磁航向仪表

捷联式固态磁罗盘是用于测量磁航向的仪表。它是直接和飞行器机体轴固联的三轴固态磁敏元件，用计算机坐标变换方法求出沿地平(或其他)坐标系三轴的地磁场分量、总地磁场强度和磁航向角等的仪表。三轴固态磁敏元件是个相互垂直安放的微磁阻元件组成的芯片(称为三轴磁传感器模块)，每个磁传感器均由4个800-900()的磁阻臂组成惠斯登电桥，在±20e范围内具有灵敏度为26mV/V-Oe的线性输出，工作电压0—10V可调：每个传感器集成芯片内均设有磁耦合场补偿电流带，通过50mA直流电流时，相当于在与敏感轴交叉的方向上提供10e的磁场，可用来抵消外磁场的干扰，做罗差修正。工作温度为-40—85℃，线性度(电桥电压为8V时)为1%F.S．(典型值)，2%F.S．(最大)．带宽为5MHz，磁场测量范围为±6Gauss(地磁场为0．5Gauss)，最小可检测85luGauss(优干霍尔元件)。

飞机上所用的磁罗盘能独立测量飞机的磁航向，但稳定性差；陀螺半罗盘稳定性好，但不能独立测量飞机航向。将二者结合起来，就制成了一种既能独立测量磁航向，又具有良好稳定性和较高灵敏度的航向仪表，即为陀螺磁罗盘。陀螺磁罗盘是飞机上广泛应用的一种仪表。

陀螺磁罗盘的结构形式多种多样，但从结构上讲主要由以下几部分组成。

(1)磁传感器：陀螺磁罗盘的地磁敏感部分，用来测量飞机的磁航向，并输出磁航向信号。磁传感器有两种，一种是永磁式，一种是感应式。永磁式是利用磁棒来感应地磁，测量精度较低且体积较大；感应式则利用地磁感应元件来感测地磁，应用较多。磁传感器一般安装在飞机翼尖等飞机磁场影响较小的地方。

(2)陀螺机构：陀螺机构用来稳定磁传感器测出的磁航向信号。陀螺机构相当于一个陀螺半罗盘(航向陀螺仪)，它受磁传感器控制，同时磁传感器又通过它输出稳定的航向信号给航向指示器。

(3)航向指示器：用来指示磁航向和转弯角度。现代飞机多采用综合指示器，不仅能指示磁航向，还可以指示无线电方位角等。

(4)放大器：用来放大陀螺磁罗盘中的电信号，以控制伺服同步装置。

磁传感器包括地磁感应元件和电位器。地磁感应元件用来测量磁航向，磁电位器则用来复现磁航向信息。磁电位器由环形电阻和一对电刷组成。环形电阻上有三个互隔120°的固定抽头，分别与指示器和陀螺电位器的三个电刷连接，磁电位器的磁航向由电阻与电刷之间的相对位置确定。陀螺机构为一航向陀螺仪，其外环轴上固定一个环形电阻，该环形电阻与三个电刷组成陀螺电位器，环形电阻直径两端处接有电源。陀螺电位器的三个抽头与磁传感器巾环形电阻相隔120°的三个固定抽头相连接，组成一个伺服同步装置。当磁电位器所反映的磁航向角与陀螺电位器反映的航向基准不一致，出现失调角，即产生失调电压时，磁电位器的一对电刷a与b端就会输出失调电压，该失调电压经放大器放大后，驱动协调电机经减速器带动陀螺电位器上的电刷转动，直至失调电压为零。这意味着陀螺电位器的航向基准与磁电位器的磁航向同步。陀螺电位器还与指示器组成一个伺服同步装置。指示器中有伺服电动机、减速器、伺服电位器(图中未示冉)。陀螺电位器在建立磁航向的过程中，通过伺服同步装置的工作，将磁航向信号传递给指示器。指示器的伺服电动机工作，通过减速器转动航向刻度盘，将磁航向基准在刻度盘上反映出来。此时刻度盘上的航向基准线(即0～180°线)与指示器上代表飞机纵轴的指标的夹角，即为该罗盘所测飞机的磁航向。罗盘指示的航向取决于陀螺机构的陀螺电位器所确定的航向。通常指示器上有磁差修正的机械调整装置，将磁差修正值加到磁航向中，指示器则指示真航向。

陀螺磁罗盘既能测量飞机航向，又可比较准确地指示出飞机的转弯角速度。平飞时，利用磁传感器测量飞机的磁航向，然后通过陀螺机构控制指示器的指针．使它指示出飞机的磁航向。飞机转弯时，为防止磁传感器对磁航向的错误修正，监视飞机的偏航速率，经角速度传感器切除修正信号，使飞机在改变航向时，航向基准完全由航向陀螺仪来稳定，指示出飞机的转弯角度。

在大多数的小型飞机上，只有磁罗盘是不依赖于其他飞机仪表和动力源的方向指示仪表。由于它有被称为罗盘误差的工作特性，飞行员倾向于只是使用它来作为设置航向指示器的一个参考，但是如果了解了磁罗盘的特点，就可以完全使用它来进行飞机转弯以修正和保持航向。

当转弯到磁罗盘航向或当使用磁罗盘作为调整航向指示器的参考时，记住以下的点：

(1)如果航向朝北，开始一个向东或西的转弯，罗盘指示滞后，或指示一个向反向的转弯。

(2)如果航向朝南，开始一个向东或西的转弯，罗盘指示超前于转弯，指示一个比实际转弯大的转弯。

(3)当航向朝东或西时，向任一方向转弯，罗盘指示都是正确的。

(4)如果航向朝东或西，加速引起一个向北转弯的指示；减速引起一个向南转弯的指示。

(5)如果保持向北或向南的航向，俯冲、爬升或改变空速都不会引起误差。

如果坡度在15°和18°之间，当转向至向北或向南的航向时，要用的提前量或滞后量随着转弯位置的纬度变化，并且大约等于转弯位置的纬度：当转向朝北的航向时，改出横滚的提前量必须包含纬度改变的度数，加上通常从转弯改出的提前量。在转向一个朝南航向期间，保持转弯直到罗盘越过朝南航向的纬度数，减去正常改出横滚提前量，