Гравитационный вертикальный градиентометр

(19) (51) Комитет Российской Федерац по патентам и товарным знак ПИС ПАТЕН рых и(57) Использование: областки, в частности для измередиента ускорения силы тяж ь измерительной техниния вертикального граести. Сущность: градиРЕТЕНИЯ ": за, каждыи из кото щений, усилителем редусмотрено два до, которыми снабжены этом входы дополнивого и второго грузов силы третьего груза, а рого грузов соединены м 1 ил. ентометр содержит три гру снабжен датчиком переме датчиком сипы, кроме того, полнитепьных датчика силы первый и второй грузы, при тельных датчиков ощы пер соединены с входом датчик датчики силы первого и вто со счетно-решающим бпоко(3) Изобретение относится к измерительцой технике и предназначено для измерения вертикального градиента ускорения силы тяжести - илг1 Лзоестец вертикальный гравитационный градиентометр, содержащий вакуумирооаццый корпус с размешенцыми в нем массами, усилитель, регистратор и подставку 11).Недостатком его является то, что его чуостнпельцость к измеряемому градиенту практически равна нулю, так как относительное перемещение масс практически происходит по одному и тому ке закону,Лзвесз ец вертикальцый градиецтометр, содержаоий чувстоительцу 40 систему из двух грузов, расположенных на разных высотах, и пружин Д,Недостатком этого градиентометра является наличие значительных методических погрешностей от ускорения силы тяжести 9 и ускоренияа"обьекта (в случае установки градиецтогетра на подвижный обьект), так как ац содержит два груза, система реагирует ца 9, а и д, и разделить эти влияния невозможно,Цепь изобретения - пооышецие точности измерения и возможности измерения на подвижном Основании.На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого градиентометра; ца фиг. 2 - оид ПО стрелке А на фиг. 1.На разных высотах в трех корпусах 1, 2, 3 расположены грузы чувствительной системы в виде ма;нитов 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, поглссных наконечников 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15, магнитопрооодов 16 и 17, 18 и 19, 20 и 21, предусмотрены не два, а три груза.В зазорах между полисными наконец- никами и магцитопроводами установлены каркасы 22, 23, 24 катушек 25, 26 и 27, 28 и 29, Каркасы 22-24 с помощью стоек 30-32 прикреплецы к корпусам 1-3,Грузы снабжены электрическими пружинами в виде датчиков 33, 34, 35 перемещений, блоков усилителей 36, 37, 38 и датчиков сил о виде катушек 25, 27, 29, постоянных магнитов 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, полюсных наконечников 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 и магнитопрооадов 16 и 17, 18 и 19, 20 и 21. Доа руза снабжены дополнительными датчиками силы в виде обмоток, размещенных о зазорах между полюсными наконечниками 12 и 13, 14 и 15 и магнитоправодами 18 и 19, 20 и 21, Входы обмоток соединены с входом обмотки датчика силы третьего груза, Входы обмоток электрических пружин двух грузов соединены с входом счетно-решающего блока 39,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Предусмотрено устройство для электромагнитного центрирования грузов, Для каждого из трех грузов оно состоит из статора 40 с четырьмя полюсами 41, между которыми находятся центрируемые алюминиевые трубки 42 и 43. Обмотки полюсов 41 питаются током повышенной частоты 1000 - 2000 Гц и включены последовательно одна с другой так, что полюсы статора чередуются.Центрирование грузов может осуществляться и по-иному, например механическими исправляющими (или направляющей) с оживлением грузов подачей переменного напряжения в обмотки электрических пружин, направляющей в виде упругих элементов малой жесткости,В блоках усилителей 36-38 электрических пружин могут быть предусмотрены интегрирующие звенья, Корпуса 1 - 3 закреплены на основании 44,В нерабочем положении градиентометра предусматривается арретиравание подвижных элементов (т.е. грузов) с помощью арретиров.В рабочем положении ось чувствительности градиентометра расположена. по направлению силы тяжести.Предлагаемый градиентометр работает следующим образом,Датчика силы электрической пружины (верхнего груза па чертежу) в установившемся режиме (или в полосе пропускания измерителя) уравновешивает силу от ускорения основания, на котором установлен градиентометр, и ускорения силы тяжести центра масс этого груза Рэ= гпз(9+ а), (1) где Рэ - сила датчика силы;аз - масса верхнего груза.Датчики силы электрических пружин и дополнительных датчиков сил двух других грузов также уравновешивают силу от ускорения основания и ускорения силы тяжести центра масс этих грузов Р 1 + п 1 ЕЗ = гп 1 (я + а + РАН 1)Р 2+ П 2 РЗ = п 12 (Я+ а+ юпН 2) где Г 1 и Г 2- сила датчика сил электрическихпружин;в 1 и щ 2 - массы двух других грузов;(5) гп 1= п 1 гпЗ -+ О гп 2 - п 2 гпз - 0 где Кдс 1 и Кс 2 - крутизна статической харак- теристики дополнительных датчиков силы нижних по чертежу грузов соответственно;Н 1 и Н 2 - расстояние между центрами масс верхнего и нижних двух грузов соответственно.Из (1) и (2) получаем: Е 1= гп 19+ а+ агН 1) - п 1 гпз а+ а)(4)Р 2 = ГП 2 Я + а + ъчыН 2)" п 2 гпз 1,9+ а) откуда получаема) в случае обеспечения в приборе при его изготовлении и юстировке) Р 1, Р 2 гп 1 Н 1 гп 2 Н 2б) в случае обеспечения Формула изобретения ГРАВИТАЦИОННЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ГРАДИЕНТ 01 ЛЕТР, содеркащий размещенную в корпусе чувствительную систему из двух грузов, расположенных на разных высотах, преобразователь и регистрирующую систему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, градиентометр содержит три груза, каждый из которых размещен и закреплен в отдельном корпусе, каждый из которых установлен на основании на разных высо(гп 1-п 1 гпз) п 12 Н 2 (гп 2 п 2 гпз) гп 1 Н 1 -0 (7)гп 1 Н 1- гп 2 Н 2 Ф 0Р 1 Е 2п 11 Н 1 п 12 Н 25 в) в случае Ь= (гп 1 п 1 гпз) гп 2 Н 2 (гп 2 п 2 гпз)гп 1 Н 1 Ф Ои)гг(9)1 1 гп 2 Н 2 - 1 2 гп 1 Н 110 По этим соотношениям в счетно-решающем блоке 39 определяется е, Эти вычисления может выполнить и оператор.г 1 роисходит разделение влияния 9+ а ив и определяется аи без методической 15 погрешности от 9 и от ускорения объекта"а", т.е, повышается точность и обеспечивается возможность измерения на подвижном основании,20 (56) Авторское свидетельство СССР Ъ 211807, кл, С 01 Ч 714, 1966. 10 зефович АЯ, и Огородова Л.В. Гравиметрия, М.: Недра, 1980, с. 256.тах, преобразователь выполнен в виде трех систем, каждой из которых снабжен груз, при этом каждая система включает 30 датчик перемещений, усилитель и датчиксилы, преобразователь также содержит два дополнительных датчика силы, которыми снабжены первый и второй грузы, при этом входы дополнительных датчиков силы 35 первого и второго грузов соединены с входом датчика сипы третьего груза, а датчики силы первого и второго грузов соединены с регистрирующей системой, выполненной в виде счетно-решающего блока40гООЗ 137 Составитель С,КлимоваТехред М,Моргентау Корректор ВЯ актор Н.Семенова каэ 3233 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина Тираж НПО 113035, Моск