JPS6023692Y2 - 磁気コンパス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は磁気コンパスの改良に関する。

船舶においては、安全航行の確保から自船の船首（進行
）方位と北方位は不可欠な情報であるとされている。

これに対処する比較的新規なものとしてデジタル的に処
理された技術（米国特許第３６３４９４６号）がある。

すなわち、基準クロックを、抽出される船首方位パルス
から磁北パルスの間だけ計数し、該計数結果が自船の船
首方向に対する磁北方向の相対角に直接該当するように
なされたものである。

しかし、係る磁気コンパスでは計数結果値を相対角とす
るから、回転機構部分の回転周期に正確さが要求される
ことになり、経年変化その他外来条件にり生ずる誤差を
考慮すれば信頼面で問題がない訳ではない。

この考案は上記に鑑みてなされたもので、相対角を回転
１周期に対する比率で算出するようにし、回転部の回転
周期が変化しても、正確な相対角が求まるようにした磁
気コンパスを提供するものである。

尚、上記回転周期が１回転中に変化する如き急激な変化
に対しては従来技術同様な相対角を求めることは出来な
い。

以下、図面の実施例に基づいて説明する。

第１図において、１は回転軸（１点鎖線で示す）に対し
て対称且つＮ回重巻された、例えば四角形状の線輪で、
２は上記線輪の下方に設けられ、上記回転軸を中心に線
輪を同期回転せしめるモーターである。

上記線輪１は回転運動により交流電圧（第２図ａ）を誘
起される。

Ｓｐは線輪１の両端に形成されたスリップリングで、線
輪１で誘起された交流電圧ａはこのスリップリングＳｐ
を介して増幅回路３へ送入される。

４は上記増幅回路３の交流信号ａを短形波に整形する（
第２図ｂ）シュミット回路で、５及びＤは上記短形波を
微分し且つ磁北・磁南に相当する出力パルスの内磁北パ
ルス（第２図Ｃ）のみ抽出するようになされた微分回路
及びダイオードである。

７はそのクロック入力端アに送入される基準パルス（第
２図ｒ）の計数を行う計数回路で、その計数値は２進化
川進コードで送出される。

上記計数回路７は磁北パルスＣがリセット入力端イに送
入される毎にそれまでの計数値をリセットすと共に再び
最初から計数動作を開始する。

８はモーターの回転部の一部に被検出体９を取り付け、
上記回転部に近接し且つ船首方向に設けられ、回転中に
被検出体９が船首方向に位置した時、上記被検出体９を
、例えは光トランジスター等により検出しパルスを発生
する（第２図ｄ）船首パルス発生回路である。

１０は上記船首パルスｄが制御入力端つに送入された期
間のみ上記計数回路７のその瞬間における計数値を抽出
するラッチ回路である。

１１は船首パルスｄの一周期中にクロック入力端工に送
入される上記基準パルス発生回路６からの基準パルスｅ
の個数を計数する計数回路で、船首パルスｄがリセット
入力端オに送入される毎に計数値は送出される。

１２は上記ラッチ回路１０により抽出された計数値及び
計数回路１１の計数値から相対角を求める演算回路であ
る。

すなわち、相対角θは、上記計数回路７の計数結果値を
ｎとすると、これを演算回路１１でθ＝２π・ｎ ７ｍ
ｍは計数回路１１の計数結果値 なる演算を行い相対角θを求める。

１３は演算回路１２の出力情報に修正分を加減させる自
差修正回路で、１４は修正後の角度情報を表示するため
の表示回路である。

次に本考案装置による動作を説明する。

さて、角速度ωで回転する四角形状の線輪１の両端に発
生する起電力Ｅは Ｅ ＝ （ＩＪ Ｂ５Ｎ５ｉｎ ωｔ ただし、Ｂは地磁気のその地点に於ける磁束密度で、Ｓ
は四角形状線輪１のループ面積。

これは第２図ａに示す如く線輪１のループ面が磁北方向
と平行になった時、起電力Ｅ＝Ｏであることを示す。

又この時モータ２に取り付けられている被検出体９も正
確に磁北方向に位置するようにしである。

すなわち、線輪１と被検出体９は位相が同期させである
。

今、便宜上磁北船首方向の相対角がθである場合につい
て考察する。

上述の如く誘起された交流電圧Ｅ（第２図ａに相当）は
スリップリングＳｐを経て増幅回路３で増幅され、この
出力はＥ＝０でレベル変化するように設定されたシュミ
ット回路４で短形波すに整形される。

上記短形波すでは立上りが磁北方向に相当し、立上りが
磁南方向に相当する。

この短形波すは、次に微分回路５で微分され且つ磁南に
相当する負極性パルスはダイオードＤでアースに落され
て、結局磁北に相当する正極性パルスＣのみ選出れる。

上記パルスＣがリセット入力端イに送入されると計数回
路７の計数値は零に復帰し、再び基準パルス発生回路６
からの基準パルスｅの計数を開始する。

一方、モーター２が回転し磁北よりθだけ偏角した位置
に来ると、船首パルス発生回路８が被検出体９を検知し
て船首パルスｄを発生腰これは計数回路１１のリセット
入力端オに送られると共にラッチ回路１０の制御入力端
つに送入される。

上記ラッチ回路１０は船首パルスｄが制御入力端つに送
入された時の計数回路７のその時点の計数値を抽出し演
算回路１２へ送り込む。

演算回路１２ては計数回路１１からの計数値に基づいて
上述した如き演算を実行し、その演算値θを表示回路１
４へ送出する。

この間には自差修正回路１３が修正データーを演算結果
に加減して修正を行う。

１５は供給電流量を変化させてモーター２の回転速度を
変調させる、例えば電流供給源である。

尚、パルスモータの場合にあっては、パルス周期を変化
させれば良い。

このように本案に於ては、相対角θを２？ｒ×ｎ ７ｍ
の如く、回転１周期に対する比率に基づいて算出してい
るのでモーター２の回転速度が経年変化等で変化しても
ｎ ７ｍは一定となるから相対角θには何等影響を及ぼ
さない。

又、モーターの回転速度を自動的に可変出来るようにし
ているので、他機器より発生される周期性電磁誘導の影
響を排除することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案実施例による回路図で、第２図はその波形
図を示す。 １・・・・・・線輪、２・・・・・・モーター、３・・
・・・・増幅回路、４・・・・・・シュミット回路、５
・・・・・・微分回路、６・・・・・・基準パルス発生
回路、７・・・・・・計数回路、８・・・・・・船首パ
ルス発生回路、９・・・・・・被検出体、１０・・・・
・・ラッチ回路、１１・・・・・・計数回路、１２・・
・・・・演算回路、１３・・・・・・自差修正回路、１
４・・・・・・表示回路、１５・・・・・・電流供給源
、Ｓｐ・・・・・・スリツプリング、Ｄ・・・・・・ダ
イオード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 線輪が回転するとき地磁気によって該線輪に誘起される
   電気信号を抽出、整形して磁北信号を得る手段と、 上記線輪と共に回転する被検出体を検出することにより
   船首方位信号を得る手段と、 計数用クロック発生手段と、 上記磁北信号から船首方位信号発生までの間上記計数用
   クロックを計数する第１の計数手段と、上記船首方位信
   号の１周期間上記計数用クロックを計数する第２の計数
   手段と、 上記第１、第２の計数手段結果値に基づいてθ ２Ｗｎ （ｎは第１の計数手段の計数結果値、ｍは第２の計数手
   段の計数結果値）の計算を行う演算部と、上記線輪の回
   転速度を変調する速度変調手段とから戒り、船首方向に
   対する磁北方向の相対角θを得る磁気コンパス。