ساختن قطب نماي مغناطيسي

ساختن قطب نماي مغناطيسي

قطب نماي سوزني شناور
براي مغناطيسي کردن يک سوزن آن را در يک جهت بر روي پارچه ابريشمي بکشيد. مالش سوزن از پايين به بالا باعث ميشود که سوزن نقطه شمال را در نيمکره شمالي نشان دهد. شما ميتوانيد سوزن را مغناطيسي هم بکنيد و به وسيله کشيدن سوزن روي يک آهن ربا يا حتي چاقوي خودتان احتمالاً مغناطيسي ميشود. با مالش به موهاي خود سوزن را چرب کنيد. به آرامي سوزن را روي آب راکد يا ظرف آبي بگذاريد. چرب بودن سوزن سبب ميشود که سوزن روي سطح آب شناور بماند. سوزن به آرامي به سمت جهت شمال- جنوب مي چرخد.
قطب نماي تيغه ريش تراش
يک تيغه از چند لايه فنر متفاوت تشکيل شده است. که با مالش آنها به همديگر ميتوان آنها را مغناطيسي کرد.

مغناطيسي کردن سوزن با باتري
سيمي را دور سوزن بپيچانيد و براي چند دقيقه سر سيم را به ته باتري وصل کنيد به اين صورت سوزن مغناطيسي ميشود.

 

قطبنمای شناور

 

 

قطبنمای شناور

قطب نماي عدسي دار

قطب نماي عدسي دار

 

 

 

                    

 

قطبنمای عدسی دار

 

معمولي ترين و ساده ترين ابزار براي تعيين مسير است. شاخص در قطب نماي عدسي دار حرکت ميکند. در مدل نظامي اين قطب نما علامت گذاري خارجي به مايل است و علامت گذاري داخلي به درجه است. حلقه bezel چرخ دنده اي دارد که با دکمه اي که دارد هر دفعه 3 درجه را تعيين ميکند جمعاً فشار 120 دفعه دکمه حرکت 360 درجه را دارد.

قطب نماي عدسي دار (Lensatic)
متد کنترل به شرح زير است.
قطب نما را صاف نگه داريد:
براي خواندن آزيموت به وسيله مشاهده اشياء، درب قطب نما را باز کنيد شيار اشياء را تنظيم کنيد. سيم زاويه مقابل را هم تنظيم کنيد و آزيموت (برحسب درجه) از ميان لنزها بخوانيد. شيار روي عدسي، زاويه ديد و نشانه ديد بايد در يک راستا باشند. آزيموت بايد به وسيله يک نگاه اجمالي بر شاخص از ميان عدسي خوانده شود.
استفاده از قطب نماي عدسي دار در شب
براي استفاده در شب مسائلي وجود دارد مثل علامت گذاري نوراني و دندانه هاي 3 درجه. چرخاندن حلقه bezel به چپ باعث افزايش و چرخش حلقه به راست باعث کاهش آزيموت ميشود. bezel يک نقطه توقف و يک حالت فنري دارد که اجازه ميدهد درجهت عقربه ساعت و درجهت خلاف عقربه ساعت تا 3 درجه در هر ضربه بچرخد و حلقه bezel را باب ميل ما نگه دارد.
هنگامي که از قطب نما در شب استفاده ميکنيد بايد حدالامکان تا زمان بودن نور از يک آزيموت اصلي استفاده کرد. با اين آزيموت اصلي به عنوان پايه ميتوان هر آزيموت 3 درجه ديگر را به وسيله فشار دگمه bezel بدست آورد.

قطب نماي رز (ROSE)
اين يک قطب نماي عقربه دار با طراحي قديمي است. صفحه مندرج بيروني به 360 درجه تقسيم شده است. چهار جهت اصلي در آن شمال، جنوب، غرب و شرق است.
درجه بندي آنها 90 درجه است. براي آساني کار قطب نما به چهار قسمت به شرح زير تقسيم شده است:
شمال شرق (NE) بين 0 تا 90 درجه.
جنوب شرق (SE) بين 90 تا 180 درجه.
جنوب غرب (SW) بين 180 تا 270 درجه.
شمال غرب (NW) بين 270 تا 360 درجه.
استفاده از اين چهار جهت مهم است و در سفر، اولين راهنماي راه خواهند بود. يادگيري جهت‌يابي به شما کمک ميکند که از اشتباهات بالقوه 180 درجه بپرهيزيد. قطب نما به 45 درجه ربع NE اشاره ميکند درحالي که نقشه ربع SW را نشان ميدهد در اين حالت شما خواهيد فهميد که 180 درجه اشتباه شده است.
قطب نماي کلاسيک تقسيمات فرعي بيشتر نسبت به قطب نماي رز دارد. امروزه قطب نماي رز استفاده چنداني ندارد. زيرا ما موقعيت خود را به درجه اعلام ميکنيم.

تکنیکهای استفاده از قطبنما

تکنیکهای استفاده از قطبنما

کنترل کردن قطب نما به شرح زير است:

 

شاخص آن نچسبيده باشد.

نشانگر نشان دهنده در روي قطب نما خم نشده باشد.

شيشه و قسمتهاي کريستالي آن نشکسته باشد.

اعداد روي شاخص خوانا باشد.

درست بودن آن را در جهتي که ميدانيد امتحان کنيد.

قطب نما با انحراف بيش از 3 درجه غيرقابل استفاده و دور ريختني است.

هنگام سفر مطمئن شويد که درب قطب نما به خوبي بسته شده، زيرا درب قطب نما عقربه‌ها را پوشانده و از حرکت و لرزش آنها هنگام سفر جلوگيري ميکند.

 

تأثيرات فلز و الکتريسيته

 

آهن آلات مغناطيسي و منابع الکتريکي ميتوانند روي عملکرد قطب نما اثرگذار باشند.

 

اشياء فلزي

فاصله

خطوط برق فشار قوي                 180 فوت– 55 متر

کاميون و اتومبيل                          8/32 فوت- 10 متر

خطوط تلفن                                  8/32 فوت- 10 متر

ابزار الکتريکي و مکانيکي              6/6 فوت- 2 متر

کلاهک‌ها و اشياء کوچک فلزي     6/1 فوت- 2/1 متر

 

قطب نما

 

تکنيک نگه داشتن در مرکز

 

اين روش از روش جانبي کنترل دقيق تر است.

* در را باز کنيد تا آن به شکل لبه باز و با پايه درآيد.

* تا بهترين محل آن را به چشم خود نزديک کنيد.

* براي داشتن حالتي ثابت شصت خود ر ادر جا شمعي فرو کنيد.

* آرنج را محکم به خود نچسبانيد. قطب نما بين کمربند و چانه شما قرار ميگيرد.

* براي اندازه گيري يک آزيموت کل بدن را به سمت شيء بچرخانيد. اشاره گر قطب نما مستقيماً در جهت آن باشد.

* آن را نگاه کنيد و آزيموت را بخوانيد اين روش مزاياي بيشتري نسبت به تکنيک مشاهده جانبي دارد.

* کاربرد آن سريعتر و آسانتر است.

* در هر شرايط آب و هوايي و زميني ناهموار قابل استفاده است.

* بدون زمين گذاشتن کوله پشتي از آن استفاده ميکنيم.

 

استفاده از قطب نما به روي نقشه

 

1) قطب نما را روي نقشه قرار دهيد به طوري که لبه آن در امتداد مسير حرکت باشد.

2) شاخص را بچرخانيد تا زماني که علامت N قطب نما، جهت شمال مغناطيسي را روي نقشه نشان دهد. مطمئن شويد که خط شمال- جنوب با نصف النهار نقشه موازي باشد.

3) از قطب نماي orienteering استفاده کنيد. قطب نما را به صورت افقي درمقابل خود بگيريد. بدن خود را تاحدي بچرخانيد که شمال سوزن قطب نما کاملاً به روي قسمت قرمز (شمال) در راستاي شمال- جنوب باشد.

حالا جهت پيکان دقيقاً مسير حرکت شما را نشان ميدهد. به راهنما نگاه کنيد و درجهت آن برويد.

4) وقتي که از قطب نماي مشاهده اي با آئينه استفاده ميکنيد. قطب نما را مانند تکه عکسي در دست نگاه داريد، به طوريکه تصوير قطب نما همزمان با تصوير قابل مشاهده از محل v-sight در آئينه ديده شوند.

 

عقربه برينگ Bearing

 

عقربه برينگ جهت را نشان ميدهد، به عنوان اندازه گيري زاويه شرقي يا غربي از خط مرجع شمال يا جنوب. برينگ نميتواند از 90 درجه يا يک ربع دايره زيادتر شود. يک ربع، 4/1 دايره است.

براي bearing گرفتن شما به موارد زير نياز داريد:

1) خط مربع شمال به جنوب

2) اندازه زاويه

3) جهتي که زاويه اندازه گيري شده (غرب يا شرق)

مثال: عقربه برينگ ارتفاع 30 درجه به سمت شرق. بدين معني که يک زاويه 30 درجه از خط شمال در جهت شرقي اندازه گيري شده است/

برينگ، NE آن به صورت 45 از شمال به سمت مشرق خواهد بود. عقربه برينگ از جنوب 26 درجه به سمت مغرب بدين معني است که زاويه 26 درجه اي از جنوب در جهت غربي اندازه‌گيري شده است.

 

تاريکي يا مه غليظ و مشخص نبودن مسير

 

حلقه شيشه اي در قطب نماي عدسي دار، دو خط دارد. يکي از خط ها بلند و ديگري کوتاه است. آنها با هم زاويه 45 درجه را ساخته اند.

قطب نماي خود را به سمت شمال بچرخانيد.

يکي از خطهاي حلقه شيشه اي را به سمت مسيري که شما ميخواهيد برويد، بچرخانيد. در قطب‌نماهاي با کيفيت تر يکي از خطوط و نوک سوزن به سمت شمال شبرنگي است. تا قطب نما در شب هم کاربرد داشته باشد.

شما ميتوانيد در مسير انتخاب شده پيش برويد و به وسيله اشاره گر قطب نماي شمال مغناطيسي از درستي مسيرتان مطمئن شويد و مسيرتان را با خطي که در حلقه اي شيشه اي انتخاب کرده ايد کنترل و چک کنيد. براي تعيين آزيموت دلخواه خود در تاريکي از دکمه روي حلقه bezel استفاده کنيد. با هر فشاري فاصله 3 درجه اي را نشان ميدهد. پس 21 درجه، 7 فشار است.

سفر با قطب نما

سفر با قطب نما

 

جهت يابي و مشاهده نقشه با قطب نما

 

نقشه را روي سطح صافي پهن کنيد. قطب نما را در امتداد خط درجه اي نقشه بگذاريد. نقشه و قطب نما را بچرخانيد تا شمال نقشه يا شمال مغناطيسي قطب نما مطابقت پيدا کند و سوزن قطب نما شمال را نشان دهد. نقشه هاي تخصصي، شمال مغناطيسي و تغييرات مغناطيسي را از روي شمال واقعي نشان ميدهد.

با عوض کردن متغير مغناطيسي، شمال درجه اي نقشه را تنظيم کنيد.

 

مشخص کردن موقعيت در نقشه توسط قطب نما

 

Bearing قوس افق مغناطيسي دو نقطه مشخص را بگيريد که اين دو نقطه هم در سطح زمين و هم در روي نقش قابل رؤيت باشند.

نقشه را در وضعيت مشابه نقطه تعيين شده روي سطح زمين قرار دهيد.

زاويه نقطه A و نقطه B را اندازه بگيريد. از نقطه A و B خطوط مستقيمي به سمت نقطه هاي معين کرده بکشيد. محل تلاقي اين دو نقطه موقعيت کنوني شماست.

 

شمال واقعي

 

خط يا طول جغرافيايي است که به قطب شمال جغرافيايي وصل ميشود. قطب شمال معمولاً با يک ستاره نشان داده ميشود.

قطب شمال مغناطيسي

جهت قطب شمال مغناطيسي توسط عقربه جستجوگر قطب نما نشان داده ميشود. معمولاً توسط انتهاي نيمه عقربه مشخص ميشود.

 

تغيير مغناطيسي

 

اختلاف زاويه بين شمال واقعي و شمال مغناطيسي است.

 

قطب مغناطيسي

 

يک قطب نما، يک آهن رباست که طول شمال مغناطيسي ميگردد و دقيقاً قطب شمال جغرافيايي را نشان نميدهد.

 

استفاده از نقاله

 

انواع مختلفي دارد. مدل نشان داده شده يک نيم دايره است که براي اندازه گيري زاويه درجه‌بندي شده است. هر نقاله در لبه بيروني يک سري درجه دارد و يک درجه هم شاخص دارد. دايره کامل 360 درجه و نيم دايره 180 درجه (مثل شکل) است. وقتي که از نقاله بر روي نقشه استفاده ميکنيد بايد هميشه قسمت راست و صاف نقاله موازي با محور شمال- جنوب باشد.

 

معين کردن گريد آزيموت يا گريد قوس افقي

 

1) خط راستي بين نقطه هاي A و B رسم کنيد.

2) شاخص نقاله را بر فاصله بين نقطه هايي که خط BA و خط عمودي شمال- جنوب با هم تقاطع دارند قرار دهيد.

3) شاخص نقاله را در قسمت داخلي تقاطع قرار داده به طوري که قسمت صاف نقاله (0 تا 180 درجه است) با خط عمودي شمال- جنوب در يک راستا باشند.

4) اندازه درجه زاويه را بخوانيد. اين اندازه، گريد آزيموت نقطه A به نقطه B است. توجه داشته باشيد که اين اندازه گيري بر پايه قطب شمال جغرافيايي نيست بلکه برحسب قطب شمال مغناطيسي است.

 

دياگرام متغير

 

دياگرام متغير اغلب بر روي نقشه مقياس بزرگ است و به کاربر اين توانايي را ميدهد که بهتر و دردسترس تر از نقشه استفاده کند.

دياگرام تعامل بين شمال مغناطيسي، درجه شمالي و شمال واقعي را نشان ميدهد. در نقشه هاي مقياس متوسط، اطلاعات متغير در حاشيه نقشه نوشته شده است.

اين تغيير به خاطر اختلاف زاويه اي که شمال مغناطيسي با شمال واقعي و گريد شمالي است.

 

دو نوع تغيير وجود دارد:

1) انحراف مغناطيسي

2) انحراف گريد يا درجه اي

* دياگرام متغير شامل سه حالت است:

(a شمال مغناطيسي

(b شمال درجه اي

(c شمال واقعي

 

اشتباهات عمدي يا انحرافات عمدي

 

شما ميخواهيد به مکاني برويد که به روي جاده، رودخانه، ساحل يا رشته کوه قرار دارد. شما ممکن است در محاسبه مسير دچار اشتباه شويد که به کدام طرف برويد، طرف راست يا چپ؟ وقتي که در راه اصلي هستند شما بايد مسيري که به مکان مورد نظر ميرسد را محاسبه و بررسي کنيد براي اين کار ميتوانيد از قطب نما، نقشه، راهنماها و نشانه هاي اختصاصي و غيره کمک بگيريد. نقطه اي را در چپ يا راست تا اين نقطه بکشيد. براي رسيدن به مسير اصلي مي‌دانيد که در چه جهتي اشتباه کرديد راست يا چپ بنابران اگر شما در سمت چپ اشتباه کرديد براي رسيدن به مکان مورد نظر به سمت راست برويد. اين طوري شما راه اصلي خود را پيدا خواهيد کرد.

درحالتي که نقطه مورد نظر فاصله زيادتر داشته باشد نقطه انتخابي نادرست بايد از نقطه مورد نظر دورتر باشد.

قبل از فرود آمدن داخل دره، وضعيت ر امشخص کنيد، زيرا بعد از قرار گرفتن در بين درختان نميتوانيد درخت روي تپه را ببينيد.

 

وقتي که مقصد قابل رؤيت نيست کجا بايستيم

 

مسير انتخابي به خاطر وجود جنگل يا پستي و بلندي ها و گاهي ديده نميشود. در اين موقع قطب نما کمک خوبي است.

* وقتي که مقصد قابل رؤيت است شما براي پيدا کردن مسير از قطب نما استفاده کنيد.

* شاخص متحرک را بچرخانيد به طوري که شمال را نشان ميدهد. عقربه مغناطيسي شبرنگي قطب نما به سمت شمال است.

* جهت را از روي خط جهت يابي در سفر بخوانيد، اين جهت حرکت است. اگر شاخص متحرک نمي چرخد شما براي يافتن مسير از خط جهت يابي در سفر استفاده کنيد.

 

گذشتن از مانع با استفاده از قطب نما

 

به برگه اي رسيده ايد، به آن طرف برکه نگاه کنيد. يک چيز مشخص و واضحي را نشان کنيد مثل يک تخته سنگ به آن نگاه کنيد. روش آن دقيقاً مشابه حالتي است که مقصد ما غيرقابل رؤيت بود. درياچه را در جهت رسيدن به سنگ دور بزنيد. يک سره به سنگ نگاه کنيد و مسير خود را ادامه دهيد.

 

مختصات قطبي

 

يک نقطه مشخص شده روي نقشه يا نقطه اي معلوم در يک راستا برحسب درجه و يا فاصله اي درامتداد آن تعيين کننده مسير است.

اين مسير معمولاً شبيه يک قوس افقي بيان ميشود. مقياس اندازه گيري اينها متر يا يارد است. مختصات قطبي در اين زمينه مفيد است به اين خاطر که قوس افقي مغناطيسي به وسيله قطب‌نما معلوم ميشود بنابراين فاصله قابل تخمين است.

 

مشخص کردن محل ماهيگيري در يک درياچه

 

دو نقطه واضح را مشخص کنيد: ميتوانيد يک درخت بزرگ يا يک قايق باشد.

اول: بايد قطب نما در جهت حرکت باشد يا اينکه جهت نماي قطب نماي عدسي دار به سمت درخت باشد.

دوم: قطب نما را بچرخانيد تا شمال را نشان دهد. بايد 300 درجه ديده شود.

حالا قطب نما را به سمت قايق بچرخانيد تا زاويه 30 درجه را نشان دهد. به سمت درخت برويد تا اشاره گر رو به درخت باشد. اين يکي از خط هاي مختصات براي ماهيگيري است.

حالا به آن طرف درياچه يا به پشت درخت نگاه کنيد. سپس قطب نما را روي 30 درجه نسبت به قايق تنظيم کنيد. اگر اشاره گر قايق را نشان نميدهد آن را کمي جابجا کنيد تا مکان درست را نشان دهد.

 

جهت يابي

 

قبل از اينکه کمپ را ترک کنيد سعي کنيد نشانه ها و مناظري را در خاطره نگه داريد. مثل: درختان بزرگ، تپه ها، کوهها، جاده ها، مسير خورشيد، جهت وزش باد و مسير آب.

 

گذر از يک مانع توسط قطب نما

 

براي عبور از باتلاق از متد گذر 90 درجه استفاده کنيد. در اين حالت شما به سمت شمال (قوس افق صفر درجه) درحال حرکت هستيد.

به سمت شرق (قوس افق 90 درجه) بچرخيد و 33 فوت (m 100) بپيمائيد.

دوباره مسير خود را به صفر درجه يا شمال برسانيد و 492 فوت (m 150) بپيمائيد.

قوس افق را به 270 درجه (شرق) برسانيد و 33 فوت (m 100) بپيمائيد.

دوباره قوس افق را به صفر درجه برسانيد. شما به راه اصلي خود برگشته ايد.

در شب شما ميتوانيد از خط 90 درجه شبرنگي روي bezel استفاده کنيد. حلقه bezel را تکان ندهيد.

 

سفر بدون قطب نما

 

موقعيت يابي از روي نقشه بدون قطب نما

براي ديدن کل منطقه به يک مکان بلند يا بالاي درخت برويد.

به دنبال علايم مشخص بگرديد مثل رودخانه ها، تپه ها، دره ها، صخره ها، باتلاق ها، جنگلها، رشته کوهها يا علايم خطي و هموارتر مثل جاده ها، ريلها، سيمهاي برق رسانه ها، نرده ها وغيره.

* بر روي نقشه ها راه يا جهتي را مرتبط با موقعيت خود پيدا کنيد.

* دو نقطه مشخص را درنظر بگيريد. موقعيت شان را با يکديگر و با موقعيت خودتان مقايسه کنيد و آنها را به هم ربط دهيد. تعداد نقاط بيشتر در تشخيص موقعيت دقيق تر به شما کمک خواهد کرد.

* مطمئن شويد که نقشه را برعکس نگرفته ايد. انتخاب نقطه سوم، خطاهاي بالقوه و سهوي شما را تصحيح ميکند. جهت را ميتوانيد توسط محل استقرار خورشيد و زمان روز پيدا کنيد.

* از روي مشاهدات ميتوانيد موقعيت خود را روي نقشه حدس بزنيد.

* ميتوانيد با استفاده از موقعيت تقريبي، جهت و مسير خود را روي نقشه انتخاب کنيد. همچنين نقاط تعيين شده و نشانه ها را به عنوان مرجع و امتياز درنظر بگيريد.

 

مشخص کردن مکان از روي نقشه بدون تطبيق قطب نما با دقت بيشتر

 

اين روش شبيه بالا است.

نقشه را مانند روش بالا روي سطح مسطحي قرار دهيد.

* حداقل دو نقطه برجسته را انتخاب کرده و روي نقشه علامت بگذاريد.

خط کش را روي نقشه بگذاريد، يک سر خط کش را روي يکي از نقاطي که شما قبلاً علامت زديد بگذاريد. بين علامت روي نقشه و مکان مشخصي که درنظر داشته خط مستقيمي بکشيد.

* براي دومين نقطه برجسته اين کار را تکرار کنيد.

 

متد گذر از مانع بدون استفاده از قطب نما

 

اين متد به دو عامل متمايز نياز دارد که از هر دو طرف مانع ديده شود. اين مثال يک درخت بزرگ پشت سر شماست و يک تپه در فاصله اي دور درمقابل شماست. در موقعيت A به درختي که پشت سر شماست نگاه کنيد و 180 درجه بچرخيد و به تپه مقابل خود نگاه کنيد. قوس رودخانه را طي کنيد تا به جايي برسيد که بين درخت و تپه قرار گيريد. در نقطه B شما در مسير و به سمت تپه درحالت حرکت هستيد.

قبل از رسيدن به تپه به هدفتان رسيده ايد.

کمپاس و کاربرد هاي آن

کمپاس و کاربرد هاي آن

 

 

قطبنمای برانتون

مقدمه
مهارت در استفاده از ابزار هاي زمين شناسي براي زمين شناس امروز بسيار مهم و اساسي به نظر مي رسد و مي تواند او را در برداشت هاي صحرايي بسيار کمک نمايد. کمپاس يکي از وسايل اصلي زمين شناسان در برداشت هاي صحرايي مي باشد که مهارت در استفاده از آن مي تواند يک زمين شناس حرفه اي را در رسيدن به هدفش کمک نمايد. کمپاس توسط بسياري از زمين شناسان براي نقشه برداري صحرايي از موضوعات زمين شناسي استفاده مي شود. زمين شناسان بيشترين استفاده را از کمپاس برانتون مي کنند اما باستان شناسان، مهندسين محيط زيست و نقشه برداران نيز از قابليت هاي اين وسيله استفاده مي نمايند. کمپاس برانتون در واقع يک قطب نماست که به دليل داشتن شيب سنج و قابليت حمل راحت به ساير قطب نماها برتري دارد و مي تواند به هر دو روش نشانه روي کمري و چشمي مورد استفاده قرار گيرد. اندازه گيري دقيق ساختار هاي زمين شناسي مانند خط لولاي يک چين، اثر سطح محوري و صفحه محوري و نقشه برداري زمين شناسي بدون استفاده از کمپاس برانتون غيرممکن و کاري نشدني است. در اين نوشتار ما کاربرد کمپاس برانتون را در اندازه گيري تغييرات خطي و صفحه اي ساختمان هاي زمين شناسي ( ساختماني، رسوبي و چينه شناسي) مرور مي کنيم و در مورد استفاده کمپاس در نقشه برداري و اندازه گيري مقاطع چينه شناسي ، اندازه گيري زوايا، ارتفاع و ... بحث مي نمائيم.

کمپاس برانتون ( قطب نماي جيبي )

نخستين بار يک زمين شناس کانادايي به نام D.W. Brunton کمپاس برانتون را طراحي کرد که سپس توسط کمپاني William Ainsworth در دنورامريکا ساخته شد. با وجود طراحي بادوام آن، آينه ظريف و بخش هاي شيشه اي آن در مقابل ضربه و رطوبت آسيب پذير بوده و پس از هر بار استفاده نياز به تعمير و آماده سازي براي استفاده مجدد داشتند. از سال 1972 برانتون هاي اصلي بوسيله کمپاني برانتون در ريورتون ايالت وايومينگ امريکا (Riverton, Wyoming) ساخته و به بازار عرضه شدند. نمونه هاي مشابه از آن به مرور زمان در سوئد، چين، ژاپن و آلمان ساخته شد و امروزه در بازار موجود است.


کمپاس برانتون

ساختمان کمپاس برانتون:
کمپاس برانتون از سه قسمت ، بدنه اصلي (box)، بازوي نشانه روي (sighting arm) و درپوش (lid)، تشکيل شده است.
1. بخش بدنه اصلي:
حاوي قطعات مهمي است که عبارتند از:
• عقربه (Needle)که داراي دو جهت است، يکي جهت شمال ( در کمپاس برانتون هاي اصلي عموما به رنگ سفيد است و در برخي نمونه هاي مشابه با N مشخص شده است) و ديگري که به رنگ سياه است جهت جنوب را نشان مي دهد.
• تراز چشم گاوي (Bull's eye level) تراز کروي که براي خواندن زواياي افقي استفاده مي شود.
• تراز شيب سنج (Clinometer level) يا همان تراز استوانه اي.
• صفحه مدرج شيب سنج (Clinometer Scale) براي خواندن زواياي قائم.
• دستگاه تعديل (Damping mechanism) براي تخفيف در حرکت نوساني عقربه و پايداري بيشتر آن،
• دکمه قفل کننده عقربه (Lift pin)،
• پيچ برنجي کناري و ميخ شاخص(Side brass screw and Index pin) براي تنظيم و نشان دادن انحراف مغناطيسي.
• صفحه دايره مدرج (Graduated circle) براي خواندن امتداد.

نوک شمالي عقربه در نيمکره شمالي که زاويه انحراف مغناطيسي به سمت پايين است به سمت صفحه مدرج نزديک مي شود. يک وزنه کوچک الحاقي به سمت جنوبي عقربه اضافه شده است تا تعادل را در عقربه فراهم سازد. چنانچه کمپاس در نيمکره جنوبي يعني جايي که انحراف مغناطيسي به سمت بالاست استفاده شود بايد وزنه عقربه آن بر روي بخش شمالي عقربه بسته شود تا تعادل ايجاد گردد. براي عدم خطا در تشخيص عقربه سمت شمال بهتر است هميشه به وزنه دقت کنيم.

قسمت هاي مختلف کمپاس و قطب نماي معمولي
2.درپوش:
بوسيله يک لولا به بدنه متصل مي گردد و شامل:
• يک آينه(Mirror) با يک خط محوري.
• پنجره نشانه روي بيضوي شکل(Sighting window)براي نشانه روي به روش هاي کمري و چشمي.
• روزنه ديد (Sight).

3. بازوي بلند نشانه روي:
بوسيله يک لولا به بدنه متصل شده داراي:
• شکاف بيضوي کشيده بر روي طول خود براي مشاهده ساختار هاي خطي.
• نوک نشانه روي خم شونده(Sighting tip) براي تراز کردن خط ديد.

صفحه مدرج کمپاس برانتون بر مبناي دو مقياس قديمي طراحي شده است.
مقياس آزيموت: که در آن براي نشان دادن جهات از سه رقم استفاده مي شود به عنوان مثال براي شمال 000 يا 360 درجه و براي جنوب 180 درجه. در اين مقياس تنها جهت شمال مبناي اندازه گيري ها است و يک راستا بر مبناي جهت گيري آن نسبت به شمال از 0 تا 360 درجه تعيين موقعيت مي شود.
مقياس ربع دايره ( بيرينگ ): که در آن از حروف و ارقام استفاده مي شود ( مثل N60oE, S20oW) در چهار ربع 90 درجه (NE, SE, SW, NW) مدرج شده است. راستاي شمال و جنوب به ترتيب در بالا و پايين صفر درجه را نشان مي دهند. در اين مقياس شمال و جنوب مبناي اندازه گيري منظور مي شوند.

مقياس هاي آزيموت و بيرينگ براي تعيين جهات جغرافيايي
راستاي يک خط بر روي زمين بوسيله موقعيت آن خط مشخص مي شود، که زاويه افقي بين خط و مرجع (معمولا شمال در بيرينگ و 000 در مقياس آزيموت ) مي باشد. البته مرجع در مقياس بيرينگ، هنگامي که راستاي يک ساختار به سمت جنوب خوانده مي شود، جنوب هم مي تواند باشد.
موقعيت E و W در صفحه مدرج معکوس است، يعني E در سمت چپ صفحه مدرج ( معادل شماره 9ساعت ) و W در سمت راست صفحه ( معادل شماره 3 ساعت) بر روي صفحه مشخص شده اند. اين حالت براي اصلاح در خواندن زاويه طراحي شده است. شايان ذکر است حتي وقتيکه صفحه مدرج چرخانده مي شود، نوک شمال (سفيد رنگ) عقربه کمپاس هميشه رو به شمال قرار مي گيرد. براي مثال براي خواندن زاويه 045 ، ما صفحه را تراز کرده و به سمت راست شمال (جهت عقربه هاي ساعت ) مي چرخيم، اما نوک شمال عقربه به سمت چپ شمال مي گردد ( خلاف عقربه هاي ساعت )، يعني جايي که شرق برروي صفحه مدرج حک شده است و ما زاويه صحيح را قرائت مي کنيم.
نگهداري و تنظيمات کمپاس:
کمپاس دستگاهي دقيق و حساس است و هرگز نبايد هنگام قدم زدن کمپاس را به صورت درباز حمل نمود. چنانچه کمپاس در حين عمليات صحرايي آسيب ببيند چنانچه آينه و شيشه محافظ اضافي به همراه داشته باشيم مي توانيم آن را تعويض کنيم، اما اگر لولا خم شود و يا محفظه هاي تراز بشکند، بايد کمپاس را براي تعمير به کارخانه سازنده فرستاد. چنانچه کمپاس در هواي باراني مورد استفاده قرار گيرد و يا آب به درون آن نفوذ کند، بايد کمپاس را باز کرده و آن را خشک کنيم چراکه اگر تکيه گاه عقربه خيس باشد، عقربه صحيح عمل نخواهد کرد. آينه کمپاس را مي توان با ضربه زدن به زائه کوچک نگهدارنده و برداشتن يک واشر فنري شبيه واشري که بر روي جعبه است، بيرون آورده و آينه جديد را جايگزين آن کرد. اين آينه را بايد طوري قرار دهيم که خط سياه نشانه روي آن در زاويه اي عمود بر محور لولاي درپوش کمپاس قرار گيرد. اين کار را مي توانيم با چرخاندن آينه تا زماني که خط نشانه روي آينه از وسط دريچه نشانه روي بگذرد، انجام دهيم. عمل ميزان را سپس با بستن درپوش کمپاس بر روي نوک برگردانده شده بازوي نشانه روي و مشخص نمودن تطابق نوک بازو با خط وسط آينه امتحان کنيم.

انحراف مغناطيسي و تصحيح کمپاس:
زمين داراي قطب هاي جغرافيايي يا شمال و جنوب حقيقي يعني جايي که محور هاي چرخش زمين سطح آن را قطع مي کنند، و قطب هاي مغناطيسي است، يعني جايي که خطوط ميدان مغناطيسي به صورت واگرا از زمين خارج (جنوب مغناطيسي ) و يا به صورت همگرا به آن وارد ( شمال مغناطيسي ) مي شوند.
عقربه کمپاس برانتون به عنوان يک وسيله مغناطيسي ( يک آهنربا) وقتيکه آزادانه معلق شود قطب هاي مغناطيسي را يافته و در جهت آنها آرايش مي گيرد يعني جايي که عموما شمال واقعي نيست ( بجز برخي مناطق کره زمين). عقربه کمپاس يک آهنربا است و قطب شمال هر آهنربايي در صورتيکه آهنربا آزادانه حرکت کند بوسيله شمال مغناطيسي دفع مي شود. در واقع مي توان نام صحيح اين انتهاي عقربه را قطب شمالجو (north seeking pole) ناميد. نقشه ها قطب مغناطيسي در نيمکره شمالي را " قطب شمال مغناطيسي" مشخص مي کنند.
زاويه بين شمال حقيقي و شمال مغناطيسي " ميل مغناطيسي " (magnetic declination) ناميده مي شود. ميل مغناطيسي با موقعيت، زمان ( سالانه و روزانه )، ناهنجاري هاي مغناطيسي محلي، ارتفاع (جزئي و قابل صرف نظر) و فعاليت هاي مغناطيسي خورشيد تغيير مي کند (Goulet, 1999). درواقع ميل زاويه بين نقطه اي که عقربه کمپاس به عنوان شمال نشان مي دهد و شمال حقيقي مي باشد. ميل مغناطيسي در طول خطوطي که اصطلاحا خطوط هم ارز (isogonic lines) ناميده مي شوند ثابت هستند. خط فرضي با ميل مغناطيسي صفر درجه از غرب خليج هودسن، درياچه سوپريور، درياچه ميشيگان و فلوريدا عبور مي کند. قطب شمال مغناطيسي در سال 1999 در موقعيت 79.8° N, and 107.0° W, 75 در مناطق قطبي کانادا در فاصله 1140 کيلومتري از شمال واقعي قرار داشت.

اختلاف موقعيت قطب هاي جغرافيايي و مغناطيسي
جدول انحراف مغناطيسي جهان
زاويه قائم بين بردار هاي مغناطيسي به سطح (افق) زمين وابسته است و زاويه انحراف مغناطيسي (magnetic inclination) ناميده مي شود و با تغيير عرض جغرافيايي تغيير مي کند. اين زاويه در قطب مغناطيسي 90 درجه و در استواي مغناطيسي صفر درجه است.
تعيين انحراف مغناطيسي:
اگر عقربه کمپاس شرق يا غرب شمال واقعي را به عنوان شمال مشخص نمايد، اين اختلاف به ترتيب انحراف مغناطيسي شرقي يا غربي ناميده مي شود. شمال مغناطيسي (MN) هم در نيمکره شمالي و هم در نيمکره جنوبي به عنوان مرجع انحراف مغناطيسي است. براي تعيين انحراف مغناطيسي در يک منطقه مورد مطالعه ما مي توانيم از موارد زير استفاده کنيم:
1- نقشه هاي توپوگرافي چاپ شده: در برخي نقشه ها انحراف مغناطيسي منطقه بوسيله زاويه بين دو پيکان شمال مغناطيسي (MN) و شمال حقيقي (GN) نشان داده شده است.
2- نمودار هاي ايزوگوني چاپ شده و يا موجود در وب سايت ها: که انحراف مغناطيسي را نشان مي دهند.
3- حسابگر آنلاين براي مشخص نمودن آخرين انحراف مغناطيسي براي يک موقعيت مشخص (طول و عرض جغرافيايي) و زمان مشخص.

نمودار ايزوگوني امريکاي شمالي

تنظيم انحراف مغناطيسي در کمپاس:
انحراف مغناطيسي بوسيله چرخاندن پيچ برنجي که در کناره بدنه کمپاس وجود دارد تنظيم و تصحيح مي گردد. براي يک انحراف غربي 15 درجه ( يعني شمال مغناطيسي 15 درجه در غرب شمال حقيقي قرار دارد) صفحه مدرج به سمت غرب يعني در خلاف جهت چرخش عقربه هاي ساعت ( با چرخاندن پيچ ) چرخانده مي شود تا ميخ شاخص روي N15W در مقياس بيرينگ ويا 345 درجه در مقياس آزيموت قرار گيرد. براي يک انحراف 15 درجه شرقي، صفحه مدرج به سمت شرق چرخانده مي شود ( در جهت چرخش عقربه هاي ساعت ) تا ميخ شاخص روي N15E در مقياس بيرينگ ويا 015 درجه در مقياس آزيموت قرار گيرد. در ايران انحراف مغناطيسي به سمت شرق است و مقدار زاويه آن در مکان هاي مختلف متفاوت است.

تنظيم انحراف مغناطيسي در کمپاس

کارآيي کمپاس:
براي تهيه يک نقشه و يا تحليل زمين شناسي و ساختاري يک منطقه بايد مشخصات و موقعيت ساختارهاي صفحه اي و خطي آن منطقه برداشت شود. زمين شناسان نمي توانند بدون دانستن چگونگي استفاده از کمپاس براي بدست آوردن اطلاعات ساختاري و تشخيص مرز واحد هاي ساختاري، يک نقشه مفيد توليد کرده و يا اطلاعات مفيد بدست آورند. بنابراين ما نياز داريم که چگونگي اندازه گيري ساختار هاي خطي و صفحه اي را براي تمام انواع ساختمان ها مثل عناصر رسوبي و ساختماني و مرز هاي سنگ چينه اي نقشه ها، بدانيم.
يک کمپاس داراي کارآيي هاي فراواني است که تعدادي از مهمترين اين کاربردها در زير توضيح داده مي شود:
1. اندازه گيري موقعيت ساختار هاي خطي
2. اندازه گيري زاويه پيچ براي عناصر خطي
3. اندازه گيري زواياي قائم، ارتفاع و فاصله
4. اندازه گيري ضخامت حقيقي لايه ها
5. اندازه گيري موقعيت صفحات
6. بدست آوردن موقعيت يک خط مابين دو نقطه
7. اندازه گيري موقعيت يک صفحه با تکنيک دو خط
8. تعيين دو نقطه هم ارتفاع
9. تعيين موقعيت با استفاده از کمپاس و نقشه

ژيروسكوپ مکانيکي

 

 

ژيروسكوپ مکانيکي

 

 

ژيروسكوپ مکانيکي

 

1) مقدمه:

در تمام ومسايل حركتي اطلاع از موقعيت و زاويه جسم و سرعت آن زوايه اي امري ضروري است، چرا كه بدون اطلاع از وضعيت جسم كنترل آن به سمت هدف غير ممكن بوده و امري محال به نظر مي رسد. به دست آوردن اين اطلاعات از روي زمين كاري بسيار پيچيده در عين حال سخت و در بعضي موارد غير ممكن است، در صورت امكانپذيري تاخير زماني براي اجسامي مثل موشك حياتي بوده و موجب انحراف مسير موشك مي شود.

كلمه ژيروسكوپ از دو كلمه Gyro به معناي دوران و Scope به معناي نشان دادن تشكيل شده است لذا آنرا دوران نما مي توان گفت كه وظيفه خود يعني نمايش دوران را بيان مي كند.

ژيروسكوپها سنسورهايي مي باشند كه ما از آنها جهت به دست آوردن سرعت زاويه اي و موقعيت زاويه اي استفاده مي كنيم با پردازش اين اطلاعات مي توان موقعيت كلي جسم را نيز بر اساس محاسبات به دست آورد ژيروسكوپ عضو اصلي سيستمهاي هدايت اينرسي مي باشد. سيستم هدايت اينرسي كه در ناوبري اينرسي مورد استفاده قرار مي گيرند سيستمهايي هستند كه جهت مشخص كردن موقعيت يك متحرك مانند وضعيت هوايي يا كشتي با استفاده از متغيير هاي اينرسي آن مثل سرعت و شتاب كه اين امر از طريق اندازه گيري اين كميتها توسط حس كننده اينرسي انجام مي گيرد. در حالت كلي سيستم هدايت اينرسي عبارت است از ژيروسكوپ ها و شتاب‌سنجها كه بر روي پايه ثبات اينرسي نصب مي شوند.

وظيفه اصلي ژيروسكوپ ها ايجاد يك دستگاه مختصات مرجع است و شتاب سنجها شتاب متحرك در امتداد چنين محورهايي اندازه مي گيرند. كه اين شتاب مي تواند نسبت به دستگاه مرجع اينرسي يا دستگاه مرجع ديگري مثل دستگاه متصل به زمين باشد.

در ادامه به شرح مباني علمي سنسور پرداخته و محصولات موجود در بازار را بررسي مي نماييم
2- مباني علمي و فني:

طبق اصل بقاي اندازه حركت زاويه اي هر جسم در حال چرخش متقارن سعي دارد جهت خود را همواره در فضا حفظ كند. لذا اگر يك جسم با وزن زياد متقارن را با دور بالا بچرخانيم و اطراف آنرا با ياتاقان و بلبرينگ آزاد بگذاريم كه نيروهاي خارجي بر آن اعمال نشود. با چرخش قاب سيستم جهت چرخش جسم دوار تغيير نمي‌كند، لذا مي توانيم بدين وسيله در اجسام متحرك جهت ثابتي داشته باشيم كه وضعيت فعلي خود را در هر لحظه با آن مقايسه نماييم و لذا موقعيت زاويه اي و با محاسبه سرعت تغيير سرعت زاويه اي را به دست آوريم.

عضو اصلي ژيروسكوپ هاي مكانيكي، يك دستگاه دوار يا روتور است كه معمولاَ با سرعت زياد حول محور تقارن خود دوران مي‌كند اين سرعت از 3000 تا 300000 دور در دقيقه مي باشد لذا در اثر اينرسي جرم دوار، اندازه حركت ( ممنتوم ) نسبتا بزرگي ايجاد مي گردد.

اگر ياتاقان بندي محور چرخش را در طوقه اي معلق تعبيه كنيم به نحوي كه گشتاور خارجي به آن وارد نگردد لذا عليرغم تمام حركتهاي قاب، محور چرخش روتور همواره به جهت ثابتي استفاده مي‌كند و موقعيت خود را در فضا حفظ مي‌كند.

با اين روش مي توان جهت و يا محورهاي ثابتي را براي وسيله نقليه تعريف كرد كه هر گونه حركت زاويه اي نسبت به اين محورها سنجيده شود.

1-2) خواص ژيروسكوپ

1-1-2) خاصيت صلبيت ژيروسكوپ:

ژيروسكوپ همانگونه كه اشاره شد از خاصيت صلبيت استفاده مي كند، طبق قانون دوم نيوتن كه مي گويد، مجموعه گشتاورهاي خارجي وارد بر سيستم دوار حول يك نقطه مانند 0 برابر است با تغييرات زماني اندازه حركت زاويه اي سيستم حول همان نقطه، لذا چون اندازه حركت زاويه اي سيستم برابر صفر است، مقدار و جهت بردار اندازه حركت زاويه اي ژيروسكوپ در فضاي اينرسي ثابت مي ماند.

2-1-2) حركت تقديي:

چنانچه گشتاوري مانند M در راستايي غير از راستاي بردار ممنتوم زاويه اي به روتور اعمال شود، محور چرخش در راستاي برداري عمود بر صفحه بردار گشتاور خارجي و ممنتوم زوايه اي دوران خواهد كرد. جهت دوران به اين صورت است كه بردار ممنتوم زوايه اي همواره با طي زاويه كوچكتر به طرف بردار گشتاور خارجي بچرخد، لذا وقتي چرخ دوچرخه را به صورت عمود همانطور كه در فيلم مشخص است مي چرخانيم نيروي وارد شده به آن طرف زمين موج چرخش دوچرخه دور خود مي شود

2-2) انواع حركتهاي متحرك در فضا:

هر متحرك در فضا 6 درجه آزادي دارد كه 3 حركت خطي و 3 حركت دوراني است براي مشخص نمودن حركت دوراني متحرك در فضا از 3 محور عمود بر هم استفاده مي شود كه عبارتند از: محور رول يا محور طول، محور پيچ يا محور عرضي و محور ياو.

1-2-2) محور رول:

محور طولي يا محور جلو – عقب را محور رول مي نامند و حركت رول يعني دوران متحرك حول محور طولي خودش.

2-2-2) محور پيچ:

محور عرضي يا جنبي را محور پيچ گويند. و حركت پيچ دوران متحرك حول محور عرضي خودش است كه محوري افقي است و عمود بر محور طولي مي باشد.

3-2-2) محور ياو:

محور عمود بر دو محور ياو و پيچ است و دوران متحرك حول اين محور قائم را دوران ياو گويند.

3-2) سيستم ناوبري اينرسي

اين سيستم مجموعه ي است از 3 ژيروسکوپ يک درجه آزادي و يا 2 ژيروسکوپ دو درجه آزادي و 3 شتاب سنج که جهت يجاد محور مختصات ينرسي و بدست آوردن سرعت و شتاب زاويه ي استفاده مي شود. نمي کلي و بلوک دياگرام آن در شکل هي پيين موجود است.

4-2) انواع محركهاي روتور ژيروسكوپ

1-4-2) موتور الكتريكي:

در ژيروسكوپ ها معمولا از موتور الكتريكي استفاده مي شود چرا كه نياز به سرعت بسيار بالا در ابعاد كوچك است، معمولا در اين موتور براي ايجاد ممنتوم بيشتر، روتور خارج استاتور قرار مي گيرد.

2-4-2) محرك نخي يا تسمه اي:

در موشكها و مواردي كه در مدت زمان كوتاهي نياز است استفاده مي شود با كشيدن نخ يا تسمه روتور شروع به چرخش مي نمايد، اين محرك در موشكهاي برد كوتاه كاربرد دارد. از محرك نخي در موشك كبري و از محرك تسمه اي در موشك ماليوتكا استفاده مي شود.

3-4-2) گاز تحت فشار

با دميدن گاز در پرده هاي روتور، روتور با سرعت زيادي به چرخش در مي آيد، در موشك تاو استفاده شده است.

4-4-2) فنر

از فنر نيز جهت حركت محرك استفاده مي شود، در بعضي از موارد براي رسيدن به سرعت بسيار بالا در زمان كم از تركيب فنر و موتور الكتريكي استفاده مي شود.

5-4-2) چاشنيهاي انفجاري

از چاشنيهاي انفجاري نيز در داخل روتور استفاده مي شود.

5-2) انواع ژيروسكوپ

به دليل دقت و حساسيت كار معمولا از ژيروسكوپ با 3 درجه آزادي استفاده نمي شود از 3 ژيروسكوپ با يك درجه ازادي يا 2 ژيروسكوپ 2 درجه ازادي استفاده مي شود.

1-5-2) ژيروسكوپ يك درجه آزادي

در اين ژيروسكوپ روتور بجز حركت حول محور چرخش تنها حول يك محور ديگر مي تواند چرخش كند. در امتداد يك محور كه طوقه داخلي باشد اين حركت امكان پذير است، اين ژيروسكوپ چرخش تنها در يك محور را حس مي كند.

1-1-5-2) ژيروسكوپ سرعتي

در اين ژيروسكوپ عامل برگشت طوقه مجموعه دوار به وضعيت اوليه يک عنصر الاستيک مانند فنر است

1-1-5-2) ژيروسكوپ انتگرالي

در اين ژيروسكوپ عامل برگشت طوقه مجموعه دوار به وضعيت اوليه دمپينگ سيال با لزجت بالا است

2-5-2) ژيروسكوپ دو درجه آزادي

اين ژيروسكوپ علاوه بر محور چرخش روتور داراي دو محور دوران ديگر نيز مي باشد كه توسط دو طوقه معلق دروني و بيروني فراهم شده است. و حالت عادي محور چرخش و اين دو محور بر هم عمودند. تكيه گاه طوقه داخلي در طوقه خارجي قراردارد. و طوقه خارجي نيز تكيه گاهي در بدنه ژيروسكوپ دارد و مي تواند داخل آن حركت دوراني انجام دهد.

6-2) انواع ژيروسكوپ از نظر اتصال

1-6-2) ژيروسكوپ متصل به بدنه

در اين نوع ژيروسكوپ به بدنه متصل مي گردد و با بدنه حرکت مي کند

2-6-2) ژيروسكوپ با پيه ثابت

در اين نوع ژيروسكوپ به بدنه متصل نمي گردد و بر روي يک صفحه که حرکتهي بدنه را معکوس شبيه سازي مي کند نصب مي گردد و لذا هميشه موقعيت ثابت دارد. بسيار گران قيمت و دقيق است.

3- توليد کنندگان داخلي و بازار ايران:

در ايران اين تجهيزات تنها کاربرد نظامي داشته و توليد آن منحصر به شرکتهاي صنايع نظامي مي باشد

موسسه جهاد تحقيقات در اين زمينه فعاليت مي نمايد

اطلاعات تماس اين شرکت عبارت است از : دفتر مرکزي ( 8554426 و 8554427 )و بخش فروش (8726500 و 8726503)

در زمينه توليد ژيروسکوپ شرکت سوياب صنعت با اين موسسه همکاري مي نميد که اطلاعات تماس اين شرکت عبارت است از : 026233621 و محل ين شرکت جاده قديم کرج خيابان سوليران مي باشد

متاسفانه طي تماسهي اينجانب با در موسسه مزبور اعلام نمودند جهت دريافت اطلاعات بايد از يک سازمان دولتي معرفي نامه و درخواست رسمي ارسال شود که اين موضوع در توان اينجانب نبود
4- کاربردهي متنوع :

در هر وسيله ي که بخواهيم مرجع مختصات ينرسي داشته باشيم و موقعيت و سرعت زاويه ي و شتاب زاويه ي را داشته باشيم

کاربرد در وسايل نقليه هوايي, فضايي و دريايي، هواپيما, موشک, ماهواره,سفينه فضايي, کشتي, زيردريايي و ... دارد.

از پديده ژيروسکوپي در موارد زير نيز در کابردهي جديد استفاده مي شود

Robotics

در رباتهي پيچيده که حفظ تعادل کاري بسيار مشکل است مانند ربات دوپا که مي خواهد راه برود و يا رباتهاي انسان نما از اين سنسور استفاده مي شود با استفاده از لينک بالا يک نمونه از اين کاربردها را مشاهده نماييد

Segway Scooter

اين وسيله يک اسکوتر است که با جلو و يا عقب رفتن بدن فردي سوار آن است حرکت کرده و يا مي يستد ين وسيله به صورت خودکار وضعيت خود را بالانس مي کند و با استفاده از 5 سنسور ژيروسکوپ خود را بالانس نموده و از افتادن جلوگيري مي نميد

Wheel Chair

در اين ويلچر فرد معلول امکان بالا و پايين رفتن از پله يا بلنديها را داشته و تعادل صندلي به هم نمي خورد

Computer Pointing Devices

Racing Cars

Motor Bikes

Virtual Reality

Monorail Trains

Artificial horizons / autopilot

Automotive Yaw Rate Sensor

Global Positioning System ( GPS-INS, RTK ) Dead-reckoning

Fluxgate Compass compensation

In-Car Navigation Systems

Mobile dish antenna stabilized platform

Mobile camera platform stabilisation

Simulators

Telematics / Fleet-management

Remote Control Vehicles

Inertial / Dynamic measurement units

Drive safety recorder (blackbox for car/marine)

AGV, wheelchair

Marine Satellite Compasses

Angle Wrench

Agricultural Tractors

Physiotherapy / therapeutic Equipment

-3D input devices


5- سنسور هوشمند :

اگر هوشمند را به معني انجام محاسبات داخلي جهت اريه نتيج دقيق تر و با خطي کمتر بدانيم عموم ين سنسور ها هوشمند هستند چرا که با محاسبات بسيار زياد داخلي نتيجه بسيار مناسب اريه کرده و در بازه زماني خود را با سيستم GPS تنظيم مجدد مي نميند

قطب نمای ژيروسکوپيک

قطب نمای ژيروسکوپيک

 

 

قطبنمای ژیروسکوپیک

 

دید کلی

اگر با فرفره بازی کرده باشید پی برده‌اید که محور چرخش فرفره چرخان به آرامی حول خط قائم می‌گردد، اصطلاحی که برای توصیف این حرکت بکار برده می‌شود حرکت تقدیمی است. می‌گوییم فرفره حول خط قائم حرکت تقدیمی دارد، حرکت تقدیمی جهت بردار اندازه حرکت زاویه‌ای را تغییر می‌دهد و بنابراین باید حاصل گشتاور نیرویی باشد که بر فرفره در حال چرخش وارد می‌آید، اندازه حرکت زاویه‌ای پایداری سیستمهای چرخان را تأمین می‌کند.

وقتی که دوچرخه در حال حرکت است، دوچرخه سوار نسبتا به آسانی خود را روی دوچرخه نگه می‌دارد، اما وقتی که دوچرخه در حالت سکون است دوچرخه سوار باید آکروبات باز باشد تا بتواند تعادل خود را حفظ کند. ژیروسکوپ که قلب خلبان خودکار هواپیماست و سیستم هدایت اینرسیایی موشک را تشکیل می‌دهد نیز در پایه خاصیت برداری اندازه حرکت زاویه‌ای مبتکی است، ژیروسکوپ از قرص کاملا متعادل تشکیل شده بطوری که محور دروان قرص می‌تواند مستقیما در هر جهت قرار گیرد.

حرکت ژیروسکوپ

وقتی ژیروسکوپ حول محور ثابتی دوران می‌کند بردار اندازه حرکت زاویه‌ای آن حول یک نقطه واقع بر محور دوران (محل اتکای ژیروسکوپ روی پایه خود) در امتداد محور است. تقارن جسم نسبت به محور باعث می‌شود که اثر هر مؤلفه اندازه حرکت زاویه‌ای ذره K که عمود بر محور دوران است Lk با یک مؤلفه مساوی و مختلف الجهت ذره قرینه K نسبت به مرکز خنثی گردد. اگر نیروی F بر روی محور ژیروسکوپ به سمت پایین وارد شود گشتاور در امتداد عمود بر r و L خواهد بود r از محل اتکای محور ژیروسکوپ تا نقطه اثر F است).

بردار L که در امتداد محور دوران است تحت تأثیر نیروی F بر روی مخروطی حرکت تقدیمی انجام می دهد، ژیروسکوپ فقط حول محور دوران می کند اگر امتداد محور ژیروسکوپ هم تغییر بکند. این حرکت مؤلفه دیگری نیز به اندازه حرکت زاویه‌ای اضافه می‌کند. نکته مهم در این حرکت این است که محور ژیروسکوپ ضمن اینکه حول محور قائم حرکت تقدیمی انجام می‌دهد باید نسبت به L در توازن باقی بماند، چون اگر محور ژیروسکوپ ابتدا در جهت معینی قرار گرفته و بعد رها شود، ضمن حرکت تقدیمی حول محور قائم اندکی نیز به طرف بالا و پایین خواهد لنگید.

خصوصیات ژیروسکوپ

 
در برابر هیچگونه تغییری در جهت چرخش خود مقاومت نمی‌کند زیرا میزان تغییر اندازه حرکت زاویه‌ای ژیروسکوپ همیشه با گشتاور نیروی وارد بر آن مساوی است.

وقتی هیچگونه گشتاوری وارد نشود اندازه حرکت زاویه‌ای یعنی بردار L ثابت باقی می‌ماند.

ژیروسکوپ فقط هنگامی تغییر امتداد می‌دهد که گشتاور نیرویی برآن وارد شود.
استقامت ژیروسکوپ (جبر ژیروسکوپ)
اگر این دستگاه را به گردش در آورید و پایه آن را بگیرید و بلند کنید و دست خود را به چپ و راست و بالا و پایین ببرید و چنانچه دستگاه را کج و حتی وارونه کنید، محور آن تغییر جهت نمی‌دهد و تا وقتی که دوران می‌کند، همیشه متوجه همان امتدادی است که در شروع حرکت داشته است، این خاصیت را به اصطلاح استقامت ژیروسکوپ در فضا و یا جبر ژیروسکوپ می‌گویند.

سیر قهقرایی

اگر ژیروسکوپ را حول محور دوران ، دوران دهیم و انگشت خود را بر روی حلقه‌ای که به قد سه پایه دستگاه است گذاشته و فشار دهیم خواهیم دید که بجای آنکه دستگاه بر اثر فشار انگشت ما کج شود در امتداد عمود بر امتداد فشار انگشت ما حرکت می‌کند و دور می‌شود، این خاصیت ژیروسکوپ را سیر قهقرایی آن می‌نامند.

چشم انداز

تا سال 1910 که قطب نمای ژیروسکوپی اختراع نشده بود، ژیروسکوپ هیچ گونه استفاده عملی نداشت، در قطب نمای ژیروسکوپی محور دوران ژیروسکوپ همواره متوجه امتداد جهت شمال حقیقی است و برای هدایت کشتی بکار می‌رود، اینگونه قطب نما بر قطب نماهای عادی این مزیت را دارا می‌باشد که اولا تحت تأثیر خاصیت مغناطیسی زمین قرار نمی‌گیرد و ثانیا شمال حقیقی را نشان می‌دهد، نه شمال مغناطیس را و علاوه بر آن این دستگاه سکان کشتی را در امتداد لازم نگه می‌دارد و خیلی بهتر از انسان کشتی را هدایت می‌کند. برخی کشتیها اسباب دیگری که باز به کمک ژیروسکوپ کار می‌کنند دارند و کشتی را از واژگون شدن حفظ می‌کنند، در کل حساس بودن و دقیق بودن ژیروسکوپ ، آن را به وسیله‌ای بسیار مهم مبدل ساخته ، طوری که حرکات غیر منظم را به سهولت درک می‌کند.

قطب نمای ژیروسکوپی نوعی قطب نما است که از آن برای جهت یابی استفاده می شود. در ساده ترین نوع قطب نما ، سوزن مغناطیسی شده ای را به کار می گیرند. که همواره در امتداد شمال ــ جنوب می ایستد و رو به قطب شمال قرار می گیرد.

در حقیقت این سوزن به قطب شمال مغناطیسی اشاره می کند که دقیقاً منطبق بر قطب شمال واقعی یا جغرافیایی نیست. قطب نمای ژیروسکوپی که در سال 1905 میلادی به وسیله ی دکتر هرمان آنشوتز کاموف طراحی شد، به مغناطیس وابستگی ندارد. قطب نما رو به شمال واقعی تنظیم می شود و به چرخش در می آید . پس از آن ، ژیروسکوپی هر تغییری که بکند، سوزن یا عقربه همواره رو به قطب شما ل باقی می ماند.

نحوه كار با قطب‌نما و گرا

نحوه كار با قطب‌نما و گرا

 

اگر نحوه كار با قطب‌نما و گرا را بدانيد در طبيعت ناشناخته هم گم نمي‌شويد. چون مي‌دانيد در كدام جهت چند متر حركت كرده‌ايد. همچنين اگر آسيبي ديديد مي‌توانيد موقعيت خود را به افراد ديگر اطلاع دهيد.
مهمترين كارايي قطب‌نما اين است كه جهات را به شما نشان مي‌دهد. قطب‌نما را بايد كاملا صاف و در راستاي افق در دست بگيريد. زير بعضي از قطب‌نما‌هاي قلابي وجود دارد كه شست دست راست شما بايد در آن قرار گيرد و با دست ديگر بايد آن را صاف بگيريد. با حركت پا (و نه دست خود) آنقدر بچرخيد كه شاخص بر علامت شمال منطبق شود. در اين حالت رو به شمال ايستاده‌ايد. بديهي است دست راست شما شرق، پشت سر شما جنوب و دست چپ شما غرب است.

براي تشخيص موقعيت خود در محيط ابتدا بايد جهات نقشه خود را بر جهات واقعي منطبق كنيد. اين كار را مي توانيد با قرار دادن قطب‌نما روي نقشه و چرخاندن نقشه انجام دهيد. سپس مسير حركت خود را با مشخص كردن حداقل دو نقطه و كشيدن يك خط مشخص كنيد. حال اگر خط‌كش قطب‌نما را بر آن خط منطبق كنيد عددي كه شاخص به شما نشان مي‌دهد گرايي است كه مسير شما دارد. با پيش گرفتن آن گرا و محاسبه متراژ مي‌توانيد راه را بدون اشتباه طي كنيد.

مثلا اگر بخواهيد 100 متر با گراي 150حركت كنيد بايد طوري بايستيد كه عدد 150 زير خط شاخص (خط نازك بلند روي صفحه) قرار گيرد. در اين حالت ذره‌بين قطب‌نما، شاخص و خط مويي بايد بر هم منطبق باشند. از داخل خط مويي هدف مشخصي را انتخاب كنيد. اين هدف مي‌تواند يك سنگ مشخص، يك درخت و اشيا ثابت ديگر باشد. موجوداتي را كه حركت مي‌كنند به عنوان هدف نگيريد. حالا 100 متر به سمت آن هدف حركت كنيد.
بايد پيشتر طول قدم‌هاي خود را اندازه بگيريد. 100 متر مشخص را با گام‌هاي عادي طي كنيد. تعداد قدم‌هاي خود را در طول اين 100 متر به خاطر بسپاريد تا ديگر احتياجي به متر پيدا نكنيد.
نحوه گرا گرفتن در شب متفاوت است. چون در شب شما صفحه قطب‌نما را نمي‌بينيد. خط شاخص و پيكان‌هاي روي قطب‌نما اغلب فسفري هستند و مي‌توانيد با چراغ قوه آنها را شارژ كنيد. اگر قطب‌نما را طوري بچرخانيد كه خط شاخص با علامت شمال يكي شود گراي صفر براي شما مشخص مي‌شود. چون در شب شما تمام اعداد را نمي‌بينيد، عدد گراي خود را تقسيم بر سه كنيد و دور متحرك قطب‌نما را به همان تعداد در جهت عكس عقربه‌هاي ساعت حركت دهيد. (دقت كنيد كه منظور، چرخش يك دور كامل نيست). در اثر هر تكان كوچك دور متحرك قطب‌نما صداي «تق» مي‌شنويد. با اين نشانه مي‌توانيد به راحتي بشماريد. در اينجا مثال بالا را تكرار مي‌كنيم. 50 بار دور قطب‌نما را در جهت عكس حركت عقربه‌هاي ساعت حركت دهيد. حالا قطب نما را آنقدر حركت دهيد كه خط شاخص زير مويي قرار گيرد. سمتي كه رو به آن ايستاده‌ايد گراي مورد نظر را نشان مي‌دهد.

طرز کار قطب نمای Protractor (حرفه ای)

طرز کار قطب نمای Protractor (حرفه ای)

هدف اصلی در این مقاله , تشخیص موقعیت در هر مکان می باشد و در این رابطه , قطب نما ابزاری ضروری برای پیدا کردن مسیر بطرف مقصد است . آموزش های زیر به فراگیری کمک می کند . اگر می خواهید آموزش های مربوطه را عملا یاد بگیرید داشتن قطب نما ضروری است . ابتدا از حیاط خانه تان شروع کنید . سپس نیاز به مکانی خواهید داشت که نقشه ای داشته باشد . در یک مسافت کوتاه چند صد متری یا بیشتر تمرین کنید . سپس حوزه تمرین را بتدریج گسترده تر کنید و بدین ترتیب , بزودی این توانایی را خواهید یافت که در مناطق نا آشنا به طور مطمئن سفر کنید .

اگر می خواهید به کودک خود مسیر یابی را آموزش دهید این نکته را مد نظر داشته باشید : احساس ناشی از گم شدن ممکن است برای یک کودک بسیار استرس زا باشد و موجب شود تا هرگز به گردش در بیرون از شهر علاقه نشان ندهد  . ولی برخی دیگر از کودکان کاملا بر این احساس غلبه می کنند لذا , در نظر گرفتن این موضوع در طراحی تمرینات مربوطه در جنگل یا کویر , بسیار مهم است .

چگونه از قطبنما استفاده کنیم

روش استفاده بسیار آسان است , ولی برای آنهایی که می خواهند در مناطق نا آشنا سفر مطمئنی داشته باشند , کافی نمی باشد . اولین چیزی که باید بیاموزید چهار جهت اصلی است : شمال (N) , جنوب (S) , شرق (E) و غرب (W) . جهت شمال از همه مهمتر است .

گرچه انواع متعددی از قطبنما در بازار موجود است , ولی در اینجا بطرز کار با قطبنمای با صفحع قاعده ای (BASEPLATE) یا پروترکتور (PROTRACTOR) که متداول تر است اشاره می گردد . (شکل 1)

این قطبنما که در جریان جنگ جهانی دوم اختراع شد , صفحه مستطیلی شکلی دارد که روی آن پیکانی تحت نام "پیکان جهت نمای مسیر" (DIRECTION OF TRAVEL ARROW) حک شده است . همچنین عقربه دو رنگ مشکی و قرمز متحرکی در روی آن وجود دارد که همان سوزن قطبنما (COMPASS NEEDLE) است . در پاره ای از قطبنما ها سوزن ممکن است قرمز و سفید باشد ولی , در هر حال , نوک آن یعنی قرمزش , همواره رو به قطب شمال مغناطیسی زمین خواهد ایستاد . در روی قطبنما محفظه قابل چرخشی به نام محفظه قطبنما (COMPASS HOUSING) وجود دارد . در حاشیه محفظه قطبنما ,  از 0 تا 360 یا از 0 تا 400 درجه ,  درجه بندی شده است . (در اکثر قطبنما های دنیا تا 360 درجه ولی   در برخی انواع اروپایی تا 400 درجه) . آنها درجات یا آزیموت ها (AZIMUTH) هستند . همچنین در قسمت , حروف W,N,S و  E به ترتیب به نشانه جنوب,شمال, غرب و شرق وجود دارد .

کف محفظه قطبنما , یک پیکان و مجموعه ای از خطوط موازی با آن , به نام پیکان و خطوط تنظیم جهت (ORIENTING ARROW AND LINES) دارد . این نوع قطبنما می تواند بخش های اضافی دیگری به صورت زیر داشته باشد (شکل 3) : ریسمانی برای انداختن قطبنما به مچ دست , نوار مدرج در امتداد یک یا چند لبه از صفحه قاعده ای جهت اندازه گیری فواصل روی نقشه , یک ذره بین برای خواندن بهتر جزئیات نقشه , و شابلونهایی از دایره و مثلث برای مشخص نمودن مسیرهای حرکت روی نقشه .اگر می خواهید به سمتی بروید که بین دو جهت از چهار جهت اصلی قرار دارد , نام آن دو را با هم ادغام کنید . مثلا اگر مایلید به سمتی حرکت کنید که درست بین شمال و غرب واقع است , به راحتی می گوییم : می خواهم به شمال غرب بروم .

اجازه دهید همین مورد بالا را به عنوان مثال دنبال کنیم : به سمت شمال غرب بروید . در ابتدا , باید بفهمید شمال غرب بر روی قطب نما کجاست . سپس محفظه قطبنما را بچرخانید تا شمال غرب روی محفظه دقیقا جایی قرار گیرد که پیکان جهت نمای مسیر با آن تلاقی می کند .

قطبنما را در دستتان بگیرید . آن را کاملا صاف نگه دارید تا سوزن بتواند بچرخد . سپس خود شما به همراه دستتان و کل قطبنما بچرخید , فقط مطمئن شوید که محفظه قطبنما نمی چرخد . آن را همینطور بگردانید تا سوزن قطبنما با خطوط داخل محفظه قطبنما هم ردیف شود .

دقت کنید تا بخش قرمز (شمال) سوزن , در جهت شمال محفظه قطبنما قرار گیرد . اگر جنوب آن در امتداد شمال قرار گیرد , دقیقا در خلاف جهت مورد نظر حرکت خواهید کرد . این اشتباه در میان مبتدیان بسیار متداول می باشد . لذا همواره کنترل مجددی داشته باشید تا مطمئن شوید درست عمل می کنید . مشکل دیگر می تواند جاذبه های مغناطیسی موضعی باشد . به همراه داشتن اشیائی از جنس آهن یا انواع مشابه آن می تواند باعث اختلال در حرکت عقربه شود . حتی وجود یک گیره کاغذ روی نقشه ممکن است مساله ساز شود . مطمئن شوید که اقلامی مشابه در اطراف قطبنما نباشد . همچنین احتمال تاثیر گذاری جاذبه های مغناطیسی موجود در خاک (انحراف مغناطیسی) نیز وجود دارد که بسیار نادر است .

اگر مطمئن هستید کارتان را درست انجام داده اید , به سمتی حرکت کنید که پیکان جهت نما نشان می دهد . برای اینکه از مسیر خارج نشوید , حداقل در  هر صد متر یک بار به قطبنما نگاه کنید . ولی به قطبنما خیره نشوید . یکبار که جهت را یافتید نقطه ای در دور دست را هدف قرار دهید و به آنجا بروید . این موضوع زمانی اهمیت بیشتری پیدا می کند که از یک نقشه استفاده می کنید .

به منظور اجتناب از حرکت در جهت مخالف , باید خورشید را دنبال کنید . وسط روز خورشید تقریبا در جنوب است (در نیمکره جنوبی در شمال). بنا بر این اگر ظاهرا به سمت شمال قرار گرفته اید و خورشید در صورت شما می تابد , بایستی قدری تجدید نظر کنید .

چه موقعی به این تکنیک نیاز دارید؟

زمانی که بدون نقشه در جایی قرار گرفته اید که نمی دانید کجاست , ولی اطلاع دارید که در نزدیکی , جاده ای , کوره راهی , نهری و یا رودخانه ای وجود دارد , اگر با کمک قطبنما در جهت درست حرکت کنید , گم نخواهید شد . بدین ترتیب می دانید که به کدام جهت بروید یا حداقل به طور تقریبی در کدام سو حرکت کنید تا به آنجا برسید. لذا تنها کار لازم این است که محفظه قطبنما را بچرخانید . بدین ترتیب جهت حرکت , جایی خواهد بود که پیکان جهت نما با با محفظه تلاقی می کند . حال مراحل فوق را دنبال کنید . ولی چرا نمی توان به این روش بسنده کرد ؟ تکنیک مزبور زیاد دقیق نیست , با کمک این روش در جهت صحیح حرکت کرده و دور خودتان نخواهید چرخید ولی باید خیلی خوش شانس باشید اگر با این روش بتوانید مکان کوچکی  را بیابید .

اگر قصد دارید در منطقه ای ناشناخته , گردشی طولانی داشته باشید , همیشه به نقشه ای خوب که عوارض زمین (مثل کوه,صخره,دریاچه) را تحت پوشش خود داشته باشد , نیاز خواهید داشت ,بخصوص اگر از جاده خارج می شوید . همین رابطه متقابل نقشه و قطبنما است که تاثیر آن را دو چندان می کند.

استفاده ار قطبنما به همراه نقشه

این تکنیک بسیار با اهمیت بوده و باید به خوبی آموخته شود . زمانی که هم از قطبنما و هم از نقشه استفاده می کنید , قطبنما واقعا کارایی لازم را خواهد داشت . بدین ترتیب قادر خواهید بود تا در مناطقی که به آنها آشنایی ندارید , بدون نیاز به دنبال کردن جاده ها , با اطمینان و به دقت راه خود را پیدا کنید. به هر حال این کار قدری تمرین و تجربه می خواهد .

اصول کار تا حد زیادی مشابه آن چیزی است که در بخش قبل آمده است ولی این بار برای تعیین مسیر درست , از یک نقشه استفاده می کنید . نقشه ای را بردارید . در نگاه اول یک نقشه تعیین موقعیت بسیار پیچیده بنظر میرسد ولی عملا اینطور نیست . به نقشه ای فرضی  نگاهی بیاندازید .بدون آنکه به مسیر حرکت فکر کنید . شما می خواهید از نقطه A که جاده را قطع می کندبه صخره ای واقع در نقطه B بروید . البته البته برای اینکه در استفاده از این تکنیک موفق شوید باید مطمون باشید که واقعا در نقطه A هستید .

قطبنما را روی نقشه بگذارید  طوری که لبه آن در نقطه A قرار گیرد . لبه مورد نظر , لبه ای است که با پیکان جهت نما موازی باشد . سپس نقطه B را  در امتداد همان لبه قرار دهید . البته شما می توانستید از خود پیکان جهت نما یا یکی از خطوط موازی استفاده کنید ولی معمولا استفاده از لبه قطبنما راحتتر است . برخی معتقدند که در این مرحله باید با یک مداد , خطی در امتداد مسیر حرکت کشید ولی خلاف آن توصیه می شود زیرا این کار وقت گیر است بدون آنکه دقت را افزایش دهد .در هوای بارانی , نقشه می تواند در اثر باران خراب شود و در هوای طوفانی نیز باد می تواند نقشه را با خود ببرد . در این حالت باید نقشه را در داخل کیسه پلاستیکی شفافی قرار داد و آن را طوری بست که باد آن را نبرد . از همه مهمتر چیزی که روی نقشه کشیده می شود می تواند جزئیات مهم آن را پنهان کند .

باید دقت کنید که لبه قطبنما یا پیکان جهت نما از نقطه A تا B قرار گیرد . اگر اشتباه کنید دقیقا در خلاف نقطه مورد نظر حرکت خواهید کرد .

قطبنما را به صورت ثابت روی نقشه نگه دارید . در مرحله بعدی خطوط و پیکان تنظیم جهت را با خطوط نصف النهاری نقشه همراستا کنید . خطوطی از نقشه که به سمت شمال می روند مد نظر است . در حالی که لبه قطبنما به طور دقیق از A تا B کشیده شده , محفظه قطبنما را طوری بچرخانید که خطوط تنظیم جهت محفظه با خطوط نصف النهاری نقشه همراستا شود . در این مرحله کاری نداشته باشید که چه اتفاقی برای سوزن قطبنما می افتد .

اگر از موقعیت درست محفظه قطبنما مطمئن شدید , می توانید قطبنما را از روی نقشه بردارید . اکنون می توانید آزیموت محفظه را از جایی که پیکان جهت نما و محفظه با هم تلاقی می یابند بخوانید . مراقب باشید تا پیش از رسیدن به نقطه B هدف , محفظه نچرخد .

مرحله آخر مشابه بخش قبلی است . قطبنما را در دست گرفته کاملا صاف نگهدارید تا سوزن بتواند بچرخد . آنگاه ضمن اطمینان از عدم چرخش محفظه , خود شما , به همراه دستتان و کل قطبنما بچرخید . آن را همچنان بگردانید تا اینکه سوزن با خطوط داخل محفظه هم ردیف شود ..

اکنون وقت حرکت است . ولی به منظور حد اکثر دقت باید به شیوه خاصی عمل کنید . قطبنما را در دستتان نگه دارید به گونه ای که سوزن کاملا در امتداد پیکان تنظیم جهت باشد. سپس با دقت تمام سمتی را به عنوان هدف انتخاب کنید که پیکان جهت نما نشان می دهد  . در امتداد جهت تعیین شده , به نقطه خاصی از آن منطقه که تا جای ممکن در فاصله دوری قابل رویت باشد خیره شوید . سپس به آنجا بروید . فراموش نکنید که محفظه قطبنما نباید بچرخد. در جنگل متراکم شاید به چند بار انتخاب هدف نیاز باشد .

زاویه انحراف مغناطیسی و میزان خطا

متاسفانه بعضی مواقع , قضیه کمی پیچیده تر شده و چیزی به نام زاویه انحراف مغناطیسی , خودش را نشان می دهد. در این صورت نخواهید توانست از نقشه های تشخیص موقعیت و جهت یابی استفاده کنید . می بینید که قطبنما به سمت قطب شمال مغناطیسی قرار دارد و نقشه نیز قطب شمال جغرافیایی را نشان می دهد . ولی این همان مکانی نیست که بدنبالش هستید . روی اکثر نقشه های سیاحی چیزی بسیار سودمند به نام شبکه شطرنجی وجود دارد . شبکه مرکاتور متقاطع جهانی می تواند برای هر موقعیت خاصی بین 84 درجه شمالی و 80 درجه جنوبی , یعنی برای بخش عمده زمین بکار رود . در نقشه های سیاحی با مقیاس 500000/1  , می توانید آن را به صورت شبکه ای که خطوط آن 2 سانتی متر از هم فاصله دارند مشاهده کنید . این فاصله معادل 1 کیلومتر در زمین خواهد بود . شبکه مزبور یک قطب شمال حقیقی ندارد ولی در اغلب موارد , خطوط آن از دیگر قطب های شمال , زیاد دور نیست . مادامی که این شبکه نقشه را پوشانده باشد استفاده از آن برای خطوط نصف النهاری آسان خواهد بود.

در اغلب نقشه ها تشخیص موقعیت و جهت یابی این مشکل اصلاح شده و لذا , جای نگرانی نیست . ولی در نقشه های توپوگرافی این موضوع مساله ساز خواهد بود . اول از همه باید بزرگی زاویه انحراف مغناطیسی را بدرجه بدانید که بستگی دارد در کجای کره زمین قرار گرفته اید .لذا باید قبل از سفر اندازه آن را بدانید یا اینکه در جایی از نقشه اندازه آن مشخص شده باشد . به خاطر داشته باشید که در برخی از نواحی , زاویه انحراف به طور مشخص تغییر می کند.

در صورت استفاده از نقشه ای با شبکه بندی باید بدانید که این شبکه از قطب مغناطیسی چه اندازه اختلاف دارد . در اینجا نیز کم و بیش همان کارهایی را انجام دهید که در بخش استفاده از قطبنما به همراه نقشه تشریح شده است ولی این دفعه باید این موضوع را نیز مد نظر داشته باشید که خطوط تنظیم جهت به هیچ وجه با خطوط شبکه که رو به غرب یا شرق و یا جنوب هستند در یک راستا قرار نگیرند .

 

قطبنمای پروترکتور

قطب نما

عقربه قطب نما هنگام باز نمودن درب آن ، آزاد شده و حول محور خود مي‌چرخد و سپس به علت نيروي مغناطيسي كره زمين هميشه در يك جهت معين كه همان قطب شمال مغناطيسي است مي‌استد و آن را به ما نشان مي‌دهد.

عقربه مذكور هيچگاه اشتباه نمي‌كند مگر آنكه در نزديكي اشياي آهني يا فولادي و يا كابلي قرار گرفته باشد . بنابراين ، هنگام استفاده از قطب نما بايستي مطمئن شويم كه از اشياي انحراف دهنده آن ، بطور كلي دور است.

كاربردهاي قطب نما

به كمك قطب نما مي‌توانيم گراي مغناطيسي كليه امتدادهاي مورد نظر را اندازه گرفته و با در دست داشتن گراي مغناطيسي يك امتداد ، جهت يابي بكنيم .

در كشتي ها و هواپيماها براي جهت يابي از آن استفاده مي‌شود.

در صنايع نظامي كاربرد وسيعي دارد از جمله ديده‌بان‌ها در مناطق عملياتي به كمك آن جهت يابي مي‌كنند.

در صنايع مخابرات ، كارهاي پژوهشي و ساختمان قبله نماها به كار برده مي شود.

قطب نماي پيشرفته

قطب نماهاي پيشرفته كه بيشتر در صنايع مخابرات و امور نظامي به كار برده مي‌شوند، مجهز به سلول‌هاي شب نما مي‌باشند كه حتي در تاريكي شب عمل جهت نمايي را صورت دهند. اين نوع قطب نماها در دوربين‌هاي دو چشمي نظامي ، تانك‌ها ، نفربرها و حتي در ساختمان برخي خودروهاي پيشرفته نيز به كار مي رود .

از قطب نماهاي پيشرفته در اندازه گيري طول جغرافيايي و عرض جغرافيايي محل نيز استفاده مي‌كنند كه در نقشه خواني ، پياده سازي عمليات نظامي ، ديده باني در مناطق جنگي و ... نقش تعيين كننده دارند.