EP0183735A1 - Elektronischer kompass - Google Patents

Elektronischer kompass

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Publication number
EP0183735A1
EP0183735A1 EP85902429A EP85902429A EP0183735A1 EP 0183735 A1 EP0183735 A1 EP 0183735A1 EP 85902429 A EP85902429 A EP 85902429A EP 85902429 A EP85902429 A EP 85902429A EP 0183735 A1 EP0183735 A1 EP 0183735A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
digital
electronic compass
fully electronic
analog
magnetic field
Prior art date
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Ceased
Application number
EP85902429A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Tschannen
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0183735A1 publication Critical patent/EP0183735A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/02—Magnetic compasses
    • G01C17/28—Electromagnetic compasses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A47L9/281—Parameters or conditions being sensed the amount or condition of incoming dirt or dust
    • A47L9/2815—Parameters or conditions being sensed the amount or condition of incoming dirt or dust using optical detectors

Definitions

  • the present invention relates to an electronic compass with a digital and / or analog display.
  • the compass is an instrument for determining the direction of the sky. Depending on its type of use, it serves as a steering or bearing compass.
  • a compass consists of a housing, in the center of which the so-called “tiller” is attached. This is a vertical metal pin with a hard metal tip on which the compass rose or the magnetic needle is placed.
  • the compass rose usually has a double division on its edge, namely an inner one in lines, the wind rose and an outer one in degrees. This counts from north to east from 0 ° to 36 ⁇ ° 0
  • a compass is also known which has an annular scale which rotates simultaneously with the compass needle. The degrees are read using a built-in prism, the compass not being read _ 9
  • a correction by adding or subtracting the variation is required for the location.
  • a watch which has a display for hours and a device for determining the direction in the magnetic earth field.
  • European publication No. 0 091 000 describes a device for measuring the earth's magnetic field as a navigation aid for the driver of a motor vehicle, in particular for orientation in a city. As it was drawn and described, it turned out that it is a different sensor principle without a bridge circuit, which falsifies the result when the vehicle is tilted because the three sensors are not a measure of the horizontal plane which is necessary for a course determination. The electronic and mechanical circuit solution is not described at all. This system does not work in a vehicle, since obviously neither a deviation measurement nor its correction is carried out. The likewise necessary correction of the location deviation is neither mentioned nor described.
  • the purpose of the present invention is a digital and / or analog indicating, fully electronic compass which eliminates the disadvantages of a needle or gyro compass. - -
  • the invention relates to a digital and / or analog indicating, fully electronic compass with at least one magnetic field sensor which is connected to a following electronic circuit, the magnet sensor on the principle of the Hall effect, the field plate, the detuning of a Wheatstone bridge, or the change in resistance, while the subsequent electronic circuit consists of at least one operational amplifier, voltage stabilization, temperature compensation and an analog / digital converter, which amplifies the change in value of the magnetic field sensor and determines this in digital and / or analog signals Converts large ones and in turn displays them digitally and / or optically and / or acoustically.
  • FIG. 1 shows a schematic top view of an electronic compass
  • 2 shows a cross section along the line A - A in FIG. 1 drawn on a greatly enlarged scale
  • 3 is a block diagram of an electronic compass
  • K is a block diagram for a compass with electromotive tracking and digital display
  • FIG. 5 shows a block diagram of a fully electronic, tilt-independent compass
  • FIG. 6 shows a schematic plan view of a display sheet of a watch with a built-in, invisible compass
  • the compass consists of an inner 2 and an outer housing 1. - b -
  • housing 2 carries the cardanic bearing 3, to which at least one magnetic field sensor 4 is attached.
  • the inner housing 2 is filled with a damping liquid 5 and is rotatably mounted in its horizontal plane by 190 ° clockwise and by 190 ° counterclockwise, in such a way that the magnetic field sensor 4 is mounted in the outer housing 1, rotatable and graded Schei ⁇ be 6, which is connected via a coupling device 7 to the inner housing 2 and can be set to any number of degrees from 1 to 360 °.
  • FIG. 3 shows the operational amplifier according to FIG. 3, which consists of an integrated circuit which amplifies the signals emitted by the magnetic field sensor 4 and converts them into voltage values of at least 0 to 360 mV.
  • an analog-digital - Transducer 9 which makes these voltage values visible on a LCD or LED display 10 on the face side of the outer casing 1 of the compass as a three-digit degree display.
  • the signals to and from the sensor can also be pulsed.
  • the outer housing 1 has the switch 12 for switching from failing to righting.
  • the alphanumeric display M 13 or T 14 then appears in addition to the three-digit degree 11, according to FIG. 1, M being used for declining and T for legal.
  • the adjustment 15 for adjusting the variation is attached to the outer housing 1, the reading thereof being read on the disc while the button 16 'is pressed. play 10 can be read.
  • the procedure is such that the compass is only held in the direction of the point to be sighted, with the number of degrees, i.e. the azimuth appears, which can only be read off.
  • the disk 6 is rotated until its graduation with the desired number of degrees is above the marking line 17.
  • the compass user then rotates with the compass until the light emitting diode 18 lights up.
  • the pre-selected course has been reached.
  • the device can also be designed in such a way that a lighting up of the diode 18 means that the preselected course has been deviated from.
  • the operational amplifier 8 is additionally followed by a comparator 19, consisting of an integrated circuit, which, when reached, e.g. With a certain voltage value of 0 mV, the light-emitting diode 18 lights up and thus announces that the preselected course has been reached.
  • a comparator 19 consisting of an integrated circuit, which, when reached, e.g. With a certain voltage value of 0 mV, the light-emitting diode 18 lights up and thus announces that the preselected course has been reached.
  • the entire electronics are supplied via at least one voltage stabilizer 20 by means of an accumulator 21 and / or by means of solar cells or else by means of a battery.
  • the 4 consists of at least one magnetic field sensor 4, the signal of which is fed to an operational amplifier 8. This is followed by a minimum-maximum detector 22, the maximum or minimum value of which is sent to a differential amplifier 23.
  • the signal of the differential amplifier 23 controls an electromotive drive 24, on the axis 25 of which a code disk 26 and the compass rosette 27 are attached.
  • the sensor 4 is connected to the axis 25 in such a way that it also rotates.
  • the scanning unit 28 supplies the coded signals to the electronics unit 29, which carries out the necessary conversion and numerically displays the azimuth on the display IQ.
  • the compass electronics are integrated in the watch electronics and arranged in such a way that the maximum sensor output signal corresponds to the north direction 35 indicated on the watch. If the clock is turned in the north direction, the bars 35 attached to the liquid crystal display or the dichroic display 34 become arrow-shaped, or else circular radial in accordance with the Strength of the sensor signal controlled and made visible accordingly. If the number of driven bars 35 no longer increases during the turning process, north direction 33 is reached. All directions can then be read off immediately on the collar 36. This procedure also allows the watch to be held at an angle during the direction finding process. The compass can be switched on and off with the button 37.
  • the adjusting ring 56 with the graduation can be rotatably mounted and connected to the compass sensor in such a way that when the adjusting ring 36 is rotated, the sensor also rotates by the same angle. As a result, any course can be selected.
  • the adjusting ring 36 is to be turned until the desired course is above the course mark 38.
  • the course preselected in this way is reached when the number of visible bars 35 no longer increases during the bearing process. 0
  • a numerical display of the respective azimuth can take place.
  • the magnetic pulses of the clock can be blanked out in such a way that they can no longer disrupt the correct compass display.
  • the dynamic signal can be routed through coils or can be fed directly to the sensor as a variation of the voltage.
  • azimuth measurement is independent of position as well as inclination.
  • the processing and calculation of the signals takes place in a microprocessor.
  • the advantages of the compass according to the invention can be seen in the fact that, in contrast to the known gyro-compass systems, it does not have an increasing error and does not have to be reset after a conventional magnetic compass either before or during the trip .
  • the compasses when rotating the compasses there is no leading or trailing of the display. Declination and deviation errors can be automatically corrected. For the first time, a legal course display is also possible.
  • the area of use extends to ground, water, air and space vehicles, as well as pocket or watch compasses.

Description

Elektronischer Kompass
Vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Kompass mit digitaler und/oder analoger Anzeige.
Der—Kompass ist ein Instrument zur Bestimmung der Him¬ melsrichtung. Je nach seiner Verwendungsart dient er als Steuer- oder als Peilkompass.
Im Prinzip besteht ein Kompass aus einem Gehäuse, in dessen Bodenmitte die sog„ Pinne angebracht ist. Es ist dies ein senkrechter Metallstift mit einer harten Metall¬ spitze, auf der die Kompassrose, bzw. die Magnetnadel auf- gesetzt ist. Die Kompassrose weist meist an ihrem Rande ei¬ ne doppelte Teilung auf, nämlich eine innere in Strichen, die Windrose und eine äussere in Graden. Diese zählt von Nord über Ost von 0° bis 36θ°0
Es ist auch ein Kompass bekannt, der eine ringförmige Skala besitzt, die sich mit der Kompassnadel gleichzeitig dreht» Das Ablesen der Grade erfolgt mittelst einem einge¬ bautem Prisma, wobei der Kompass bei der Ablesung nicht _ 9
schräg gehalten werden darf, ansonst die Kompassnadel sich verklemmt, was zu Fehlablesungen führt. Die Genauigkeit dieses Kompasses beträgt ca. 5 •
Anbetracht dessen, dass sich die waagrecht schwingende Magnetnadel stets nach Isogonen einstellt, die mit dem ge¬ ographischen Meridian einen Winkel bildet, der als Dekli¬ nation oder Missweisung bezeichnet wird, so zeigen alle Magnetkompasse magnetische oder missweisende Richtung an.
Die Nachteile der erwähnten Kompasse sind u.a. darin zu erblicken, dass sie keine allzugrosse Messgenauigkeit auf¬ weisen, da die visuelle Auflösung der Skala etweclhe Mühe bereitet...Eine weiter Unzulänglichkeit besteht bei den be¬ kannten Kompassen auch darin, dass sie nur über einen klei nen Neigungswinkel einwandfrei funktionieren. Der Kompass zeigt in allen Fällen missweisend an, sodass je nach
Standort eine Korrektur durch Addition oder Subtraktion de Variation erforderlich ist.
Gemäss der europäischen Offenlegungsschri t Nr. 0 078 510 ist eine Uhr bekannt, die ein Anzeigedispositiv für Stunden, sowie eine Vorrichtung für die Richtungsbestim¬ mung im magnetischen Erdfeld aufweist.
Zum Unterschied gegenüber der vorliegenden Erfindung, handelt es sich bei dieser Offenlegungsschri t um die An¬ wendung eines total verschiedenen Sensorprinzips. Die Ab- tastrate ist abhängig von der Erregung der Sensoren, was bei der vorliegenden Erfindung nicht der Fall ist, sodass eine Vereinfachun e enüber 0 0 8 10 erreicht wird was als echter Fortschritt zu bezeichnen ist. Im Gegensatz zu 0 078 510 ist der Peak-Detektor im entscheidenden Moment, d.h. im maximalen Wert beim Nord- oder Süddurchgang am em¬ pfindlichsten, sodass potentielle Fehlerquellen sich auf ein Minimum herabsenken lassen.Bei der vorliegenden Erfindung sind zudem keine Konstanten notwendig und dies im Gegensatz zu 0 078 510» sodass keine Präzisionsbauteile und auch kei¬ ne gepaarten Sensoren notwendig sind. Gemäss der vorliegen¬ den Erfindung wird die Inklinationskorrektur, sowie die La- geempfindlichkeit automatisch korrigiert, was bei 0 078 510 nicht der Fall ist.
Die europäische Of enlegungsschri t Nr. 0 091 000 be¬ schreibt eine Vorrichtung zur Messung des Erdmagnet eldes als Navigationshilfe für den Führer eines Kraftfahrzeuges, insbesondere zur Orientierung in einer Stadt. So wie ge¬ zeichnet und beschrieben hat es sich herausgestellt,dass es sich um ein anderes Sensorprinzip ohne Brückenschaltung han- delt,das bei einer Neigung des Fahrzeuges das Resultat ver¬ fälscht, weil die drei Sensoren kein Mass für die horizβn- tale Ebene sind, die für eine Kursbestimmung notwendig ist. Die elektronische und mechanische Schaltungslösung ist gar nicht beschrieben.Dieses System funktioniert in einem Fahr¬ zeug nicht,da o fensichtlich weder eine Deviationsmessung, noch deren Korrektur durchgeführt wird.Die ebenfalls notwen- dige Korrektur der Ortsmissweisung ist weder erwähnt noch beschrieben.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein digital und/ oder analog anzeigender,vollelektronischer Kompass,der die Nachteile eines Nadel- oder Kreiselkompasses eliminiert. - -
Ueberraschenderweise konnte nun gefunden werden, was nicht ohne weiteres anzunehmen war, dass die übliche Ver¬ wendung einer Magnetnadel durch mindestens einen Magnet¬ feldsensor ersetzt werden kann, was zu einer genaueren Richtungsbestimmung führt, wobei die vom Magnetfeldsensor kommenden Signale elektronisch aufbereitet, eine grössere Genauigkeit zulassen.
Die Erfindung betrifft einen digital und/oder analog anzeigenden, vollelektronischen Kompass mit mindestens ei- nem Magnetfeldsensor, der mit einer nach olgenden elektro¬ nischen Schaltung verbunden ist, wobei der Magnet eldsen¬ sor auf dem Prinzip des Halleffektes, der Feldplatte, der Verstimmung einer Wheatstoneschen Brücke, oder der Wider¬ standsänderung arbeitet, während die nachfolgende elektro- nische Schaltung aus mindestens einem Operationsverstärker, einer Spannungsstabilisierung, einer Temperaturkompensation und einem Analogdigitalwandler besteht, die die Wertände¬ rung des Magnetfeldsensors verstärkt und diese in digitale und/oder analoge Signale bestimmter Grosse umwandelt und diese wiederum digital und/oder optisch und/oder akus¬ tisch zur Anzeige bringt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese an¬ hand der Zeichnungen und anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen elektro¬ nischen Kompass, Fig. 2 einen Querschnitt gemäss der Linie A - A in Fig. 1 in stark vergrössertem Massstab ge¬ zeichnet,
Fig. 3 ein Blockschema eines elektronischen Kompasses,
Fig. k ein Blockschema für Kompass mit elektromoto¬ rischer Nachführung und digitaler Anzeige,
Fig. 5 ein Blockschema eines vollelektronischen, nei¬ gungsunabhängigen Kompasses,
Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf ein Anzeige- blatt einer Uhr mit eingebautem, nicht sicht¬ baren Kompass,
Fig. 7a Schema für elektronischen Kompass mit Quasi-
Analog-Anzeige, automatischer Inklinationskom¬ pensation und akustischer Kursanzeige für den Einbau in eine Uhr,
Fig. 7 Schema für elektronischen Kompass mit Quasi-
Analog-Anzeige, automatischer Inklinationskom¬ pensation und akustischer Kursanzeige für den Einbau in eine Uhr,
Fig. 8 automatische Austastung für den Einbau des Kom¬ passes in eine Uhr0
1. Ausführungsbeispiel
Gemäss den Figuren 1 und 2 besteht der Kompass aus ei¬ nem inneren 2 und einem äusseren Gehäuse 1. Das innere Ge- - b -
häuse 2 trägt die kardanische Lagerung 3, an welcher min¬ destens ein Magnetfeldsensor 4 befestigt ist. Das innere Gehäuse 2 ist mit einer Dämpfungsflüssigkeit 5 gefüllt und in seiner horizontalen Ebene um 190° im Uhrzeigersinn und um 190° im Gegenuhrzeigersinn drehbar gelagert, derart, das der Magnetfeldsensor 4 über eine im äusseren Gehäuse 1 ge¬ lagerte, drehbare und mit Gradeinteilung versehene Schei¬ be 6, welche über eine Ankoppelungseinrichtung 7 mit dem inneren Gehäuse 2 verbunden ist und auf jede beliebige Gradzahl von 1 bis 360° eingestellt werden kann.
Mit 8 ist der Operationsverstärker gemäss der Fig. 3 dargestellt, der aus einer integrierten Schaltung besteht, der die vom Ma∑rnetfeldsensor 4 abgegebenen Signale ver¬ stärkt und in Spannungswerte von mindesten 0 bis 360 mV umwandelt«, Diesem nachgeschaltet ist ein Analog-Digital- Wandler 9. der diese Spannungswerte auf einem LCD- oder LED-Display 10 gesichtsseits der äusseren Hülle 1 des Kompasses als dreistellige Gradanzeige sichtbar macht. Die Signale zum und vom Sensor können auch gepulst werden, Das äussere Gehäuse 1 besitzt den Schalter 12 zum Um¬ schalten von missweisend auf rechtweisend. Je nach Wahl erscheint dann gemäss Fig. 1 neben der dreistelligen Grad¬ zahl 11 die alphanumerische Anzeige M 13 oder T 14, wobei M für missweisend und T für rechtweisend eingesetzt ist. Am äusseren Gehäuse 1 ist fernerhin die Justeirung 15 zur Einstellung der Variation angebracht, wobei die Ablesung derselben während dem Drücken des Knopfes 16' auf dem Dis- play 10 abgelesen werden kann.
Um einen bestimmten Punkt im Gelände anzuvisieren wird so vorgegangen, dass der Kompass lediglich in Richtung des anzuvisierenden Punktes gehalten wird, wobei automa- tisch die Gradzahl, d.h. der Azimut erscheint, die nur ab¬ gelesen werden kann.
Soll nun ein Azimut vorgewählt werden, so wird die Scheibe 6 solange gedreht, bis deren Gradeinteilung mit der gewünschten Gradzahl über dem Markierungsstrich 17 steht. Der Kompassbenützer dreht sich daraufhin mit dem Kompass solange, bis die Leuchtdiode 18 aufleuchtet. Der vorge¬ wählte Kurs ist erreicht. Erlischt hingegen die Leu'chtdiode 18, so bedeutet dies, dass man vom vorgewählten Kurs abge¬ wichen ist. Die Vorrichtung kann aber auch derart gestal- tet sein, dass ein Aufleuchten der Diode 18 bedeutet, dass vom vorgewählten Kurs abgewichen worden ist.
Dem Operationsverstärker 8 ist zudem zusätzlich ein Komparator 19, bestehend aus einer integrierten Schaltung, nachgeschaltet, der beim Erreichen z.B. eines bestimmten Spannungswertes von 0 mV die Leuchtdiode 18 aufleuchten lässt und somit ankündigt, dass der vorgewählte Kurs er¬ reicht ist.
Die Speisung der gesamten Elektronik erfolgt über min¬ destens einen Spannungsstabilisator 20 mittelst Akkumula- tor 21 und/oder mittelst Solarzellen oder aber durch eine Batterie. 2. Ausführungsbeispiel
Der elektronische Kompass gemäss Fig. 4 besteht aus mindestens einem Magnetfeldsensor 4, dessen Signal einem Operationsverstärker 8 zugeführt wird. Diesem nachgeschal¬ tet ist ein Minimum-Maximum-Detektor 22, dessen Höchst- , bzw. Tiefstwert an einen Differenzverstärker 23 geleitet wird. Das Signal des Dif erenzverstärkers 23 steuert einen elektromotorischen Antrieb 24, auf dessen Achse 25 eine Code-Scheibe 26, sowie die Kompassrosette 27 angebracht ist. Der Sensor 4 ist derart mit der Achse 25 verbunden, dass er sich mitdreht. Die Abtasteinheit 28 liefert die codierten Signale der Elektronikeinheit 29 zu, welche die notwendige Umwandlung vornimmt und das Azimut auf der An¬ zeige IQ numerisch zur Anzeige bringt.
Wird der Kompass gedreht, so tritt am Verstärker 8 eine Di ferenzspannung auf, die ihrerseits den elektro¬ motorischen Antrieb 24 so lange zum Nachführen zwingt, bis der Minimal-, bzw. Maximalwert wieder erreicht ist und so¬ mit kein Dif erenzpotential mehr vorhanden ist. Damit hat sich die Kompassrosette 27 um den Drehwinkel des Kompasses gedreht und zeigt das neue Azimut an. Desgleichen hat sich die Code-Scheibe 26 um den gleichen Winkel gedreht, wobei die Signale ausgelesen und aufbereitet werden, wobei das Azimut in digitaler Form auf der Anzeige 10 angezeigt wird, 3. Ausführungsbeispiel
Der vollelektronische, neigungsunabhängige Kompass gemäss Fig. 5 besteht im wesentlichen aus den Magnetfeld¬ sensoren 57, deren Signale mittels Operationsverstärkern verstärkt, über einen Analog-Digital-Wandler 5 einem Mikro« prozessor 44 zugeführt werden, sowie den Neigungssensoren, deren Signale über Demodulatoren 5k und einem Analog-Digi¬ tal-Wandler 53 ebenfalls zum Mikroprozessor 44 gelangen. Mittels einer Tastatur 48, deren Signale gleichfalls dem Mikroprozessor 44 zugeführt werden, können örtliche Miss- Weisung, Deviation und Kursvorwahl programmiert und im Speicher 43 abgelegt werden.
Diese Signale werden daraufhin im Mikroprozessor 44 verglichen, aufbereitet und das per Tastaturkommando ge¬ wünschte Resultat, wie z.B. rechtweisender Kurs, misswei- sender Kurs, Kursvorwahl, Deklination oder Deviationsta¬ belle, wird auf dem graphischen Display 51 in beliebiger Form zur Anzeige gebracht.
40 Ausführungsbeispiel
Gemäss der Fig. 6 ist die Kompasselektronik in die Uhrenelektronik integriert und derart angeordnet, dass das maximale Sensor-Ausgangssignal der auf der Uhr angegebenen Nordrichtung 35 entspricht. Wir die Uhr in Nordrichtung gedreht, so werden die auf der Flüssigkristallanzeige oder der dichroischen Anzeige 34 angebrachten Balken 35 in Pfeilform, oder auch kreisf rmigradial entsprechend der Stärke des Sensorsignals angesteuert und entsprechend sichtbar gemacht. Nimmt die Anzahl der angesteuerten Bal¬ ken 35 während dem Drehvorgang nicht mehr weiter zu, so ist die Nordrichtung 33 erreicht. Alle Himmelsrichtungen kön- nen dann sofort am Stellring 36 abgelesen werden. Dieses Vorgehen erlaubt es, die Uhr während dem Peilvorgang auch schräg zu halten. Mit dem Knopf 37 kann der Kompass ein- und ausgeschaltet werden.
Der Stellring 56 mit der Gradeinteilung kann drehbar gelagert und mit dem Kompass-Sensor verbunden sein, der¬ art, dass bei einer Drehung des Stellringes 36 sich auch der Sensor um den gleichen Winkel mitdreht. Demzufolge kann jeder beliebige Kurs vorgewählt werden. Der Stellring 36 ist solange zu drehen, bis der gewünschte Kurs über der Kursmarke 38 steht. Der so vorgewähählte Kurs ist erreicht, wenn die Anzahl der sichtbaren Balken 35 während dem Peil¬ vorgang nicht mehr zunimmt0 Anstelle oder zusätzlich zur Balkenanzeige kann eine numerische Anzeige des jeweiligen Azimuts erfolgen,,
Die magnetischen Impulse der Uhr können gemäss der Schal¬ tung in Fig. 8 derart ausgetastet werden, dass sie die kor¬ rekte Kompassanzeige nicht mehr zu stören vermögen.
Es hat sich auch gezeigt, dass wenn mittels eines dyna¬ mischen Signals , das dem Sensor z.B. in einer Form eines zv.eiten und/oder dritten Magnetfeldes kurzzeitig und wechsel weise zugeführt wird, die Differenz der so erzielten Mag¬ netisierung, bzw. des Sensorausgangssignals, oder die Zeit, die benötigt wird, um die ursprüngliche Lage einzunehmen, ein Mass für die Lage des Sensors im Ermagnetfeld ist.
Das dynamische Signal kann über Spulen geführt, oder aber dem Sensor als Variation der Spannung direkt zuge- führt werden.
Durch die Verwendung von Neigungssensoren ist die Azi¬ mutmessung sowohl läge- , als auch neigungsunabhängig. Die Aufbereitung und Berechnung der Signale findet in einem Mikroprozessor statt.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Kompasses sind da¬ rin zu erblicken, dass dieser im Gegensatz zu den bekannten Kreisel-Kompass-Systemen keinen zunehmenden Fehler auf¬ weist und auch nicht nach einem herkömmlichen Magnetkom- pass weder vor noch während der Reise, neu gesetzt werden muss. Im Gegensatz zu den bekannten Kompassen findet bei einer Drehung desselben kein Vor- oder Nachlaufen der An¬ zeige statt. Fehler durch Deklination und Deviation kön¬ nen automatisch auskorrigiert werden. Auch ist erstmals eine rechtweisende Kursanzeige möglich.
Der Verwendungsbereich erstreckt sich je nach Art der Ausführung auf Boden- , Wasser- , Luft - und Raumfahrzeu¬ ge, sowie als Taschen - oder Uhrenkompass.

Claims

P A T E N T A N S P R UE C H E
10 Digital und/oder analog anzeigender, vollelektro¬ nischer Kompass, dadruch gekennzeichnet, dass mindes¬ tens ein Magnetfeldsensor mit einer nach olgenden elek¬ tronischen Schaltung verbunden ist, wobei der Magnet- feldsensor auf dem Prinzip des Halleffektes, der Feld¬ platte, der Verstimmung einer Wheatstoneschen Brücke, der Widerstandsänderung einer Diode oder Spule arbei¬ tet, während die nachfolgende elektronische Schaltung aus mindestens einem Operationsverstärker, einer Span— nungsstabilisierung, einer Temperaturkompensation und einem Analog-Digitalwandler besteht, die die Wertän¬ derung des Magnet eldsensors verstärkt und diese in di¬ gitale und/oder analoge Signale bestimmter Grosse um¬ wandelt und diese wiederum digital und/oder optisch und/oder akustisch zur Anzeige bringt.
2. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach Patentanspruch 1, bestehend aus einem äusseren und einem inneren Gehäuse, wobei das innere Gehäuse eine kardanische Lagerung besitzt, dadurch ge- kennzeichnet, dass mindestens ein Magnetfeldsensor an der kardanischen Lagerung fixiert und mit einet nach¬ folgenden elektronischen Schaltung verbunden ist.
5. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektro¬ nischer Kompass nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor oder aber der Magnet eldsensor mit der nachgeschalteten Elek- tronik in der horizontalen Ebene derselben gelagert ist, derart, dass eine damit verbundene Scheibe mit Gradein¬ teilung in die gewünschte Kursrichtung gebracht werden kann.
4. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass beim Erreichen der vorgewählten Kurs¬ richtung ein optisches Signal ausgelöst wird.
5. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass beim Erreichen der vorgewählten Kurs¬ richtung ein akustisches Signal ausgelöst wird.
60 Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Vorwahl der Kursrichtung über eine Tastatur oder über ein Potentiometer mit nachge¬ schalteter elektronischer Signalaufbereitung erfolgt,
?. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Kursvorwahl digital in Graden auf einem Anzeigeinstrument angezeigt wird.
8. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Kursvorwahl analog in Graden auf einem Anzeigeinstrument angezeigt wird.
9. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die örtliche Missweisung mechanisch durch Drehung des Magnetfeldsensors mittels separater Stellschraube kompensiert wird.
10. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die örtliche Missweisung durch ent¬ sprechende Signaländerung mittels Trimmpotentiometer oder Eingabetastatur elektronisch kompensiert wird oder dass die Berechnung der Deklination automatisch erfolgt.
11. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die örtliche Amplitudenänderung des Magnetfeldes für bestimmte Gebiete der Erde durch ent- sprechende Signaländerung mittels Trimmpotentiometer oder Eingabetastatur elektronisch kompensiert wird oder dass die Berechnung automatisch erfolgt.
12. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Werte der vorgenommenen Kompen¬ sation von Missweisung und/oder Amplitudenänderung und/ oder Deviation digital oder analog angezeigt wird-
13. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass aufgrund der für bestimmte Gebiete charakteristischen Aenderung des irdischen Magnetfel- des eine Positionsangabe mit Anzeige in Längen- und/ oder Breitengraden und/oder Ländern, Städten und. Orten in numerischer, alphanumerischer oder graphischer Darstellung erfolgt.
14. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass mittels eines Bedienungseleraentes di digitale oder analoge Gradanzeige unmittelbar nach ei¬ ner Peilung auf dem jeweiligen Peilwert oder auf dem Vorwahlwert blockiert wird, derart, dass derselbe jeder zeit zu einer späteren Ablesung zur Verfügung steht.
15. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die dem Magnet eldsensor nachgeschal tete Elektronik derar ausgebildet ist, dass der vom Magnetfeldsensor gelieferte Maximal- bzw. Minimalwert entsprechend der magnetischen Nord-Süd-, bzw„ West- Ost-Achse ermittel werden kann und dass jede Abweichung davon zur elektromotorischen Nachführung einer Kompass¬ rosette dient.
16. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronisch¬ er Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorische Nachführung mit einer Codescheibe verbunden ist, welche ihrerseits optoelektronisch abgetastet wird.
17. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronisch¬ er Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronisch von der Codescheibe ausgelesenen Signale aufbereitet und einem digitalen und/oder analogen Anzeigeinstrument zuge¬ führt werden, das den jeweiligen Wert in Graden an¬ zeigte
18. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronisch¬ er Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Kompass eine Magnetnadel ein¬ gebaut ist, die beim Erreichen einer vorgewählten Kursrichtung ein optisches und/oder akustisches Sig¬ nal auslöst.
19. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronisch- er Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen der vorgewählten Kursrichtung durch Signalvergleich mit dem Nordsignal ein optisches und/oder akustisches Signal ausgelöst wird.
20. In einer Uhr eingebauter digital und/oder analog an¬ zeigender, vollelektronischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor oder aber der Magnet eldsensor mit der nachgeschalteten Elektronik in der horizonta¬ len Ebene derselben gelagert ist und dass eine damit ver bundene Scheibe mit Gradeinteilung in die gewünschte Kur richtung gebracht werden kann.
21. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronisch¬ er Kompass zur Messung des Erdmagnetfeldes nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines dynamischen Signals das dem Sensor z.B. in Form eines zweiten und/oder dritten Magnetfeldes kurzzeitig und wechselweise zugeführt wird, so ist die Differenz der so erzielten Magnetisierung bzw. des Sen¬ sorausgangssignals, oder die Zeit, die benötigt wird, um die ursprüngliche Lage einzunehmen, ein Mass für die Lage des Sensors im Erdmagnetfeld, wobei das dynamische Signal über Spulen geführt, oder dem Sensor als Variati¬ on der Spannung direkt zugeführt wird,
22. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektronisch¬ er Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Neigungssensor (56) zwecks neigungsunabhängiger Anzeige verwendet wird.
23. Digital und/oder analog anzeigender, vollelektro¬ nischer Kompass nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung gemäss Fi . 8 in einer Uhr vorhanden ist, derart, dass die magnetischen Impulse der Uhr die korrekte Kompass¬ anzeige nicht mehr zu stören vermögen.
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