Устройство для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести

(21) (22) 46) (72) кий (53) (56) 11 25 Подгаец 528,563 (088,Авторское свид644, кл. С 01торское свидет0753, кл. 6 0 СССР968,ССР1982. етельстЧ 7/14,ельствоЧ 7/14 103 п, ф-лы, 2 ерений,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛ 10 ТНОГО ЗНАЧЕНИЯ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ(57) Изобретение относится к гравиметрии. Цель изобретения - повышениеточности и сокращение времени измерений на подвижном основании. Изобретением предусматривается установка вблизи расщепителя интерферометрическойсистемы регистрации призмы с тремяотражающими гранями, которая возвращает световой луч обратно на светоотражатель падающего тела. В результате устраняется смещение луча на фотодетекторе, вызываемое горизонтальнымиускорениями и наклонами прибора,вследствие чего повышается точностьИзобретение относится к гравиметрии, в частности к абсолютным измерениям силы тяжести.Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени измерений в условиях горизонтальных ускорений и наклонов основания устройства.На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 приведен вид сверху на призму и уголковый отражатель падающего тела (знаками о показаны лучи, идущие вверх, а знаками 9 - идущие вниз; указаны области их 15 расположения).При некотором смещении центра уголкового отражателя (как указано стрелкой и показано штрих-пунктиром) происходит в два раза большее смеще ние луча, идущего снизу от уголкового отражателя на призму.Устройство содержит катапульту 1, падающее тело 2, помещенное в вакуумную камеру 3, лазерный источник 4 25 монохроматического света с коллиматором, формирующим параллельный пучок, и стабилизатором длины волны лазера (на чертеже не показан), светоделитель 5, размещенный на пути 30 коллимированного лазерного пучка призму 6, уголковый отражатель 7 референтного плеча, фотоприемник 8 с усилителем-формирователя импульсов (на чертеже не показан), размещенный 35 на выходе интерферирующих пучков и подсоединенный к измерителю 9 пути и система измерения времени 10, к которой подключены генератор эталонной частоты 11 и система обработки 12, соединенная с системой вывода 13, Лазерный источник 4, светоделитель 5, призма 6, уголковый отражатель 7 и фотоприемник 8 размещены в корпусе 1, установленном на гироплатформе 5. 45Устройство работает следующим образом. Катапульта 1 подбрасывает падающее тело 2 со световозвращателем,50 которое начинает свободное движение в вакуумной камере 3. Пучок света от лазера 4, стабилизированного по длине волны, пройдя коллиматор, разделяется светоделителем 5 на два луча,55Первый луч (рабочий) направляется на световозвращатель падающего тела 2 и, отразившись от него, возвращается обратно призмой 6 на световозвращатель и затем возвращается насветоделитель.Второй луч (опорный) пройдя светоделитель 5, попадает на уголковыйотражатель 7 референтного плеча интерферометра, который возвращает егок светоделителю 5, где он интерферирует к первым лучам. Возникающая присовмещении световых лучей интерференцированная картина проецируется нафотоприемник 8, где происходят преобразование модулированного светового потока в электрические сигналы счастотой, пропорциональной скоростипадающего тела, и усиление этих электрических сигналов, которые затем попадают в измеритель 9 пути. В измерителе формируются сигналы интерваловпути, пройденные свободно падающимтелом 2, которые измеряются системойизмерения времени 10,синхронизированной генератором эталонной частоты 11,После этого в системе 12 происходитобработка информации, а в системе 13 регистрация и вывод результатов измерений. В течение всего процесса измерения происходит стабилизация корпуса 14 относительно горизонтальнойплоскости гироплатформой 15.При измерениях на подвижном основании возникают горизонтальные смещения тела 2 относительно корпуса 14,Вследствие таких перемещений рабочийлуч, отразившись от световозвращателя падающего тела 2, также с 1 ещаетсяот своего исходного положения в туже сторону на двойную величину, кудасмещается световозвращатель падающего тела,Призма обеспечивает попадание отраженного от нее луча на световозвращатель с тем же смещением, что и увышедшего из световозвращателя луча,При этом суммарное смещение луча после повторного отражения от световозвращателя всегда равно нулю, вследствие чего первый луч интерферируетсо вторым всегда в одной и той жеточке поверхности фотоприемника 8,независимо от относительных горизонтальных перемещений падающего тела2,В качестве световознращателя применяется уголковый отражатель, который делится ребрами и их отражениями в противоположных им граням на шесть секторов. Луч предпочтительно направ 1299319лять на линию, разделяющую сектор пополамНаиболее простой призмой для компенсации горизонтальных перемещений5 падающего тела является призма с тремя отражателями, имеющая в главном сечении вид,равнобедренного треугольника. Она осуществляет постоянное смещение луча, равное по величине ее базису. При попадании луча на ребро призмы измерения становятся невозможными. Поэтому области,в которых располагались бы падающий на призму и отраженный ею луч, представляли бы собой области, ограниченные непересекающимися цилиндрами, направляющие которых являлись бы окружностями с радиусом, в два раза большим максимально допустимого горизонтального смещения падающего тела.Формула изобретения1,Устройство для измерения абсо лютного значения ускорения силы тяжести, содержащее источник излучения, падающее тело со световозвращателем, приводимым к прямому триэдру,помещенное в вакуумную камеру, интерферо метр с оптическим блоком компенсации горизонтального смещения падающего тела, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности исокращения времени измерений в условиях горизонтальных ускорений и наклонов основания устройства, оптический блок компенсации горизонтальногосмещения падающего тела выполнен ввиде призмы с отклонением луча наа180 , приводимой к эквивалентномузеркалу с базисом эквивалентнойпризмы, установленной так, чтобыплоскость указанного зеркала былаперпендикулярна рабочему лучу и отклоненный от нее луч падал на триэдрпадающего тела, причем призма с источником излучения, интерферометроми фотоприемником установлена на гироскопически стабилизированной относительно горизонта платформе,2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что базис призмы равен учетверенному максимальному горизонтальному смещению падающего тела, при этом призма расположена так, чтобы плоскость, содержащая падающий и отраженный лучи, и плоскость, содержащая оптический центр указанного триэдра, и луч, идущий от светоделителя на падающее тело, не совпадали..По рре одписно 1130 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,Редактор Т.ИвановаЗаказ 739 Тираж 522ПИ Государственного коо делам изобретений иосква, Ж,. Раушская тета СССткрытий аб., д.