Гравиметр
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Республин 1п 4363П
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 09.10.72 (21) 1835080/26-25 (51) М. Кл, G Olv 7/14 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 15.07.74. Бюллетень ¹ 26
Дата опуоликования описания 13.12.74
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.83(088.8) (72) Автор изобретения
В. П, Шляховои (71) Заявитель
Полтавская гравиметрическая обсерватория
АН Украинской ССР (54) ГРАВИМЕТР
Известны устройства для определения ускорения силы тяжести методом свободного падения тел, содержащие монохроматический источник света, вакуумированпую камеру, падающее зеркало, измерительный иптерферометр, катапульту или удерживающее устрой ство, датчик высо костабильных импульсов времени, блок автоматики, счетчики интерференционных импульсов и нониусный генератор.
Недостатком известных устройств является значительный объем вакуумированной камеры, необходимый из-за большой протяженности пути свободного падения тела. Значительная ки нетическая энергия падающего тела в случае большого пути падения вызывает сильную вибрацию установки, что ухудшает точность измерений. Кроме того, электронные схемы в известных устройствах, работающих по способу симметричного падения тела, позволяют измерять длину пути с точностью до дробной доли интерференционной полосы лишь в верхней части траектории, когда скорость движения тела уменьшается, а точность интерференционной картины ухудшается.
С. целью повышения точности измерений в измерительном интерферометре дополнительно установлен умножитель оптической разности хода в виде неподвижного двухгран ного отражателя, ребро которого смещено в roризонтальной плоскости относительно вертикальной оси симметрии подвижного отражателя. Для измерения длины участков пути, пролетаемых падающим телом, с точностью
5 до дробных долей интерференционной полосы нониусный генератор, подключен на .вход соответствующих трех счетчиков. При этом шины за пуска двух из этих счетчиков и шина остановки третьего,подключены к выходу форми10 рователя им пульсов пути, а |шины остановки первых двух счетчиков дробной доли полосы и шина запуска третьего подключены к выходу датчика временных интервалов. Вход блока формирования импульсов сброса,подклю15 чен к выходу формирователя импульсов пути, а выход этого блока пода и на входы первых двух счетчиков дробной доли интерференционной полосы.
На чертеже приведена схема гравиметра.
20 Устройство содержит: вакуумированную камеру 1, подъемник 2, двухлучевой интерферометр с делительным зеркалом 3, поворотное зеркало 4, падающее тело (например, триэдр)
5, двухгранный отражатель 6, поворотное
25 зеркало 7, оптические окна 8 и 9, монохроматический источник света 10, фотоумножитель
11, удерживающий электромагнит 12, электромагнит подъем ника 13, вакуумный блок
14, датчик временных интервалов 15, блок
30 формирования импульсов пути 16, счетчики
4363Ч 1
20 где пь
ЗО
З5
3 интерференционных импульсов пути 17 и 18, блок формирования импульсов троса 19, ноииуоный генератор 20, счетчики дробной доли интерференционной полосы 21 — 29, олок автоматики 30 и блок полного сброса 31.
Устройство работает следующим образом.
С помощью блока 14 в камере 1 создается высокий вакуум, Блок автоматики 30 включает электромагниты 12, 13, и падающий триэдр 5 с помощью подъемника 2 |поднимается в верхнюю часть камеры 1. После этого .выключается электромагнит 13, подъемник
2 опускается, а триэдр 5 удерживается электромагнитом 12 в верх ней части камеры 1.
Луч света от источника 10 через окно 9 направляется на,зеркало 3 и разделяется на два луча: опорный, который, отразившись от зеркала 4, возвращается к светоделителю 3, и измерителыный, который на пра вляется на триэдр 5, отражается от его граней на двухгранный отражатель 6, затем cHQBB;Ilolllapает на триэдр 5, на зеркало 7, or которого отражается и тем же .путем возвращается к светоделителю 3, где смешивается с опорным лучом. В результате вознвкает интерференционная картина, регистрируемая фотоумножителем 11. В заданный момент блок автоматики
30 выключает электромагнит 12 и триэдр 5 начинает двигаться под действием силы тяжести. Возникает движущаяся интерференционная картина, которая возбуждает иеременный ток,на выходе фотоумножителя 11, электрические сигналы с которого поступают на вход формирователя 16, где формируются импулысы пути. Эти импульсы поступают на входы счетчиков 17 и 18. Запуск счетчи ка 17 проинводится первым времениым импульсом с блока времени 15, который та кже выдает второй импульс по окончании:первого интервала време ни. Второй имлульс о станавливает счетчик 17 и запускает счетчик 18, который останавливается третьим временным импульсом с блока 15 в конце второго време1н ного интервала.
Счет дробной, доли полосы в момент, подачи первого временного импульса IBbllIIoJIняется быстродействующими счетчиками 21, 22, 23. Колебания генератора 20 поступают на счетные входы счетчиков 21 — 23, для управления которыми шины запуска счетчиков 21, 22 и шина о ста нонки счетчика 23 подключены к первому выходу блока 15, .на который подается первый времен ной им пульс. Счетчики
21, 22 запускаются поочередно при поступлении им пульсов пути с блока 16. При подаче первого временного импульса счетчики 21, 22 останавливаются, а счетчик 23:начи нает счет импульсов, идущих с нониусного reiHepa ropa, и ocTBHBIBJIHBaeTcH первым же импульсом пути с блока 16, Для поочередного сброса показаний шины сброса счетчиков 21, 22 подключены к триггерному блоку формирования им|пульсов сброса 19, который, в свою очередь, подключен к выходу блока 16. Блок 19 с некоторой задержкой поочередно посылает
4 импульсы сброса то на счетчик Й, то яв счетчик 22.
Счет дробных долей полосы в моменты подачи второго и третьего временных им|пульсов ничем не отличается от описанного процесса для первого временного им пульса, за тем исключением, что- блоки 24 — 29 приостанавливают свой счет после подачи corn HeTñòâeíío второго и третьего- временных импульсов.
Для этого они подключены ко второму и третьему выходам блока 15, в котором во второй и в третин моменты времени возникают одиночные временные импульсы. После подачи третьего врйййного им пульса падающее тело останавливается, показания всех счетчиков снимаются и зааоминаются, и блок автоматики 30 выключает блок;полного сброса 31, соединенный с блоками 17, 18, 23, 26, 29.
Величина ускорения силы тяжести вычисляется по формуле:
Л вЂ” длинна волны источника света;
1 —.измерительный интервал времени;
N — коэффициент умножения оптического умножителя разности хода; п2 — показания счетчиков и нтерфереяционных .поло с; а2 — показания счетчиков 21, 24, 27 или
22, 25, 28.
b2 — показания счетчиков 23, 26, 29.
Предмет изобретения
Гравиметр, содержащий монохроматический источник излучения, вакуумираванную камеру, измерительный интерферометр, подвижный отражатель, формирователь импульсов пути, датчик времеаных интервалов, счетчики интер ференцион ных им пульсов пути, нониусный генератор счетчика дробной доли интерференциояной llloJlocel с шинами за пуска и останонки, блок формирования им пульсов сброса, отличаю щийся тем, что, с целью,повышения точности измерений, в измерительном и нтерферометре дополнительно установлен умножитель оптической разности хода в виде неподвижного двуграниого отражателя, ребро которого смещено в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси симметрии подвижного отражателя, ноииусный гейератор:подключен ко входу счетчиков дробной доли полосы, ши ны .запуска двух из которых и шина остановки третьего подключены K выходу формирователя импульсов пути, а шины остановки, первых двух счетчиков дробной доли полосы и шина за пуска третьего подключены к выходу датчика времен ных интервалов, при этом вход блока формирования им пульсов сброса подключены к выходу формирователя имлульсов,пути, а выход этого блока подключен ко входам первых двух счетчиков дробной доли интерференциониой |полосы.
436311
Составитель В. Буданов
Техред Г. Васильева
Редактор Л. Цветкова
1(орректор О. Тюрина
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 3319/14 Изд. Мв 1835 Тираж 678 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5