Chơng 3

La bàn từ hàng hải và các thiết bị khử độ lệch83
+ Theo nguyên tắc cấu tạo của hệ thống chỉ thị, la bàn truyền mặt số gồm có các loại chỉ
thị quang từ, chỉ thị điện và chỉ thị cảm ứng
3.6.2 Nguyên tắc cấu tạo làm việc của các thành phần nhạy cảm của la bàn
Trong các la bàn truyền mặt số thì phổ biến nhất là các loại: kim, cảm ứng, con quay từ
và con quay cảm ứng. Do vậy sau đây ta cũng chỉ nghiên cứu nguyên tắc cấu tạo làm việc của
các thành phần nhạy cảm của 4 loại la bàn này,
3.6.2.1 Thành phần nhạy cảm ứng
Nguyên tắc tác dụng của thành phần nhạy cảm ứng nh sau:
Thành phần nhạy cảm đợc cấu tạo gồm những thanh đợc chế tạo bằng sắt từ mềm, các
thanh đợc đặt ở trên tàu nh thế nào để có thể xoay trong mặt phẳng nằm ngang. Từ trờng ở
đoàn tàu và nơi để thanh sắt từ đợc coi là từ trờng đều. Biết rằng cờng độ từ hóa của thanh
sắt từ ỏ trong từ trờng đều tỉ lệ thuận với Cosin của góc tạo bởi trục dọc thanh và hớng của
từ trờng. Do đó nếu trục dọc nằm theo hớng của từ trờng, nghĩa là nằm theo hớng tổng
hợp thì nó sẽ đợc từ hóa toàn bộ lực H' và cờng độ từ hóa sẽ đạt của lực đại. Nếu trục của
thanh vuông góc với lực H' thì cờng dộ từ háo của thanh sẽ bằng 0. Do đó có thể dựa vào
cờng độ từ hóa của thanh mà biết đợc vị trí của thanh nh thế nào, khi nào thì trục của thanh
song song với H', khi nào thì trục của thanh vuông góc với H', nghĩa là ta có thể xác định
đợc hớng của kinh tuyến la bàn.
Thành phần nhạy cảm ngời ta sử dụng một hệ thống gồm một hay một vài cặp lõi sắt từ
chế tạo bằng pec-ma-lôi
Lõi pec-ma-lôi đạt đợc bão hòa từ ngay cả trong từ trờng yếu, vì vậy thanh phần nhạy
cảm cảm ứng lõi pec-ma-lôi đợc ngời ta gọi là bộ dò bão hòa từ.
Hình 3.25 thể hiện hai lõi pec-ma-lôi giống nhau, đặt song song với nhau, trục dọc của
các thành phần nằm vuông góc với lực tổng hợp H


với nhau. Cuộn dây thứ 2 đợc cuốn qua từng cặp và nối với nhau thành hình tam giác.
Dòng điện xoay chiều trong cuộn dây thứ nhất đã tạo ra từ trờng biến đổi ở trong mỗi
lõi. Do đó ảnh hởng của nó tới cuộn dây thứ hai bị triệt tiêu.
Nếu đặt thành phần nhạy cảm này lên trên tàu thì từ trờng biến đổi ở trong mỗi lõi và
mắc nối tiếp với nhau. Cuộn dây thứ 2 đợc cuốn qua từng cặp và nối với nhau thành hình tam
giác.
Dòng điện xoay chiều trong cuộn dây thứ nhất đã tạo ra từ trờng biến đổi ở trong mỗi
lõi. Do đó ảnh hởng của nó tới cuộn dây thứ hai bị triệt tiêu.
Nếu đặt thành phần nhạy cảm này lên trên tàu thì từ trờng biến đổi sẽ đợc đặt vào từ
trờng cố định có hớng theo kinh tuyến la bàn, nghĩa là theo hớng của lực H'. Hai loại từ
trờng này bù nhau gây ra từ trờng biến đổi trong dòng cảm ứng biến đổi. Giá trị dòng điện
cảm ứng này phụ thuộc vào vị trí tơng đối của chúng với kinh tuyến la bàn
Nếu nối các cuộn dây thứ ba của thành phần nhạy cảm ba pha vào một đồng hồ đo thế
hiệu có cuộn dây stato ba pha thì dòng điện cảm ứng sẽ gây ra từ trờng, từ trờng này sẽ có
hớng trùng với lực H' nghĩa là trùng với hớng của kinh tuyến la bàn.
Hình 3.28
1. Thành phần nhạy cảm
1. Xen - xin đồng bộ
2. Bộ khuyếch đại
3. Động cơ truy theo
Hình 3.27

hởng của từ trờng thẳng đứng của trái đất Z'. Nếu có ảnh hởng của thành phần Z' thì số chỉ
của la bàn sẽ sai. Để đảm bảo thành phần nhạy cảm luôn luôn ở trong mặt phẳng nằm ngang
với mọi tình trạng của tàu ngời ta đã sử dụng cơ cấu cân bằng dạng con quay thẳng đứng
hoặc bộ phận chống rung đặc biệt bằng chất lỏng.

3.6.2.2 Thành phần nhạy cảm kim quay từ và cảm ứng con quay.

Một số xu hớng trong các tàu giao thông hiện nay mà cả xu thế phát triển của ngành
đóng tàu sau này, nếu điều kiện làm việc của la bàn từ thay đổi thì phải nghiên cứu chế tạo ra
những loại la bàn từ có cấu tạo mới.
Xu thế cơ bản của ngành đóng tàu thế giới là chế tạo những con tàu đi lại với tốc độ
nhanh, có hiệu quả kinh tế cao.
Với mục đích ấy ngời ta dự định đóng con tàu có cánh lớt trên mặt nớc có đệm
không khi hoặc co cánh ở dới nớc (tầu ngầm hay nửa ngầm).
Chơng 3

La bàn từ hàng hải và các thiết bị khử độ lệch86
Liên Xô lần đầu tiên trên thế giới đã chế tạo và sử dụng vào giao thông loại tàu có
cánh ở dới nớc, tốc độ của nó có thể đạt tới 40nơ. Với tốc độ nh vậy thì la bàn con quay
làm việc không tốt không chỉ ở vĩ độ cao mà ngay cả ở vĩ độ trung bình, bởi vì trong trờng
hợp này sai số tốc độ sẽ rất lớn.
Các la bàn từ có cấu tạo thông thờng không sử dụng đợc trên các tàu chạy nhanh.
Trong điều kiện tàu chạy nhanh va đạp của tàu chạy nhanh. Trong điều kiện tàu chạy nhanh va
đạp của tàu với sóng gió rất lớn, gây ra rung động lớn. Do vậy thành phần nhạy cảm của la bàn
từ chịu ảnh hởng của lực va chạm thay đổi liên tục, trọng tâm hệ thống nhạy cảm bị xê dịch
ra ngoài vị trí tính toán, gây ra mômen quay thay đổi liên tục, do vậy kim la bàn luôn luôn
lệch ra khỏi kinh tuyến từ về phía này hoặc phía kia. Trong tình trạng ấy mặt số la bàn luôn

con quay với đờng nS của thành phần nhạy cảm.
Khi phối hợp vị trí của thành phần nhạy cảm của la bàn từ và tín hiệu con quay thì vị trí
thành phần nhạy cảm đợc đa qua bộ cảm biến hiệu chỉnh phơng vị, bộ này sẽ tạo ra mômen
quay quanh trục ngang theo con quay. Cuối cùng bắt đầu thực hiện quá trình quay tròn của
Hình 3.29

1. Thành phần nhạy cảm của kim từ
2.
Bộ cảm biến hiệu chỉnh phơng vị
3.
Bộ cảm thụ
4.
Bộ khyếch đại
5.
Bộ hiệu chỉnh
6. Bộ truyền
7. Con quay
Chơng 3

La bàn từ hàng hải và các thiết bị khử độ lệch87
trục thẳng đứng và đa đến phù hợp với vị trí của thành phần nhạycảm từ. Vị trí trục chính
của con quay đợc truyền đến bộ nhớ.
Sự sai lệch của thành phần nhạy cảm từ dới tác dụng của các lực va chạm, do tính ổn
định lớn của con quay mà nó hầu nh không phản ứng.
Thành phần nhạy cảm của con quay cảm ứng, sự hiệu chỉnh phơng vị của con quay
cũng có sơ đồ khối tơng tự nh trên.


Chơng 3

La bàn từ hàng hải và các thiết bị khử độ lệch88
đổi do mặt số quay đã chiếu vào tế bào quang điện. Hiện tợng này dẫn đến phá vỡ sự cân
bằng của cầu đối, gây ra dòng điện đi vào động cơ truy theo và nó bắt đầu làm việc, làm phù
hợp vị trí của nó với sự quay của rôto Xenxi cảm biến với xenxin thu bộ nhớ.

Chơng 4

phơng pháp khử độ lệch la bàn từ

89
Chơng 4
phơng pháp khử độ lệch la bàn từ

4.1. sự cần thiết phải khử độ lệch

Hiện nay tất cả các tàu chạy biển đều đợc đóng bằng sắt thép nên do ảnh hởng của từ
trờng tàu làm cho la bàn từ trang bị trên tàu, hớng chỉ la bàn sai số rất lớn, thờng sai số đạt
tới vài chục độ. La bàn hoạt động ở trạng thái nh vậy không thể sử dụng để chỉ hớng cho tàu
chạy trên biển đợc. Muốn sử dụng để chỉ hớng ngời ta có thể xác định sai số trên các
hớng đi chính và lập bảng sai số nhng độ tin cậy kém gây trở ngại cho quá trình dẫn tàu và
ngoài ra nếu để la bàn sai số có độ lệch lớn nh vậy thì trên một hớng nào đó lực tổng tác
dụng vào kim la bàn sẽ gần bằng không, tức là độ lệch hớng của la bàn rất nhỏ không đủ
thắng lực ma sát ở ổ đở kim từ, vì vậy kim la bàn quay rất chậm, hoặc quay tròn khi có ảnh
hởng mạnh của sóng gió.
Vậy từ những lý do trên, công tác khử độ lệch la bàn là rất cần thiết, không thể thiếu

90
Lực AH, DH, EH gây độ lệch cố định và độ lệch phần t, các lực này do thanh
sắt non doc, ngang trên tàu gây ra. Vì vậy muốn khử 3 lực trên chúng ta cũng phải dùng các
thanh sắt non. Thanh khử đặt ở dạng tơng tự để tạo ra các lực trực đối. Chẳng hạn muốn khử
lực DH, nếu ta dùng nam châm vỉnh cửu để khử thì khi tàu thay đổi hớng đi thì hớng của
DH sẽ thay đổi còn hớng của lực do nam châm vĩnh cửu gây ra vẫn cố định so với hớng
đi, tức là không bảo đảm điều kiện trực đối. Các lực BH =cz +p và CH =fz+q gây ra độ
lệch bán vòng, các lực này do các thanh sắt từ cứng và thanh sắt từ mềm trên tàu gây ra. Thành
phần lực q và p do các thanh sắt từ cứng gây ra, thành phần cz và fz do các thanh sắt từ mềm
vuông góc với mặt boong tàu gây ra. Vậy để khử lực p và q ngời ta dùng các thanh nam châm
vĩnh cửu đặt sao cho tạo ra các xung lực song song và vuông góc với trục dọc tàu và trực đối
với p và q. Khử các lực cz và fz ngời ta sử dụnh các thanh sắt non flinder bar đặt phía trớc la
bàn và thẳng góc với boong tàu.

4.3. xác định đầu của thanh nam châm khử độ lệch
4.3.1 Khái niệm
La bàn từ bắt đầu đợc lắp đặt trên tàu các thanh nam châm khử đều đặt ở ngoài thân
la bàn, đợc bảo quản trong một hộp đựng bằng gỗ. Khi tiến hành khử độ lệch, để đảm bảo
công việc đợc diễn ra nhanh chóng và chính xác, ngời ta phải biết cách đặt nam châm dọc
và ngang có đầu bắc hớng về phía nào cho phù hợp.
Để xác định hớng của đầu thanh nam châm khử , ta tiến hành xác định hớng dơng
của các lực gây lệch. Nếu biết đợc hớng này ta chỉ việc đặt đầu bắc của thanh khử về phía
hớng dơng của lực gây lệch thì vị trí đặt đó là phù hợp.
4.3.2 Phơng pháp xác định đầu nam châm khử độ lệch (Hình 4.1)
Để xác định hớng của các lực gây lệch BH, CH ta tiến hành nh sau:
Giả sử các lực DH đã khử, AH, EH nhỏ cho phép bỏ qua, tàu dang nằm trên
hớng la bàn HL. Ngời ta đo lực từ trờng nằm ngang H ở trên bờ và đo H ở trên tàu, tính
gần đúng giá trị H.

Y
0
Lấy giá trị = 0,8
đến 0,9 với la bàn chuẩn
và 0,6 đến 0,8 với la bàn lái. Từ hải đồ đo phơng
vị mục tiêu ở xa đợc PT, trên tàu dùng la bàn đo
phơng vị tới mục tiêu trên là PL. Tính đợc độ
lệch la bàn = PT - d -
PL, sau đó tính hớng
Hd= HL + .
Chơng 4

phơng pháp khử độ lệch la bàn từ

91
Đặt lực H và H theo tỉ lệ xích quy định. Để dựng lực BH,CH ta đem chiếu H và
H lên trục dọc và ngang của tàu. Ký hiệu các thành phần hình chiếu trên trục x là x và x
0
,
các thành phần hình chiếu trên trục y là y và y
0
. Nếu không có lực BH, CH thì lực tác
dụng vào kim la bàn chỉ có H và hình chiếu của chúng là x
0
và y
o
. Khi có lực BH,CH
tác dụng thì các thành phần hình chiếu lực tác dụng lên kim la bàn y, x. Khi này ta thấy ngay
đợc là hình chiếu theo trục dọc tàu xvà x
4.4.1 Phơng pháp ERY khử độ lệch bán vòng C'H.
4.4.1.1 Nguyên lý
- Dẫn tàu đi theo hớng địa từ Hd = 0
o
dựa vào hớng và độ lớn của các lực độ lệch ta xây
dựng đợc tam giác lực nh sau. Giả thiết các phân lực đều dơng lấy tâm điểm la bàn làm
N
L

-
Dẫn tầu đi theo hớng hịa từ Hd nghĩa là ta
phải dẫn tàu theo chập tiêu, tốt nhất là sử dụng
trờng khử độ lệch. Nếu đi
ều kiện không có
trờng khử, chập tiêu ta sử dụng hớng đi của la
bàn con quay trên tàu .
-
Dẫn tàu khử độ lệch trên hớng đi mà độ lệch
sinh ra là lớn nhất.
-
Phơng pháp có độ chính xác cao, dễ thực
hiện.


H

C

H

S

S

N

N

F
1

f
(A+E)

f
C

Chơng 4

phơng pháp khử độ lệch la bàn từ92

Nh vậy lực f
c
có tác dụng khử CH trên tất cả mọi hớng đi của tàu, còn lực
f
(A+E)
chỉ khử (AH+EH) trên hớng đi Hd = 0
0
, còn các hớng đi khác loại lực này
không trực đối nhau, nên lực f
(A+E)
này lại tác dụng và la bàn gây độ lệch gọi là lực khử thừa. 4.4.1.2 Các bớc tiến hành.
- Dẫn tàu đi Hd = 0
0
, dùng biểu xích la bàn đo
N
điều chỉnh cặp nam châm khử hết
N
.

(A+E)
gây ra.

Vậy ta điều chỉnh cặp nam châm nói trên khử
1/2
S
tức là khử đợc
f
(A+E)
, công việc khử lực CH hoàn thành.
Hình 4.3

H


S
N
d

N
L

S

S

N

N