Устройство для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести

Союз Советских Соыиалистичесних Республик(22 Заявле с присоединением заявки Ъ Государственный комит 1 р нор птет Совета Мн по делам и о.11.76, Бюллстснь42 тнй ата опубликования описания 13.05.77Устроиство относится к гравимегрии, в ч ности, к абсолютным измерениям силы т сти,Известны устройства 1, 11 для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести методом свободного падения.Эти устройства содержат катапульту, интерферометрическую систему, соединенную с фотоэлектронным преобразователем, блоками формирования электрических импульсов пути и времени, блоками команд и блоками измерения пути и времени. Техническим несовершенством известного устройства 1 является усложненная интерферометрическая система, соединенная с блоком команд, подключенным к схемам совпадений импульсов пути и времени.Для повьвшения точности измерений в устройстве 11 дополнительно установлены счетчики, дробных долей интерференционных полос, Это усложняет формулу для вычисления 20 ускорения силы тяжести и существенно увеличивает объем аппаратуры для съема и обработки информации.Из известных устройств наиболее близким к предложенному по технической сущности яв ляется устройство 111 для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести, которое содержит катапульту, падающее тело с отражателем, интерферометрическую систему, На выходе интерферометрической систе ИЗМЕРЕНИЯЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТ мы последовательно установлены фотоприемники, усилитель, два пороговых элемента, схемы совпадений, управляющие триггером, подключенным к ключевым схемам системы регистрации пути и времени, причем к системе регистрации времени подключен генератор эталонной частоты.Недостатком этого устройства является низкая точность измерения пути, обусловленная несовпадением моментов начала и конца измерений пути с нулевой фазой сигнала пути, поступающего с фотоприемника, которая не позволяет измерить ускорение силы тяжести с большой точностью.Цель изобретения - повышение точности измерения.Согласно изобретению в устройство для измерения ускорения силы тяжести между усилителем и схемами совпадений введен блок синхронизации момента включения и выключения системы регистрации пути и времени с нулевой фазой сигнала пути, состоящей из формирователя нулевой фазы сигнала пути и резонансных фильтров, подключенных параллельно ему и настроенных на частоту начала и конца отсчета пути, причем выходы фильтров через формирователи нулевой фазы сигнала подключены к схемам совпадений.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести содержит катапульту 1, падающее тело с отражателем 2, помещенное в вакуумной камере 3, интерферометрическую систему 4, фотоприемник 5, выход которого соединен с широкополосным усилителем 6, Выход этого усилителя связан с формирователем 7 импульсов нулевой фазы сигнала пути и с резонансными фильтрами 8 и 9, выходы которых соединены с формирователями 10 и 11 импульсов нулевой фазы сигнала. Входы схем совпадений И 12 и 13 связаны с формирователями 7, 10 и 11 импульсов нулевой фазы сигнала, а выходы - с триггером 14, который подключен к ключевым схемам 15 и 16. Формирователь 7 через схему 15 связан со счетчиком 17, а эталонный генератор 18 через ключевую схему 16 со счетчиком 19,Резонансный фильтр 8 настроен на частоту сигнала начала измерений, резонансный фильтр 9 - на частоту сигнала окончания измерений.Устройство работает следующим образом.При прохождении свободно падающим телом с отражателем 2 последовательных отрезков пути, равных половине длины волны источника монохроматического света, на выходе фотоприемника возникает сигнал синусоидальной формы, фазы которого циклически изменяются от 0 до 360, а длительность периода или частоты зависит от скорости движения отражателя. После усиления усилителем 6 сигнал поступает на вход формирователя 7 импульсов нулевой фазы и на входы резонансных фильтров 8 и 9 начала и конца измерении. По достижении частоты сигнала с усилителя 6, равного частоте начала измерений, на входе резонансного фильтра 8 появляется сигнал, фаза которого совпадает с фазой сигнала от фотоприемника.Формирователь 10 формирует импульс нулевой фазы сигнала с резонансного фильтра 8, совпадающий с импульсом на выходе формирователя 7. Схема совпадений И 12 выдает команду, которая опрокидывает триггер 14. На выходе триггера 14,появляется импульс, открывающий ключевые схемы 15 и 16. В результате начинается регистрация импульсов нулевой фазы сигнала пути с выхода формирсвателя 7 счетчиком 17 и одновременная регистрация импульсов времени счетчиком 19 от высокочастотного эталонного генератора 18.При достижении частоты сигнала с фото 4приемника, равного частоте конца измерений,на выходе резонансного фильтра 9 появляетсясигнал, фаза которого совпадает с фазой сигнала от фотоприемника, Формирователь 115 формирует импульс нулевой фазы сигнала срезонансного фильтра 9, совпадающий с импульсом на выходе формирователя 7.Схема совпадений И 13 переводит триггер14 в исходное состояние. Ключевые схемы 15и 16 закрываются, в результате чего прекращается регистрация импульсов нулевой фазысигнала пути и импульсов времени от эталонного генератора.Устройство позволит повысить точность измерения ускорения силы тяжести на 1,5 - 2,0порядка:по сравнению с выбранным прототипом благодаря введению в устройство блокасинхронизации моментов включения и выключения счетчиков пути и времени с нулевой фа 20 зой сигнала пути, проходимого падающим телом, что дает повышение точности измеренияпути,Формула изобретения25 Устройство для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести, содержащее катапульту, падающее тело с отражателем, интерферометрическую систему, фотоприемник, усилитель, два пороговых элемента, схе- ЗО мы совпадений, управляющие триггером, подключенным к ключевым схемам системы регистрации пути и времени, причем к системе регистрации времени подключен генератор эталонной системы частоты, о т л и ч а ю щ е е ся тем, что, с целью повышения точности измерения, между усилителем и схемами совпадений введен блок синхронизации момента включения и выключения системы регистрации пути и времени с нулевой фазой сигнала 40 пути, состоящий из формирователя нулевойфазы сигнала пути и резонансных фильтров, подключенных параллельно ему и настроенных на частоту начала и конца отсчета пути, причем выходы фильтров через формировате ли нулевой фазы сигнала подключены к схемам совпадений.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство Мо 258644, кл, 50 6 01 Ч 7/14, 1962.2, Авторское свидетельство Мо 436311, кл.б 01 Ч 7/14, 09,10.72.3. Авторское свидетельство М 332410, кл.6 01 Ч 7/11, 02.07.70.535533 Составитель А. Чупрунова Техред Л. Котова Редактор И. Шубина Корректор Л. Денискина Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1399/6 Изд. ЪЪ 388 Тираж 690 Подписное 111 ИИПИ Государственного когиитста Совета Министров ССС 1 по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раугпскаи паб., д. 4/5