大連海事大學電航儀器教案：第七章船用計程儀

1、航海儀器（電）1l第一節(jié) 船用計程儀的分類 l第二節(jié) 電磁計程儀l第三節(jié) 多普勒計程儀 l第四節(jié) 聲相關(guān)計程儀航海儀器（電）2l拖曳式和轉(zhuǎn)輪式l水壓式l電磁式l多普勒式l聲相關(guān)式一、計程儀的種類航海儀器（電）3相對計程儀：測量船舶相對于水的速度和航程的計程儀。絕對計程儀：測量船舶相對于地的速度和航程的計程儀。二、分類航海儀器（電）4利用電磁感應原理來測量船舶航行時利用電磁感應原理來測量船舶航行時對水的速度，并累計航程的計程儀。對水的速度，并累計航程的計程儀。 一、定義一、定義 它是一種相對計程儀它是一種相對計程儀航海儀器（電）51.傳感器：傳感器：是將船舶相對于水流的是將船舶相對于水流的速度信

2、息轉(zhuǎn)變成與該速度速度信息轉(zhuǎn)變成與該速度成正比的電壓或電流信號成正比的電壓或電流信號的器件。的器件。二、組成二、組成放大放大器器傳感傳感器器航航速速指示指示器器200p/n miles航海儀器（電）6二、組成二、組成放大放大器器傳感傳感器器航航速速指示指示器器200p/n miles2 . 放大器：放大器： 放大航速信號，輸放大航速信號，輸 出出 一個與航速成正比的直流信一個與航速成正比的直流信 號，送航速表指示相應的航速。號，送航速表指示相應的航速。 航海儀器（電）7二、組成二、組成放大放大器器傳感傳感器器航航速速指示指示器器200p/n miles3 .指示器：指示器： 顯示航速和航程；顯示

3、航速和航程；指示器還具有指示器還具有200HZ/n mail航速脈航速脈沖的標準輸出接口，可輸至真運沖的標準輸出接口，可輸至真運動雷達和動雷達和ARPA等其它導航儀器。等其它導航儀器。 航海儀器（電）8l 種類：種類：平面式平面式導桿式導桿式三、傳感器工作原理三、傳感器工作原理航海儀器（電）9l結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：l原理：原理：三、傳感器工作原理三、傳感器工作原理cosBlVEg航海儀器（電）10三、傳感器工作原理三、傳感器工作原理cosBlVEg 兩電極之間兩電極之間產(chǎn)生的感應電產(chǎn)生的感應電壓為：壓為：航海儀器（電）11l單波束多普勒計程儀的測速與單波束多普勒計程儀的測速與計程原理，存在的問題。計程原

4、理，存在的問題。l雙波束多普勒計程儀的測速與雙波束多普勒計程儀的測速與計程原理。計程原理。l多普勒計程儀性能指標；安裝多普勒計程儀性能指標；安裝與使用注意事項。與使用注意事項。l誤差及其消除方法。誤差及其消除方法。 航海儀器（電）12一、定義：一、定義：l利用多普勒效應原理制成的一種精密的利用多普勒效應原理制成的一種精密的測量船速和累計航程的水聲導航儀器。測量船速和累計航程的水聲導航儀器。l它能夠測量船舶相對海底的絕對速度。它能夠測量船舶相對海底的絕對速度。航海儀器（電）13二、多普勒效應：二、多普勒效應：l 在聲源和接收者間有相對運在聲源和接收者間有相對運動時，接收者收到的頻率與聲源動時，接

5、收者收到的頻率與聲源發(fā)射頻率不同的現(xiàn)象叫發(fā)射頻率不同的現(xiàn)象叫多普勒效多普勒效應應。 航海儀器（電）14二、多普勒效應：二、多普勒效應：l 兩者相互靠近時，接受到的兩者相互靠近時，接受到的頻率將升高頻率將升高。l 兩者相互離開時，接受到的兩者相互離開時，接受到的頻率將降低頻率將降低。航海儀器（電）15三、多普勒頻移三、多普勒頻移l接收頻率接收頻率fr與發(fā)射頻率與發(fā)射頻率f0的差值。的差值。l多普勒頻移的大?。憾嗥绽疹l移的大?。?fffr航海儀器（電）16三、多普勒頻移三、多普勒頻移l 同時多普勒頻移同時多普勒頻移f 的大小與的大小與聲源頻率聲源頻率f0 、聲源在介質(zhì)中的傳、聲源在介質(zhì)中的傳播速度

6、播速度C和聲源與接收點之間的和聲源與接收點之間的相對運動速度相對運動速度V有關(guān)：有關(guān)：l f = V/C f0航海儀器（電）17四、單波束多普勒計程儀四、單波束多普勒計程儀f0vvcos航海儀器（電）18四、單波束多普勒計程儀四、單波束多普勒計程儀其中：其中：f0 為發(fā)射頻率為發(fā)射頻率 v 為聲源或接收者運動速度為聲源或接收者運動速度 運動方向與聲波傳播方運動方向與聲波傳播方 向的夾角向的夾角 c 聲速聲速cvffcos20f0vvcos航海儀器（電）19五、雙波束多普勒計程儀五、雙波束多普勒計程儀1.單波束多普勒計程儀存單波束多普勒計程儀存在的問題在的問題:航海儀器（電）20l非線性誤差非線

7、性誤差 33220cos2cos2cos21cvcvcvffrcos2cos21000cvffcvffrcos200cvffffr航海儀器（電）21l船舶搖擺與顛簸船舶搖擺與顛簸f0vvcosuusin航海儀器（電）22l船舶顛簸船舶顛簸f0vvcosuusincuvffsincos20航海儀器（電）23l船舶搖擺船舶搖擺cvffcos20f0vvcosuusin航海儀器（電）24l雙波束多普勒計程儀的優(yōu)點雙波束多普勒計程儀的優(yōu)點 五、雙波束多普勒計程儀五、雙波束多普勒計程儀f0v航海儀器（電）25l雙波束多普勒計程儀的優(yōu)點雙波束多普勒計程儀的優(yōu)點 f0vcfvcvfcvffffAF000co

8、s4cos2cos2航海儀器（電）26l雙波束多普勒計程儀的優(yōu)點雙波束多普勒計程儀的優(yōu)點 f0vuusinusincvfcuvfcuvffcos4sincos2sincos2000航海儀器（電）27l雙波束多普勒計程儀的優(yōu)點雙波束多普勒計程儀的優(yōu)點 coscos40cvff航海儀器（電）28六、多波束多普勒計程儀六、多波束多普勒計程儀一元多普勒計程儀：一元多普勒計程儀： 雙波束，用于導航，通稱多普雙波束，用于導航，通稱多普勒計程儀。勒計程儀。f0v航海儀器（電）29六、多波束多普勒計六、多波束多普勒計程儀程儀二元多普勒計程儀：二元多普勒計程儀： 四波束，用于推四波束，用于推算船位，通稱多普勒算船位，通稱多普勒導航儀。導航儀。航海儀器（電）30六、多波束多普勒計程儀六、多波束多普勒計程儀三元多普勒計程儀：三元多普勒計程儀： 六波束，用于靠泊，六波束，用于靠泊，通稱多普勒靠泊系統(tǒng)。通稱多普勒靠泊系統(tǒng)。航海儀器（電）31一、定義一、定義 是應用相關(guān)技術(shù)處理水聲信是應用相關(guān)技術(shù)處理水聲信息，測量船舶航速并累計航程息，測量船舶航速并累計航程的一種水聲導航儀器的一種水聲導航儀器航海儀器（電）32一、測速原理一、測速原理 航海儀器（