專利名稱：電子方向指示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于方位測量儀表。
現(xiàn)在陸路、海路使用的指南針都是磁針式。磁針指示的方向，實際是地磁場的方向，與地球真北方向有一誤差角一磁偏角；使用該指南針時，磁針需要一段穩(wěn)定時間才能讀數(shù)，在振動較大或方向多變的場合，磁針會不停地擺動，讀數(shù)誤差很大；同時這種機械式指南針，不能與電氣儀表、數(shù)字儀表實行電氣聯(lián)接。
本發(fā)明的目的在于提供一種機械光電相結(jié)合的電子方向指示儀，以克服上述指南針存在的缺點。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的。其構(gòu)成中有方向檢測機構(gòu)和真北脈沖產(chǎn)生電路和真北指示燈，它們的作用與指南針的磁針作用相似，同時磁偏角調(diào)整機構(gòu)使真北指示燈所指示方向為地球的真北方向。在此基礎(chǔ)上加上極坐標度數(shù)顯示機構(gòu)，儀器就能準確地指示出被檢測物前進的極坐標度數(shù)。
本實用新型能夠指示真北方向，并且在振動大或方向多變時不受影響，可用于各種地面、水面交通工具及其他場合，其測試精度可達0.5度以上，還由于有極坐標度數(shù)顯示機構(gòu)，就能用數(shù)字顯示所在方向的極坐標角度，進而與其他電氣儀表、數(shù)字儀表實行電氣聯(lián)接，對方向信號做進一步處理和加工利用。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)與工作情況通過附圖與實施例進一步說明。


圖1是依據(jù)本實用新型做出的電子方向指示儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1的俯視圖；圖3是真北脈沖產(chǎn)生電路的電原理圖；圖4是數(shù)字顯示電路的電原理圖。
下面說明實施例1。
本實用新型的技術(shù)關(guān)鍵有四個方向第一是方向檢測機構(gòu)；第二是真北脈沖產(chǎn)生電路；第三是真北指示燈；第四是磁偏角調(diào)整機構(gòu)。
方向檢測機構(gòu)由微型電機1、匯流環(huán)6、線圈11、圓盤8、碳刷10及線圈引線12構(gòu)成。園盤、匯流環(huán)、線圈固定在微型電機主軸上，線圈的兩端連接匯流環(huán)的上下環(huán)，碳刷與匯流環(huán)接觸，碳刷架固定在微型電機機殼上。微型電機為轉(zhuǎn)數(shù)7600轉(zhuǎn)／分的直流電機，它帶動線圈、匯流環(huán)、園盤同步順時針方向在地磁場中旋轉(zhuǎn)，在線圈中感應(yīng)出正弦交流電壓，此電壓經(jīng)匯流環(huán)、碳刷、引線12的①③抽頭送至真北脈沖產(chǎn)生電路中，C1一端連接線圈引線12的①抽頭，C1另一端連接R1，電壓經(jīng)C1.R1送至由U1－U5五級反向器構(gòu)成的模擬放大器，進行電壓放大，反向器可用CMOS集成電路CC4096，R2是負反饋電阻，調(diào)節(jié)R2與R1的比值可調(diào)節(jié)電壓增益值，增益值可達2000倍。經(jīng)放大的正弦電壓分兩路送至U9，一路從U5輸出經(jīng)C2至TH端和經(jīng)C4至TR端，另一路從U4輸出端經(jīng)C3至Co端，U9由一塊CMOS集成電路CC7555構(gòu)成，它與電阻R3－R5，C2－C4構(gòu)成真零點檢測電路，C2－C4為耦合電容，R3－R5為確定工作點的偏置電阻，U9在靜態(tài)時，TH與Co同電位，TR端的直流電位略大于1／3V＋。當有交流電壓送至U9時，從OUT端輸出與①③抽頭輸入的正弦交流電壓反向的方波信號，經(jīng)U6倒向后，此方波信號則與①③頭輸入的正弦交流電壓同向，并且真零點對齊，經(jīng)C5、R6組成的微分電路微分，產(chǎn)生微分膠沖，經(jīng)二極管D后將正脈沖送至U7整形，U8倒向，產(chǎn)生真北脈沖，此脈沖送BG1放大，BG1可用3D04HN溝道增強型場效應(yīng)晶體管，其電源電壓?。?V－十18V。然后再將BG1放大后的脈沖經(jīng)②③頭送至線圈引線12的②③抽頭，經(jīng)碳刷、匯流環(huán)送至真北指示燈的兩根引線上，真北指示燈的引線與匯流環(huán)的中下環(huán)連接，使真北指示燈閃亮，其最亮位置即是地球的真北方向。真北指示燈可采用螢光管、發(fā)光二極管或小燈泡等。真北指示燈安在園盤基準線14順時針超前90度的位置。而真北脈沖產(chǎn)生電路安在底座13上。磁偏角調(diào)整機構(gòu)由螺釘7、9、園盤基準線14線圈基準線15、園盤上的觀察孔19及機殼上的刻度盤18構(gòu)成。使用儀器時先根據(jù)該地的磁偏角調(diào)整儀器，先將線圈基準線15對準刻度盤零點，并用螺釘9固定線圈11，松開螺釘7，根據(jù)當?shù)卮牌寝D(zhuǎn)動園盤(東偏逆時針轉(zhuǎn)動，西偏順時針轉(zhuǎn)動)使園盤基準線14對準相應(yīng)刻度，然后固定螺釘7，松開螺釘9，這就完成了磁偏角的調(diào)整。
實施例2是在實施例1的基礎(chǔ)上增加了極坐標度數(shù)顯示機構(gòu)。該機構(gòu)由檢測器和數(shù)字顯示電路組成。檢測器由探頭2和透光孔16組成。探頭2由光電三極管3及其引線4、發(fā)光二極管20及其引線21組成。它們分別安在機殼上，與園盤8上的透光孔16位置相對應(yīng)，光電三極管的引線4的④⑤頭與發(fā)光二極管的引線21⑥⑦頭分別與數(shù)字顯示電路的④⑤頭，⑥⑦頭連接。每當園盤轉(zhuǎn)動時，透光孔16經(jīng)過探頭，光電管便產(chǎn)生一電脈沖送至數(shù)字顯示電路中的整形電路U17，產(chǎn)生一定位脈沖，送計數(shù)顯示電路。數(shù)字顯示電路包含壓控振蕩器22，頻率控制電路23、計數(shù)顯示電路24，壓控振蕩器由U10、U11、BG2及R8、R9、C6等構(gòu)成，它產(chǎn)生計數(shù)脈沖，其頻率受頻率控制電路的控制，它的輸入端連接頻率控制電路的輸出端；U18－U20三個與門組成譯碼器對U21－U23組成的計數(shù)器的BCD碼進行譯碼，當計數(shù)器計到360時，譯碼器輸出高電平“1”，產(chǎn)生360度脈沖，使計數(shù)器U21－U23清零，同時送觸發(fā)器U12CP端，由真北脈沖產(chǎn)生電路A點來的脈沖一路送或門U15，使計數(shù)器U21－U23清零，一路送U12復(fù)位端R使U12復(fù)位，U12Q端輸出的高電平經(jīng)積分電路(R14、C8)延遲一段時間，打開與門U13。頻率控制電路是利用真北脈沖和360度脈沖的時間差控制壓控振蕩器的頻率的，從而保證計數(shù)器U21－U23在電機每轉(zhuǎn)一周，計數(shù)到360度。如果真北脈沖先于360度脈沖，真北脈沖一個作用是使計數(shù)器U21－U23清零；另一個作用是使BG3導(dǎo)通，給C7充電，BG2柵極電壓升高，其內(nèi)阻減小，壓控振蕩器頻率升高；如果360°脈沖先于真北脈沖，它一方面使計數(shù)器U21－U23清零，一方面使觸發(fā)器U12Q端輸出“1”電平，BG4導(dǎo)通，C7放電，BG2柵極電壓下降，其內(nèi)阻變大，壓控振蕩器頻率下降，同時U12的Q端輸出“0”電平，封鎖與門U13，待真北脈沖送來后，使U12復(fù)位，Q端變?yōu)椤?”電平，關(guān)閉BG4，雖然這時Q端變?yōu)椤?”電平，由于積分電路的延遲作用，U13與門不能立即打開，調(diào)整R14，使延遲時間大于真北脈沖的脈沖寬度。由壓控振蕩器產(chǎn)生的計數(shù)脈沖送到分頻器U14，經(jīng)分頻后送到二一十進制計數(shù)電路U21－U23，做為1度計數(shù)脈沖，U21－U23的Q1－Q4輸出端分別連接U24－U26顯示電路的A′B′C′D′輸入端，把三位BCD碼送顯示電路。由探頭的引線4的④⑤頭送來的脈沖至計數(shù)顯示電路的④⑤頭，由施密特觸發(fā)器U17整形后送顯示電路，做為送數(shù)和鎖存信號。數(shù)字顯示電路中的元件可采用以下型號U10、U11－CC4069，U12－CC4013，U13、U18－U20－CC4081，U14－CC4024，U15－CC4071，C17－CC40106，U21－U23－CC4518，U24－U26－CL002，BG2－BG4均采用溝道增強型場效應(yīng)晶體管。發(fā)光二極管20可采用紅外發(fā)光二極管5GL，光電管3可采用硅光電三極管3DV5C。電源電壓可采用＋5V一十10V。
權(quán)利要求1.由刻度盤18、機殼5構(gòu)成的電子方向指示儀，其特征在于其構(gòu)成中還包括a、方向檢測機構(gòu)，它由微型電機1、匯流環(huán)6、線圈11、園盤8碳刷10及線圈引線12組成，園盤、匯流環(huán)、線圈固定在微型電機的主軸上，線圈的兩端連接匯流環(huán)的上下環(huán)，碳刷與匯流環(huán)接觸，碳刷架固定在微型電機機殼上；b、真北脈沖產(chǎn)生電路，C1一端連接線圈引線12①抽頭，另一端連接R1，R1的另一端連接U1的輸入端和R2的一端，U1與U2、U3U4、U5串聯(lián)，U4輸出端連接C3的一端，U5的輸出端連接C2、C4一端，R2的另一端連接U5的輸出端和C2、C4，C2、C3、C4的另一端分別連接U9的TH、CO、TR端和R3、R4、R5，U9的輸出端(OUT)連接U6輸入端，U6的輸出端連接C5，C5的另一端連接D的正極與R6，D的負極連接U7的輸入端，U7的輸出端連接U8的輸入端，U8的輸出端連接BG1的柵極，BG1的漏極連接R7，BG1的源極連接線圈的引線②端，該電路裝在底座13上；C、真北指示燈，它由發(fā)光器件組成，安在園盤上，在園盤基準線14順時針超前90度的位置，其引線連接匯流環(huán)的中、下環(huán)；d、磁偏角調(diào)整機構(gòu)，它由螺釘7、9，園盤基準線14、線圈基準線15、刻度盤18、觀察孔19構(gòu)成，螺釘7安在園盤園心上，螺釘9安在機殼5上，刻度盤18刻在機殼上。
2.按照權(quán)利要求1所述的電子方向指示儀，其特征在于構(gòu)成中還有極坐標度數(shù)顯示機構(gòu)，它由檢測器和數(shù)字顯示電路組成；檢測器包含探頭2和透光孔16，探頭由光電三極管3及其引線4、發(fā)光二極管20及其引線21組成，光電三極管、發(fā)光二極管安在機殼上，它們與園盤8上的透光孔16位置相對應(yīng)；數(shù)字顯示電路包含壓控振蕩器22、頻率控制電路23、計數(shù)顯示電路24，壓控振蕩器輸入端連接頻率控制電路輸出端，壓控振蕩器輸出端連接計數(shù)顯示電路輸入端，計數(shù)顯示電路輸出端以數(shù)碼形式顯示極坐標度數(shù)，另一路輸出連接頻率控制電路的U18－U20構(gòu)成的譯碼器，計數(shù)顯示電路的④⑤端連接探頭中光電三極管的引線4的④⑤端，計數(shù)顯示電路的⑥⑦端連接發(fā)光二極管的引線⑥⑦端，U12的復(fù)位端R、U13、U15的輸入端與真北脈沖產(chǎn)生電路的A點連接。
專利摘要電子方向指示儀屬于方位測量儀表。它由刻度盤(18)、機殼(5)、方向檢測機構(gòu)、真北脈沖產(chǎn)生電路、真北指示燈、磁偏角調(diào)整機構(gòu)構(gòu)成。它能夠指示真北方向，并且在振動大或方向多變時不受影響?？捎糜诟鞣N地面、水面交通工具及其他場合，其測試精度可達0.5度以上。將該儀表再裝上極坐標度數(shù)顯示機構(gòu)，就能用數(shù)字顯示所在方向的極坐標角度，進而與其他電氣儀表、數(shù)字儀表實行電氣連接，對方向信號做進一步處理和加工利用。
文檔編號G01C17/00GK2044063SQ8920166
公開日1989年9月6日 申請日期1989年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月2日
發(fā)明者尤樹林 申請人:尤樹林