Электромагнитный теодолит для определения элементов земного магнитного поля

асс 42 с, 33 ОБРЕТ(НИЕ,ИДЕТЕЛЬСТО ИСЯ элементо еделеноля.заявлен57211),тного теодолита для оир земного магнитного п электромагн му 15 ноября Платонова,перв.опубликова ря 1935 год но огда ма призма К авторскому свидетельству А.1934 года (спр,ыдаче авторского свидетельст Известную полевую магнито-метрическую аппаратуру для измерения элементов. земного магнетизма по устройству осей вращения магнитной системы можно разделить на три группы:1. Магнит подвешивается на нити (коконовой, кварцевой и др.), например, магнитные теодолиты, электрические магнитометр ы.2. Магнит. вращается на острие, например, магнитные компасы, деклинаторыит,д,3. Магнит вращается на кварцевых (агатовых) призмах-ножах, и стальных шейках, например, вариационные при-боры, горизонтальные. и вертикальные весы, Шмидта, инклинаторы.Все эти системы осей вращения имеют целый ряд неудобств и являются источниками ошибок, не поддающихся учету, например: процесс раскручивания йитей занимает иногда несколько часов; изменение температуры и влажности воздуха вынуждает делать повторноераскручивание; кроме того, на каждой станции надо заниматься центрировкой магнита, регулировкой по высоте, так как нить меняет длину, перекладыванием магнита в стремени, а в силу малого магнитного .момента магнита последний не может полностью преодолеть крутящегомомента, нити.В других осях вращения, к гнитная система качается на х или остриях имеется другой источникошибок, заключающийся в. наличии тре- .ния между острием и агатовой (сапфировой) топкой, между призмОй и кварцевой (агатовой) йодушкой между осью.стрелки и ножами. Эти ошибки, являющиеся следствием застоя магнитной системы, невозможно в этих конструкцияхосей ни учесть, ни обойти.Процесс успокаивания. магнитной .системы, несмотря на арретирные приспособления и демпферы, отнимает,много времени, При успокаиваниимагнита, висящего на нити, последнийдаже при небольших сотрясениях, коебаниях почвы и ветра в начина тановать",Еще большие ошибки в магнитнойаппаратуре возникают от влияния температуры. Введение же поправок за температуру во всех случаях ненадежно,так как температура магнитной системь 1отстает от показаний термометра, и по-следний показывает не температуру магнита, а температуру окружающего воздуха, При больших же колебаниях температуры и небольших значениях (величинах) горизонтальной и вертикальнойсоставляющих полевые наблюдения обесцениваются или становятся негодными,так как поправка за температуру превышает эти значения приращений горизон-тальной и вертикальной составляющихземного магнетизма,- 2Наконец, определейие каждого элеиента земного магнетизма отдельными приборами вводит в полученные значе- ния этих элементов различные инструментальные ошибки, свойственные каждому прибору, в виду чего они не равноценны,Предлагаемый электромагнитный тео. долит для определения элементов зем"ного магнитного поля, выполненный по схеме теодолита с оптическим отсчетом и заключающий в себе магнитную систему и кольца Гельмгольца, имеет целью устранить в значительной иере вышеперечисленные недостатки, а следовательно и возникающие от них ошибки и поправки,На чертеже фиг. 1 изображает вид электромагнитного теодолита для определения элементов земного магнитного поля с вертикально расположенными кольцами; фиг. 3 - разрез шара, еодержащего магнитную стрелку; фиг, 4 - схему компенсационного способа,На оси 1 вращения зрительной трубы 2 надеты два параллельных кольца 3 Гельмгольца, имеющие по несколько витков провода (по методу синус-гальванометра), по которым протекает электрический ток в одном направлении. В середине колец Гельмгольца помещается пустотелый шар 4, скрепленный со зрительной трубой 2, Пустотелый шар 4 заполнен бесцветнойпрозрачной жидкостью 5 (фиг. 3). В этой жидкости 5 помещен второй шар б с расположенной внутри него магнитнои системой, причем вес шара с магнитной системой равен весу такого же объема жидкости, По диаметру 6 с магнитной системой с двух противоположных концов ввинчены две иглы 7, служащие осью вращения магнитной системы. Ось 7 - 7 вращения магнитной системы расположена перпендикулярно к геометрической (визирной) оси зрительной трубы 2 и перпендикулярно к горизонтальной оси (вращения) трубы 2 и упирается в топки 9, У, Шармагнитной системы опоясывается стекляннь 1 м кольцом лимба 10, на котором нанесены градусные деления. Плоскость лимба 10 перпендикулярна к оси 7 вращения магнитной системы. Отсчет по лимбу магнитной системы можно производить следующим образом. Лучи 5, 5 света, отраженные от зеркал 11, попадают с обоих концов пустотелой оси вращения зрительной трубы на трехгранные призмы 12, помещенные под двумя противоположными концами лимба 70. Испытав в призмах 72 полное внутреннее отражение, лучи, пройдя через жидкость, освещают деления лимба. Освещенные деления лимба посылают лучи через оптическую систему внутри ломаных трубочек 13 (фиг. 1) и сходятся под окуляром зрительной трубы, где и производится отсчет сразу по двум противоположным концам лимба магнитной системы. Для измерения склонения магнитная система дезарретируется, зрительная труба наводится на миру и после закрепления вертикальной оси вращения теодолита приводится с помощью уровня на трубе 1 или шаре в горизонтальное положение, в силу чего ось вращения магнитной системы примет вертикальное положение и в окуляре зрительной трубы берется отсчет сразу по двум нониусам магнитной системы, Для измерения горизонтальной:составляющей земного маг. нетизма следует .только пропустить .токв кольца 3 Гельмгольца. Повторные наблюдения склонения и горизонтальной составляющей, производятся переводом трубы через зенит. Вторая серия наблюдения склонения и горизонтальной составляющей производится после перекладывания зрительной трубы со скрепленными с ней кольцами 3 Гельмгольца. в лагерах 14.Для измерения наклонения и вертикальной составляющей земного магнетизма плоскости колец 3 Гельмгольца располагают горизонтально (фиг, 2), Для этого на зрительной трубе имеются две шейки 75 (фиг.1), которые вставляются в лагеры 14 и следовательно ось вращения магнитной системы располагается горизонтально. Так как кольца 3 Гельмгольца заменяют отклоняющий магнитто числовая величина силы тока в кольцах определяется по компенсационному способу, сущность которого видна из схемы (фиг, 4), Ток г будет известен, если известно сопротивление Р, на концах которого образуется напряжение Е нормального элементаЯВестона, а именно, г= - . О том, что напряжение на концах нормального сопротивления сделано равным Е, можно судить по отсутствию тока в чувствительном гальванометре б, когда в цепи ЕО- ток,идущий от аккумулятора В, как раз компенсирует ток, возбуждаемый нормальным элементом Вестона, но направляемый в противоположную сторону.В электромагнитном теодолите для астрономических наблюдений имеются труба с ломаным коленом 7 б, вертикальный и горизонтальный лимбы,Описанный электромагнитный теодолит полевого типа может заменить магнитные теодолиты с их многочисленными ненадежными поправками и погрешностями (на закручивание нити, за амплитуду, за температуру, за индукцию и пр.) и путем замены оси вращения современного электрического. магнитометра для измерения склонения и горизонтальной составляющей, он может дополнить его измерением еще двух элементов: накло-. нения и вертикальной составляющей.Помещение шара с магнитной системой в жидкость позволяет значительно , увеличить вес магнитной системы, а следовательно магнитного момента; вся тяжесть системы передается не на ось вращения, а на жидкость и поэтому ось вращения играет скорее направляющую роль, чем роль опоры; жидкость способствует быстрому затуханию колебаний магнитной системы, а достаточно большой магнитный момент магнита позволяет легко преодолеть как сопротивление трения в жидкости, так и трение в оси, следовательно исключена , возможность застоя магнитной системы; так как температура жидкости меняется медленно, а магнитная система будет иметь одинаковую температуру с температурой жидкости, тотемпературный коэфициент магнитной системы может быть определен достаточно точно, если даже температура окружающего воздуха меняется и быстро. В случае применения некоторых масел, застывающих при низких температурах и испаряющихся при очень высоких, имеется возможность производить наблюдения почти круглый год, чего никак нельзя сказать про современные конструкции теодолитов и магнитометров.И наконец весьма простая и удобная перемена направления оси вращения магнитной системы (перекладываниями осей, переводом трубы через зенит) дает возможность не только делать совокупные определения всех элементов зем- ного магнетизма одйим инструментом с астрономическими определениями (иуи земной ориентировкой), но и дает большую уверенность в этих наблюдениях, так как четырехкратное определение каждого элемента при различных положениях оси исключает почти все инструментальные ошибки и погрешности (1 и даже П порядка малости),Предмет изобретения.1, Электромагнитный . теодолит для определения элементов земного .магнитного поля, выполненный по схеме теодолита с оптическим отсчетом и заключающий в себе магнитную систему и кольца Гельмгольца, отличающийся тем, что магнитная система расположена внутри шара б, установленного на остриях внутри второго шара 4, с прозрачной жидкостью, каковой шар 4 скреплен с осью 1 вращения зрительной трубы и ссамой зрительной трубой 2. таким образом, чтобы ось 7 вращения, несущая колы 4 а 3 Гельмгольца, была направлена по одному диаметру шара, а оптическая ось трубы - по перпендикулярному к нему диаметру, для чего труба 2 снабжена ломаным коленом 16.2, Форма выполнения электромагнитного теодолита по и, 1, отличающаяся тем, что зрительная труба 2 снабжена двумя шейками 75, служащими для помещения их в. лагеры 74 при измерении наклонения и вертикальной составляющей земного поля,