专利名称：电子方向指示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于方位测量仪表。
现在陆路、海路使用的指南针都是磁针式。磁针指示的方向，实际是地磁场的方向，与地球真北方向有一误差角一磁偏角；使用该指南针时，磁针需要一段稳定时间才能读数，在振动较大或方向多变的场合，磁针会不停地摆动，读数误差很大；同时这种机械式指南针，不能与电气仪表、数字仪表实行电气联接。
本发明的目的在于提供一种机械光电相结合的电子方向指示仪，以克服上述指南针存在的缺点。
本实用新型的目的是这样实现的。其构成中有方向检测机构和真北脉冲产生电路和真北指示灯，它们的作用与指南针的磁针作用相似，同时磁偏角调整机构使真北指示灯所指示方向为地球的真北方向。在此基础上加上极坐标度数显示机构，仪器就能准确地指示出被检测物前进的极坐标度数。
本实用新型能够指示真北方向，并且在振动大或方向多变时不受影响，可用于各种地面、水面交通工具及其他场合，其测试精度可达0.5度以上，还由于有极坐标度数显示机构，就能用数字显示所在方向的极坐标角度，进而与其他电气仪表、数字仪表实行电气联接，对方向信号做进一步处理和加工利用。
本实用新型的具体结构与工作情况通过附图与实施例进一步说明。
图1是依据本实用新型做出的电子方向指示仪的结构示意图；图2是
图1的俯视图；图3是真北脉冲产生电路的电原理图；图4是数字显示电路的电原理图。
下面说明实施例1。
本实用新型的技术关键有四个方向第一是方向检测机构；第二是真北脉冲产生电路；第三是真北指示灯；第四是磁偏角调整机构。
方向检测机构由微型电机1、汇流环6、线圈11、圆盘8、碳刷10及线圈引线12构成。园盘、汇流环、线圈固定在微型电机主轴上，线圈的两端连接汇流环的上下环，碳刷与汇流环接触，碳刷架固定在微型电机机壳上。微型电机为转数7600转／分的直流电机，它带动线圈、汇流环、园盘同步顺时针方向在地磁场中旋转，在线圈中感应出正弦交流电压，此电压经汇流环、碳刷、引线12的①③抽头送至真北脉冲产生电路中，C1一端连接线圈引线12的①抽头，C1另一端连接R1，电压经C1.R1送至由U1－U5五级反向器构成的模拟放大器，进行电压放大，反向器可用CMOS集成电路CC4096，R2是负反馈电阻，调节R2与R1的比值可调节电压增益值，增益值可达2000倍。经放大的正弦电压分两路送至U9，一路从U5输出经C2至TH端和经C4至TR端，另一路从U4输出端经C3至Co端，U9由一块CMOS集成电路CC7555构成，它与电阻R3－R5，C2－C4构成真零点检测电路，C2－C4为耦合电容，R3－R5为确定工作点的偏置电阻，U9在静态时，TH与Co同电位，TR端的直流电位略大于1／3V＋。当有交流电压送至U9时，从OUT端输出与①③抽头输入的正弦交流电压反向的方波信号，经U6倒向后，此方波信号则与①③头输入的正弦交流电压同向，并且真零点对齐，经C5、R6组成的微分电路微分，产生微分胶冲，经二极管D后将正脉冲送至U7整形，U8倒向，产生真北脉冲，此脉冲送BG1放大，BG1可用3D04HN沟道增强型场效应晶体管，其电源电压取＋3V－十18V。然后再将BG1放大后的脉冲经②③头送至线圈引线12的②③抽头，经碳刷、汇流环送至真北指示灯的两根引线上，真北指示灯的引线与汇流环的中下环连接，使真北指示灯闪亮，其最亮位置即是地球的真北方向。真北指示灯可采用萤光管、发光二极管或小灯泡等。真北指示灯安在园盘基准线14顺时针超前90度的位置。而真北脉冲产生电路安在底座13上。磁偏角调整机构由螺钉7、9、园盘基准线14线圈基准线15、园盘上的观察孔19及机壳上的刻度盘18构成。使用仪器时先根据该地的磁偏角调整仪器，先将线圈基准线15对准刻度盘零点，并用螺钉9固定线圈11，松开螺钉7，根据当地磁偏角转动园盘(东偏逆时针转动，西偏顺时针转动)使园盘基准线14对准相应刻度，然后固定螺钉7，松开螺钉9，这就完成了磁偏角的调整。
实施例2是在实施例1的基础上增加了极坐标度数显示机构。该机构由检测器和数字显示电路组成。检测器由探头2和透光孔16组成。探头2由光电三极管3及其引线4、发光二极管20及其引线21组成。它们分别安在机壳上，与园盘8上的透光孔16位置相对应，光电三极管的引线4的④⑤头与发光二极管的引线21⑥⑦头分别与数字显示电路的④⑤头，⑥⑦头连接。每当园盘转动时，透光孔16经过探头，光电管便产生一电脉冲送至数字显示电路中的整形电路U17，产生一定位脉冲，送计数显示电路。数字显示电路包含压控振荡器22，频率控制电路23、计数显示电路24，压控振荡器由U10、U11、BG2及R8、R9、C6等构成，它产生计数脉冲，其频率受频率控制电路的控制，它的输入端连接频率控制电路的输出端；U18－U20三个与门组成译码器对U21－U23组成的计数器的BCD码进行译码，当计数器计到360时，译码器输出高电平“1”，产生360度脉冲，使计数器U21－U23清零，同时送触发器U12CP端，由真北脉冲产生电路A点来的脉冲一路送或门U15，使计数器U21－U23清零，一路送U12复位端R使U12复位，U12Q端输出的高电平经积分电路(R14、C8)延迟一段时间，打开与门U13。频率控制电路是利用真北脉冲和360度脉冲的时间差控制压控振荡器的频率的，从而保证计数器U21－U23在电机每转一周，计数到360度。如果真北脉冲先于360度脉冲，真北脉冲一个作用是使计数器U21－U23清零；另一个作用是使BG3导通，给C7充电，BG2栅极电压升高，其内阻减小，压控振荡器频率升高；如果360°脉冲先于真北脉冲，它一方面使计数器U21－U23清零，一方面使触发器U12Q端输出“1”电平，BG4导通，C7放电，BG2栅极电压下降，其内阻变大，压控振荡器频率下降，同时U12的Q端输出“0”电平，封锁与门U13，待真北脉冲送来后，使U12复位，Q端变为“0”电平，关闭BG4，虽然这时Q端变为“1”电平，由于积分电路的延迟作用，U13与门不能立即打开，调整R14，使延迟时间大于真北脉冲的脉冲宽度。由压控振荡器产生的计数脉冲送到分频器U14，经分频后送到二一十进制计数电路U21－U23，做为1度计数脉冲，U21－U23的Q1－Q4输出端分别连接U24－U26显示电路的A′B′C′D′输入端，把三位BCD码送显示电路。由探头的引线4的④⑤头送来的脉冲至计数显示电路的④⑤头，由施密特触发器U17整形后送显示电路，做为送数和锁存信号。数字显示电路中的元件可采用以下型号U10、U11－CC4069，U12－CC4013，U13、U18－U20－CC4081，U14－CC4024，U15－CC4071，C17－CC40106，U21－U23－CC4518，U24－U26－CL002，BG2－BG4均采用沟道增强型场效应晶体管。发光二极管20可采用红外发光二极管5GL，光电管3可采用硅光电三极管3DV5C。电源电压可采用＋5V一十10V。
权利要求1.由刻度盘18、机壳5构成的电子方向指示仪，其特征在于其构成中还包括a、方向检测机构，它由微型电机1、汇流环6、线圈11、园盘8碳刷10及线圈引线12组成，园盘、汇流环、线圈固定在微型电机的主轴上，线圈的两端连接汇流环的上下环，碳刷与汇流环接触，碳刷架固定在微型电机机壳上；b、真北脉冲产生电路，C1一端连接线圈引线12①抽头，另一端连接R1，R1的另一端连接U1的输入端和R2的一端，U1与U2、U3U4、U5串联，U4输出端连接C3的一端，U5的输出端连接C2、C4一端，R2的另一端连接U5的输出端和C2、C4，C2、C3、C4的另一端分别连接U9的TH、CO、TR端和R3、R4、R5，U9的输出端(OUT)连接U6输入端，U6的输出端连接C5，C5的另一端连接D的正极与R6，D的负极连接U7的输入端，U7的输出端连接U8的输入端，U8的输出端连接BG1的栅极，BG1的漏极连接R7，BG1的源极连接线圈的引线②端，该电路装在底座13上；C、真北指示灯，它由发光器件组成，安在园盘上，在园盘基准线14顺时针超前90度的位置，其引线连接汇流环的中、下环；d、磁偏角调整机构，它由螺钉7、9，园盘基准线14、线圈基准线15、刻度盘18、观察孔19构成，螺钉7安在园盘园心上，螺钉9安在机壳5上，刻度盘18刻在机壳上。
2.按照权利要求1所述的电子方向指示仪，其特征在于构成中还有极坐标度数显示机构，它由检测器和数字显示电路组成；检测器包含探头2和透光孔16，探头由光电三极管3及其引线4、发光二极管20及其引线21组成，光电三极管、发光二极管安在机壳上，它们与园盘8上的透光孔16位置相对应；数字显示电路包含压控振荡器22、频率控制电路23、计数显示电路24，压控振荡器输入端连接频率控制电路输出端，压控振荡器输出端连接计数显示电路输入端，计数显示电路输出端以数码形式显示极坐标度数，另一路输出连接频率控制电路的U18－U20构成的译码器，计数显示电路的④⑤端连接探头中光电三极管的引线4的④⑤端，计数显示电路的⑥⑦端连接发光二极管的引线⑥⑦端，U12的复位端R、U13、U15的输入端与真北脉冲产生电路的A点连接。
专利摘要电子方向指示仪属于方位测量仪表。它由刻度盘(18)、机壳(5)、方向检测机构、真北脉冲产生电路、真北指示灯、磁偏角调整机构构成。它能够指示真北方向，并且在振动大或方向多变时不受影响。可用于各种地面、水面交通工具及其他场合，其测试精度可达0.5度以上。将该仪表再装上极坐标度数显示机构，就能用数字显示所在方向的极坐标角度，进而与其他电气仪表、数字仪表实行电气连接，对方向信号做进一步处理和加工利用。
文档编号G01C17/00GK2044063SQ8920166
公开日1989年9月6日 申请日期1989年2月2日 优先权日1989年2月2日
发明者尤树林 申请人:尤树林