Цифровой автоматический гравиметр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 934424(22) Заявлено 210680 (21) 2963572/18-25с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 070682, Бюллетень йо 21Дата опубликования описания 070682 15 й 1 М. Кл.з 6 01 Ч 7/02 Гасударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения М,ман, О,Н. Игнатьев, Ю.И. Михеев аявитель,. Научно-производственное объединение 1 Г 4) ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ГРАВИМЕ 10 15 Изобретение относится к аппаратуре для измерения силы тяжести.Известно также устройство формирования импульсной восстанавливающей силы для управления гравиметром, содержащее упругую:и:тему для измерения силы тяжести устройства, чувствительное к разбалансу этой системы, устройство для приложения противодействующих сил с целью восстановления равновесия, мостовую схему, многокаскадный усилитель и логическую схему с синхронизатором (1).Недостатком этого устройства является то, что в нем для измерения используются мостовая схема и система формирования импульсов, которые не могут обеспечить достижения высокой точности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой автоматический гравиметр для измерения силы тяжести в движении, содержащий чувствительную систему, выполненную в виде симметрич-. ного кварцевого коромысла с гребенками, перемещающимися между аналогичными гребенками, закрепленными неподвижно на корпусе, причем одна пара гребенок образует емкостный датчик, соединенный с генератором, управляемым чувствительной системой, а одна из гребенок второй пары соединена с первым выходом источника стабильного напряжения, последовательно соединенные с,управляемым генератором смеситель, блок формирования импульсов, счетно-решающее устройство, один иэ выходов которого соединен с одним из входов регистратора, генератор стандартной частоты, соединенный с выходом смесителяй 3,Цель изобретения - повышение точности измерения ускорения силы тяжести.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены цифроаналоговый преобразователь напряжения, второй управляемый генератор и управляемый двухсекционный конденсатор.Пара гребенок чувствительной системы, образующая емкостный датчик, подключена непосредственно к колебательному контуру первого управляемого генератора, первый выход счетно-решающего устройства соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй - с одним из входов регистратора, ротор управляемогодвухсекционного конденсатора вращается магнитоэлектрической системой, соединенной с выходом цифроаналогового преобразователя, одна секция управляемого двухсекционного конденсатора подключена к колебательному 5 контуру второго управляемого генератора, выход которого соединен с другим входом регистратора, вторая секция управляемого двухсекционного конденсатора подключена последова тельно с источником стабильного постоянного напряжения и парой гребенок устройства возвратного потенциала.На чертеже представлена блок-схе ма цифрового автоматического гравиметра.Устройство содержит кварцевое коромысло 1 с грузом 2, кварцевой пружиной 3 и с .подвижными гребенками 2(, 4 и 4 , неподвижными гребенками 5.1 и 5.2, образующими емкостный датчик, и неподвижными гребенками 61 и 6.2, управляемый чувствительной системой генератор 7, генератор 8 стандартной частоты, смеситель 9, Формирователь 10 импульсов, счетно-решающее устройство 11, цифроаналоговый преобра,зователь 12, магнитоэлектрическую систему 13, управляемые двухсекционные конденсаторы 14.1 и 14.2, подвижные пластины которых укреплены на роторе магнитоэлектрической системы, второй управляемый генератор 15 регистратор 16 и источник 17 стабильного напряжения. 35Гравиметр работает следующим образом.Смещение коромысла 1 от исходного горизонтального положения вследствие изменения силы тяжести 40 и ускоренийдвижения приводит к изменению емкости датчика, образованного пластинами 4.1 и 4,2 и 5.1 и 5.2, и соответствующему изменению частоты Управляемого генератора 7. 45 На входы смесителя 9 поступают колебания генератора 8 стабильной .частоты и управляемого генератора 7, а на выходе выделяется разностная частота, которая блоком 10 Формирования импульсов превращается в последовательность импульсов, подаваемых в счетно-решающее устройство 11. В .счетно-решающем устройстве производится измерение разностной частоты, вычисляется ее отклонение от среднегозначения, соответствующего исходному (горизонтальному) положению коромысла чувствительной системы, а по приращению кода в смежных циклах измерения определяет ся первая и вторая производные. Результат вычисления со счетно-решающего устройства поступает в цифроаналоговый преобразователь 12 и преобразуется в ток, протекающий через 65 рамку магнитоэлектрической системы13, который отклоняет ее и ротордвухсекционного конденсатора, связанного с ней, на соответствующийугол. Это отклонение приводит кперераспределению электростатического потенциала в устройстве возвратного потенциала, образованномисточником 17 стабильного напряжения и двумя последовательно включенными конденсаторами, один из которыхсвязан с упругой чувствительной системой (пластины 4.1, 4.2 и 6.1, 6.2),второй представляет собой одну изсекций 14 двухсекционного управляемого конденсатора. Под действием электростатических сил, возникающих напластинах конденсатора 4.1, 4.2 и6,1, 62 и пружины 3 коромысло чувствительной системы стремится возвратиться в исходное (горизонтальное)положение. Одновременно отклонениеротора секции 14.1 двухсекционногоконденсатора, подключенной к колебательному контуру второго управляемого генератора 15, приводит кизменению частоты этого генератора,поступающей на вход регистратора 16.Команда на снятие отсчета вырабатывается в счетно-решающем устройствепо значению разностной частоты рассогласования, относительно исходной,соответствующей горизонтальномуположению коромысла чувствительнойсистемы, и равенству нулю первой ивторой производных.Точность измерения ускорения силы тяжести совершенно не зависит отпогрешностей магнитоэлектрическойсистемы и определяется стабильностьюисточника 17 постоянного напряжения.Обеспечение высокой стабильностиЭДС укаэанного источника, работающего на бестоковую емкостную нагрузку, представляет собой значительноболее простую техническую задачу,чем обеспечение высокой стабильности формы импульсов и поддержаниепостоянства их основных параметров:амплитуды, длительности и др., чтотребуется в известных устройствах.Повышение точности гравиметрапозволяет обнаруживать более слабыеаномалии гравитационного поля,уменьшить расходы времени и средствэа счет сокращения многократныхизмерений при разбивке опорных сетейи поиске полезных ископаемых.Формула изобретенияЦифровой автоматический гравиметр для измерения силы тяжести в движении, содержащий чувствительную систему, выполненную в виде симметричного кварцевого коромысла с гребенками, перемещающимися между934424 оставитель А. Чупруноваехред Л. Пекарь Корректор И. Муска Редактор Н. Гришанов Подп комитета ССС и открытий ая наб д. н Тираж 717 ВНИИПИ Государств по делам изобр 13035, Москва, Ж"35, Заказ 39 нного тений Раушс 5 ал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аналогичными гребенками, закрепленными неподвижно на корпусе, причемодна пара гребенок образует емкостный датчик, соединенный с генера-тором, управляемым чувствительнойсистемой, одна из гребенок второйпары соединена с первым выходом источника стабильного напряжения,последовательно соединенные с управляемым генератором смеситель, блокформирования импульсов, счетно-решающее устройство, один из выходовкоторого соединен с одним из входов,регистратора, генератор стандартнойчастоты, соединенный с выходом смесителя,о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмеренийв него введены цифроанало.говый преобразователь напряжения,второй генератор, двухсекционныйконденсатор и магнитоэлектрическаясистема, причем второй выход счетнорешающего устройства соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом магнитоэлектрической системы,выход последней соединен с ротором 5 двухсекционного конденсатора, выходпервой секции конденсатора соединенс входом второго генератора, выходкоторого соединен с вторым входомрегистратора, одна из пластин второй 10 секции соединена с вторым выходомисточника стабильного напряжения,а другая - с второй неподвижнойгребенкой пары. 15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3495460,кл.73-382,1970.2. Авторское свидетельство СССРР 193100, кл. 6 01 Ч 7/02, 1967