1、磁罗经基础知识
第三章 船用磁罗经要点
第三章船用磁罗经磁罗经是利用地磁场对磁针具有吸引力的现象而制成的一种航海指向仪器，可为船舶指示航向，定位和导航。
第一节磁的基本概念一、磁场物体能吸引铁、镍、钴等物质的性质叫做磁性。
磁铁具有同性磁极相斥，异性磁极相吸的特性。
磁场是指磁场作用力所能达到的空间范围。
磁场的性质可用“磁场强度”来描述，即在一磁体的磁量为m的磁场中，某点r处的磁场强度为作用于放置在该点的单位正磁量所受到的作用力。
磁场强度通常用“H”表示，则磁场强度的表达式为：H = m / r2（5-1）磁场强度系一矢量，指向磁力线的切线方向。
在电磁系单位中，磁场强度的单位为“奥”。
描述磁场性质的物理量磁场强度与磁介质无关，当讨论一块磁介质内部或外部的磁场强度时，除了要考虑外界已存在的磁场外，还要考虑磁介质被磁化后所产生的附加磁场，我们把上述两种磁场强度之和称为磁感应强度B，即B = H0 + Hˊ（5-2）式中Ho——外磁场强度，Hˊ——附加磁场强度。
磁感应强度B的单位，在国际单位制中为“特”，在电磁单位制中为“高”，1高= 10-4 特。
若磁场中某一范围内，各点的磁场强度大小相等，方向一致，则该范围内的磁场称为均匀磁场，位于船体范围内的地磁场以及罗盘范围内的船磁场可视为均匀磁场。
二、磁铁目前所应用的各种磁铁均为人造磁铁，即用人工方法将镍、钴、钨等金属材料经磁化而制成的。
磁罗经中均使用条形磁铁，如图5—1所示。
条形磁铁的磁极主要集中在磁棒的两端，我们将磁性最强的地方称为磁极。
一根自由悬挂着的磁铁，指向地磁北极的一端称为北极，用“N”表示，并涂成红色，其磁量用+m 表示；指向地磁南极的一端，称为南极，用“S”表示，并涂成蓝色或黄色等，其磁量用-m表示。
两磁极间的连线称为磁轴，同一磁铁两磁极的磁量是相等的。
磁铁磁极的位置视磁铁形状、金属材料、磁化过程和磁化程度而定，用L表示磁铁的全长，通常认为南北磁极距磁铁两端为L/12。
图5-1 磁铁一根磁铁磁性的大小除与外界磁化场的强弱有关外，还正比于磁铁材料磁导率和几何尺寸。
磁罗经
简介罗经compass罗经是一种测定方向基准的仪器，用于确定航向和观测物标方位。
罗经分为磁罗经和电罗经两种，现代船舶通常都装有这两种罗经。
飞机上也装有罗经，航空用的罗经称为航空罗盘。
罗经磁罗经是利用磁针指北的特性而制成。
指南针即是原始型式的磁罗经，是中国古代四大发明之一。
用于航海的指南针又称罗盘。
铁船出现后，磁经产生了自差。
19世纪以后，先后提出消除自差的方法，至20世纪初，性能稳定、轴针摩擦更小的液体罗经制成，曾用于大部分船舶。
磁罗经有磁差，是由于地磁极与地极不一致而产生。
存在于磁北和真北之间的夹角，即磁偏角。
海图上标注有本地磁差和年变化率，使用磁罗经时可据以修正读数。
磁罗经结构主要由罗经柜和罗经盆组成，带有磁针的罗经卡安装在盆内。
电罗经罗经又称陀螺罗经，是利用陀螺仪的定轴性和进动性，结合地球自转矢量和重力矢量，用控制设备和阻尼设备制成以提供真北基准的仪器。
陀螺罗经是由主罗经与分罗经、电源变换器、控制箱和操纵箱等附属设备构成。
磁罗经发展历程磁罗经利用自由支持的磁针在地磁作用下稳定指北的特性而制成的罗经。
磁罗经由中国的司南、指南针逐步发展而成。
司南为天然磁石制成的勺形物，投转于光滑的地盘上,停止时勺柄指南。
地盘四周刻有八卦和天干地支名称，用于表示方位(图1)。
已知关于司南的最早记述见于公元前3世纪战国末期的《韩非子·有度》。
宋朝初期出现了人工磁化的指南针，有水浮、丝悬、针顶等方法，近代磁罗经和地磁测量仪器仍沿用这些基本结构。
北宋沈括在《梦溪笔谈》(1063年)中描述了用磁石磨针锋制作指南针的方法，并记载了磁差的存在。
指南针是初级阶段的磁罗经，是中国古代四大发明之一。
唐宋时期中国海外贸易非常发达，大型商船远航到波斯湾、红海等地，造船和航海技术均居世界前列。
指南针应用于航海的最早记载见于北宋朱彧的《萍州可谈》(1119年)，书中说:"舟师识地理,夜则观星,昼则观日，阴晦观指南针。
磁罗经
第五章 磁罗经罗经种类：磁罗经，150总吨以上船舶配备 陀螺罗经，500总吨以上船舶配备 磁罗经：以磁北M N 为基准 陀螺罗经：以真北T N 为基准 §1．磁的基本概念 一、磁铁和磁性磁性：物体具有吸引铁、钢、镍等物质的性质。
凡是带有磁性的钢铁叫做磁铁。
二、磁极磁铁的磁性最强处叫做磁极。
磁铁中部无磁性的部分叫做中性区。
条形磁铁的磁极位置，约在离末端L ／12处。
见图5—1磁极的强度，是用磁极所含的磁量(m)来表示的，规定N 极带正磁量（＋m ）；S 极带负磁量（－m ），两磁极的磁量总是相等的。
磁铁具有指向性 三、磁铁的一般性质P75 四、磁力和磁矩1．磁力：两个互相靠近的磁铁，会产生同性相斥异性相吸的作用力，称之为磁力。
根据库仑定律，两磁量相互作用力的公式为：P762．磁矩：磁铁通常以磁矩来表征其强弱。
磁铁的磁矩是磁铁磁极强度与两磁极间距离的乘积。
l m M 2⨯=M 大，磁性大，磁性与磁量、长度有关 五、磁场、磁场强度1．在磁铁的周围，凡是磁力所能达到的范围叫做磁场。
磁铁磁场的强弱可用磁场强度表示， 2．单位正磁量在磁场中某点所受到作用力，就是该点处的磁场强度。
通常磁场强度用H 表示，它是个矢量。
指向磁力的切线方向。
若在磁量为m 的磁场中，距离为r 处的磁场强度为： H ＝ m / r 2在电磁系单位中，磁场强度的单位叫做奥斯特(Oe)。
在地磁学中，有时用十万分之一奥斯特单位γ表示，即1γ=510-Oe 。
若在一定范围内各点的磁场强度大小相等，方向相同，则此范围内的磁场称为均匀磁场。
位于船体范围内的地磁场可视为均匀磁场。
3．高斯的二个重要位置1）高斯第一位置：在磁铁的磁轴延长线上某点A 的磁场强度，图5－3 （1）H A 的方向：沿磁轴由S →N 延伸 （2）H A 的大小：H A ＝2M / r 3 M 为磁矩 （3）用途：罗经中的垂直磁铁2）高斯第二位置：在磁铁的磁轴线的垂直平分线上某点B 的磁场强度，图5－4 （1）H B 的方向：与磁轴平行，指向由S 极 （2）H B 的大小：H A ＝ M / r 3 M 为磁矩 （3）用途：罗经中的纵、横（校正）磁铁 六、铁的磁化1．磁化：一块原来没有磁性的钢铁物体移近磁极时也表现有磁性。
磁罗经1
GH
T R SI Y
.
上海海事大學
地球就像一个均匀磁化的球体，其外表空间存在着磁场， 地球就像一个均匀磁化的球体，其外表空间存在着磁场，磁 化轴和地球的自转轴不重合。 化轴和地球的自转轴不重合。
1 90 9
位于北半球的地磁极称为磁北极，集中的是负磁量， 位于北半球的地磁极称为磁北极，集中的是负磁量，南半球 的地磁极称为磁南极，集中的是正磁量。 的地磁极称为磁南极，集中的是正磁量。
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SHIJUN YING
SH AN
第一节 一、磁的基本概念
磁的基础知识
MA
RITIM E
AI
U VE NI
GH
T R SI Y
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1 90 9
物体吸引铁、 物体吸引铁、钢、镍等物质的性质叫做磁性，凡是带有磁性 镍等物质的性质叫做磁性， 的钢铁叫做磁铁。 的钢铁叫做磁铁。 磁铁的磁性最强处叫做磁极。 磁铁的磁性最强处叫做磁极。
1 90 9
2l -m l
年 月 日星期四 年 月 日星期四 年 月 日星期四 月 月 月 月 2011年9月15日星期四 2011年9月15日星期四 年 月 日星期四 年 月 日星期四 年 月 日星期四 月 月 月 月
Fs A FN +m r
m FN = + (r −l )2 m F =− S (r + l )2
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SHIJUN YING
MA
RITIM E
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铁磁体最重要的特点，是它具有磁滞现象。 铁磁体最重要的特点，是它具有磁滞现象。
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GH
T R SI Y
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第二章磁罗经
2）泊松方程
ox轴：X′=X+aX+bY+cZ+P oy轴：Y′=Y+dX+eY+fZ+Q oz轴：Z′=Z+gX+hY+kZ+R
其中X、Y、Z分别为地磁力在ox,oy,oz轴上
的分量。 磁罗经依构造可区分为：
AλH ：与磁北成90度
自差公式：
δ = A + B sinφˊ+ C cosφˊ+ D sin2φˊ+E cos2φˊ
在海图上将同一地磁要素相同值的各点连 成等值线，这种曲线图称为地磁图。目前， 航海上所使用的地磁图有等磁差线图、等 水平力线图、等垂直力线图、等磁倾角线 图和等地磁总力线图等。
磁差(Variation)
P
磁差180度
P’
东磁差
无磁差
西磁差
磁差角度有东西偏差之分
(Variation of the Compass)
磁针向下倾斜之角度称为 磁倾角
2）地磁的特点
地球的磁极
磁北极，Lat 74? N ，Long 101? W 磁南极，Lat 68? S ，Long 144? E
地球南北磁极之位置每年都在变动
3）地磁三要素 1地磁水平磁力H 2磁差θ 3磁倾角Var
在地球表面上，磁 倾角为零各点的连 线称为磁赤道。
五、磁罗经自差校正次序和方法 磁罗经校正原则 1校正力与自差力大小相等，方向相反。 2自差力需用同性质自差校正器校正。
凡属下列情况，必须校正罗经自差：
1、修船之后，无论大修、中修、小修； 2、每年必须校正一次； 3、船舶受到剧烈震动后，如碰撞、搁浅等
磁罗经
船用磁罗经属于液体磁罗经，即罗盆内充满液体。我国磁罗经液体是采用45%的医用纯精(absolute
alcohol)和55%的二次蒸馏水(distilled water)的混合液体，其中酒精的作用是降低液体的结冰点，使结
冰点降为-26℃，沸点为+83℃。这种液体的粘滞性在-20℃ ～ +50℃范围内不变。磁罗经液体对罗盘起浮
毛细管从下室吸一些液体到上室，防止上室产生气泡。不分上下室的罗盆，在罗盆底部设有空气膨胀室，
以此来保证罗盆内液体热胀冷缩时罗盆玻璃盖不被胀破或产生气泡。 中国海员网
磁罗经的罗盆一般用铜或铜合金等非磁性材料制成。罗盆上装上同规格的方位圈或方位仪，就可以观测物
标的罗方位。
（2）罗经柜罗经柜一般由铜、铝或铜铝合金等非磁性材料制成，用来支承罗盆和安放自差校正器。罗经
经的指向部分。罗盆主要包括罗盘、轴针和轴帽、液体、罗经基线、注液孔、空气膨室、玻璃盖、壳体等
。罗盘是罗盆中有指向能力的器件，它由卡面、刻度、磁针、浮室、轴帽等组成。罗盘卡面一般由云母、
塑料或硬纸等非磁性材料制成。正面有 0～360°刻度和8～16个罗经点刻度，用于读取方向。反面固定有
2～6根细磁针，磁针的数量和磁针的NS极轴线要严 格与卡面刻度的0～180°线对称和平行，所有磁针的
重合（或平行），否则罗经将产生固定误差，影响航向精度。
有的罗盆分成上室和下室，中间隔开。上室充满液体，下室只充入约2/3的液体，上下室均水密，液体只
由一根很细的导管连通，称为毛细管，用来调节上室的液体数量。当气温较高时，上室的液体膨胀，通过
毛细管使上室液体流到下室一些，防止罗盆玻璃盖被液体胀破。当气温较低时，上室液体体积收缩，通过
《磁罗经的结构》课件
磁罗经的用途
01
02
03
导航
为船舶或飞机提供准确的 航向指示，帮助确定航行 方向。
定位
结合其他导航设备，如 GPS，提高定位精度。
校准
用于校准其他导航设备， 确保其准确性。
磁罗经的工作原理
01
02
03
04
地球磁场
地球自身拥有强大的磁场，磁 罗经通过感应地球磁场来工作
。
磁针指向
磁针在地球磁场的作用下指向 地球磁北极，即为磁罗经的航
向指示。
刻度盘
刻度盘用于指示航向，通常以 度数或弧度为单位。
误差校正
由于地球磁场并非完美均匀， 因此磁罗经需要进行误差校正
以提高准确性。
02
磁罗经的结构组成
磁罗经的外观结构
外观形状
磁罗经通常呈现圆形或矩 形，表面覆盖有防震、防 尘的外壳。
显示面板
磁罗经配备有显示面板， 用于显示航向、误差等数 据。
02
磁罗经能够提供准确的航向信息 ，不受天气和光线条件的影响， 因此在航海中具有不可替代的作 用。
飞机导航
磁罗经在飞机导航中也有广泛应用， 尤其在山区、海洋等无地面导航设施 的区域，磁罗经更是不可或缺的导航 工具。
飞机依靠磁罗经来确定飞行方向和航 路，以确保飞机沿着预定的航线飞行 ，顺利到达目的地。
磁罗经的使用注意事项
避免强烈震动
01
磁罗经应避免强烈震动，以免影响其正常工作。
避免磁场干扰
02
在使用磁罗经时，应避免强磁场干扰，以免影响其正常工作。
定期校准
03
为了确保磁罗经的准确性，应定期进行校准。
清洁感应器
感应器是磁罗经的重要部分，需要定期清洁，使 用干燥的软布轻轻擦拭感应器表面。
磁罗经检查与保养课件
01
磁罗经是一种导航工具，利用地 球磁场来指导方向。它由磁针和 刻度盘组成，可以用于确定航向 、航迹和位置。
02
磁罗经是船舶、飞机等导航设备 中的重要组成部分，用于提供准 确的航向信息，帮助航行者确定 位置和航向。
磁罗经的工作原理
地球是一个大磁体，其磁场由南、北 两个磁极构成。磁罗经的磁针受到地 球磁场的作用力，指向地球磁极，从 而指导方向。
磁罗经检查与保养课件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 磁罗经介绍 • 磁罗经检查 • 磁罗经保养 • 常见故障及排除方法 • 磁罗经使用注意事项
目录
CONTENTS
01
磁罗经介绍
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
磁罗经的定义
外观检查
检查外壳完整性
检查磁罗经的外壳是否有破损、裂纹 或变形，确保其结构完整。
检查安装情况
检查磁罗经的安装是否坚固，没有松 动或移位的现象。
性能测试
测试指向精度
通过对照磁罗经的指导方向与实际方向，检查其指向精度是否符合要求。
检查读数稳定性
视察磁罗经的读数是否稳定，没有跳动或漂移的现象。
03
磁罗经保养
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
使用环境
避免强磁场干扰
在使用磁罗经时，应尽量远离强 磁场源，如大型金属物体、高压 线、电磁设备等，以免影响磁罗
经的准确度。
适宜的工作温度
磁罗经的工作温度应保持在20℃~+50℃，以确保其正常工作 和延长使用寿命。
防震防潮
在使用和存放磁罗经时，应避免剧 烈震动和潮湿环境，以免影响其性 能和精度。
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1、磁罗经基础知识
磁的基本知识
磁的基本概念
1. 磁性
物体吸引铁、钢、镍等物质的性质叫做磁性。
分为永久磁性和瞬时磁性。
2. 磁铁
凡是带有磁性的物质称为磁铁。
分为天然磁铁和人造磁铁。
3. 磁极
磁铁磁性最强的区域称为磁极。
磁铁无磁性的区域称中性区。
条形磁铁的磁极位于距末端约为磁铁长度L的1/12处。
两磁极分别称之为北极和南极，用“N”或红色和“S”或蓝色表示。
两磁极的连线为磁轴，方向为S-N。
磁极强度用磁极所含的磁量（m）来表示的。
北极所含磁量为正，南极所含磁量为负。
两磁极的磁量总是相等、符号相反。
4. 磁矩
磁铁通常用磁矩表示其强弱。
磁铁的磁矩（M）是同名磁量与两磁极间距离的乘积。
若用2l表示两磁极间的距离，则磁矩为M = 2ml。
它是一个矢量，方向与磁轴方向一致。
5. 磁力
磁极之间的相互作用力，称为磁力。
具有同性相斥、异性相吸的性质。
铁磁质的磁化
1．铁磁质
自然界的物质按导磁能力分为磁性物质和非磁性物质。
磁性物质也就是能被磁铁吸引的物质，又称铁磁质。
铁、镍、钴及其合金等金属材料都属于铁磁质。
2．磁化
没有磁性的铁磁质在磁场中得到磁性的现象称之为磁化。
铁磁质被磁化后所带磁性的极性与其处于磁场中的方向有关，顺着磁场方向的两端分别为S和N极。
3．磁化强度
铁磁质单位体积的磁矩称之为磁化强度（J）。
铁磁质在弱磁场中被磁化时的磁化强度可近似地认为与外界磁场强度成正比。
5．铁磁质的分类
1）硬铁：硬铁难磁化，磁化后磁性可保留较长时间，难消失，磁性不随外界磁场变化而改变。
如碳钢、钴钢、钨钢及其合金，可用来制造永久磁铁。
2）软铁：软铁易磁化，磁化后磁性很易消失，磁性随外界磁场变化而变化。
如坡莫合金、矽钢等。
地磁场
地球是一个均匀磁化球体，外表空间存在着磁场，其磁轴和地轴不重合。
1．地磁极
地磁极处于地球的深处，其地理位置不是固定不变的，而是随时间缓慢变化。
位于北半球的地磁极称为磁北极，是负磁量；南半球的地磁极称为磁南极，是正磁量。
围绕地球空间的磁力线是从南半球走向北半球的。
2．磁子午面
某点地磁力所位于的垂直面称之为磁子午面。
3．磁差
某点磁子午面与地理子午面的水平夹角称之为磁差，即某点处的磁北与地理真北之间的方向夹角，用V ar表示。
它随地理位置和时间的变化而变化。
若磁北偏在真北的东面为东磁差，用E、+、LOW表示；若磁北偏在真北的西面为西磁差，用W、-、HIGH表示。
4．地磁倾角q
地磁力与水平面的夹角称之为地磁倾角q 。
地磁力低于水平面时，q > 0；高于水平面时，q < 0。
磁北极，q为+90°；磁南极，q为-
90°。
5．磁赤道
地面上地磁倾角为零的点连接而成的曲线叫做磁赤道，是不规则的。
6．指北力
将地磁力T分解为水平分量H和垂直分量Z，有H=T×cos q，Z=T×cos q。
只有在地磁水平分量H的作用下，磁罗经磁针才能指向磁北，故称之为指北力。
可见，H越大，磁罗经的指向性越好；在磁赤道处H为最大，在磁极附近H约为零，磁罗经无法指示地理方位。
垂直分量Z则在磁赤道处为零，两磁极附近最大。
7．地磁三要素
将地磁的地磁水平分量H、地磁倾角q和磁差V ar称为地磁三要素。
只要知道此三个量，就可以求出其它的量。
在海图和地图上，将同一地磁要素的相同值的地方连成等值线，这种图称之为地磁要素图。
磁铁对磁针的作用
2．磁铁对磁针的作用
1）在相同的条件下，磁针相对磁铁的位置不同，即H1不同，则磁针偏离磁北的角度d不同。
2）磁针偏离磁北的角度（d）仅与地磁水平分量（H）、磁铁磁场水平分量（H1）有关，而与磁针本身的磁性（M）无关。
实际使用时，只要罗经的位置、罗经柜上校正器和周围的磁场状态不变，并且不考虑感应自差，若仅更换罗盆（盘），则新罗盆（盘）的自差（d）不会发生变化。