Устройство для измерения силы тяжести на подвижном основании

Устройство для измерения силы тяжести на подвижном основании

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Со»оэ Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

5755с) 7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено23,02 ° 76 (21) 2325613I26 25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.10.77. Бюллетень М37 (51) М. Кл.

G 01 »»f 7/12

Государственный комитет

Соаота Миннстроа СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК550.831 (088.8 ) (45) Дата опубликования описания 03.11.77

Г. О, Крылов, В. А. Кузцванов, И. И. Науменко-Ьондарецко, Л, Д, Немцов, Е,. H. Сталццченко, С. If. Фол»»ц», А. В, Чер»»»l»»GB, E. Г. Зеленский, Ю. Я. Вашцпов и С. И. Ку-.э иванов (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина институт физики Земли AII СССР им. О. Ю. !1!мидта (71) Заявитель (54) УСТРОЙС ГВО ДЛЯ 1IЗМЕРЕНИЯ

СИЛЫ ТЯЖЕСТII 11А НОДВИЖНОМ ОСНОВА111111

Изобретение относится к технике измерения сиды тяжести на подвижном основании и может использоваться при геофизических геодезических, и астрономических Нсследованцях.

В практике отечественных гравиметрических измерений на подвижном основании (в частности, при морских гравиметрических исследованиях) широко применяются кварцевые гравиметры, содержашие помешенный 10 в демпфцруюшую жидкость горизонтальный л»аятник, датчик смешения маятника, регистрирую»нее устройство (1 )

Аппаратурная точность такого типа гравиметров за последнее время значительно 15 повысилась. Однако из-за большого уровня знакопеременных вертикальных ускорений, а также из-за взаимного влияния вертикальных и горизонтальных ускорений, приводяших к появлению сйстематическойпоправки, 2В называемой поправкой СС", реализовать эту точность на практике не удается, Для уменьшения величины поправки СС" наблюдения обычно ведутся либо гравиметром со спаренной чувствительной системой, либо 2 двумя гравпл»етрал»H, »аятнцкц которых р1звеонуты QflliH от»»0сцте»»ьцо другоl 0 1»а о

180 В этом случа-,осл»» параметры чуBctBHтельных систем илеi T»ë:11,», то сумл»аpH»>B их»»GKB:»ацце будет своб 1д»»о от IlollpGBKH СС . OAпако создать совер»ценно идентичные маятники црактическц невозможно, поэтому полностью цзбавигься от поправки CC таким путем це удается. Остаточное влияние ее эп» ред ел ить невозмо жно.

Кроме того, при морских гравиметрических измерениях, чтобы избавиться от влияния знакоцеременцых ускорений, приходятся осреднять показания гравиметра в 10-20 -Mi»HyT ном интервале, считая в этом временном интервале величину силы тяжести постоянной.

Учитывая быстроходность современных судов и возможность работы в аномальных зонах, такие допушен»ы.»»е всегда можно оправдать.

Известны также морские гравиметры с металлическим чувствительным эпементом, со держашие горизонтальный маятник, подвешенный с помошью упругого подвеса, устройство ступенчатого демпфирования, датчик смешения маятника, регистратор (2) 575597

Известно, что показания сильнодемпфиро- 35 только точность гравиметрических измерений, но и их производительность и детальность. Это достигается за счет уменьшения

5 времени осреднения показаний гравиметра, а также за счет исключения из показаний гравиметра систематической поправки, обусловленной влиянием вертикальных ускорений и взаимным влиянием горизонтальных

®) и вертикальных ускорений (поправки "CC" ).

При высокой аппаратурной точности этим приборам также присуши перечисленные недостатки, Наиболее близким техническим решением к предложенному является гравиметр, который помимо горизонтального маятника, датчика ускорения маятника, рег истрируюшего устройства, содержит датчик скорости смещения маятника и блок экстремальных значений «3) . С помощью этогб прибора щ можно получить значения силы тяжести за небольшие интервалы,осреднения.

Однако изготовление чувствительных систем такого типа встречает ряд трудностей технологического характера, например уста- 15 новка гальванометрической катушки и подвод к ней проводов. В ряде приборов, таких как ГАЛ, установка датчика скорости чувст. вительного элемента практически невозможна из-за малого объема, занимаемого 20 чувствительным элементом.

Цель изобретения - повышение точности эа счет уменьшения времени осреднения показаний чувствительного элемента.

Указанная цель достигается тем, что в гравиметр с сильнодемпфированным маятником введены датчик вертикальной скорости основания гравиметра и нуль- оргай, причем вход нуль-органа соединен с выходом датчика вертикальной скорости основания гравиметра, а выходы, нуль-органа и чувствительного элемента связаны с Bxoflом регистратораа, ванного маятника характеризуются сдвигом фазы по отношению к вынужденной сипе, близким 9Г /2. Отсюда следует, что в момен ты максимальных значений вертикальных ускорений их впияние на: показания чувствительной системы (маятника) близко к нулю, а скорость движения маятника максимальна.

В эти моменты времени маятник проходит положение равновесия. В эти же моменты времени вертикальная скорость движения основания гравиметра бпиэка к нулю.

Иэ теории измерений на подвижном основании известно, что в моменты времени, огда сипьнодемпфированный маятник проходит через положение равновесия, соответствующее тому, которое он принимает под действием силы тяжести, поправка, обусловленная взаимным влиянием вертикальных и горизонтальных ускорений, равна нулю. Кроме того, в эти моменты влияние вертикальных ускорений и скорость движения основания гравиметра также близки к нулю.

Таким образом, чтобы получить показания сильнодемпфированного маятника, свободные от поправки "СС" и вертикальных ускорений, необходимо, чтобы на гиростабилизированной платформе рядом с гравиметром был установлен прибор, измеряюший либо скорость вертикального перемешения основа.ния гравиметра, либо вертикальные ускорения. Необходимо также брать отсчеты с гравиметра в моменты времени, когда показадия вертикального акселерометра максимальны а показатели датчика вертикальной скорости основания гравиметра равны нулю, В нашем случае можно использовать либо вертикальный акселерометр, либо датчик скорости вертикального перемешения основания гравиметра, либо использовать их одновременно, В последнем случае повышается надежность и точность измерений.

На чертеже показана функциональная схема предложенного устройства, включающая чувствительную систему гравиметра с сильнодемпфированным маятником 1, датчик 2 вертикального ускорения чувствительного элемента, датчик 3 вертикальной скорости основания гравиметра, нуль-орган. 4, регистрируюшее устройство 5. При использовании в устройстве вертикального акселерометра и блока экстремальных значенийнеобходимо в блок-схеме заменить датчик вертикаль- ной скорости основания гравиметра.

Принцип работы устройства заключается в следующем. В процессе измерения сигналы от датчика 3 вертикальной скорости поступают в нуль-орган 4 и в моменты времени, когда показания датчика вертикальной скорости равны нулю, с нупь-органа подается импульс или команда на регистрируюшее устройство 5, которое записывает показания чувствительного элемента гравиметра, Запись: гравиметра может быть дискретной, если она производится только в те моменты времени, когда показания вертикального акселерометра максимальны (или показания датчика вертикальной скорости равны нулю), но может быть и непрерывной, В»а записи указанные моменты времени необходимо отличать какимилибо отметками, например импульсами.

Применение в сушествуюших гравиметрах устройства для измерения силы тяжести на подвижном .основании позволит повысить не

575597

Составитель А, Чупрунова

Редактор Т, Орловская Техред Н, Бабурка Корректор C. 19eauap

Заказ 4028/3 1 Тираж 717 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 формула изобретения

Устройство для измерения силы тяжест на подвижном основании, содержашее чувст вительный элемент, выполненный в виде б сильнодемпфированного горизонтального маятника, датчик ускорений чувствительного элемента, датчик скорости смешения чувствительного элемента, регистратор, о т л ича юше е ся тем, что, с целью повыдтения точности путем уменьшения времени

ocpeltHeHHB показаний чувствительного элемента, в него введены датчик вертикальной скорости основания гравиметра и нульорган, причем вход нуль-органа соедин и с выходом датчика вертикальной <:коростн основания гравиметра, а выходы нуль-органа и чувствительного элемента связаны с входом регистратора

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1, Веселов К. Е„Сагитов М. У. Гравиметрическая разведка. Изд. "Недра, щ 1968, стр. 109-212.

2. Патент США N 3583225, кл. 73-382, 1965.

3. Авторское свидетельство по заявкс

% 2059787/25,