Устройство для измерения силы тяжести

ОПИСАНИЕ ИЗОВЕЕтИНИЯ К АВеОРСКОМУ СВИДОВЛЬСеВУ Союз СоветскинСоцивлистицескинРеспубликГосударственный комитет Совета Министров СССР оо делам нзооретений н открытий(72) Л вторы изобретен 11 я ВОЛв С ". ъ 1 ., 1 адахВ 11 ее 1 трйпьный научно псследоьа Геьс 1:ий ептстеЕТт Г Оде". и картографии; э;:ос емки ДЛЯ ИЗМЕЕИЯ ГЕ,1 Ы;5 4 1 УСТРО ИСТВ итель, моментОвательвклю ый магнит. ИэоГре Геце 1 е относится к области гравиметричского приборостроения,У болыаинства современных статистических гравиметров чувствительный элементвыполнен в виде горизоЕЕтального маятникас компенсационной пружпнОЙ, а в последние модели Введена схема автоком 1 енсацципрцратценця ускорения сипы тяжести ц возмуц 1 аОих у-корени 1,В гаЕимет 1- (е ) Воздействие ускореете;:1 1СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ЕЗ ИСХО ЕЕОМ ПУНКТЕ а ГРИЗОцтаЕЕЬН Гй Р,1 1 аг КОМПЕЦСИРУЕтСЯ ВИНтОВОйпружиной ц кру 1 пьн ой питью под веса. Приизменении силы тяжести маятник поворачивается ца угол р, который компенсируется 15схемой силовой обратной связи. Угол ер преобразуется емкостным да Гчиком перемецепцйв частотно-модулированный сигнал, Затемв счетно-редаюнем устройстве вырабатываются пачки стандартных импульсов, число 20которых пропорционально углу Ч 1, Эти импульсы пОСупают на обладки сц 11 овогГ емкостцого преобразователя схемы автокомпенсацци. В силовом преобразователе между непое 1 вижпыми и пэдвижнымн Обкладками возни кцО Г электростатя ескн= с Е,.ы . Гвоцяецие подв 111;ную систему в ис.:;о,;1:Ое положение, РегистрацЕея покаэаМей граэ;:м:-тра проеезвопится цо Пслу "мпульсов В а:.:ке.ОсЕовным цедосГатксм О и". Гго гравн метра является алечие ко;пепспцнонной пру- КЕ:. 1;. Упругая с 1 стема гр. 1 Гра нестабец 1. на во Време.е Ее:.:;пЕВГ 1 е 1 еене 1 я нуль- пункт вызывают необхо 11;мость его коптФосля .1,.посредстве.Г О В прп 1 е;с";прений,1-весте 1 граэиг.етр 121, и . Ееоеццыя ло аз токомпецс 1 е 10 ной гхе 1 б з упругого элеменГа соде ржац 1 т": ; О 1 ЕЗО Гсленый ры чаг, бесконтак 1 ный да;чцк переме 1 ценеЕй, усел ый электрический преобраз чаюций обмотку и постояпДатчик церемецееЕий преобразует угол Откпоненцет рычага пОдйижнОЙ системой От горнзо 11 тально-, о о. Еоже 1 п-я в ".- лек Грическцй с 1 11 ал, Этот сигнал усиливается и подается в обмотку моментного преобразователя, В качестве моментОГО преобразова Геля может быть применен магцитоэлектри ескеисиловой преобразователь, Обмотка, обтекаемая током, укреплена на рычаге и расположена в зазоре постоянного магнита магнитного преобразователя который развиваетусилие, уравновешивающее воздействие постоянной и, переменной составляющих ускорений силы тяжести на чувствительную систему, Выходным сигналом гравиметра является падение напряжения, создаваемоетоком на измерительном сопротивлении,Недостатком устройства является невозможность разделения уходов, связанных снестабильностью начального уровня и постоянной 1 составляющей измеряемого ускорения.контроль стабильности нуль-пункта этогогравиметра должен осуществляться либо поконтрольным пунктам, либо путем сопоставления с показаниями другого прибора, например маятникового, Кроме того, регистрацияпоказаний такого гравиметра должна осуществляться прибором, у которого чувстви 4 ФЯтельность была бы ниже 5.10 % и договременная стабильность не хуже 1.10%,Целью изобретения является повышениеточности измерений, 5Поставленная цель достигается тем, чтона, горизонтально расположенном маятниксустановлена дополнительная обмотка, помещенная в поле постоянного магнита, подключенная к источнику тока и измерительной 30схеме. При взаимодействии тока этой обмотки с полем высокостабильного постоянногомагнита возникает постояннь.момент, противодействующий моменту ускорения силытяжести, и не зависящий от изменений силы 35тяжести и от воздействия возмущающих ускорений,Поскольку основное компенсируюшее воздействие создается посредством дополнительной обмотки, питаемой от независимого источника ток в ней можно контр опир овать непрерывно с помощью измерительной схемы, а по величине тока судить о постоянстве компенсирующего момента,На чертеже приведена функциональная схе ма устройства,Предложенное устройство для измерениясилы тяжести содержит чувствительный элемент 1 в вице горизонтально расположенного маятника, основную 2 и дополнительную 503 обмотки, моментный электрический преобразователь 4, бесконтактный датчик 5 перемещений, усилитель 6, постоянный магнит 7, высокостабильный источник тока 8,мостовую схему 9, регистратор 10, 55Основная обмотка 2 служит для компенсации постоянной составляющей ускорениясилы. тяжести, а обмотка 3 - для измерений переменной составляющей ускорениясилы тяжести и компенсации возможных от- Ю клоиений горизонтального маятника, которые возникают под влиянием возмущающих ускорений, В данном гравиметре, как и в известных устройствах с силовой обратной связью, любые отклонения горизонтального маятника воспринимаются бесконтактным датчиком 5, преобразующим перемещение в электрический сигнал, который затем усиливается, и ток с выхода усилителя 6 поступает в обмотку 3. При взаимодействии тока обмотки 3 с полем постоянного магнита 7возникает сила, которая уравновешивает силу воздействия ускорений. Ток или напряжение в цепи обратной связи измеряется соответствующим прибором моментного электрического преобразователя 4, Благодаря обмотке 2, которая питается от высокостабильного источника тока 8, можно осуществлять непрерывный контроль стабильности тока, сравнивая его с эталонным током другого источника при помощи мостовой схемы 9, Измерение отклонения тока обмотки 3 от эталонного, являющегося мерой непостоянства момента компенсации, фиксируется с, помощью регистратора 10. Устройство для измерения силы тяжести с контролируемым нуль-пунктом работает следующим образомНа исходном пункте на маятник действует момент ускорения силы тяжести, величина которого равнафЦ фЦогде пч -инерционная (несбалансированная) масса: д - ускорение силы тяжести на исходном пункте:-приведенная длина горизонтального маятника. Лпя компенсации этого момента используется обмотка 2, которая создает момент М , равный и про - тивоположно направленный моменту МочМ= Мгде М =НИхЗх . Здесь В - индукция взазоре постоянного магнита; ИК -активная длина витков обмотки компенсационногоэлектрического преобразователя; 3 к -токвысокостабильного источника,Изменения ускорения силы тяжести идействие возмущающих ускорений вызываетотклонение рычага от горизонтального положения, Эти откпонения компенсируютсямоментным электрическим преобразователем,в попе постоянного магнита 7 которогорасположена обмотка 3, обтекаемая токомУравнение движения горизонтальногомаятника гравиметра в положении равновесия,имеет видфпЦо ф щоЦ = Вкк ф ос осгде Ьсс -активная длина витков обмотки3, ос -ток в цепи обратной связи, На исходном пункте Ь =О, поэтому по величине575596 Составитель А, ЧупруноваРедактор Т. Орловская Техред 3, фанта Корректор С. Шекмар Заказ 4028/31 Тираж 717 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-Э 5, Раущская набд, 4/5филиал ППП фПатентф г, Ужгород, ул, Проектная, 4 тока к в обмотке 2 можно контролировать стабильность нуль-пункта гравиметра,формула изобретения Устройство для измерения силы тяжести, содержащее горизонтальный маятник, бесконтактньй датчик перемещений, усилитель, моментный электрический преобразователь, включающий основную обмотку и постоянныймагнит, отл ичающееся тем что, с целью повышения точности изм.р. - ний на горизонтальном маятнике устаноьл - на дополнительная обмотка, помещенная в поле постоянного магнита, подключенная к источнику тока и измерительной схеме.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР % 193100, кл. 5 01 Ч 7/04, 02.03,1967.2. Авторское свидетельство СССР 1 о 164973, кл, 6 01/ 7/04, 04.09.1964.