Гравитационный вариометр

О П И С А Н И Е рц 572737ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.- 6 017 заявк присоединение Государственный комитет Совета Министров СССР до делам изобретенийи открытий(53) УДК 550.830(088 8) ллетень34 публиковано 1 о ата опубликования описания 04.10.77 ЖВ Ф Ш(72) Авторы изобретения фф 11 ту,Г. О. Крылов и И, И. Науменко-Бондаренко "фткр дт,111 фЯ дена Ленина институт физики Земли им. О. Ю, Шмидта(71) Заявите ГРАВИТАЦИОННЫЙ ВАРИОМЕ е вариометры для дных потенциала е чувствительный виде коромысла и ой кварцевой нитигистрирующее уст коромысло имеет руг вертикальной Изобретение относится к областями точного приборостроения, а точнее к гравиметрии, и может использоваться для измерения вторых производных, потенциала силы гяжести в стационарных условиях и в движении,Известен вариометр содержащий коромысло чувствительного элемента, вращающееся вокруг вертикальной оси, поворотный механизм и отсчетное устройство; коромысло имеет вид гантели с массами, сосредоточенными на ее концах и тонкой вертикальной пластинчатой перемычкой между массами.Коромысло статически и динамически сбалансировано. Мерой измерения вторых производных является деформация, определяемая с помощью тензодатчиков, Прибор измеряет производные 97 о, Юл 1Применение указанного вида коромысла затрудняет проведение балансировки из-за сложности его конфигурации и деформации перемычки.Известны гравитационныизмерения вторых произвосилы тяжести, содержащиэлемент, выполненный вподвеса в виде вертикальнповоротный механизм и реройство. В этом прибореодну степень свободы вокоси вращения 2. Недостатком вариометра является подверженность его изгибным колебаниям, что снижает точность измерений.Для повышения точности измерений в 5 предлагаемом гравитационном вариометрекоромысло выполнено в виде тела, ограниченного поверхностью второго порядка, например поверхностью эллипсоида, а подвес имеет форму трубки, длина которой не бо лее чем в 10 раз больше ее внешнего диаметра.На чертеже представлена принципиальнаясхема вариометра, состоящего из коромысла 1 чувствительного элемента, трубчатых упру гих нитей подвеса 2, поворотного механизма3, корпуса 4 прибора, пластин 5, укрепленных на корпусе прибора, и регистратора 6.Так как коромысло изготовлено из монолитного однородного диамагнитного материа ла, а,поверхность его описывается уравнением второго порядка, то динамическая балансировка его будет значительно упрощена.Технология балансировки такого коромысла во многом напоминает технологию уравнове шивания ротора гироскопа и заключается вследующем; вначале добиваются статического равновесия поворотами коромысла вокруг горизонтальной оси, а затем, вращая его с разной скоростью вокруг этой же оси, но направленной вертикально и внося небольшие572737 Формула изобретения Составитель А. Чупрунова Техред М, Семенов Корректор Е. Хмелева Редактор И. Шубина Заказ 2208/14 Изд, Ме 777 Тираж 725 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, УК, Раушская наб д. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 изменения в распределения масс каждого полутела (плеча), добиваются его минимального биения,Коромысло 1 крепят к корпусу трубчатыми подвесами 2. Кроме увеличения помехоустойчивости трубчатые подвесы облегчают подводку электроцепи к коромыслу, что может быть необходимо при выборе преобразователя угловых перемещений в электрический сигнал, Трубчатый подвес представляет собой тонкостенную трубку, например, из кварца. Такой подвес обладает мягкостью нити на кручение и жесткостью стержня на изгиб,Если ось подвеса коромысла не будет совпадать с главными центральными осями инерции, то прибор будет регистрировать производные К, Ю И У, если ось подвеса будет совпадать с одной из главных осей инерции, то будут регистрироваться только производные К, Ч 7 л,Принцип действия вариометра при стационарных измеренцях ничем не отличается от известных. Вначале по общепринятой методике определяют постоянные прибора, потом регистрируют смещение чувствительного элемента в разных фиксированных азимутах и затем, используя стандартные формулы, вычисляют производные.При измерении в движении чувствительный элемент вместе с корпусом непрерывно вращается с фиксированной частотой вокруг вертикальной оси подвеса, В моменты прохождения коромыслом определенных азимутов снимаются показания прибора, На чертеже в качестве примера показана емкостная схема регистрации показаний, поэтому мерой изменения гравитационного поля будет служить изменение емкости, Зная заранее определенные коэффициенты для каждого из азимутов, можно опредслить значения производных потенциала силы тяжести. Процесс вы числения может быть автоматизирован.Поворотный механизм должен быть малошумящим и иметь стабилизированную частоту вращения. В промышленности такие механизмы известны.10 Использование трубчатых торсионов и коромысла, выполненного из однородного диамагнитного материала, позволяют повысить точность и помехоустойчивость гравитационных вариометров, предназначенных для из мерения вторых производных потенциала силы тяжести в движении. 20 Гравитационный вариометр, содержащийчувствительный элемент, выполненный в виде коромысла из плавленного кварца и подвеса в виде кварцевой нити, поворотный механизм, регистрирующее устройство, отли 25 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности, коромысло выполнено в виде тела,ограниченного поверхностью второго порядка, например поверхностью эллипсоида, аподвес имеет форму трубки, длина которой30 не более, чем в 10 раз, больше ее внешнегодиаметра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Уо 3,273397 кл. 181 - 05,35 опубл. 1969.2, Авторское свидетельство Мо 269513, клб 01 У 7/10, 18.03.68,