Цифровой гравитационный вариометр

О П И С А Н И Е ЗБ 145ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 04.Х.1969 ( 1375651/26-25)с присоединением заявкиПриоритет МПК 6 01 ч 7/1 Комитет по репам изобретений и открыт при Сосете Министра СССРДК 5 в 0.831(088,8) цубликовацо 21. Х.191, Бюллетеньата опубликования описания 10.Х 11.197 Авторыпзобрстецц К. Е. Веселов Гусев Горин Заявител ЦИФРОВОЙ ГРАВИТА ИОННЫЙ ИОМЕТ в явско ными сов и бретение относится к области гравиметрии.Известны цифровые гравитационные вариометры для измерения вторых производных потенциала силы тяжести, содержащие чувствительную систему, выполненную в виде нескольких пар разного рода рычажных систем с грузами, и счетно-решающее устройство, содержащее синхронизатор, емкостный измерительный блок, цифровой измеритель частоты, цифровой сумматор, формирователь последовательности компенсирующих импульсов, блок деления и регистратор.Недостатками известных вариометро ляются низкая точность и недостаточная рость измерений, обусловленная неизмен параметрами компенсирующих им пуль низкой разрешающей способностью измерительного канала.Кроме того, известные устройства не позволяют проводить относительные измерения вторых производных потенциала силы тяжести.Для устранения указанных недостатков в предложенном вариометре счетно-решающее устройство содержит схему переключения каналов, коммутатор, блок сравнения, блок ступенчатой регулировки амплитуды компенсирующих импульсов, регистр приращений и дополнительный сумматор, причем схема пере ключения каналов связана с сумматорами, с блоком сравнения и с блоком ступенчатоц регулировки амплитуды компенсирующих импульсов, выход которого соединен с коъктатором, подключенным к синхронизатору, регистр приращений соединен с блоком деления и с регистратором, а сумматоры связаны с блоком сравнения.Кроме того, коммутатор выполнен в виде комплекта конденсаторов и электронцх реле, причем между пластинами конденсаторов расположены грузы рычажных систем п каждый конденсатор связан с соответствующим электронным реле.Такая конструкция вариометра позволяет повысить точность измерений, получать относительные значения измеряемых величин, повысить быстродействие и уменьшить габаритные размеры.На чертеже изображена схема вариометра.Вариометр содержит чувствтельнуо систему и счетно-решающее устройство.Чувствительная система состоит цз двух пар разного рода рычажных систем 1 - 4 с грузами 5, 6, смонтированных ца обцей раме (не показана).Рычажные системы 1, 2, расположенные под углом 90 одна отно ительцо другой, состоит какдая ця трех расположстных под углом 120 рычагов с грузами 5, укрепленныхна Всртекальных нитях 7, прц 1 см два Груза расположены ца одном, а третий - на дру- :051 УРОВне.Рыч 1 жные систсхы 3, , распол 05 сццье цод углом 45 одна относительно друго 1, состоят каждая из Гори,оц 1 альцо 0 0,Ольсг с грузамц 6, подвсшсццого на вертикальных нитях 8.Счс Но-р сш 1 Ощсе устройсВо состоит цз коз мутатор 2, Выполнсццо 0 в БРдс компгскта конденсаторов 9, 10, 11, каждый из которы:сосди;ец с сооветсвющ;м лстроп;ых реле 12, 13, Выходы реле сосдш:ецы с сш:роццзатором 15 и с с:костным РзерРс.ьцым блоком 16, связаццьх сифровым :зхсрц гелем частоты 17,;одкл 0 сццым к дв м сматорам 18, 19 с разл;шцым режимом работ.умъ 11 Оры (8, 19 св 51351 нь с бло;0 .рьцсцР 51 20 и подл 10 чсцы к схсмс 21 псеключсция 1 омпсцсациоццо-демпфРруощсго и измерительного каналов и к формирователю 22 цос,1 СДОБдтелыОсти Омсцсцрукцх их- пульсов. Схема 21 церсклочеция кац лов связана с 0;оком сравцсция 20 и с олоком 23 стх псатой рег лР 1 роькц ампгитх ды 1 Омпсцсирующц; Рм,ульсов. Блок 23 связан с фор:,ирователем 22 последователь, о: Омцс; - сирующцх импульсов осрсд твом усьлцсля 21, с конденсаторами Э, (О, 11 посрс,сгьом электронных реле 12, 13, 14 и с интеграторами 25, 26 посредством блока Выбора 27. Влок Вычитания 28 связаР с бло 01 выбора 2/, с блоком деления 29 и с регистраторамц 30, 31 нуль-пункта осрсдством блока выбора 32. Влок деления 29 соединен с регистром црнращсний 33, с регистратором 3-(, с блокамц 35, 36 параметров рычажных систем посредством блока Выбора 37 и с пространственным осциллографоь 38 цосредс твом с:е мы 39 носросияя вектора вторых производных потенциала силы тяжести. Регистр прцращений 33 связан с регистратором 31.1 ри измерения.; вариометр ориентируется цо странам света с поъОцью сцнхроццо-слсдяцсй сР 1 семы цс ПОазана). ВВГсм с;Н.роцзатор 15 подает команду ь коммутатор ца измерение какой-либо второй производной, например юу. ПО э 1 ОЙ комацдс Вкл О 12 ю Гс 51 элсроццье реле 12.1 ри изменени Граьитгцноц но 0 1 ол 51 ры - чажная система 1 отклоняется от исходного положения, в результагс чего изменяется емкость конденсаторов 9 и соответственно часгота емкостцого изхерительного блока 16. Изменение частоты блока 16 рсгистрирустся цифровым измерителем частоты 17. Сигнал с измерителя 17 поступает ца сумматоры 18, 19. В сумматоре 19 сравниваются последовательные коды, пропорциональные отлоцсц 1 о рычажной системы 1 от цс:одного положения.По разности кодов, получаемой в результате сравнения, формирователь 22 цослсдоваельцости компенсирующих импульсов вырабатывает сигнал в виде последовательности прямоугольных импульсов, которые усиливаются до заданной величины в усилителе 24 ипоступают в блок 23 ступенчатой регулировки амплитуды компенсирующих импульсов.5 Одцовре.ецио схема 21 переключения каалов ца основании сравнения в блоке 20 сигна;ОВ, пост па 0 Них с сумматороВ 18, 19, Выдасг команды в блок 23. В зависимости отэти; команд бОк 23 пропускает последОВа 10 тсльцость прямоуГольных импульсоВ ливио безцзмсцсция их амплитуды, либо со ступенчатым изменением ее.В ,ервые такты рабогы компенсирующиеццульсы с максимальной амплитудой пода 15Сн, блока 23 через электронное реле 13 накоцдсцса гор 10,Под действием электростатических сил,возни 2 ощих ца пластинах конде:сатора 10, ры 1 жца 51 система 1 начи наст Возвращатъся В20 исходцос положение. По мере ее приближения к исходному положецио команды схемы21 вызывают ступенчатое уменьшение амплитуды комцсцсирующпх импульсов, что в коне цом счете приводит к более плавному вы 25 всдсппо рычажной системы 1 в исходное положсцис,В тот момент когда положение рычажнойсист.мы 1 отличается от исходного на заданную Величину, схема 21 цереклочеция по сигЗ 0 цалублока сравнения 20 выдает команду,по которой сумматор 19 выкгночается с запоминанием последнего кода, 2 Вход блока 23ступенчатой рсгулцровки компенсирующихимпульсов соединяется с его выходом. В ре 35 зультате этого сишал с цифрового измерителя частоты 17 проходВ через сумматор 18,попадает в формировель 22 последовательности комцсцсирующи: импульсов и далее,мцця блок 23, поступает на пластины кон 40 денсатора 10.В момент отключения сумматора 19 счетнорешающее устройство переходит в режим точного измерения. При этом код, снимаемый сусилителя 24, поступает на блок выбора 27соотвсствующей производной измерительногоканала и включает интегратор 25 второй производной ь. регпстрируемоР в данный момент. Далее код, получаемый с интегратора25, через блок выбора 27 поступает в блок вы 50 чцтацця 28, в который одновременно с регистратора 30 пуль-пункта через блок выбора 32подастся сигнал, пропорциональный величинепуль-пункта. Разность двух поступивших вблок 28 сигналов подается в блок деления 29,55 в коорый одновременно с блока 35 параметров рычажных систем через блок 37 выборапоступает сигнал, пропорциональный параметрам рычажноц системы 1. Частное от делениядвух сигналов, получаемое в блоке 29 и про 60 порццональцое измеряемой величине ггпоступает на регистратор 34, на регистр приращений 33 и на схему 39 посгроения векторавторой производной потенциала силы тяжести. Со схемы 39 сигнал поступает на прост 65 рацствеццый осциллограф 38, 315148Аналогичным образом производится измерение и регистрация других вторых производных потенциала силы тяжести, По результатам измерений на экране пространственного осциллографа 38 может быть построен вектор второй производной потенциала силы тяжести, соответствующий одной из трех основных плоскостей хд, хг или уг.Наблюдения с вариометром можно проводить только в одном азимуте, При этом необходимое значение нуль-пункта определяют через такие интервалы времени, в течение которых изменение величины нуль-пункта не уменьшает точности наблюдений.Выбор, сочетание и взаимное расположение рычажных систем в вариометре может быть различным в зависимости от решаемой задачи. Предмет изобретения 1. Цифровой гравитационный вариометр для измерения вторых производных потенциала силы тяжести, содержащий чувствительную систему, выполненную в виде нескольких пар разного рода рычажных систем с грузами, и счетно-решающее устройство, содержащее синхронизатор, емкостный измеритель 5 10 15 20 25 ный блок, цифровой измеритель частоты, цифровой сумматор, формирователь последовательности компенсирующих импульсов, блок деления и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и получения относительных значений измеряемых величин, счетно-решающее устройство содержит схему переключения каналов, коммутатор, блок сравнения, блок ступенчатой регулировки амплитуды компенсирующих импульсов, регистр приращений и дополнительный сумматор, причем схема переключения каналов связана с сумматорами, с блоком сравнения и с блоком ступенчатой регулировки амплитуды компенсируощих импульсов, выход которого соединен с коммутатором, подключенным к синхропизатору, регистр приращений соединен с блоком деления и с регистратором, а сумматоры связаны с блоком сравнения.2. Вариометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и меьшсппя габаритных размеров, коммутатор выполнен в виде комплекта конденсаторов и электронных реле, причем между пластинами конденсаторов расположены грузы рычажных систем и каждый конденсатор связан с соответствующим электронным реле.Составитель Ю. С. Евдокимов Редактор Т. 3. Орловская Техред А. А. Камышникова Корректоры: Н. С, Шевченко и Т, А, Бабакина Заказ 316016 Изд. Ма 1341 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретепий и открытий при Совете .Л 1 ипнстров СССРМосква, Ж.35, Раушская наб., д. 45Типография, пр. Сапунова, 2