation 7 on the outside. Inside the swimmer a compass magnet 8 is arranged, which is preferably designed as a ring magnet. 9 and 10 denote stone bearings and tiller of those commonly used in magnetic compasses Art. The stone store 9 is located at the upper end of a conical cave 11 of the Float, while the tiller 10 at the upper end of a likewise conical support piece 12 sits, which goes up from the bottom of the compass bowl into the cave 11 of the swimmer extends.

Am Tragstück 12 der Pinne sind Ringelektroden 13 und 14 angeordnet, die mit äußeren Zuleitungen 15 und 16 verbunden sind. Den Ringelektroden 13 und 14 gegenüber sind an der Innenwand der Höhle 11 des Schwimmers ebenfalls ringförmige Elektroden 17 und 18 angeordnet, die mit zwei an der Außenseite des Schwimmers einander diametral gegenüber angeordneten Speiseelektroden 19 und 20 in galvanischer Verbindung stehen. Ring electrodes 13 and 14 are arranged on the support piece 12 of the tiller, which are connected to external leads 15 and 16. The ring electrodes 13 and 14 opposite are also annular on the inner wall of the cave 11 of the swimmer Electrodes 17 and 18 arranged with two on the outside of the float each other diametrically opposite feed electrodes 19 and 20 in galvanic connection stand.

Die Begrenzungen und Größenverhältnisse der ringförmigen Elektroden13, 14 und 17, 18 gehen aus F i g. 2 hervor. Durch die Ausbildung der Ringelektrodensätze wie gezeigt, und zwar so, daß sie von Kugelflächen mit Zentrum in der Spitze der Pinne -abgegrenzt sind, erreicht man, daß die Feldstärke und die Feldverteilung im Kompaß von gegenseitigen Bewegungen der senkrechten Achse der Kompaßrose und der senkrechten Achse der Kompaßschale unabhängig werden. The limitations and proportions of the ring-shaped electrodes13, 14 and 17, 18 go from FIG. 2 emerges. Through the design of the ring electrode sets as shown, in such a way that they are formed by spherical surfaces centered in the apex of the Tiller-delimited, one achieves that the field strength and the field distribution in the compass of mutual movements of the vertical axis of the compass rose and the vertical axis of the compass cup become independent.

Der obere Teil des kegeligen Tragstückes 12 wird von einer Elektrode 21 gebildet, die durch eine äußere Zuleitung 22 bei 23 geerdet ist. Das Tragstück ist ferner unten von einem Schirm 24 umschlossen, der durch eine äußere Zuleitung 25 ebenfalls bei 23 geerdet ist und den Zwischenraum zwischen dem Tragstück und dem Schwimmer vom Raum außerhalb des Schwimmers elektrisch abschirmt. Auf diese Weise wird die Ausbreitung des zwischen den Ringelektroden 13 und 14 gebildeten Wechselfeldes auf den Bereich zwischen den beiden Schirmelektroden 21 und 24 begrenzt. The upper part of the conical support piece 12 is held by an electrode 21 is formed, which is grounded by an external lead 22 at 23. The support piece is also enclosed below by a screen 24, which is through an external lead 25 is also grounded at 23 and the space between the support piece and electrically shields the swimmer from the space outside the swimmer. To this Way is the spread of the formed between the ring electrodes 13 and 14 Alternating field limited to the area between the two shield electrodes 21 and 24.

In der Kompaßschale sind vier feste Elektroden 26, 27, 28 und 29 in um 900 zueinander verschobenen Stellungen angebracht. Diese Elektroden dienen als Abtastelektroden und befinden sich in kleinem Abstand von der kugeligen Oberfläche des Schwimmers. An ihren oberen Enden sind sie als Kreisbögen mit Zentrum in der Pinnenspitze ausgebildet. Die unterhalb der gekrümmten Endteile liegenden Teile der Abtastelektroden sind von einer Isolation 30 umgeben. In the compass cup there are four fixed electrodes 26, 27, 28 and 29 mounted in positions shifted by 900 to each other. These electrodes are used as scanning electrodes and are located at a small distance from the spherical surface of the swimmer. At their upper ends they are arcs with a center in the Pin tip formed. The parts lying below the curved end parts of the scanning electrodes are surrounded by insulation 30.

Falls z. B. mittels eines Transformators 31 mit geerdeter Mittelpunktsverbindung 32 durch Leitungen 15 und 16 zwischen den Ringelektroden 13 und 14 eine Wechselspannung aufgedrückt wird, wird die Wechselspannung ohne nennenswerte Verluste auf die Ringelektroden 17 und 18 und von diesen auf die Speiseelektroden 19 und 20 übertragen. Da die letzteren Elektroden ohne Abschirmung in der Kompaßflüssigkeit liegen, entsteht zwischen ihnen ein Potentialfeld durch die Kompaßflüssigkeit. Den Abtastelektroden 26, 27, 28 und 29 wird durch dieses Feld je eine Spannung mit einer Amplitude aufgedrückt, die für die Lage der in Frage stehenden Abtastelektrode im Verhältnis zu den Speiseelektroden 12 und 13 repräsentativ ist. Es kann in zwei verschiedenen Lagen der Kompaßrose und der Kompaßschale zueinander niemals an den vier Abtastelektroden 26, 27, 28 und 29 die gleiche Potentialkombination auftreten. Die an diesen vier Abtastelektroden abgetastete Potentialkombination ist deshalb über sämtliche 360 Kompaßgrade ein eindeutiger Ausdruck der Lage der Kompaßrose im Verhältnis zur Kompaßschale oder, mit anderen Worten, der Kompaßanzeige. If z. B. by means of a transformer 31 with a grounded center connection 32 through lines 15 and 16 between the ring electrodes 13 and 14 an alternating voltage is pressed, the AC voltage without significant losses on the ring electrodes 17 and 18 and transferred from these to the feeding electrodes 19 and 20. Since the latter Electrodes lying in the compass fluid without a shield are created between them a potential field through the compass fluid. The scanning electrodes 26, 27, 28 and 29 a voltage with an amplitude is imposed by this field, the for the position of the scanning electrode in question in relation to the feeding electrodes 12 and 13 is representative. It can be in two different positions of the compass rose and the compass cup to each other never at the four scanning electrodes 26, 27, 28 and 29 the same potential combination occur. Those on these four scanning electrodes The scanned potential combination is therefore one over all 360 compass degrees clear expression of the position of the compass rose in relation to the compass cup or, in other words, the compass display.

Falls sich die Kompaßrose mit konstanter Geschwindigkeit dreht, liefern die Abtastelektroden eine Wechselspannung, bestehend aus der Grundfrequenz moduliert mit einer im vorliegenden Beispiel vierphasigen sinusförmigen Spannung. If the compass rose is rotating at a constant speed, deliver the scanning electrodes an alternating voltage, consisting of the fundamental frequency modulated with a four-phase sinusoidal voltage in the present example.

Claims

Claims: 1. Arrangement for generating a course reference signal according to the position of a compass rose, which is in one with electrically conductive Liquid-filled compass bowl tilts freely on a into a cone-shaped cavity of the rose holder protruding tiller is arranged, consisting of feed electrodes and pick-up electrodes disposed on the compass rose and in the compass cup are, the connection to the electrodes on the compass rose by means of special transfer electrodes also over the electrically conductive liquid takes place, characterized in that the support piece (12) of the tiller (10) also is conical and the transmission electrodes (13, 14, 17, 18) in pairs opposite on the outer surface of the conical support piece (12) and on the Inner surface of the conical cavity (11) of the rose holder (6) are arranged, the electrodes of a pair being delimited by two spherical surfaces whose The center of the support point of the compass rose on the tiller.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the electrode rings enclose a truncated cone of the same height on each part.

3. Arrangement according to Claiml or 2, characterized in that the upper part of the conical support piece is formed by a grounded electrode and that the support piece is surrounded at the bottom by a grounded screen that defines the space between the support piece and the float from the space outside the float electrically shields.

Documents considered: German Patent No. 231844; U.S. Patent No. 2466763.