JPH0157726B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0157726B2 JPH0157726B2 JP57134591A JP13459182A JPH0157726B2 JP H0157726 B2 JPH0157726 B2 JP H0157726B2 JP 57134591 A JP57134591 A JP 57134591A JP 13459182 A JP13459182 A JP 13459182A JP H0157726 B2 JPH0157726 B2 JP H0157726B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- output
- magnetometer
- magnetic
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/02—Magnetic compasses
- G01C17/28—Electromagnetic compasses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁気コンパス・ジヤイロコンパス等を
使用することなくマグネツトメータの設定方向を
測定する方式に関する。
使用することなくマグネツトメータの設定方向を
測定する方式に関する。
自動操舵装置のように船舶の操舵を自動的に制
御する場合、従来は第1図のブロツク構成図に示
すように磁気コンパス1の上に針路設定つまみ2
を有する管制器(マグネツトメータ)3を載せて
後述するように操作していた。4は交流電圧源を
示している。磁気検出回路5において針路設定つ
まみ2の操作に対応する出力を得て、ブリツジ回
路6の1組の端子に印加する。第2図はマグネツ
トメータを示す概略図で、11と示す励振交流電
流用巻線と出力巻線12とを有している。磁気コ
ンパスの磁針20と各巻線を第2図Aの位置とし
たときは、第3図の波形図において出力巻線12
に第3図Bが得られる。なお第3図Aは励振交流
波形を示す。第3図Bは励振交流波形の第2高調
波であつて、V1=V2となつている。次に管制器
のつまみ2を廻して、磁心20に対しての各巻線
の位置を変え第2図Bとしたときは、両側の出力
巻線12には磁針20による磁束が共に図の上向
きに通り、励振巻線11による磁束は互いに逆向
きであるため、出力巻線12の波形は第3図Cと
なる。V1>V2であつて、若しつまみ2の回動方
向が逆のときは、V1<V2となつて、第3図Dに
示す波形である。この電圧が第1図の磁気検出回
路5において、つまみ回動角と電圧の変化値を調
整してブリツジ回路6の1つの辺に印加する。他
の辺には追従ポテンシヨメータ10からの出力が
印加され、両出力の差をブリツジ回路6から取り
出し、増幅器7において増幅する。その値により
操舵機8が操作され、舵9を動かす。舵9の動き
は追従ポテンシヨメータ10を動かして増幅器7
への入力が零となるように動作している。そのた
めつまみ2を廻した方向へ舵9が設定される。そ
のため磁針20に対して船の進む方向が判明す
る。磁気コンパスは船体に取りつけされたとき船
体の鉄構造物のため「自差」を生じ、自動操舵の
とき蛇行することがあつた。磁気コンパスは操舵
機との位置関係が自由に出来ないため、「自差」
のない位置に設置することが困難であつた。また
ジヤイロコンパスが磁気コンパスより高性能のた
め利用されているが動作用電力が大きく、高速回
転させることを要するため大型になるという欠点
があつた。
御する場合、従来は第1図のブロツク構成図に示
すように磁気コンパス1の上に針路設定つまみ2
を有する管制器(マグネツトメータ)3を載せて
後述するように操作していた。4は交流電圧源を
示している。磁気検出回路5において針路設定つ
まみ2の操作に対応する出力を得て、ブリツジ回
路6の1組の端子に印加する。第2図はマグネツ
トメータを示す概略図で、11と示す励振交流電
流用巻線と出力巻線12とを有している。磁気コ
ンパスの磁針20と各巻線を第2図Aの位置とし
たときは、第3図の波形図において出力巻線12
に第3図Bが得られる。なお第3図Aは励振交流
波形を示す。第3図Bは励振交流波形の第2高調
波であつて、V1=V2となつている。次に管制器
のつまみ2を廻して、磁心20に対しての各巻線
の位置を変え第2図Bとしたときは、両側の出力
巻線12には磁針20による磁束が共に図の上向
きに通り、励振巻線11による磁束は互いに逆向
きであるため、出力巻線12の波形は第3図Cと
なる。V1>V2であつて、若しつまみ2の回動方
向が逆のときは、V1<V2となつて、第3図Dに
示す波形である。この電圧が第1図の磁気検出回
路5において、つまみ回動角と電圧の変化値を調
整してブリツジ回路6の1つの辺に印加する。他
の辺には追従ポテンシヨメータ10からの出力が
印加され、両出力の差をブリツジ回路6から取り
出し、増幅器7において増幅する。その値により
操舵機8が操作され、舵9を動かす。舵9の動き
は追従ポテンシヨメータ10を動かして増幅器7
への入力が零となるように動作している。そのた
めつまみ2を廻した方向へ舵9が設定される。そ
のため磁針20に対して船の進む方向が判明す
る。磁気コンパスは船体に取りつけされたとき船
体の鉄構造物のため「自差」を生じ、自動操舵の
とき蛇行することがあつた。磁気コンパスは操舵
機との位置関係が自由に出来ないため、「自差」
のない位置に設置することが困難であつた。また
ジヤイロコンパスが磁気コンパスより高性能のた
め利用されているが動作用電力が大きく、高速回
転させることを要するため大型になるという欠点
があつた。
本発明の目的は前述の欠点を改善し、磁気コン
パスを使用することなく正確なマグネツトメータ
の設定方向を測定する方式を提供することにあ
る。
パスを使用することなく正確なマグネツトメータ
の設定方向を測定する方式を提供することにあ
る。
以下本発明の実施例として第1図と同じ自動操
舵装置に適用した場合について説明する。第4図
は本発明の実施例を示すブロツク構成図であつ
て、管制器(マグネツトメータ)3に対し磁気コ
ンパス1を使用していない。第5図に示すマグネ
ツトメータは励振交流電流用巻線11と、巻線の
同じ出力巻線12―Aと12―Bとを有し、13
は励振源で磁心14を飽和させるに充分な振幅値
のものとする。出力巻線12―A,12―BはM
点において直列接続して構成される。磁心14の
なす円の中央点OをM点と結ぶ線に対し直交する
方向の線L1,L2と、地球磁場方向Hとの角度α
に対応する出力を出力巻線12―A,12―Bか
ら得る。この出力信号は磁気検出回路5に印加さ
れる。第6図は磁気検出回路5の具体的構成例を
示している。また第7図は磁気検出回路5内各部
分における信号波形を同一符号により示してい
る。磁気検出回路5の入力端子5―1において、
前述の角度αが零であるとき、第7図の5―1a
に示すように、第3図Bと同じくV1=V2となつ
ている。この信号は比較回路5―2において1サ
イクルのうち正の側のみを検出するため可変抵抗
器VR1により動作点を調整する。比較回路5―
2の出力は第7図の5―2aのように負パルスに
整形され、取舵方向識別回路5―6面舵方向識別
回路5―3に入力する。トリガ回路5―3では5
―2aに示すパルスの前縁で5―3と示すトリガ
信号を作り単安定マルチバイブレータ5―4をセ
ツトさせ、パルス幅を可変抵抗器VR2により調
整して比較回路5―2の負パルス幅と同一とす
る。次に単安定マルチバイブレータ5―4の出力
をインバータ5―5で反転し、各方向識別回路5
―6,5―7に印加する。方向識別回路5―6,
5―7はノアゲートにより構成され、管制器のつ
まみ2の回転位置が前述の角度αを零としている
ときは、単安定マルチバイブレータ5―4のパル
ス時間TRと比較回路5―2の出力信号T1が等し
いので、取舵方向識別回路5―6と面舵識別回路
5―7の出力には共に信号が現れない。
舵装置に適用した場合について説明する。第4図
は本発明の実施例を示すブロツク構成図であつ
て、管制器(マグネツトメータ)3に対し磁気コ
ンパス1を使用していない。第5図に示すマグネ
ツトメータは励振交流電流用巻線11と、巻線の
同じ出力巻線12―Aと12―Bとを有し、13
は励振源で磁心14を飽和させるに充分な振幅値
のものとする。出力巻線12―A,12―BはM
点において直列接続して構成される。磁心14の
なす円の中央点OをM点と結ぶ線に対し直交する
方向の線L1,L2と、地球磁場方向Hとの角度α
に対応する出力を出力巻線12―A,12―Bか
ら得る。この出力信号は磁気検出回路5に印加さ
れる。第6図は磁気検出回路5の具体的構成例を
示している。また第7図は磁気検出回路5内各部
分における信号波形を同一符号により示してい
る。磁気検出回路5の入力端子5―1において、
前述の角度αが零であるとき、第7図の5―1a
に示すように、第3図Bと同じくV1=V2となつ
ている。この信号は比較回路5―2において1サ
イクルのうち正の側のみを検出するため可変抵抗
器VR1により動作点を調整する。比較回路5―
2の出力は第7図の5―2aのように負パルスに
整形され、取舵方向識別回路5―6面舵方向識別
回路5―3に入力する。トリガ回路5―3では5
―2aに示すパルスの前縁で5―3と示すトリガ
信号を作り単安定マルチバイブレータ5―4をセ
ツトさせ、パルス幅を可変抵抗器VR2により調
整して比較回路5―2の負パルス幅と同一とす
る。次に単安定マルチバイブレータ5―4の出力
をインバータ5―5で反転し、各方向識別回路5
―6,5―7に印加する。方向識別回路5―6,
5―7はノアゲートにより構成され、管制器のつ
まみ2の回転位置が前述の角度αを零としている
ときは、単安定マルチバイブレータ5―4のパル
ス時間TRと比較回路5―2の出力信号T1が等し
いので、取舵方向識別回路5―6と面舵識別回路
5―7の出力には共に信号が現れない。
次に針路設定つまみ2を取舵方向に廻した場合
に、マグネツトメータの磁心14が回転し角度α
が零でなくなるから、出力巻線12―A,12―
Bを直列に流れる電流は、第7図5―1bに示す
ようにパルス性波形がなまつて幅広くなる。それ
は地球磁場の方向として角度αに基づく出力巻線
12―A,12―Bに対する飽和の度合が異なる
ためと思われる。このとき振幅は殆ど変化してい
ない。そのため比較回路5―2の出力も第7図5
―2bに示すように幅広のパルスとなつて各方向
識別回路5―6,5―7に印加される。単安定マ
ルチバイブレータ5―4の出力パルス幅TRと、
比較回路5―2の出力5―2bの幅T2とを取舵
方向識別回路5―6において比較し、TR<T2の
時間においてのみ出力が発生する。即ち取舵方向
識別回路5―6からの信号出力をTPとすると、
TP=T2−TRとなり、第7図5―6に示す細いパ
ルスTPが得られる。マグネツトメータの磁心1
4の回転角αの大きさにパルスTpの幅が比例し
ている。
に、マグネツトメータの磁心14が回転し角度α
が零でなくなるから、出力巻線12―A,12―
Bを直列に流れる電流は、第7図5―1bに示す
ようにパルス性波形がなまつて幅広くなる。それ
は地球磁場の方向として角度αに基づく出力巻線
12―A,12―Bに対する飽和の度合が異なる
ためと思われる。このとき振幅は殆ど変化してい
ない。そのため比較回路5―2の出力も第7図5
―2bに示すように幅広のパルスとなつて各方向
識別回路5―6,5―7に印加される。単安定マ
ルチバイブレータ5―4の出力パルス幅TRと、
比較回路5―2の出力5―2bの幅T2とを取舵
方向識別回路5―6において比較し、TR<T2の
時間においてのみ出力が発生する。即ち取舵方向
識別回路5―6からの信号出力をTPとすると、
TP=T2−TRとなり、第7図5―6に示す細いパ
ルスTPが得られる。マグネツトメータの磁心1
4の回転角αの大きさにパルスTpの幅が比例し
ている。
針路設定つまみ3を面舵方向に廻した場合は、
5―1c,5―2cの波形となり、面舵方向識別
回路5―7は取舵方向識別回路5―6と同様に動
作して出力をTSとするとTS=TR−T3(T3は比較
回路の出力5―2cのパルス幅)となる。このと
き第7図5―7に示す細いパルスTSが得られる。
5―1c,5―2cの波形となり、面舵方向識別
回路5―7は取舵方向識別回路5―6と同様に動
作して出力をTSとするとTS=TR−T3(T3は比較
回路の出力5―2cのパルス幅)となる。このと
き第7図5―7に示す細いパルスTSが得られる。
各方向識別回路5―6,5―7の出力はレベル
変換を兼ねたインバータ5―8,5―9に入力す
る。基準電圧源5―10において電圧V+を約1/
2として、インバータを構成するトランジスタ
TR1,TR3のエミツタ回路に供給している。
取舵方向識別回路5―6の出力TPはトランジス
タTR1で反転の後、トランジスタTR2で更に
反転され、充放電回路5―11のダイオードD1
を導通させる。そのためコンデンサC1を充電し、
パルス幅経過後は抵抗R1で放電する。そのため
抵抗R3,R4の接続点の電位は正の側であつて、
出力変換取出回路5―12から取舵命令舵角信号
が得られる。面舵方向の出力パルスTSの場合は
インバータTR3において反転されダイオードD2
を負方向に充電する。そのため抵抗R3,R4の接
続点の電位は負側であつて、面舵命令舵角信号が
得られる。これら命令舵角信号が第4図のブリツ
ジ回路6に印加されて従来と同様な自動操舵が行
われる。管制器(マクネツトメータ)3は従来、
磁気コンパスと併用し、船舶のブリツジ中央で使
用するため、また「自差」の影響を受けないよう
にするため、使用できる場所の選定に長時間を要
したが、本発明によるときは、「自差」の影響を
受けないように鉄材料から離れた所に置くことで
良く、船舶のブリツジ中央でなくて良いから、使
用できる場所の選定は容易にできる。
変換を兼ねたインバータ5―8,5―9に入力す
る。基準電圧源5―10において電圧V+を約1/
2として、インバータを構成するトランジスタ
TR1,TR3のエミツタ回路に供給している。
取舵方向識別回路5―6の出力TPはトランジス
タTR1で反転の後、トランジスタTR2で更に
反転され、充放電回路5―11のダイオードD1
を導通させる。そのためコンデンサC1を充電し、
パルス幅経過後は抵抗R1で放電する。そのため
抵抗R3,R4の接続点の電位は正の側であつて、
出力変換取出回路5―12から取舵命令舵角信号
が得られる。面舵方向の出力パルスTSの場合は
インバータTR3において反転されダイオードD2
を負方向に充電する。そのため抵抗R3,R4の接
続点の電位は負側であつて、面舵命令舵角信号が
得られる。これら命令舵角信号が第4図のブリツ
ジ回路6に印加されて従来と同様な自動操舵が行
われる。管制器(マクネツトメータ)3は従来、
磁気コンパスと併用し、船舶のブリツジ中央で使
用するため、また「自差」の影響を受けないよう
にするため、使用できる場所の選定に長時間を要
したが、本発明によるときは、「自差」の影響を
受けないように鉄材料から離れた所に置くことで
良く、船舶のブリツジ中央でなくて良いから、使
用できる場所の選定は容易にできる。
また従来は磁気コンパスと管制器を併用してい
るから、船舶航行中に揺れ動くことで磁針と管制
器線輪との相対位置が不安定になり、つまみ操作
が不確実になり易く、角度測定と読取りの精度が
向上できなかつたが、本発明によると航行のため
に相対位置の変わることはないから、正確な角度
の測定が出来る。
るから、船舶航行中に揺れ動くことで磁針と管制
器線輪との相対位置が不安定になり、つまみ操作
が不確実になり易く、角度測定と読取りの精度が
向上できなかつたが、本発明によると航行のため
に相対位置の変わることはないから、正確な角度
の測定が出来る。
なおマグネツトメータは第8図に示すように構
成することができる。第8図においては励振交流
電流用巻線11と出力巻線12―A,12―Bと
を総て共通として、巻線の中間点Mと出力巻線1
2―Bの一端から磁気検出回路5への出力を取り
出す。このことは励振源13の一方を接地するこ
とで示している。そして巻線の中間点Mと磁心1
4の中央点Oを結ぶ線に対し直交する方向の線
と、地球磁場方向となす角度に応じたパルス波形
が得られるから、第6図に示す磁気検出回路を使
用して角度の検出ができる。
成することができる。第8図においては励振交流
電流用巻線11と出力巻線12―A,12―Bと
を総て共通として、巻線の中間点Mと出力巻線1
2―Bの一端から磁気検出回路5への出力を取り
出す。このことは励振源13の一方を接地するこ
とで示している。そして巻線の中間点Mと磁心1
4の中央点Oを結ぶ線に対し直交する方向の線
と、地球磁場方向となす角度に応じたパルス波形
が得られるから、第6図に示す磁気検出回路を使
用して角度の検出ができる。
以上の説明において、地球磁場方向となす角度
をパルス幅変化に対応させるとき、当初は地球磁
場の凡その方向を磁石などで予め求めておき、前
述のα=0と設定することを基準として、その方
向から変化した角度に対応するパルス幅変化値を
求めている。そのため地球磁場方向に対して、
90゜+α,90゜−αにおけるパルス幅は同一である
が、それらの方向は地球磁場方向と直交する方向
に対し、αが小さな値のとき以外は、大きく外れ
た方向であるため、間違えることはない。
をパルス幅変化に対応させるとき、当初は地球磁
場の凡その方向を磁石などで予め求めておき、前
述のα=0と設定することを基準として、その方
向から変化した角度に対応するパルス幅変化値を
求めている。そのため地球磁場方向に対して、
90゜+α,90゜−αにおけるパルス幅は同一である
が、それらの方向は地球磁場方向と直交する方向
に対し、αが小さな値のとき以外は、大きく外れ
た方向であるため、間違えることはない。
このようにして本発明によると、マグネツトメ
ータの出力信号として地球磁場方向となす角度に
対応する出力をパルス幅の変化の形で得ているか
ら、その後パルス波形を簡易に操作することで容
易にその角度を知ることができる。
ータの出力信号として地球磁場方向となす角度に
対応する出力をパルス幅の変化の形で得ているか
ら、その後パルス波形を簡易に操作することで容
易にその角度を知ることができる。
第1図は従来の自動操舵装置のブロツク構成
図、第2図は従来のマグネツトメータを示す図、
第3図は第1図・第2図の動作波形図、第4図は
本発明の実施例を示すブロツク構成図、第5図は
第4図に使用するマグネツトメータの図、第6図
は第4図の磁気検出回路の具体的構成例図、第7
図は第6図の動作波形図、第8図はマグネツトメ
ータの他の構成を示す図である。 1…磁気コンパス、2…針路設定つまみ、3…
管制器(マグネツトメータ)、4…交流電圧源、
5…磁気検出回路、6…ブリツジ回路、8…操舵
機、9…舵、13…励振源、12―A,12―B
…出力巻線。
図、第2図は従来のマグネツトメータを示す図、
第3図は第1図・第2図の動作波形図、第4図は
本発明の実施例を示すブロツク構成図、第5図は
第4図に使用するマグネツトメータの図、第6図
は第4図の磁気検出回路の具体的構成例図、第7
図は第6図の動作波形図、第8図はマグネツトメ
ータの他の構成を示す図である。 1…磁気コンパス、2…針路設定つまみ、3…
管制器(マグネツトメータ)、4…交流電圧源、
5…磁気検出回路、6…ブリツジ回路、8…操舵
機、9…舵、13…励振源、12―A,12―B
…出力巻線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 磁心に励振交流電流用巻線と出力巻線とを有
するマグネツトメータにおいて、前者巻線には磁
心を飽和させるに充分な振幅値の交流を印加し、
後者は巻数の等しい2個の線輪を直列接続して構
成し、後者の巻線接続点と磁心中央点とを結ぶ線
に対し直交する方向の線が、地球磁場方向となす
角度に対応する出力をパルス電流幅の変化として
後者巻線より得ることを特徴とする地球磁場方向
に対するマグネツトメータの設定方向測定方式。 2 励振交流電流用巻線と出力巻線とは巻線を共
通とし、一つの巻線の両端から励振交流を印加
し、巻線の中間点と一方端から出力を取り出すこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマグ
ネツトメータの設定方向測定方式。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57134591A JPS5924260A (ja) | 1982-07-31 | 1982-07-31 | マグネツトメ−タの設定方向測定方式 |
| AU16790/83A AU553333B2 (en) | 1982-07-31 | 1983-07-13 | Measuring system of magnetometer setting direction |
| US06/515,258 US4634978A (en) | 1982-07-31 | 1983-07-19 | Magnetometer direction measuring system requiring no external compass |
| EP83304197A EP0100625B1 (en) | 1982-07-31 | 1983-07-20 | Measuring system of magnetometer setting direction |
| DE8383304197T DE3378544D1 (en) | 1982-07-31 | 1983-07-20 | Measuring system of magnetometer setting direction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57134591A JPS5924260A (ja) | 1982-07-31 | 1982-07-31 | マグネツトメ−タの設定方向測定方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5924260A JPS5924260A (ja) | 1984-02-07 |
| JPH0157726B2 true JPH0157726B2 (ja) | 1989-12-07 |
Family
ID=15131958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57134591A Granted JPS5924260A (ja) | 1982-07-31 | 1982-07-31 | マグネツトメ−タの設定方向測定方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4634978A (ja) |
| EP (1) | EP0100625B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5924260A (ja) |
| AU (1) | AU553333B2 (ja) |
| DE (1) | DE3378544D1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4904926A (en) * | 1988-09-14 | 1990-02-27 | Mario Pasichinskyj | Magnetic motion electrical generator |
| DE29805631U1 (de) * | 1998-03-27 | 1998-06-25 | Ebinger, Klaus, 51149 Köln | Magnetometer |
| US6411084B1 (en) | 1999-04-05 | 2002-06-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Magnetically activated well tool |
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