Способ измерения параметров маятника вертикального сейсмометра

1) 542963 Союз Советских Сониалистических Республ:.л(51) 1,1 1., 2 С 01/ 344925 Государственный коцита Совета Министров ССС 23) Приоритет 3) УДЕ 550,834(088.8 5.01.7 кона цуол ень2 2 .01.77 юл о делан изобретен и открытий(72) Автор изобретен хангельский 71) Заявител рдена Деница институт физики им, О, Ю, Шмидта 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ М ВЕРТИКАЛЬНОГС СЕЙСМОМЕТРА Этот статок,учитыва вешиваю скости,ность в ного эле дит к с ров сейс Цель меренияИзобретение относится к сейсмометрии и предназначено для измерения механических параметров маятника вертикального сейсмометра.Известны способы измерения параметров 5 маятника вертикального сейсмометра путем прокачки на ножах освобожденного от пружины маятника 1.Однако точность определения параметров известным способом невелика и, кроме того, 10 требует большого количества наблюдении.В качестве прототипа предлагаемого способа принят способ измерения параметров маятника вертикального сейсмометра путем освобождения его от уравновешивающей пружины, 15 закрепления на нем цилиндрического груза ц определения по свободным колебания., маятника приведенной длины ц момента инерции 12. спосоо имеет принципиальньш недо- заключающийся в том, что в нем це ется вес винтовой пружины, уравнощей маятник в горизонтальной плоТем самым обуславливается погрешопределении параметров чувствительмента маятник-пружина, что привоияени 1 о точности выходных параметмометра.изобретения - повышение точности изпараметров чувствительного элемента, что, в своюболее достоверньсмометра.Это достигается тем, что по предлагаемомувращения маятника шарнцром пружины устанавливают дополнительный плоский стержень. Таким образом, создается эквивалентньш маятник, параметры которого равны параметрам чувствительного элемента м аятнцк-пружцна.На фпг. 1 показана схема вертикального сейсмометра, а ца фцг. 2 - маятник с дополнительным жесткцк стержнем.Чувствительный элемент сейсмометра составляет маятник 1 с массой то и пружина 2 с массой и, скрепленные между собою шарниром 3, расположенным на расстоянии а от осц вращения шарнира 4, скрепляющей маятник с неподвижной станиной 5, к которой шарниром 6 прикреплен второй конец пружины 2.Из чертежа на фцг. 1 видно, что при угловых поворотах маятника на угол т, каждая элементарная частица пружины 1, перемен;ается по дуге яз 1 ца тот же угол т, сохраняя неизменным радиус г; и центр дуп о;.Прц этих условиях статический момент элементарной частицы, выражающийся произведением массы на плечо равен(7)- о+ тф Статический момент кг мМасса, кг Сравниваемые параметры 0,968 2,026 5,58 0,478 0,988 2,163 0,457 6,35 При равномерном распределении массы твдоль длины пружины имеем Тогда статический момент пружины М определится выражением аа статический момент чувствительного элемента М определится суммойЛ 4=Л 4, +Л 4 т, (4) где Мо -- того - статический момент маятника.Аналогично, и момент инерции элементарной частицы, определяемый произведением массы дт, на квадрат радиуса г;, равенЫК = ,дт Откуда получается выражение для моментаинерции пружиныа Величина момента инерции К для чувствительного элемента также составляет сумму где Ко в момент инерции маятника.На чертеже (фиг, 2) показан жесткий стержень 7, длиною а и весом, равным весу пружины 2, прикрепленной к маятнику 1 в промежутке между шарнирами 3 и 4,Параметры маятника, полученные способом в прототипПараметры чувствительного элемента маятник в пружи, полученные предлагаемым способом Как видно из таблицы, относительная погрешность известного способа (прототипа) составляет: при определении массы 18,6, при определении приведенной длины 4,6%, при определении статического момента 6,3% и и при определении момента инерции 2,0 . Эффективность предлагаемого способа определяется величиной исключаемой погрешности способа, прототипа и зависит она от соотношения масс пружины и маятника,Наибольшая эффективность оказывается для длиннопериодных сейсмометров, в которых вес пружины может повышать 20 от веса маятника. Лналитические выражения статического момента и момента инерции стерхкня относительно оси вращения в шарнире 4 совпадаот соответственно с выражениями (3) и (6), Сле довательно, и статический момент эквивалентамаятник-стержнень, а также и его момент инерции определяются соответственно выражениями (4) и (7) .Таким образом, определение механических 10 параметров чувствительного элемента маятник-пружина правомерно заменить определением параметров его эквивалента маятник-стержень,На этом и основан предлагаемый способ из мерения параметров вертикального сейсмометра. В соответствии с настоящим способом осуществляется следующая последовательность операций. К маятнику, освобожденному от шарниров 3 и 4 на время независимого 20 определения приведенной длине 1 и моментаинерции К, прикрепляют дополнительный жесткий стержень 7 весом, равным весу пружины, и длиною, равной длине а рычага, каь показано на фиг. 2. После этого измеряют его 25 параметры путем определения по собственным его колебаниям при прокачке в вертикальном положении на ножах приведенной длины и момента инерции. Точность измерения при этом будет свободна от погрешно.30 сти, допускаемой за счет пренебрежения весом пружины.Пример повышения точности измеренияпараметров длиннопериодного вертикального сейсмометра, полученных известным и пре%- 35 лагаемым способами, приведен в таблице Формула изобретения Спосоо измерения параметров маятника 40 вертикального сейсмометра путем освобождения от уравновешивающей пружины, закрепления на нем цилиндрического груза и определения по свободным колебаниям маятника приведенной длины и момента инерции, 45 отличающийся тем, что, с целью повышения точности, на время измерений между осью вращения маятника и шарниром пружины устанавливают дополнительный жесткий стержень.50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:542963 б2. В. Г. Архангельский и др. Аппаратура и методика наблюдений на сейсмических станциях СССР, издательство АН СССР, М, 1962, с. 89 - 91 (прототип). СолодиловКара ндашова оставите,Техред Корректор Н, Аук Подписное(аз 532/5ЦНИИ Изд.230 Государственного комитет по делам изобретений13035, Москва, Ж, Раушипография, пр. Сапунов 51. В. Г. Архангельский и др. Руководство по производству и обработке наблюдений на сейсмических станциях СССР., ч. 2, издательство АН СССР, М. 1954, с. 160 - 164. Тираж 729Совета Минпстоткрытийкая наб., д. 4/5