Устройство для измерения силы тяжести

Устройство для измерения силы тяжести

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СЗИДЕТЕЛЬСТВУ

Оц 544926

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.08.74 (21) 2052894/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.77. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 09.03.77 (51) М, Кл G 01V 7! 01

Государственный комитет

Совета Министров СССР по лелем изобретений ц открытии (53) УДК 550.831(088.8) (72) Авторы изобретения

Д. Г. Гриднев, Б. Г. Зеленский, В. А. Кузиванов, С. П. Фомин и А. В. Чернышев (71) Заявитель

Ордена Ленина институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Изобретение относится к гравиметрическому приборостроению.

Известны устройства для измерения силы тяжести, содержащие слабодемпфированный маятник, горизонтальный и вертикальный акселерометры.

Однако показания таких устройств подвер>кены большому влиянию знакопеременных помех.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство для измерения силы тяжести введены формирователь диапазона измерений приращения силы тяжести, блок математической обработки величины угла отклонения маятника, блок математической обработки величины горизонтального и вертикального ускорений и величины угла отклонения маятника, формирователь команды момента измерения, блок осреднения значений приращения силы тяжести, причем выходы слабодемпфированного маятника, горизонтального и вертикального акселерометров связаны с блоком математической обработки величины горизонтального и вертикального ускорений и угла отклонения маятника, а выход слабодемпфированного маятника связан с блоком математической обработки величины угла отклонения маятника, подключенного к блоку осреднения, и формирователем диапазона измерений, выходы которого связаны с блоком математической обработки угла отклонения маятника и блоком „»атематической обработки величин горизонтального и вертикального ускорений, выход которого через формирователь команды момента измерений связан с блоком осреднения, выход которого подключен к выходу блока математической обработки величины угла отклонения

10 м аятника.

Устройство работает толы о в интервалы времени, когда показания слабодемпфированного маятника мало подвержены влиянию помех, а измерения производятся в момент вре15 мени, когда влияние их равно и лю, что позволяет повысить точность съемки.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временной график работы устройства.

Устройство состоит из слабодемпфированного горизонтального маятника 1, горизонтального акселерометра 2, вертикального аскелерометра 3, формирователя диапазона измерений приращения силы тяжести 4, блока математической обработки величин угла отклонения маятника и горизонтального и вертикального ускорений (y, х, z) 5, блока математической обработки величины угла отклонения

30 маятника (q;) 6, формирователя команды мо544926

15 л . Йо ау з1п р+ 2 г >1> > мента измерения т„. 7, блока осреднения значений приращения силы тяжести Лд 8. Сигналы ср слабодемпфированного маятника 1, х горизонтального акселерометра 2, z вертикального акселерометра 3 поступают в блок математической обработки этих величин, где производятся вычисления по формуле

2),dc (/)=. „, + „, созы†где и — собственная частота маятника;

Х вЂ” коэффициент демпфирования маятника;

1 — приведенная длина маятника; дц — сила тяжести на опорном пункте.

Сигнал ср слабодемпфированного маятника

1 поступает также на блок математической обработки величины угла отклонения 6, где

>>,1 производятся вычисления по формуле

cos 7 и на формирователь диапазона измерений приращения силы тяжести 4, В формирователе диапазона измерений 4 сигнала р угла отклонения маятника 1 сравнивается с заданными постоянными сигналами углов отклонения этого маятника р„„<, и cp,„„„, пропорциональных максимальному и минимальному значениям приращения силы тяжести в районе работ. В момент времени, когда угол отклонения р маятника равен р,„,,н, или р.„„,ь вырабатаваются импульсы начала 9 или импульсы конца 10 работы (фиг. 2) блоков математической обработки 5 и 6. Если угол отклонения (p маятника, достигнув величины р; акс> уменьшается или, достигнув величины увеличивается то вырабатывается импульс начала работы. Импульс конца, работы вырабатывается, если р, достигнув значения р„„„, уменьшается и увеличивается, достигнув р„,„<,. Импульсы начала и конца работы с формирователя 4 поступают в блоки математической обработки 5 и 6. Этими импульсами блоки 5 и 6 включаются на период времени, когда на показания маятника 1 возмущения оказывают малое влияние, а угол отклонения от положения нулевого отсчета мал и лежит в пределах между р.„,„„и р„„„,. Результат вычислешпt с блока математической обработки

5 поступает на формирователь команды момента измерения т,; 7. Формирователь 7 вырабатывает импульс в момент, когда резуль20

Зо

50 тат вычислений блока 5 ранен нул1о. Этот импульс подается на блок осреднения 2m значений Лд 8. Таким образом, в блоке 8 фиксируются и осредняются только те значения велипЧ чины rp, поступающие с блока 6, котоcos рые имеют место в моменты т,ь т. е., когда сумма влияния возмущений в показаниях маятника равна нулю, а показание маятника соответствует искомому значению силы тяжести.

Таким образом, устройство позволяет получать значение гравитационного поля без фазовых и амплитудных искажений, а измерения в моменты времени, когда слабодемпфированный маятник не возмущен и угол его отклонения мал, дают возможность проводить измерения за короткий промежуток времени с высокой точностью.

Формула изобретения

Устройство для измерения силы тяжести, содержащее слабодемпфированный горизонтальный маятник, горизонтальный и вертикальный акселерометры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены формирователь диапазона измерений приращения силы тяжести, блок математической обработки величины угла отклонения маятника, блок математической обработки величин горизонтального и вертикального ускорений и величины угла отклонения маятника, формирователь команды момента измерения, блок осреднения значений приращения силы тяжести, причем выходы слабодемпфированного маятника, горизонтального и вертикального акселерометров связаны с блоком математической обработки величины горизонтального и вертикального ускорений и угла отклонения маятника, а выход слабодемпфированного маятника связан с блоком математической обработки величины угла отклонения .маятника, подключенного к блоку осреднения, и формирователем диапазона измерений, выходы которого связаны с блоком математической обработки угла отклонения маятника и блоком математической обработки величины угла отклонения маятника и величин горизонтального и вертикального ускорений, выход которого через формирователь команды момента измерений связан с блоком осреднения, выход которого подключен к выходу блока математической обработки величины угла отклонения маятника. п иы

Составитель А. Чупрунова

Редактор Е. Караулова Текред А. Камышникова Корректор Л. Котова

Заказ 30/14 Изд. № 148 Тираж 729 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2