Гиростабилизированный гравиметр

Союз Советскнк Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 742850(23) Приоритет 601 Ч 7/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Б. Т. Воробьев, Л. К. Железняк, В. И. Осика и Е, И. Попов Особое конструкторское бюро Ордена Ленина института физики Земли им. О.Ю.Шмидта(54) ГИРОСТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ГРАВИМЕТР Изобретение относится к области гравиметрии и манжет быть использовано для измерения ускорения силы тяжести на попвижном основании. 5Известен гиростабилизированныйгравиметр для измерений силы тяжести в движении, содержащий двойную сильно демпфированную кварцевую чувствительную систему, термостат и корпус, выполненный в виде двухгироскопного силового стабилизатора. Однако установленный в нем оптический преобразо.ватель перемещений с фоторегистрацией показаний ограничивает область применения прибора и не обеспечивает достаточной точности измерений.Известен гравиметр, содержащий корпус в виде четырехгироскопной вертикали с сильной демпфированной кварцевой чувствительной системой, которая помещена в термостат и снабжена оптическим преобразователем перемещений. Корпус является маятником и подвешен к основанию с помощью шара, жестко связанного с корпусом. Корпуса гироскопов попарно связаны между собой рычажными механизмами, оси которых закреплены на корпусе гравиметра, а каждая пара гироскопов дополнитель 30 но связана с корпусом гравиметра горизонтальной пружиной.Однако такой гравиметр не может работать при высоком фоне возмущающих горизонтальных ускорений, так как в этом случае происходит сход шара с опор. ной площадки основания, маягник перестает работать.Разрешающая способность оптического преобразователя перемещений с фоторегистрацией показаний, примененного в этом гравиметре, примерно на два порядка ниже, чем у предлагаемого емкостного преобразователя, что ограничивает область применения прибора.В модификации гировертикали этого прибора, используемой в гравиметре ГМН-К,.выпускаемом,промышленностью вместо опорного шара использован карданный шарнир, собранный на шарикоподшипниках. Однако наличие сухого трения в них, соэдакщего момент до 20 гсм, кзграничивает возможности прибора по,точности, а значит, и.диапазону эозмущаицих; ускорений. Кроме того, )при использовании такого подвеса требуются гиромоторы с большим кийетическим моментом, большими весгабаритными характеристиками, что увеличивает энергопотребление и ограничивает область применения прибора,Известен гиростабилиэированный гравиметр, содержащий основание, связанный с ним корпус в виде гировертикали, демпфированную кварцевую чувствительную систему, размещенную в термостате, и емкостной преобразователь 1 перемещений чувствительной системы с подвижными и неподвижными пластинами,Недостатком такого гравиметра яв ляются поперечные смещения чувствительной системы, воэникаиаие при выоокомуровне инерционных помех, что приводит к возникновению погрешностей в измерениях. 15Целью настоящего изобретения является расширение диапазона допустимых инерционных гомех.Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом гравиметре связь корлуса с основанием выполнена в виде упругого шарнира, а площаль подвижных пластин емкостного преобразовател превышает площадь неподвижных пластин в 1,1 - 1,3 раза.На чертеже представлена конструктивная схема предлагаемого гравиметра.Гравиметр состоит иэ основания 1 и корпуса 2, представляющего собой четырехгироскопную вертикаль и подве- ЗО шенного к Основанию на струне 3, Корпус содержит сильно демпфированную, кварцевую чувствительную систему 4, помещенную в термастат 5 Емкостной преобразователь б, предназначенный 35 для измерения перемещений чувствительного элемента 7, .имеет подвижные пластины 8 и неподвижные пластины 9, причем токоподвод осуществлен только к неПодвижным пластинам 9. Пластины 10 емкостного преобразователя выполнены различными по площади и установлены с перекрытием по всему контуру, При этом площадь подвижных пластин превышает площадь неподвижных в 1,1 - 1,3 раза.Четырехгироскопная вертикаль состоит из гироскопов 10,подвешенных к корпусу 2 на струнах 11. В осях процессии гироскопов установлены радиальные подшипникй 12.Корпус 2 может быть также выполнен в форме сферического гиромаятника, а его подвес к основанию 1 может быть осуществлен с помощью упругого . шарнира из крестообразно расположен ных ленточных пластин. Гравиметр работает следующим обраИзменение силы тяжести и вертикальных ускорений вызывает отклонение 6 О чувствительного элемента 7 и изменение зазора между подвижными 8 и неподвижными 9 пластинами емкостного датчика 6, что приводит к прбпорциональному изменению электрического сигнала на его выходе.При воздействии горизонтальных ускорений гироскопы 10 начинают прецессировать и гироскопический моментпротиводействует внешнему моменту, врезультате чего прибор удерживаетсяв гориэонтальнОм положении т,е, Осьчувствительности кварцевой системы4 остается в направлении истиннойвертикали.При воздействии горизонтальныхвозмущений большой амплитуды маятниккварцевой чувствительной системы 4испытывает смещение в горизонтальнойплоскости несмотря на то, что жесткость чувствительной системы 4 в горизонтальной плоскости эначительнобольше жесткости по Оси чувствительности гравиметра,Величина измерительной емкости меняется как при изменении зазора между пластинами емкостного преобразова. -теля, так и при изменении площади перекрытия пластин, При равенстве площадей неподвижных и подвижных пластин изменение площади их взаимного перекрытия при горизонтальных смещенияхвоспринимается, как изменение полезного сигнала.В предлагаемом гравиметре площадьподвижных пластин превышает площадьнеподвижных, за счет чего при горизонтальных смещениях маятника площадьих взаимного перекрытия Остается постоянной, а значит, остается неизменной величина измерительной емкости.Таким образом снижено влияние горизонтальных ускорений и повышена точность измерения,Кроме того, емкостной преобразователь выполнен в такой форме, когдатокоподводы подключены только к неподвижным пластинам, При этом проводящая подвижная пластина использованалишь в качестве Отражающей поверхности, Таким образом, подвижная частьчувствительной системы не имеет дополнительной нестабильной механической связи с корпусом прибора, что также ведет к дополнительному повышениюточности измерений,Выполнение подвеса корпуса гравиметра упругим в виде струны или шарнира из крестообразно расположенныхленточных пластик уменьшило моменттрения в оси подвеса, благодаря чемуможет быть уменьшен статический момент подвеса и соответственно погрешность измерения, обусловленная статической ошибкой гиростабилиэатора ивоздействием горизонтальных ускоренийи наклонов, что является существенным при большом фоне возмущающих ускорений. В свою Очередь, уменьшение статического момента дает воэможность уменьшить кинетическик момент гирос742850 0 Составитель Ю.ЕвдокимоРедактор Т.Зубкова Техред О.Андрейко рректор М. Демчи Подписн к а СССРийаб д. илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,копов, т.е. уменьшить вес, габариты и энергопотребление гравиметра.Таким образом, предлагаемый гиростабилиэированный гравиметр обеспечивает, повышение точности измерений, возможность проведения измерений при большом фоне возмущакщих ускорений, чем для существующих приборов, воэможность работы с гравиметром на суднах малого тоннажа и других подвижных носителях.Формула изобретенияГиростабилизированный гравиметр, содержащийсвязанный с основанием 3456/40 Тираж б ЦНИИПИ Государственного комитпо делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушская корпус в виде гировертикали , демпфированную кварцевую чувствительнуюсистему, помещенную в термостат, иемкостной преобразователь перемещений чувствительной системы с подвижными и неподвижными пластинами,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью .расширения диапазона допустимых инерционных. помех, связь корпуса с основанием выполнена в виде упругого шарнира, а площадь подвижныхпластин емкостного преобразователяпревышает плошадь неподвижных пластин в 1,1 - 1,3 раза.