Устройство для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести

ОП ИСАНИЕ ИЗОЬЕЕтен ия Соаз Советских Ссциелистическим РасоуСлииЗависимое от авт, свидетель а М л, б 01 у 7/1 Заявлено 02.Ч 1.1970 ( 1456683/26 с присое Приорит нием заявки дела комитет изобретений ори СоветеСС ткрытий стро( 550.831(088,8 летень1Х.1972 публ иков а но 21.111,1972. Бюата опубликования описания Авторы зобретения А. Романгок, М Институт. О. Ю. Шмидта1 аявптель н ТРОйСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АВСОЛЮТИОГО ЗНАЧЕНИЯ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ Изобретение относится,к области гравиметрни.Известны успройства для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести методом свободного падения, содержащие подвижное зеркало, катапульту, источник монохроматического света, интерферометр, фотоприехгник с усилителем-формирователем импульсов и схемы измерения пути и времени движения подвижного зеркала.Недостатком известных устройств является низкая точечность измерений, так как в них погрешность измерения пути, проходимого подвижным зеркалом, может достигать половины длины волны монохроматического света. Указанная погрешность возникает всякий раз, когда расстояние между вершиной траектории и уровием, соответствующим ближайшему к вершине интерференционному максимуму, меньше половины длины волны.Цель изобретения - увеличение точности измерений, Для этого .в,предлагаемом устройстве дополнительно установлены буферный формирователь, соединенный с усилителемформирователем импульсов, счетчик ихгпульсов, схема совпадений, триггер, генератор импульсов, коммутатор и два измерителя временных интервалов, причем счетчик им. пульсов связан с буферным формирователем, с триггером и с генератором импульсов, а коммутатор связан с измерителями временных интервалов и посредством схемы совпадений с триггером и буферным формирователем5 На чертеже показана схема предлагаемого устройства.Оно содержит катапх льтх 1, тодвнжноезеркало 2, неподвижное зеркало Л, полупропрозрачное зеркало 4, источник 6 монохроматичеокого света, фотоприемник 6, усилитель- формирователь 7 импульсов, фотопреобразователь 8 командных импульсов начала и конца измерений, формирователь 9 командных импульсов, эталонный генератор 1 О, а также схемы измерения пути и времени движения подвижного зеркала и блок для измерения длвны участка траектории, расположенного между ее вершиной и уровнем, соответствующим ближайшему интерференционному максимуму. Этот блок содержит буферный формирователь 11, счетчик 12 импульсов, схему 13 совпадения, триггер 14, генератор 15 иапульсов, коммутатор 16 н два измерителя 17 н 18 сменных интервалов.25 Схема измерения пути, проходимого подвижным зеркалом 2, содержит ключевое устройство 19 и счегчнк 20, а схема измерения времени - ключевое устройство 21 исчетчгск 22.зо Измерения ускорения силы тяжести3устройства производят следующим образом.При помощи катапульты 1 подбрасываютподвижное зеркало 2. При движении этогозеркала вследствие интерференции лучей, отраженных от зеркал 8, 4 и 5, на чувствительной поверхности фотоприемника 6 возникает переменная освещенность, преобразуемаяс помощью фотоприемника и усилителя-форм;рователя 7 в стандартные импульсы.При прохождении зеркалом уровня, накотором расположен фотопреобразователь 8,в последнем возникает сигнал, по ,которомув формирователе 9 создаемся командный импульс, открывающий ключевые устройства 19и 21. В результате этого на счетчик 20 иачииаот поступать стандартные им 1 пульсы с усилителя-формирователя, а на счетчик 22 -нмпульсы с эталонного генератора 10.При приближении подвижного зеркала квершине траектории включается блок дляизмерения длины участка траекторпи, расположенного между ее вершиной и уровнем,соответствующим ближайшему интерференционному максимуму,Этот блок,работает следующим ооразом.Стандартные импульсы,с усилителя-формирователя 7 через буферный формирователь 11 поступают на счетчик 12 и на входсхемы совпадений 18, которая в исходномсостоянии закрыта, так как на нее подаетсязапирающий потенциал с триггера 14. Насчетчик 12 поступают также импульсы с генератора 15. Время заполнения счетчика 12импульсами с генератора 15 устанавливаюттаиим, чтобы оно было не больше интервалавремени между возникновением первого ивторого стандартных импульсов, считая отвершины траектории, Пока времеиной интервал между стандартными дмпульсахги меньшевремени заполнения счетчика 12, на его выходе импульса не возникает, так как происходит сброс триггеров счетчика 12 в исход.ное состояине стандартными импульсами буферного формирователя 11. Как только интервал времени между соседними стандартными импульсами превысит время заполнения счетчика 12, он выдаст сигналкоторыйпереведет триггер 14 во второе устойчивоеположение и тем самым откроет схему совпадений 18 для пропуска стандартных импульсов с буферного формирователя 11 навход коммутатора 16, который направляетпервый из этих стандартных импульсов навход пуск измерителя 17 временных интер.валов, второй стандартный импульс - навход стоп измерителя 17 и на вход пускизмерителя 18, третий - на вход стоп измерителя 18 и т. д.В дальнейшем при своем возвратном движении зеркало 2 вновь пересечет уровень,на котором расположен фотопреобразова 4тель 8, в результате чего в нем возникает сигнал, по которому ключевые устройства 19 и 21 будут закрыты, и процесс измерения прекращен.5 При обработке результатов измерьнийвначале определяют длину ЬЕ участка траек.тории, расположенного между ее вершинойи уровнем, соответствующим ближайшему интерференционному майсямузгу. Для этото ре-О шают систему уравнении:2ЛЕ+ (и - 1) - -= д -2 2,я - ускорение силы тяжести (.приближенное значение);Аи Ы - последовательные,инт)рвалы врелени, изморевные с помощью из.мерителей 17 и 18:а, 1 - неизвестные параметры.Абсолютное значение ускорения силы тяжести о определяют по формуле 20 25где л - число стандартных импульсов, зарегистрированных счетчиком 20;35 1 - частота эталонного генератора;Й - число импульсов, зарегистрированных счетчиком 22. Предмет изобретени я Устройство для измерения абсолюгногозначення ускорения силы тяжести методом свободного падения, .содержащее подвижное зеркало, катапульту, .источник монохромати ческого света, интерферометр, фотоприемнокс усилителехг-фсрмирователем,импульсов и схемы измерения пути и времени движепия подвижного зеркала, отяичаюи 1 ееся тем, что, с целью увеличения точности измерений, в 50 нем дополнительно установлены буферныйформирователь, соединенный с усилителем- формирователем импульсов, счетчик импульсов, схема совпаденмй, триггер, генератор импульсов, коммутатор и два взмерителя 55 временных интервалов, причем счетчик импульсов связан с буферным формирователем, с триггером и с генератором импульсов, а коммутатор связан с измерителями временных интервалов и,посредствохг схемы совпа денни - с триггером и буферным формирователем.Составитель Ю. Евдокимов Редактор И. Бродская Техред 3, Тарапенко Корректор С. Сатагулова Заказ 1960 Изд.442 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комптста по делам изобретений и открытий прн Совете .Чпнпстров СССРМосква, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5Загорская типография