Струнный гравиметр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик, 5 ) Ы. Кл.- 6 01 Ч 7/ ки Государственный комитет овета Министров СССРо делам изобретенийи открытий 53) У пК 550 837. Бюллетень ЛЪ публикования описашгя 23.06. 14 о(72) Авторизобретен А. В, Стакло есоюзный научно-исследовательский инстит геофизических методов разведки(54) СТРУННЫЙ ГРАВИ;т 1 ЕТ Изобретение относится к приборам для измерения силы тяжести на подвижном основании и может быть использовано при морских геофизических съемках,Известен гравцметр, датчик которого состоит цз вибрирующей проводящей струны, груза, выполненного в виде рычага, один конец которого крепится к корпусу с помощью перекрещивающихся пружин, и возбуждаюецего магнита. Регистрирующая аппаратура укомплектсваца специальной ЭВЫ, которая проводит вычисление мгновенных значений силы тяжести и осредненпе их на некотором интервале непосредственно во время измерений 11. К недостаткам прибора относится чрезвычайно высокая чувствительность к помехам, особенно вибрации, сложная нелинейная зависимость выходной частоты от ускорения, в результате чего точность прибора невысокая (погрешность измерений до 10,ц 1 л),Известен гравцметр, содержащий инерционную массу, подвешенную на проволоке или ленте из токопроводящего материала 12. В этом гравиметре инерционная масса крепится к корпусу. Можно осушествлять демпфирование массы за счет узких зазоров между ней и корпусом. Подобное демпфирование явно недостаточно для улучшения вибростойкости прибора, Главным недостатком является то, что зависимость частоты колебаний струны от действующих ца прибор ускорений не является пропорциональной, и эта нелинейность приводит к цоявлсншо систематических погрешностей.Известен струнный гравцметр, содержащцц корпус. струну, рабочий груз, помещенный в поле демпфцрующсго магнита, возбуждающиц магнит, пластины, соединяющие груз с корпусом, электронное устройство для возбуждения колебаний струны ц регистрирующее устройство с измерителем частоты 13).Недостатками этого гравцметра являетс.", нелинейная связь выходной части с мгцовец. ным значением силы тяжести, что при дейст. вии больших ускорений может привести к существенным погрешностям результатов измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений.),ля этого в предлагаемом гравиметре рабочий груз выполнен в виде катушки, которая последовательно соединена через измеритель частоты, цифровой фильтр высоких частот и преобразователь код-аналог с электрон. цым устройством ц параллельно соединена с обмоткой демпфирующего магнита.На фцг. 1 цзображец предлагаемый гравн метр; на фпг. 2 - блок-схема электрической части гравцметра.Гравцметр содержит корпус 1, струну 2 сукрепленным на ней рабочим грузом,3, выпол. ненным в виде катуПки. Для предотвращения горизонтальных смещений груз крепится к корпусу с помощью пластин 4. Струна помещена в зазоре возбуждающего постоянпоо 5 магнита 5. Рабочий груз расположен в зазоре демпфирующего постоявого)агнита 6 с обмоткой 7. Верхний конец струны связан с корпусом илн жестко, или через пру)с 1 ну.Струна электрически соединяется с электронным устройством, составляя с ним струнный автогенератор 8,фпг. 2). Выход струнногого автогенератора соединен с измерителем частоты 9 и с частотным;1 етектором. Частот 15 ным детектором называется устроиство, давшее на выходе напряжение, величина котсрогс зависит от частоты входного сигнала. )то устройство может оыть выполнено по любой известной аналоговой схеме, однако для повышения точности целесообразно испол: зовать20 цифровую технику. В этом случае измеритель частоты сосдипяс;тся с цпфрОВым с 1)ильт)рОМ высоких частот 10 и преобразователем код - аналог. Выход преобразователя соеднн 5 ется с катушкой ) и с обмоткой 7.25Гравнмстр работает следу 0 цим образом.Под влиянием веотикальных ускорений происходят вариации частоты колебаний стру.ны, Соответственно изменяются показания измерителя частоты. Дгя того, чтобы изменения частоты струны, связанные с силой тяжести, не компепспровалпсь, показания измерителяя частоты поступают на цн 1) рс) вой фильтр высоких частот со срезом на частоте около 0,01 УЧ. Выходной сигнал фпльтра пс)- дается па преобразова".ель код-аналог, на Выходс соторого полчастся напр 51 жс.Пс, пропорциональное отфильтрованным отсчетам измерителя частоты. Выходное напряжение преобразователя код-аналог посс) паст на 40 катушку, через нее соответственно проходит тс)к, который, ВзапмОдеСтв 5 с полсл НО- стоянюго дсмпфнрующего магнита, создает силу, компспснруюшу 10 влияние возмущаюпсн ) с 1 с 01)снпй. БлаГОдар 5 дсйстВпю 011:Санной обратной связи остаются лишь небольшие изменения частоты, связанные с длпннопсрпОдн 11 мп процсссами. Снстемат)Чесис эффскты, сВ 5 Занные с нелпней 10 сть 10 харастеристпкн гравиметра, при этом меньшаются до препсс)режимо малых величин, Так, при компенсации возмущений с невысокой точностью порядка одного гала систематическая погрешность около 0,1 лГл.1 ак как ток, проходящий через катушку, оказывает размагничивающее действие на постоянный магнпт, то для повышения точности работы системы компенсации на магните располагается подмагнин)В 310 щая обмотка, подключенная к выходу преобразователя коданалог таким образом, чтобы поле, создаваемое ею, было равно и направлено в противоположную сторону по отношеншо к полю катушки компенсации.Полокительнь 11 эффект данного предложшп 1 я закл)очается В снижении уровня огрех на струне до уровня, прп котором нелинейность струнного гравиметра не вызывает долнптельных систематических погрешностей, в результате чего повышается точность измерений. В то же время струнный гравиметр сохраняет все положительные качества цифрового прибора. Небольшой уровень остаточных возмущений оолегчает последу 01 цу 10 фильтрацию показаний.Формула изобретенияСтрунный гравимстр, содержагций корпус, струну, рабочий груз, помещсш;ые в поле демпфпрующегс магнита, возбуждающий магнит, пластины, соединяющие груз с корпусом, электронное устройство для возбу)кдення колеоаппй струны и регистрирующее устройс)во с измерителем частоты, о т л и ч ао щ и й с я тем, что, с целью повышения точнзмсрсппн, раоо 1 ПЙ груз выполнен В ВпдС каТу 111 ки, НОТО)ая Пос;1 едоваТе.)и 10 СОС- д цена через измеритель частоты, цифровой фильтр высоких частот и прсооразователь код-аналог с электронным устройством и пзрал,1 с,1 ьпо СОедп.Сна с ООмсткой демпфирующсго магнита.1 Лсточнпкн инсрормации, принятыс во внимание при экспертизе:1. Проспект фирмь, Яос 15113 1 а., Ргос. Сеос. Ьос. Зарап . 9 1963 рр 571 - 576.2. Патент Фпанцни М 1536427, кл С 01 7 1968.3, Струнный гравимстр дл.1 измсреП 51 силы тяжести па море. Известия АН СССР, сер. геофизическая, Ло 3, 1959.545949 иг 7 Сос уц едакт 46/ ого изо кл ь р С. Титова 65/970 ЦНИИПИ Изд. Ю осударств по дел Москва, витсль А. Чупр овад В, Рыбакова 1 о Тираж 729комитета Совета Минибретений и открытийРаушская наб., д. 4/5фил. пред. Патент тор И. Симкииа Подписное СССР