BADANIE BUSOLI MAGNETYCZNEJ I INDUKCYJNEJ

ĆWICZENIE LABORTORYJNE BADANIE BUSOLI MAGNETYCZNEJ I INDUKCYJNEJ 1. Wiadomości teoretyczne Pomiar kursu magnetycznego Jednym z podstawowych parametrów nawigacyjnych umożliwiających pilotowi prowadzenie SP po zaplanowanej wcześniej trasie (w korytarzu powietrznym) jest kurs. Kursem SP nazywa się kąt określający kierunek lotu, mierzony w płaszczyźnie horyzontu, w prawo od bazowej linii odniesienia przechodzącej przez środek masy SP, do jego osi podłużnej w zakresie 0 360 0. Kursy statku powietrznego W zależności od przyjętej linii odniesienia rozróżnić można kursy: busoli KB, magnetyczny KM oraz kurs geograficzny KG zwany rzeczywistym. Oprócz nich w lotnictwie rozróżnia się inne rodzaje kursów: m.in. kurs giromagnetyczny, ortodromiczny itd. Naturalną, bazową linią odniesienia, możliwą do autonomicznego odtworzenia na pokładzie SP w czasie lotu, jest kierunek wyznaczony przez składową horyzontalną wektora natężenia ziemskiego pola magnetycznego. W niezakłóconym naturalnym polu magnetycznym Ziemi kierunek ten wskazuje swobodna igła magnetyczna. Pomiar odchylenia osi podłużnej SP od wyznaczonej linii jest w tej sytuacji sprawą trywialnie prostą. Tak więc, magnetyczna metoda pomiaru KM opiera się na zjawisku samoistnego ustawiania się swobodnego magnesu stałego do położenia zgodnego z kierunkiem lokalnego, wypadkowego wektora natężenia zewnętrznego pola magnetycznego oddziaływującego na ten magnes oraz na dobrej znajomości charakterystyk i parametrów ziemskiego pola magnetycznego. Gdyby deklinacja ΔM i dewiacja ΔB wynosiły zero, wskazanie busoli (tzw. kurs busoli - KB ) równy byłby kursowi magnetycznemu KM oraz kursowi rzeczywistemu (geograficznemu) KG. Kursem magnetycznym nazywa się kąt określający kierunek lotu, mierzony w płaszczyźnie horyzontu, w prawo od południka magnetycznego przechodzącego przez środek masy SP, do jego osi podłużnej w zakresie 0 360 0. 1

Wobec tego, że igła magnetyczna (róża busoli) ustawia się wzdłuż wypadkowego wektora natężenia pola magnetycznego, jej wskazania najczęściej obarczone są tzw. błędem dewiacji i powinny być traktowane jako tzw. kurs busoli. Przyczyną dewiacji wskazań busoli na samolocie jest oddziaływanie na jej element czuły (czujnik indukcyjny) pól magnetycznych elementów konstrukcyjnych samolotu wykazujących własności magnetyczne. W ogólnym przypadku, wypadkowy wektor natężenia pola magnetycznego wyznaczający linię odniesienia - tzw. południk busoli, jest geometryczną sumą wektora natężenia pola magnetycznego Ziemi oraz wektora natężenia pola magnetycznego samolotu. W rezultacie, przy nie skompensowanej dewiacji, element czuły busoli odtwarza kierunek południka magnetycznego błędnie - przy zmianie kursu nie jest zachowywany kierunek bazowej linii odniesienia. Jest to bezpośrednio przyczyną błędnego pomiaru kursu. Błąd ten może dochodzić w skrajnych przypadkach, na kursach: 90 0 i 270 0 nawet do kilkunastu stopni. Charakterystyka ziemskiego pola magnetycznego Wyznaczanie kursu magnetycznego możliwe jest dzięki występowaniu naturalnego magnetyzmu ziemskiego. Traktując Ziemię jak wielki magnes, możemy wyróżnić jego dwa umowne bieguny magnetyczne, które nie pokrywają się z biegunami geograficznymi (miejscami na powierzchni kuli ziemskiej w których jest ona "przebijana" osią obrotu dobowego). Dodatkowo stwierdzono, że bieguny te znajdują się na pewnej głębokości i zmieniają swoje położenie z upływem czasu. Umowne linie sił pola magnetycznego Ziemi "wychodzą" z południowego bieguna magnetycznego i schodzą się na północnym biegunie magnetycznym. Przyjmuje się, że północny biegun magnetyczny (NM) znajduje się w północnej (arktycznej) części Kanady. Biegun południowy zaś znajduje się na Antarktydzie. Współrzędne geograficzne tych biegunów wędrują dookoła biegunów geograficznych. Przyczyny tego zjawiska są do dziś nie wyjaśnione. Prosta łącząca bieguny magnetyczne nazywa się magnetyczną osią Ziemi. Oś ta, oczywiście, nie przechodzi przez środek Ziemi i tworzy z osią ziemską kąt ok. 11 o 30'. Pole magnetyczne Ziemi: a) przebieg linii sił, b) deklinacja, c) inklinacja. Pole magnetyczne Ziemi, w każdym swym punkcie, charakteryzuje się całkowitym natężeniem pola magnetycznego, inklinacją magnetyczną i deklinacją magnetyczną. 2

Natężeniem pola magnetycznego Ziemi nazywa się siłę, z jaką pole magnetyczne Ziemi działa w danym punkcie na biegun jednostkowy igły magnetycznej. Wektor natężenia pola T, styczny w każdym punkcie do linii sił tego pola, daje się rozłożyć na dwie składowe: poziomą H (położoną w płaszczyźnie horyzontu rzeczywistego) i pionową Z (skierowaną do środka Ziemi). Ze zwiększaniem szerokości geograficznej, składowa pionowa Z zmienia się od zera (na równiku magnetycznym) do wartości maksymalnej na biegunie magnetycznym, a składowa pozioma H zmienia się odpowiednio od wartości maksymalnej do zera. Interesująca nas, ze względu na wyznaczanie kierunku odniesienia w płaszczyźnie horyzontalnej, składowa pozioma H na równiku magnetycznym H=T a na biegunie H=0. Parametry pola magnetycznego Ziemi przedstawiane są specjalnych mapach magnetycznych za pomocą tzw. izolinii, które łączą punkty na powierzchni Ziemi o jednakowych wartościach odpowiednich parametrów (elementów). Linie łączące na mapie punkty o jednakowej wartości natężenia pola magnetycznego Ziemi nazywa się izodynamami. Rozróżnia się izodynamy całkowite, pionowe i poziome. Swobodnie podwieszona igła magnetyczna ustawia się zgodnie z kierunkiem wektora wypadkowego natężenia pola magnetycznego Ziemi T. Kąt zawarty między płaszczyzną poziomą i osią swobodnie podwieszonej igły nazywa się inklinacja magnetyczną. Wartość inklinacji zmienia się od 0 o do 90 o i mierzy się ją od płaszczyzny poziomej. Przyjmuje się ja za dodatnią gdy opuszcza się północny koniec igły magnetycznej, a za ujemną gdy opuszczony jest południowy koniec na półkuli południowej. Tak więc, obserwuje się odchylanie igły magnetycznej od położenia poziomego na równiku magnetycznym do położenia pionowego na biegunie magnetycznym. Linia łącząca na mapie punkty o jednakowej wartości inklinacji magnetycznej nazywa się izokliną. W 1975 roku inklinacja na obszarze Polski wynosiła +64 o w rejonach południowych a +68,5 o w rejonach północnych. Roczna zaobserwowana zmiana wynosiła +0,03 o. Linia wzdłuż której ustawia się swobodnie podwieszona igła magnetyczna pod wyłącznym wpływem działania magnetyzmu ziemskiego, nazywa się południkiem magnetycznym NM-SM. Ze względu na to, że bieguny magnetyczne nie leżą na końcach tej samej średnicy Ziemi, południki magnetyczne, w odróżnieniu od południków geograficznych, nie są łukami wielkich kół. Kąt odchylenia igły magnetycznej od płaszczyzny południka geograficznego (rzeczywistego), czyli kąt zawarty między północnym kierunkiem południka geograficznego i północnym kierunkiem południka magnetycznego, przechodzącymi przez dany punkt, nazywa się deklinacja magnetyczną. Deklinacja wschodnia jest dodatnia a zachodnia ujemna. Linia łączą ca punkty o jednakowej wartości deklinacji magnetycznej nazywa się izogoną, a linia łącząca punkty o deklinacji równej zeru agoną. W 1975 roku na obszarze Polski deklinacja magnetyczna wynosiła 0 o w rejonach zachodnich i +3 o w rejonach wschodnich, a roczna zmiana wynosiła +4'. Obok przedstawionego sposobu w lotnictwie wykorzystuje się inne metody określania kierunku lotu: metody astronomiczne metody giroskopowe metody radiotechniczne metody nawigacji satelitarnej. Wymagana dokładność pomiaru kursu do celów nawigacyjnych przy sterowaniu ręcznym wynosi 30' a przy sterowaniu automatycznym nie może przekroczyć 15'. Busola magnetyczna Zalety metody magnetycznej: Autonomiczność odtwarzania linii odniesienia Wysoka dokładność, stabilność i odtwarzalność pomiaru Niski koszt czujników 3

Mała masa czujników Zerowy czas gotowości Mały pobór energii elektrycznej Busola magnetyczna jest najprostszym i w większości przypadków dostatecznie niezawodnym, chociaż niezbyt dokładnym przyrządem do określania kursu SP. Po dzień dzisiejszy znaleźć ją można w kabinach wszystkich SP od szybowców po największe i najnowocześniejsze samoloty pasażerskie. Zasada działania lotniczej busoli magnetycznej opiera się na zjawisku samoistnego ustawiania się swobodnych namagnesowanych ciał równolegle (stycznie) do linii sił wypadkowego pola magnetycznego na nią działającego. Busola magnetyczna: a) przekrój, b) widok: 1 - skala, 2 - kreska kursowa, 3 - kompensator dewiacji, 4 - łożysko, 5 - magnes, 6 - przestrzeńwypełniona cieczą, 7 - pierścień nastawny. Stosowanie busoli wiąże się z pewnymi utrudnieniami: brak możliwości wyprowadzenia elektrycznego sygnału pomiarowego wrażliwość na wibracje podstawy, odchylenia od pionu, przyspieszenia konieczność ręcznej kompensacji dewiacji szczątkowej i deklinacji słabe właściwości dynamiczne (długi czas uspokojenia wskazań) duża zależność dokładności pomiaru od precyzji wykonania busol Podstawowym elementem każdej busoli i każdego kompasu są elementy magnetyczne igła lub pręty z magnesu trwałego. W połączeniu ze skalą, tworzą obrotowy element, zawieszony na specjalnym łożysku zapewniającym mu możliwość ruchu obrotowego bez tarcia względem obudowy, nazywany różą busoli. Róża busoli najczęściej obraca się w specjalnym płynie, który wytwarza siłę wyporu zmniejszającą tarcie oraz będącą źródłem sił tłumiących, z wykorzystaniem sił tarcia wiskotycznego. W okienku odczytowym, względem naniesionego indeksu, z ruchomej skali odczytać można, po ustaleniu się wskazań, bieżącą wartość kursu. Istotnym elementem każdej busoli jest magnetyczny kompensator dewiacji. Na odchyloną różę busoli działa moment obrotowy, który wytwarzają siły oddziaływania magnetycznego magnesów stałych oraz pola zewnętrznego. Wartość tego momentu jest funkcją kąta odchylenia róży busoli od kierunku wyznaczonego wektorem natężenia pola magnetycznego w miejscu pomiaru. Parametrami są: moment magnetyczny czujnika zależny od mas magnetycznych prętów oraz odległości między biegunami oraz natężenie pola zewnętrznego. Zwykłą igłę podpiera się w miejscu przesuniętym względem środka ciężkości lub obciąża jeden z końców (na półkuli północnej koniec południowy) w celu wyeliminowania odchylania od poziomu (duży kąt inklinacji). 4

Wskazania busoli magnetycznej obciążają następujące błędy: - zastój róży busoli zastój róży busoli zależy od stosunku wartości momentu obrotowego oraz momentu szkodliwego od sił tarcia w łożysku róży. Określany jest minimalną wartością kąta odchylenia róży busoli (do 1 o dla KI-12) od kierunku południka magnetycznego, dla którego moment obrotowy jest mniejszy od momentu szkodliwego. Wynika z pewnej progowej wartości momentów od sił tarcia w parach kinematycznych zawieszenia róży busoli. Zwiększa się w czasie, w związku z zużywaniem się elementów zawieszenia, rozmagnesowywania igły, używania busoli na dużych szerokościach geograficznych. - pociąganie róży busoli wynika z tarcia między cieczą a powierzchnią skali róży busoli i bezwładnego ruchu cieczy po wykonanym zakręcie. Opóźnia to powrót róży do położenia ustalonego i powoduje że odbywa się to ruchem oscylacyjnym. Parametrem określającym wartość tego błędu jest czas uspokojenia ruchów oscylacyjnych od kilkunastu sekund (17 sek. dla KI-12) do 2 minut. - błąd pozycyjny (montażowy) wynika z niedokładnego zamontowania busoli na samolocie i nie pokrywania się płaszczyzny symetrii busoli z płaszczyzną symetrii samolotu. - dewiacja stała, półokrężna, ćwierćokrężna, pochyleniowa, przechyleniowa. Między innymi dewiację pochyleniową (przechyleniową) powoduje oddziaływanie pionowej składowej pola magnetycznego samolotu znajdującego się w niewielkim przechyleniu (pochyleniu) na różę busoli pozostającą w płaszczyźnie horyzontu. Powoduje to w tym czasie dodatkowe wychylenie róży z normalnego położenia i błąd w pomiarze kursu. - błąd północny - błąd północny pojawia się w czasie schodzenia samolotu z kursu północnego 0 0, gdy na przechyloną w zakręcie różę busoli działa składowa pionowa wektora natężenia ziemskiego pola magnetycznego powodując jej dodatkowy, chwilowy obrót. Jednym ze sposobów walki o poprawę dokładności wskazań busoli było zastosowanie busol odległościowych. Nadajnik z różą busoli umieszczano na samolocie w miejscu charakteryzującym się najmniejszym wpływem pól magnetycznych samolotu. W celu odległościowego przesłania informacji o położeniu kątowym róży stosowano różnego rodzaju specjalne, bezmomentowe przetworniki położenia kątowego oraz elektryczne linie przesyłowe. Rodzaje dewiacji Analiza przebiegu wykresu wartości dewiacji tzw. szczątkowej przy zmianach kursu SP od 0 0 do 360 0 oraz jej możliwych źródeł wykazuje, iż jej wypadkowy przebieg można przedstawić jako sumę, teoretycznie rozróżnianych, trzech podstawowych rodzajów dewiacji (rys.8), związanych ściśle z własnościami dwóch rodzajów materiałów magnetycznych występujących w konstrukcji samolotu: okrężnej (stałej), półokrężnej, ćwierćokrężnej. Przykładowy grafik dewiacji busoli. Dewiacja okrężna najczęściej spowodowana jest złym ustawieniem busoli (czujnika indukcyjnego) względem osi podłużnej SP. Jest ona zarazem najłatwiejsza do określania oraz do skompensowania poprzez obrót obudowy całej busoli w miejscu zamontowania o kąt równy jej wartości, względem osi podłużnej samolotu. Dewiacja półokrężna wywołana jest tzw. żelazami twardymi magnetycznie (tzn. o dużej koercji magnetycznej) oraz stałymi polami magnetycznymi od różnorodnych źródeł elektrycznych prądu stałego na pokładzie samolotu. W związku z tym przyjmuje się, że kierunek wektora natężenia pola magnetycznego od żelaz twardych ma niezmienny (niezależny od kursu) kierunek względem osi podłużnej SP. W ogólnym 5

przypadku, ze względu na konstrukcyjną symetrię samolotu, przyjmuje się, że odchyla się on od podłużnej osi SP jedynie na niewielki kąt. Dewiacja półokrężna przy zmianie kursu samolotu o 360 0 dwukrotnie osiąga wartość maksymalną oraz dwukrotnie wartość zerową. Jej wartość B jest funkcją okresową, zależną od kursu SP. Na kursach przeciwnych ( i 180 0 + ) równa jest co do wartości, lecz ma przeciwny znak. Dewiację półokrężną określa się za pomocą współczynników B i C, które w przybliżeniu równe są iloczynowi stosunku modułów wektorów F do H i odpowiednio funkcji sin i cos. Dewiację ćwierćokrężną wywołują pola magnetyczne, których źródłem są tzw. żelaza miękkie magnetycznie. Są to elementy konstrukcji samolotu, które charakteryzują się tym, iż w zależności od kursu, magnesują się od zewnętrznego pola magnetycznego (Ziemi) oraz od pola magnetycznego żelaz twardych magnetycznie. W ogólnym przypadku wektor natężenia pola magnetycznego od żelaz miękkich, przy zmianach kursu SP zmienia swoje położenie zarówno względem osi podłużnej SP, jak i południka magnetycznego. Przy zmianach kursu SP od 0 0 do 360 0 czterokrotnie osiąga ona wartość maksymalną i czterokrotnie wartość zerową. Jej maksymalna wartość nie przekracza zwykle (1 2) 0. W układach busol giroindukcyjnych oraz systemów kursowych jest ona kompensowana za pomocą mechanicznych korektorów krzywkowo-taśmowych. Mechaniczne metody kompensacji dewiacji magnetycznej W celu zwiększenia dokładności określania kursu za pomocą busoli magnetycznej należy okresowo sprawdzać i kompensować dewiację czujnika magnetycznego oraz sporządzać wykresy dewiacji szczątkowej. Dewiację stałą (błąd montażowy) kompensuje się obrotem korpusu busoli (czujnika pola magnetycznego) Dewiację półokrężną kompensuje się za pomocą magnetycznego urządzenia dewiacyjnego (kompensatora dewiacji) zamontowanego na korpusie busoli lub czujnika magnetycznego, poprzez wytworzenie lokalnego pola magnetycznego równego i przeciwnie skierowanego do pola od żelaz twardych magnetycznie lub za pomocą kompensatora elektrycznego. Dewiacja ćwierćokrężna nie może być kompensowana za pomocą magnesów trwałych, ponieważ zależy od kursu SP. Kompensuje się ją za pomocą kompensatorów mechanicznych (np. krzywkowotaśmowych) lub elektrycznych. Obrotowy, magnetyczny kompensator dewiacji półokrężnej a) minimalny wpływ kompensatora, b) maksymalny wpływ kompensatora, c) pośredni wpływ kompensatora Indukcyjny czujnik kursu magnetycznego Indukcyjny czujnik kursu magnetycznego jest źródłem sygnału elektrycznego U 2 proporcjonalnego do kąta między kierunkiem wypadkowego wektora pola magnetycznego a osią pomiarową sondy. 6

Sonda pomiarowa czujnika indukcyjnego. Sonda przedstawiona na rysunku powyżej jest jedną z trzech (lub dwóch - ID-6) składających się na kompletny czujnik. Jej podstawowe elementy składowe to dwa rdzenie permallojowe, przemagnesowywane cyklicznie wskutek przepływu prądu przez uzwojenia magnesowania nawinięte przeciwsobnie na obydwa rdzenie i zasilane ze wspólnego źródła napięcia przemiennego. Stan magnetyczny obu rdzeni zmienia się zatem z częstotliwością dwa razy większą od częstotliwości napięcia zasilania - za jeden okres zmian napięcia są one dwukrotnie wprowadzane w stan nasycenia magnetycznego. Ponieważ w każdym momencie czasu strumienie magnesujące mają tę samą wartość i przeciwne zwroty, nie indukują one napięcia w uzwojeniu pomiarowym. U 2 indukuje się po umieszczeniu sondy w stałym polu magnetycznym (ziemskim polu) dzięki temu, iż w obszarze objętym uzwojeniem pomiarowym wymuszana jest pulsacja strumienia wskutek zmian przenikalności magnetycznej obu rdzeni. Dokładnie, w nieruchomej sondzie, wartość siły elektromotorycznej U 2 zależy od kąta między podłużną osią rdzeni, a kierunkiem poziomej składowej pola magnetycznego Ziemi. Jeśli osie rdzeni pokrywają się z kierunkiem linii sił pola magnetycznego Ziemi, to siła elektromotoryczna U 2 ma wartość maksymalną, jeśli osie rdzeni będą prostopadłe do linii sił pola Ziemi, to siła elektromotoryczna jest równa zeru. Wiadomo że: B = Hcos = B S = H S cos U 2 = - z (d /dt = - z H S (d /dt) cos ; Z analizy ostatniego wzoru, wynika, że wartość siły elektromotorycznej U 2 zależy od parametrów konstrukcyjnych sondy: ilości zwojów z, jej pola przekroju poprzecznego S oraz od wartości natężenia sił pola magnetycznego H. Siła elektromotoryczna zależy również od dynamiki zmian przenikalności magnetycznej (człon d /dt), wywołanej przepływem prądu przemiennego o częstotliwości f. Wzrostem częstotliwości powoduje wzrost czułości sondy. Natomiast zależność pomiędzy wartością siły U 2, a wartością kąta pod jakim skierowany jest wektor sił pola magnetycznego H do osi sondy jest zależnością kosinusową /dla kątów bliskich 0, 180 i 360 wartość siły U 2 zwiększa się, natomiast dla kątów bliskich 90 i 270 wartość U 2 się zmniejsza/ 7

GRUPA LABORATORYJNA: Nazwa grupy. Skład grupy: 1... 2... 3... 4... 5... 6... 7... 8... 9... 10... 11... 12... 13... 14... Data wykonania ćwiczenia: CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest zaznajomienie się słuchaczy z zasadą działania lotniczej busoli magnetycznej i indukcyjnej. STANOWISKO LABORATORYJNE Stanowisko laboratoryjne do badania właściwości busol lotniczych składa się z: lotnicza busola magnetyczna; lotnicza busola indukcyjna; multimetr (x3); wkrętak z materiału diamagnetycznego. PRZEBIEG ĆWICZENIA 1. Badanie busoli magnetycznej Badanie busoli magnetycznej ma na celu określenie błędów instrumentalnych busoli magnetycznej oraz efektywność działania kompensatora dewiacji. Podczas pomiarów należy pamiętać, aby masy magnetyczne (zakłócające ziemskie pole magnetyczne) były oddalone od stanowiska o minimum 2 m. Do odchylania róży busoli może posłużyć magnes trwały lub cewka zasilana prądem stałym. Badana busola zamocowana jest w statywie umożliwiającym obrót busoli wokół osi własnej w zakresie kąta 0-360 0 z odczytem kątów oraz umożliwiającym jednoczesne jej odchylenie od płaszczyzny poziomej z możliwością odczytu kąta. Pomiary należy wykonywać w sposób opisany poniżej, a wyniki należy notować w tabeli 1: 8

obrócić wkrętakiem diamagnetycznym magnesy kompensatora dewiacji w położenie neutralne (zaznaczone na wkrętach); sprawdzić płynność ruchu róży busoli przy przechyleniach. Dokonuje się tego przechylając ją na stanowisku o kąt 17 0 i obracając razem z jego częścią ruchomą powoli wokół osi pionowej. Róża busoli powinna zachować cały czas swoje pierwotne położenie; określić kąt martwy (zastoju) róży busoli w następujący sposób: - zorientować stanowisko według południka magnetycznego w miejscu pomiarów; - dokonać odczytu wskazań busoli (przy neutralnym położeniu magnesów); - obrócić różę busoli o kąt 5 o w prawo przy pomocy magnesu trwałego, a następnie szybko go odsunąć i po ustaleniu się wskazań dokonać powtórnego odczytu. Wynik zanotować w tabeli 1. - obrócić różę busoli o kąt 5 o w lewo przy pomocy magnesu trwałego, a następnie szybko go odsunąć i po ustaleniu się wskazań dokonać powtórnego odczytu. Wynik zanotować w tabeli 1. - kąt martwy (zastoju) określa się ze średniej arytmetycznej wskazań po wychyleniu się róży busoli w prawo i lewo o 5 o od położenia wyjściowego. dokonać pomiaru wielkości charakteryzujących tłumienie wskazań róży busoli. W tym celu należy, po zorientowaniu stanowiska według południka magnetycznego i ustawieniu magnesów kompensatora w położeniu neutralnym, odchylić różę busoli za pomocą magnesu trwałego o 90 0 od położenia wyjściowego, a następnie prędko magnes odsunąć włączając jednocześnie dwa stopery. Pierwszy z nich wyłącza się przy pierwszym przejściu róży busoli przez kierunek południka, a następnie odczytuje się i notuje w tabeli pierwsze maksymalne wychylenie po drugiej stronie kierunku południka. Drugi sekundomierz należy wyłączyć w chwili całkowitego ustalenia wskazań. Należy również policzyć ilość przejść róży busoli przez kierunek południka. Pomiar ten wykonuje się dwukrotnie, a następnie należy obliczyć średnie arytmetyczne mierzonych wielkości; dokonać pomiaru kąta pociągania róży busoli. W tym celu należy ustawić busolę w kierunku N S, po czym wraz z nią obracać stanowisko wokół osi pionowej z prędkością 1obr/10s. Po wykonaniu pełnego obrotu należy odczytać wskazania kursu i zanotować w tabeli 1. określić maksymalny efekt oddziaływania kompensatora dewiacji. Busolę z zamontowanym kompensatorem dewiacji należy ustawić na kursie N po uprzednim ustawieniu magnesów kompensatora w położeniu neutralnym. Następnie przy pomocy wkrętaka diamagnetycznego obracać wkręt kompensatora N-S w prawo, powodując maksymalne wychylenie róży busoli, a następnie wychylenia busoli w tabeli 1. Analogiczne pomiary wykonujemy dla obrotu kompensatora w lewo. Średnie arytmetyczne odchyleń róży busoli w obydwie strony daje maksymalny kąt wychylenia i charakteryzuje efektywność kompensatora dewiacji. W drugim kroku sprawdzić w sposób analogiczny oddziaływanie kompensatora dewiacji na kursie E. określić odchylenie wskazań busoli na kursach od 0 do 360 co 45st.. Po zorientowaniu stanowiska na kursie N i ustawieniu kompensatora w położenie neutralne obracać busolę na stanowisku odczytując i zapisując w tabeli 2 jej wskazania. 9

Tabela 1. Lp. Parametry busoli Wyniki pomiarów podczas ruchu: w prawo w lewo Wartość średnia 1. Kąt zastoju róży busoli 2. Charakterystyka tłumienia a) czas pierwszego przejścia przez kierunek południka magnetycznego b) amplituda c) czas ustalenia wskazań d) ilość przejść przez kierunek południka 3. Kąt pociągania róży busoli 4. Maksymalny efekt działania kompensatora na kursach: a) N i S b) E i W Tabela 2 Kurs ustawiony na stanowisku laboratoryjnym N ( 0 0 ) Wskazania busoli Błąd wskazań NE (45 0 ) E (90 0 ) SE (135 0 ).. S (180 0 ) SW (225 0 ) W (270 0 ) NW (315 0 ).. N (0 0 ).. 2. Badanie busoli indukcyjnej Badanie busoli indukcyjnej wykonane zostanie w następujący sposób: zorientować stanowisko laboratoryjne według południka magnetycznego, tzn. tak, aby mierzone zaindukowane napięcie 1 miało wartość najmniejszą; obracając sondę pomiarowa na stanowisku co 10 0 w zakresie 360 0, kolejno dla trzech kombinacji połączenia trzech nadajników, dokonać pomiaru napięć na poszczególnych nadajnikach; wyniki zapisać w tabeli 3. 10

Tabela 3 Kurs ustawienia busoli 1 2 3 Kurs ustawienia busoli 0 190 1 2 3 10 200 20 210 30 220 40 230 50 240 60 250 70 260 80 27-0 90 280 100 290 110 300 120 310 130 320 140 330 150 340 160 350 170 360 180 SPRAWOZDANIE W sprawozdaniu należy zamieścić: protokół z ćwiczenia laboratoryjnego; tabele pomiarowe wraz z dokonanymi obliczeniami; wnioski dotyczące otrzymanych wyników. Wyniki pomiarów wykonanych w punkcie 2 należy przedstawić w następujący sposób: na podstawie danych z tabeli 1 wykreślić krzywą tłumienia busoli i podać wartość dekrementu tłumienia określonego ze stosunku dwóch sąsiednich amplitud drgania róży busoli sporządzić wykres błędów instrumentalnych busoli. Wyniki pomiarów wykonanych w punkcie 3 należy przedstawić w postaci wykresów przebiegów mierzonych napięć w funkcji zadanego kąta kursu. 11