Гравиметр

й маяныенуюльнуюса"то- рей с яоч- чения етра, груп- атурГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт Физики Землим. О.Ю.Шмидта и Институтмагнетизма, ионосферы и рнения радиоволн АН СССР(54)(57) ГРАВИМЕТР, содержащиник, горизонтально расположенупругие нити, зеркало, монтажрамку, диапазонную и измеритепружины, температурный компентор, отсчетное устройство, фоэлектрический преобразовательгистратор, о т л и ч а ю щ итем, что, с целью повышения тности измерений за счет исклюдрейфа нуль-пункта и улучшени: пературной компенсации гравим,он дополнительно содержит трипы магнитов с нулевыми темпер А, Гравиметр. М.,итературы, 1961, с.91 кое свидетельство СССР С 01 Ч 7/02, 1971 803080 03 А ными коэффициентами и две пружины, причем магниты расположены в од-. ной вертикальной плоскости, а в каждой группе магнитов, состоящей из трех магнитов, крайние антипараллельны среднему, и их суммарное магнитное поле равно магнитному полю среднего магнита, средняя группа магнитов жестко свяаана со свободным концом рычага маятника и выполняет роль массы маятника, верхняя группа магнитов направлена к средней группе магнитов разноименными полюсами, а нижняя - одноименными полюсами, верхняя и нижняя группы магнитов жестко связаны с монтажной рамкой чувствительной системы гравиметра, с которой жестко соединены дополнительные пружины, расположенные симметрично диапазонной и измерительной пружинам, вторые концы дополнительных пружин жестко связаны с рамкой чувствительной системы, при этом упругий момент одной из дополнительных пружин равен упругому моменту диапаэонной пружины, упругий момент второй дополнительной пружины равен упругому моменту измеритель ной пружины.Изобретение относится к гравиметрии и может быть применено для измерения относительных изменений ускорения силы тяжести.Известен гравиметр, состоящий иэ чувствительной системы, содержащий маятник, подвешенный иа горизонтально расположенных цилиндрических, закрученных пружинах, измерительную и диапазонную пружины, температурный компенсатор, отсчетное устройство, термостат, фотоэлекурический преобразователь и корпус 13.Гравиметр имеет малый доейф нуль- пункта, однако знак дрейфа изменя ется и исключение его представляет определенную трудность, причем у гравиметра значительный температур- ный коэФФициент.Наиболее близким к предлагаемому является гравиметр, содержащий маятник, горизонтально расположенные упругие нити, зеркало, монтажную рамку, температурный кампенсатор, отсчетное устройство, фотоэлектрический преобразователь, регистра- :. тор 23.Недостатком данного устройства является дрейф-нуль-пункта, который со временем появляется иэ-за неравномерного старения закрученных .нитей и пружин чувствительной системы гравиметра.Цель изобретения - повышение точности измерения эа счет исключения дрейфа нуль-пункта и улучшение температурной компенсации гравиметра.Поставленная цель достигается тем, что гравиметр, содержащий маятник, горизонтально расположенные упругие нити,. зеркало, монтажную рамку, диапаэонную и измерительную пружины, температурный компенсатор, отсчетное устройство, фотоэлектрический преобразователь, регистратор, дополнительно содержит три группы магнитов с нулевыми температурными коэффициентами и две пружины, причем магниты расположены в одной вертикальной плоскости, а в каждой группе магнитов, состоящей из трех магнитов, крайние антипараллельны среднему, и их суммарное магнитное поле равно магнитному полю среднего магнита, средняя группа магнитов жестко связана со свобод" ным концом рычага маятника и выполняет роль массы маятника, верхняя группа магнитов направлена к средней группе магнитов разноименными полюсами, а нижняя - одноименными полюсами, верхняя и нижняя группы магнитов жестко связаны с монтажной рамкой чувствительной системы гравиметра, с которой жестко соединены,дополнительные пружины, расположенные симметрично диапазонной и измерительной пружинам, вторыеконцы дополнительных пружин жесткосвязаны с рамкой чувствительной сис.темы, при этом упругий момент одной иэ дополнительных пружин равен5 упругому моменту диапаэонной пружины, упругий момент второй дополнительной пружины равен упругомумоменту измерительной пружины.На чертеже схематически изобра 1 ожена конструкция механической части гравиметра.Устройство содержит рамку 1чувствительной системы, гооизонтально расположенные упругие нити 2и 3 подвеса, зеркало 4, рычаг маятника 5, рычаги 6 и 7, диапазоннуюпружину 8, измерительную пружину 9,основание 10, отсчетные устройства11 и 12, рычаги 13 и 14, дополнительные пружины 15 и 16, рычаги 17и 18, монтажную рамку 19, горизонтально расположенные упругие нити20 и 21, три группы магнитов 22,23 и 24, осветитель 25, дифференциальный фотоэлемент 26, регистра 25 тор 27,В рамке 1 чувствительной системына горизонтально расположенных упругих нитях 2 и 3 подвеса подвешенозеркало 4 с рычагом маятника 5. С30 рамкой 1 посредством рычагов б и 7соединены диапаэонная 8 и измеритель.ная 9 пружины, вторые концы которых связаны с отсчетными устройствами 11 и 12. Симметрично диапазон 35 ной и измерительной пружинам относительно нитей 2 и 3 подвеса посредством рычагов 13 и 14 с рамкой 1системы скреплены дополнительныепружины 15 и 16, вторые концы которых посредством рычагов 17 и 18жестко связаны с монтажной рамкой 19,жестко связанной с корпусом гравиметра (не показан), в которой нагоризонтально расположенных упругих нитях 20 и 21 подвешена рамка 1.Упругий момент пружины 15 равен упругому моменту пружины 8, а упругий момент пружины 16 - упругомумоменту пружины 9. На свободномконце рычага маятника жестко закреплены в вертикальной плоскости тримагнита 22, причем крайние магнитыантипараллельны среднему. В той жевертикальной плоскости на кронштейнах, жестко связанных с монтажной55 рамкой 19, жестко закреплены ещедве группы магнитов 23 и 24, в каждой из которых по три магнита,причем крайние магниты также антипараллельны. средним. Магниты 23 направлены к магнитам 22 разноименными полюсами, а магниты 24 - одноименными. Оси средней группы магнитов 22 совпадают с осями магнитов групп 23 и 24 Световой потокосветителя 25, отражаясь от зеркала 4, падает на дифференциальный фотоэлемент 26. Подключенный в цепь фотоэлемента регистратор 27 регистрирует изменения ускорения силы тяжести.Применение магнитов с нулевыми температурными коэффициентами, а также дополнительных пружин, упру" гие моменты которых равны упругим моментам диапазонной и измерительной пружин, позволяет достигнуть хорошей температурной компенсации гравиметра, а также исключения дрейфа его нуль-пункта. По сравнению с базовым объектом (прототнпом) (точность повышается на 30.Предлагаемое устройство может найти широкое применение как в разведочных, так и в научных целях,Вследствие неравномерности старения закрученных нитей подвеса и пружин чувствительной системы в предлагаемом гравиметре нет закрученных нитей и оставлены лишь пружины. Однако, если бы оставить только пружины 8 и 9, они неизбежно закрутили бы упругие нити 20 . и 21 подвеса рамки чувствительнойсиСтемы на угол, обеспечивающий равенство упругих моментов пружин 8 и 9 и нитей 20 и 21, Следствием этого была бы неравномерность старения закрученных нитей и пружин. Чтобы этого не получилось,введены дополнительные пружины 15 и 16, упругие моменты которых для исходного положения (при изготовлении системы) равны упругим моментам пружин 8 и 9.Все эти четыре пружины работают совместно, они необходимы для того, чтобы, во-первых, замерить величину изменения силы тяжести (при этом совместно работают пружины 9 и 16) и, во-вторых, изменить при необходимости диапазон измерения (при этом совместно работают пружины 8 и 15) . Четыре пружины применены не только для того, чтобы в начальны моментнити 20 и 21 были незакрученными,но и для того, чтобы улучшить температурную композицию гравиметра, 5 При изменении вертикального температурного градиента упругие моменты закрученных нитей и пружин, разнесенных по высоте, изменяются наразную величину, что приводит к иска.10 жениям в показаниях гравиметра. Еслиже нити не закручены, а упругиемоменты пружин 8 и 9 скомпенсированы упругими моментами дополнительных пружин 15 и 16, то при изменений 15 вертикального температурного градиента нет искажений в показанияхгравиметра.Дополнительные пружины 15 и 16должны быть связаны с монтажнойрамкой гравимеура, а не с устройствами, аналогичными устройствам 11и 12, чтобы избежать путаницы приизмерении величины изменения силытяжести и исключить возможность появления помех, связанных с дополнительными отсчетными устройствами,в которых нет никакой необходимости.Если обе компенсационные пружиныукрепить на одном рычаге так, чтобыих моменты были равны по величинеи направлены противоположно, то небудет измерительной и диапазоннойпружин, а будет или измерительнаяили же диапазонная пружина. В первоМслучае можно добиться высокой точ ности отсчета, но нельзя изменятьдиапазон измерения, во втором,случае наоборот. Необходимо же и измерять с высокой точностью и изменять,диапазон измерения.40Три магнита в каждом блоке употребляются для того, что исключитьне только влияние изменений магнитного поля, но и влияние изменений 45 градиента магнитного поля на показания гравиметра..Решетник оррек т Зак исно Патент, г. Филиаеюееееваашп е е,ею ю 1331/47 , Тираж 711 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, И, РаушПкомитета СССРи открытийокая наб., д. жгород, ул. Проектна