DE102019006594A1 - Combination absolute gravimeter - Google Patents

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DE102019006594A1 DE102019006594.8A DE102019006594A DE102019006594A1 DE 102019006594 A1 DE102019006594 A1 DE 102019006594A1 DE 102019006594 A DE102019006594 A DE 102019006594A DE 102019006594 A1 DE102019006594 A1 DE 102019006594A1
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Abstract

Absolutgravimeter bieten dem Anwender die Absolutmessung der Fallbeschleunigung einer Testmasse mit der Einheit der Länge und der Einheit der Zeit ohne die Absolutmessung der Kraft mittels Referenzmarken am Testkörper mit einer Abstandsmessung mit einem Wellenlängennormal und mit einem Kurzzeitnormal Kombinationsabsolutgravimeter bieten dem Anwender die vollständige Anwendungsbreite der Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung und der Gravitationskraft, der Trägheitsbeschleunigung und der Trägheitskraft, und der Superpositionsbeschleunigung und Superpositionskraft sowie der Fallbeschleunigung und der Fallkraft einer Testmasse mit der Einheit der Masse, der Einheit der Länge, und der Einheit der Zeit mittels Referenzmarken im Testkörper mit einer Vektor-Intervallmessung mit einem Mikrointervall-Zeitnormal, mit einem Mikrointervall-Längennormal, und mit einem Mikrointervall-Winkelnormal mit einem Mikroskalasystem mit Festkörper-Mikrostrukturen.Absolute gravimeters offer the user the absolute measurement of the acceleration due to gravity of a test mass with the unit of length and the unit of time without the absolute measurement of the force by means of reference marks on the test body with a distance measurement with a wavelength standard and with a short-term standard Combination absolute gravimeters offer the user the full range of applications for absolute measurement of gravitational acceleration and the gravitational force, the inertial acceleration and the inertial force, and the superposition acceleration and superposition force as well as the gravitational acceleration and the falling force of a test mass with the unit of mass, the unit of length, and the unit of time by means of reference marks in the test body with a vector interval measurement with a Microinterval time standard, with a microinterval length standard, and with a microinterval angle standard with a microscale system with solid-state microstructures.

Description

Diese Erfindung ist durch eine Anmeldung für ein Zusatzpatent verbunden mit der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE10201903869 für ein „Digitalelektronisches Absolutgravimeter mit Mikrostruktursystemen und Mikrointervall-Meßverfahren mit 3-Massearten-Sensor mit normierter Massestruktur mit normierter gravitierender, träger, und gewägter Masse mit der Einheit der Masse, insbesondere für Raumfahrt- und Luftfahrtanwendungen sowie Starkgravitationsmessung im Mikroraum und Nanoraum“.This invention is linked by an application for an additional patent with the German patent application with the file number DE10201903869 for a "digital electronic absolute gravimeter with microstructure systems and microinterval measuring method with 3-mass type sensor with standardized mass structure with standardized gravitational, inert and weighed mass with the unit of mass, in particular for space and aviation applications as well as strong gravity measurement in micro-space and nano-space".

Bereich der ErfindungScope of the invention

Die Erfindung betrifft ein Kombinationsabsolutgravimeter.The invention relates to a combination absolute gravimeter.

Genauer gesagt, die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung der kombinierten Absolutbestimmung und Absolutmessung

  • 1. der Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse eines Testkörpers in lotparalleler Richtung zum Erdkörper,
  • 3. der Trägheitsbeschleunigung der trägen Masse des Testkörpers in antiparalleler Richtung,
  • 4. der resultierenden (Fall-)Beschleunigung der Gravitationsbeschleunigung und Trägheitsbeschleunigung,
  • 5. der Gravitationskraft der schweren Masse des Testkörpers in lotparalleler Richtung zum Erdkörper,
  • 6. der Trägheitskraft der trägen Masse des Testkörpers in antiparalleler Richtung,
  • 7. der resultierenden (Fall-)Kraft der schweren Masse und der trägen Masse,
  • 8. der Wechselwirkungskraft der Gravitationskraft und der Trägheitskraft.
More precisely, the invention relates to a method and an arrangement for the combined absolute determination and absolute measurement
  • 1. the gravitational acceleration of the heavy mass of a test body in a perpendicular direction to the earth body,
  • 3. the inertial acceleration of the inertial mass of the test body in the anti-parallel direction,
  • 4. the resulting (fall) acceleration of gravitational acceleration and inertial acceleration,
  • 5. the gravitational force of the heavy mass of the test body in a perpendicular direction to the earth's body,
  • 6. the inertial force of the inertial mass of the test body in the anti-parallel direction,
  • 7. the resulting (falling) force of the heavy mass and the inertial mass,
  • 8. the force of interaction of the force of gravity and the force of inertia.

Hintergrund der Erfindung und die zu lösende technische AufgabeBackground of the invention and the technical problem to be solved

Es ist bekannt, dass es die Aufgabe und das Ziel der absoluten Schweremessung ist, die Fallbeschleunigung eines Körpers an einem festen Standort auf der Erdoberfläche mit höchster Genauigkeit mit der aus den Basiseinheiten der Länge und der Zeit absolut bestimmten Beschleunigungseinheit zu messen. Derartige Absolutmessungen der Fallbeschleunigung sind wegen des großen Aufwandes und der erheblichen Investitionen bis etwa zur 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts selten und meist in nationalen Projekten von großen metrologischen oder geodätischen oder geophysikalischen Instituten und Institutionen ausgeführt worden. [Lit.1;2]It is known that the task and aim of absolute gravity measurement is to measure the gravitational acceleration of a body at a fixed location on the earth's surface with the highest accuracy with the acceleration unit absolutely determined from the basic units of length and time. Such absolute measurements of the acceleration due to gravity were seldom carried out until about the second half of the 20th century due to the great effort and the considerable investments and were mostly carried out in national projects by large metrological or geodetic or geophysical institutes and institutions. [Ref. 1; 2]

Beispielsweise ist die Absolutmessung der Fallbeschleunigung mit der Genauigkeit von go = 9,812601 ± 0,000003 [Lit.3] am Standort Potsdam im Ergebnis eines Langzeitprojektes von fast 20 Jahren mit mehreren Reversionsschwingern mit der Längenmessung des Abstandes „L“ des Schwingungsmittelpunktes vom Drehungsmittelpunkt mit der Genauigkeit bis zu ± 15 µm mit einem Vakuuminterferometer mit Planspiegeln an den Umkehrschneiden an der Grenze der Meßgenauigkeit mit diesem Verfahren durchgeführt worden, in Kombination mit einer Zeitmessung der Schwingungsdauer T einer Halbschwingung im Vakuum mit der Genauigkeit bis zu ±72 ns mit der Taktfrequenz von 100 kHz eines elektrischen Taktzählers bei einer Winkelamplitude ca. 6 mrad zwischen den Beharrungs- und Wendestellen der Halbschwingung. Die Absolutmessung der Fallbeschleunigung mit den Basiseinheiten Länge und Zeit basiert auf einer Absolutbestimmung mit der Grundform des Pendelgesetzes nach GALILEI und HUYGENS in der Gestalt g o = ( π / Τ ) 2 L               bzw .           g o = ( π 2 L ) / T 2 ,

Figure DE102019006594A1_0001
For example, the absolute measurement of the gravitational acceleration with an accuracy of g o = 9.812601 ± 0.000003 [Lit.3] at the Potsdam location is the result of a long-term project of almost 20 years with several reversion oscillators with the length measurement of the distance "L" of the center of oscillation from Center of rotation with an accuracy of up to ± 15 µm with a vacuum interferometer with plane mirrors on the reversing cutting edges at the limit of measurement accuracy with this method, in combination with a time measurement of the oscillation period T of a half-oscillation in a vacuum with an accuracy of up to ± 72 ns with the Clock frequency of 100 kHz of an electrical clock counter with an angular amplitude of approx. 6 mrad between the steady and turning points of the half-oscillation. The absolute measurement of the gravitational acceleration with the basic units of length and time is based on an absolute determination with the basic form of the pendulum law according to G ALILEI and H UYGENS in the form G O = ( π / Τ ) 2 L or . G O = ( π 2 L. ) / T 2 ,
Figure DE102019006594A1_0001

Der Nachteil ist, eine Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung der Gravitationskraft der schweren Masse der Körper ist mit diesem vorgenannten Verfahren physikalisch nicht durchzuführen und technisch nicht anzubieten.The disadvantage is that an absolute determination and absolute measurement of the gravitational acceleration of the gravitational force of the heavy mass of the body cannot be physically carried out with this aforementioned method and cannot be offered technically.

Um dieses Problem zu lösen, dafür ist die Aufgabe zu stellen, die Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationskraft mit der Basiseinheit der Masse, der Länge, und der Zeit physikalisch durchzuführen und technisch auszuführen. Diese Aufgabe ist mit dem vorgenannten Verfahren nicht zu lösen, weil dabei der vorgenannte Bestandteil der Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationskraft der schweren Masse der Körper mit der Basiseinheit der Masse fehlt.In order to solve this problem, the task is to physically carry out and technically carry out the absolute determination and absolute measurement of the gravitational force with the basic unit of mass, length and time. This task cannot be solved with the aforementioned method, because the aforementioned component of the absolute determination and absolute measurement of the gravitational force of the heavy mass of the body with the basic unit of the mass is missing.

Es ist bekannt, dass mit Beginn des 21. Jahrhunderts neue Projekte der Präzisionsmessung der Fallbeschleunigung mit Mitteln der Raumfahrttechnik unter Mikrogravitationsbedingungen in Angriff genommen und teilweise abgeschlossen sind.It is known that at the beginning of the 21st century, new projects for precision measurement of the acceleration due to gravity using space technology under microgravity conditions have been tackled and partially completed.

Ein Beispiel bietet die Absolutmessung der Fallbeschleunigung mit Testkörpern in Satellitenkörpern mit der Genauigkeit bis in den Femtometerbereich der Einheit der Beschleunigung unter Subfemto-go-Bedingungen in einem kürzlich mit einem Investitionsvolumen von ca. 1/2 Mia € abgeschlossenen europäischen Projekt. [Lit.4]One example is the absolute measurement of the acceleration due to gravity with test bodies in satellite bodies with an accuracy down to the femtometer range of the unit of acceleration under subfemto-g o conditions in a European project recently completed with an investment volume of around ½ billion. [Lit.4]

Die Absolutmessung der Beschleunigung ist hierbei ausgeführt mit den Basiseinheiten der Länge und Zeit mit einer Schwerpunktbestimmung quasi-kubischer Testkörper aus hochreiner Gold-Platin-Legierung mit einer gewägten Masse auf der Erdoberfläche mit der Genauigkeit der Wägung bis in den Grammbereich, mit (1,928±0,001) kg, mit einer interferometrischen Längenmessung des Abstandes der Schwerpunkte bzw. Schwerpunktmarken der Testkörper mit höchster Genauigkeit ab der Freisetzung im Satellitenkörper in den freien Fall im Weltraum mittels einer speziellen Freisetzungsvorrichtung, in einer Kombination mit einer drag-free-Navigation des Satelliten mittels einer Nanonewton-Triebwerkssteuerung. Im Ergebnis ist mit der Genauigkeit bis zu ± 5,2·10-15 m/s2 ein Unterschied der Fallbeschleunigung der Testkörper infolge unterschiedlicher Anziehungsbeschleunigung der Sonne und der Erde sowie weiterer Gravitationsquellen absolut nicht zu bestimmen und absolut nicht zu messen.The absolute measurement of the acceleration is carried out with the basic units of length and time with a determination of the center of gravity of quasi-cubic test bodies made of high-purity gold-platinum alloy with a weighed mass on the earth's surface with the accuracy of the weighing down to the gram range, with (1.928 ± 0.001 ) kg, with an interferometric length measurement of the distance between the centers of gravity or center of gravity marks of the test bodies with the highest accuracy from the release in the satellite body into free fall in space by means of a special release device, in combination with a drag-free navigation of the satellite by means of a nanonewtons -Engine control. As a result, with an accuracy of up to ± 5.2 · 10 -15 m / s 2, a difference in the gravitational acceleration of the test bodies due to different gravitational acceleration of the sun and the earth as well as other gravitational sources cannot be determined and absolutely cannot be measured.

Der Nachteil ist, dass wie beim vorgenannten terrestrischen Verfahren der Unterschied eine Fallbeschleunigung und der Gravitationsbeschleunigung absolut nicht zu messen ist, und dass die dabei erhoffte neue Information zum tieferen Verständnis der Naturgesetze der Gravitation und der Trägheit mit der Messung eines signifikanten Unterschiedes von schwerer Masse und von träger Masse möglicherweise unter Subfemto-go-Bedingungen nicht zu erhalten ist.The disadvantage is that, as with the aforementioned terrestrial method, the difference between the acceleration due to gravity and the acceleration due to gravity cannot be measured at all, and that the new information hoped for for a deeper understanding of the natural laws of gravity and inertia with the measurement of a significant difference between heavy mass and of inert mass may not be obtainable under subfemto-g o conditions.

Die Aufgabe der Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung zu lösen, erfordert erfindungsgemäß die Aufgabe die Absolutbestimmung der Gravitationskraft mit der Basiseinheit der Masse, der Länge, und der Zeit physikalisch durchzuführen und technisch auszuführen.To solve the task of absolute determination and absolute measurement of the gravitational acceleration, according to the invention, the task of the absolute determination of the gravitational force with the basic unit of mass, length and time must be physically carried out and technically carried out.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein technisches Verfahren und eine technische Anordnung zu schaffen mit der Basiseinheit der Masse, mit der Basiseinheit der Länge, und mit der Basiseinheit der Zeit, womit eine Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung der Gravitationskraft der schweren Masse eines Testkörpers in lotparalleler Richtung zum Erdkörper, und der Trägheitsbeschleunigung der Trägheitskraft der trägen Masse des Testkörpers in antiparalleler (Gegen-)Richtung, und der resultierenden (Fall-)Beschleunigung der Gravitationsbeschleunigung und Trägheitsbeschleunigung in resultierender (Fall-) Richtung zum Erdkörper auszuführen ist.To solve this problem, a technical method and a technical arrangement is to be created with the basic unit of mass, with the basic unit of length, and with the basic unit of time, whereby an absolute determination and absolute measurement of the gravitational acceleration of the gravitational force of the heavy mass of a test body in a perpendicular direction to the earth's body, and the inertial acceleration of the inertial force of the inertial mass of the test body in the anti-parallel (opposite) direction, and the resulting (fall) acceleration of the gravitational acceleration and inertial acceleration in the resulting (fall) direction to the earth body.

Das Problem ist, fehlt in einer Anordnung und/oder in einem Verfahren einer dieser Bestandteile, fehlt z.B. das physikalische Verfahren der Absolutbestimmung und das technische Verfahren der Absolutmessung der schweren Masse eines Testkörpers mit der Basiseinheit der Masse, dann ist die Gravitationsbeschleunigung absolut nicht zu messen, und ein Unterschied der Gravitationsbeschleunigung und der Fallbeschleunigung absolut nicht zu erfahren.The problem is if one of these components is missing in an arrangement and / or in a method, e.g. if the physical method of absolute determination and the technical method of absolute measurement of the heavy mass of a test body with the basic unit of mass are missing, then the gravitational acceleration cannot be measured at all , and absolutely not to experience a difference between the gravitational acceleration and the gravitational acceleration.

Ein Beispiel hierfür bietet im terrestrischen Bereich die große Vielfalt mechanischer Schwinger im Bereich der Prospektionserkundung von Bodenschätzen mit einem gravimetrischen Verfahren mit technischer Klassifizierung überwiegend als Pendel mit Zeitmessung, z.B. nach US 9291742B2 oder US 9507048B2 oder US 1787536A . Charakteristisch hierfür ist die Absolutmessung der Fallbeschleunigung mit der Basiseinheit der Länge und der Zeit ohne eine Absolutmessung der schweren Masse des Schwingerkörpers mit der Basiseinheit der Länge und mit der Basiseinheit der Masse.One example of this in the terrestrial area is the great variety of mechanical oscillators in the area of prospecting exploration of mineral resources using a gravimetric method with technical classification mainly as pendulums with time measurement, e.g. US 9291742B2 or US 9507048B2 or US 1787536A . Characteristic for this is the absolute measurement of the acceleration due to gravity with the base unit of length and time without an absolute measurement of the heavy mass of the oscillating body with the base unit of length and with the base unit of mass.

Derartige Anordnungen und Verfahren sind gekennzeichnet durch eine Längenmessung des Abstandes „L“ des Schwingungsmittelpunktes vom Dreh- und Stützkraftmittelpunkt der Gewichtskraft der gewägten Masse des Schwingerkörpers im Lagersystem mit einem Längen-Messmittel der Wahl, und durch eine Zeitmessung der Schwingungsdauer „T“ einer Vollschwingung statt Halbschwingung mit einem Zeit-Messmittel der Wahl, mittels einer Absolutbestimmung und Absolutmessung der Fallbeschleunigung gomit einer analogen Form zur vorgenannten Form (1.1) mit einer Gleichung von der Gestalt g o = ( / Τ ) 2 L     oder                   g o = ( 4 π 2 L ) / T 2 ,

Figure DE102019006594A1_0002
Such arrangements and methods are characterized by a length measurement of the distance "L" of the center of oscillation from the center of rotation and support force of the weight of the weighed mass of the oscillating body in the bearing system with a length measuring device of choice, and by a time measurement of the period of oscillation "T" of a full oscillation Half oscillation with a time measuring device of choice, by means of an absolute determination and absolute measurement of the acceleration due to gravity g o with an analogous form to the aforementioned form (1.1) with an equation of the form G O = ( / Τ ) 2 L or g O = ( 4th π 2 L. ) / T 2 ,
Figure DE102019006594A1_0002

Noch ein anderes Beispiel von im Stand der Technik bevorzugten bekannten Anordnungen und Verfahren der Absolutbestimmung und Absolutmessung der Fallbeschleunigung mit höchstgenauer Längenmessung mit stabilisierter Laserwellenlänge, z.B. mit jodstabilsiertem Laserlicht, und mit höchstgenauer Kurzzeitmessung mit molekularer Resonanzfrequenztaktung mit Atomuhren bieten die Freifall-Absolutgravimeter, z.B. nach US 7451645B2 oder US 8978465B2 , und die Wurf- und Freifall-Absolutgravimeter.Yet another example of known arrangements and methods preferred in the prior art for the absolute determination and absolute measurement of the acceleration due to gravity with the most precise length measurement with a stabilized laser wavelength, e.g. with iodine-stabilized laser light, and with the most accurate short-term measurement with molecular resonance frequency clocking with atomic clocks are offered by the free-fall absolute gravimeters, e.g. after US 7451645B2 or US 8978465B2 , and the throw and free fall absolute gravimeters.

Der Vorteil ist, dass die Fallbeschleunigung ist damit an nahezu jedem Ort auf der festen Erdoberfläche mit einer Genauigkeit bis in den Nanobereich der Einheit der Beschleunigung bis ca. ± 10 nm/s2 absolut zu messen ist mit einem verminderten Zeitaufwand und kleineren Anschaffungs- und Investitionsaufwand bis zu ca. 3/4 Mio € je Absolutgravimeter.The advantage is that the acceleration due to gravity can be measured absolutely at almost any location on the solid surface of the earth with an accuracy down to the nano range of the unit of acceleration up to approx. ± 10 nm / s 2 , with less expenditure of time and less investment and costs Investment costs of up to approx. € 3/4 million per absolute gravimeter.

Der Nachteil ist, eine technische Anordnung und ein technisches Verfahren der kombinierten Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung des Erdkörpers und der Fallbeschleunigung der Körper zum Erdkörper ist damit nicht anzubieten.The disadvantage is that a technical arrangement and a technical method of the combined absolute measurement of the gravitational acceleration of the earth's body and the gravitational acceleration of the body to the earth's body cannot be offered.

Ein nicht zu verkennender weiterer Nachteil der vorgenannten Verfahren der Absolutmessung der Fallbeschleunigung mittels mechanischer Schwinger besteht darin, dass diese mit technischen Mitteln auf Basis von Prinzipien und Forderungen bekannter Pendelgesetze aus der Mechanik des Massenpunktes ausgeführt sind, die technisch naheliegend sind, weil sie physikalisch bewährt sind seit der Entdeckung des freien Pendels als ausgezeichnetes Mittel für genauere Zeitmessungen in Kombination mit einer Absolutbestimmung der Fallbeschleunigung mit der Grundform (1) des GALILEI'schen Pendelgesetzes.Another disadvantage of the above-mentioned methods of absolute measurement of the acceleration due to gravity by means of mechanical oscillators, which cannot be ignored, is that they are carried out with technical means based on principles and requirements of known pendulum laws from the mechanics of the mass point, which are technically obvious because they are physically proven since the discovery of the free pendulum as an excellent means for more precise time measurements in combination with an absolute determination of the acceleration due to gravity with the basic form (1) of GALILEI 's pendulum law.

Der Nachteil von technischen Entwicklungen auf dieser Basis ist, dass dabei physikalische Prinzipien und technische Forderungen nicht bekannt sind und nicht zur Verfügung stehen, womit die Formulierung und Lösung der Aufgabe der Schaffung und Anbietung eines mechanischen Schwingers als ein ausgezeichnetes Mittel der kombinierten Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung von schwerer Masse und der Trägheitsbeschleunigung von träger Masse und der Fallbeschleunigung von gewägter Masse eines Test- und Schwingerkörpers mit der Sl-Einheit der Masse physikalisch zu beschreiben und technisch umzusetzen ist.The disadvantage of technical developments on this basis is that physical principles and technical requirements are not known and are not available, whereby the formulation and solution of the task of creating and offering a mechanical oscillator as an excellent means of combined absolute measurement of the gravitational acceleration of heavy mass and the acceleration of inertia of inert mass and the acceleration due to gravity of weighed mass of a test and oscillating body with the SI unit of mass must be physically described and technically implemented.

Ein Beispiel bietet die aus der technischen Mechanik bekannte Auffassung und Forderung, dass die wichtigste Größe der Messung einer Schwingung die volle Schwingungszeit einer Halbschwingung oder einer Vollschwingung ist. [Lit.5]One example is the conception and requirement known from technical mechanics that the most important variable in the measurement of an oscillation is the full oscillation time of a half oscillation or a full oscillation. [Lit.5]

Der Fortschritt der Kurzzeitmessung sowie der Absolutmessung der Position eines Schwingers mit digitaler Absolutpositionierung mittels Mikroelektronik und Informatik bietet aber völlig neue Möglichkeiten der Zeitmessung einer Schwingungsamplitude, die damit nicht zu sehen und nicht zu erkennen sind, z.B. in Gestalt der Aufgabenstellung, der Schaffung eines technischen Verfahrens einer Echtzeit-Mikrointervallmessung der Schwerpunktbewegung eines Schwingers während der Zeitdauer einer Halbschwingung mittels digitaler elektronischer Taktungsverfahren bis in den Mikro- und Nanosekundenbereich in Kombination mit einem technischen Verfahren der Absolutmessung der schweren Masse des Schwingerkörpers mit der Basiseinheit der Masse.The progress of short-term measurement as well as the absolute measurement of the position of an oscillator with digital absolute positioning by means of microelectronics and computer science offers completely new possibilities for time measurement of a vibration amplitude, which cannot be seen or recognized, e.g. in the form of the task, the creation of a technical process a real-time micro-interval measurement of the movement of the center of gravity of an oscillator during the period of a half oscillation using digital electronic clocking methods down to the microsecond and nanosecond range in combination with a technical method of absolute measurement of the heavy mass of the oscillator body with the basic unit of mass.

In Kombination mit weiteren technischen Fortschritten, insbesondere im Bereich der Verfahren der räumlichen absoluten Positionsmessung und Echtzeit-Intervallmessung des ebenen Winkels und der Länge des Weges eines Schwerpunktvektors eines ebenen Schwingers, z.B. mit organischen oder anorganischen Mikrostrukturen, ist die Aufgabe der kombinierten Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung, der Trägheitsbeschleunigung, und der Fallbeschleunigung zu stellen mit im Stand der Technik mit verfügbaren Mitteln, mit dem Ziel eines Gewinns an qualitativer Information der Naturgesetze der Gravitation und der Schwere, die mit den vorgenannten Verfahren der Absolutmessung der Fallbeschleunigung physikalisch nicht zu erreichen und technisch nicht zu schaffen sind.In combination with further technical advances, in particular in the area of the methods of spatial absolute position measurement and real-time interval measurement of the plane angle and the length of the path of a center of gravity vector of a plane oscillator, e.g. with organic or inorganic microstructures, the task of the combined absolute measurement of the gravitational acceleration, acceleration of inertia and acceleration due to gravity with the means available in the state of the art, with the aim of gaining qualitative information on the natural laws of gravity and gravity, which cannot be physically achieved and technically not possible with the aforementioned methods of absolute measurement of acceleration due to gravity create are.

Diesbezüglich bietet insbesondere auch die technische Mechanik und experimentelle Physik ein Vielfalt von Beispielen spezieller technischer Verfahren und Anordnungen, wie gravimetrische Pendel, grafische Pendel, oder schreibende Pendel [Lit.6], die mit Stand der Technik verfügbaren Mitteln weiter verbessert sind, z.B. in Richtung der Erhöhung der Genauigkeit der Schweremessung mit verbesserter Vollzeitmessung der Halbschwingung oder Vollschwingung, oder mit verbesserter Veranschaulichung bekannter Pendelgesetze wie (1),z.B. mit digitaler Aufzeichnung derSchreibkurve einer Pendelbahn mit einem Digitalisierungsstift am Pendelkörper, z.B. mit einem Positionszeige-Gerät nach US7149647 mit HF-induktiven Schleifen im Tablettkörper unter dem Pendelkörper, oder mit einem Nahtelemetrieverfahren mit Mehrkanalmikrocontroller nach US 6909426 oder mit einem Pen-Tablet nach US 2018/0181221 .In this regard, technical mechanics and experimental physics in particular offer a variety of examples of special technical processes and arrangements, such as gravimetric pendulums, graphic pendulums, or writing pendulums [Lit.6], which are further improved with the means available from the state of the art, e.g. in direction the increase in the accuracy of the gravity measurement with improved full-time measurement of the half-oscillation or full oscillation, or with improved illustration of known pendulum laws such as (1), e.g. with digital recording of the writing curve of a pendulum track with a digitizing pen on the pendulum body, e.g. with a position indicator device US7149647 with HF inductive loops in the tablet body under the pendulum body, or with a seam telemetry method with a multi-channel microcontroller US 6909426 or with a pen tablet US 2018/0181221 .

Der Nachteil ist, der allgemein gewünschte Gewinn an qualitativer neuer Information bezüglich der Kenntnis der Naturgesetze der Gravitation und Schwere ist damit technisch nicht zu schaffen und physikalisch nicht zu erhalten, weil die Aufgabe der Schaffung und Verwendung einer Anordnung und eines Verfahrens mit einer Absolutbestimmung und Absolutmessung der schweren Masse, der trägen Masse, und der gewägten Masse eines mechanischen Schwingers mit der Sl-Einheit der Masse dabei ungelöst ist.The disadvantage is that the generally desired gain in qualitative new information regarding the knowledge of the natural laws of gravity and gravity cannot be achieved technically and cannot be obtained physically because the task of creating and using an arrangement and a method with absolute determination and absolute measurement the heavy mass, the inert mass, and the weighed mass of a mechanical oscillator with the SI unit of the mass is unsolved.

Eine technische Anordnung und ein technisches Verfahren, womit die Aufgabe der Absolutbestimmung und Absolutmessung der schweren Masse und der trägen Masse mit der gewägten Masse eines Test- und Schwingerkörpers gelöst ist, ist erstmals bekannt gemacht und verfügbar geworden mit DE10201903869 .A technical arrangement and a technical process, with which the task of the absolute determination and absolute measurement of the heavy mass and the inertial mass with the weighed mass of a test and oscillating body is solved, has been made known for the first time and has become available with DE10201903869 .

Die zu lösende technische Aufgabe besteht insoweit darin, gestützt darauf eine Anordnung und ein Verfahren zu schaffen, womit der vorgenannte Nachteil zu beheben ist mit der Schaffung einer technische Anordnung und eines technisches Verfahren einer kombinierten Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung des Erdkörpers und der Fallbeschleunigung der Körper, die mit vorgenannten Anordnungen und Verfahren ohne Absolutbestimmung der schweren Masse und der trägen Masse mit der gewägten Masse des Schwingers technisch nicht zu schaffen und physikalisch nicht zu anzubieten ist.The technical problem to be solved consists in creating an arrangement and a method based on this, with which the aforementioned disadvantage can be remedied with the creation of a technical arrangement and a technical method of a combined absolute measurement of the gravitational acceleration of the earth's body and the gravitational acceleration of the body, which with the aforementioned arrangements and methods without absolute determination of the heavy mass and the inertial mass with the weighed mass of the oscillator, it is technically impossible and cannot be physically offered.

Es ist, anders gesagt, bekannt, z.B. aus [Lit.7], dass mit Absolutgravimetern von bekannter Bauart eine signikante Abweichung von +0,137 mm/s2 mit zwei ganz unabhängigen Messungen der Fallbeschleunigung am gleichen Ort bezüglich des gleichen Höhenniveaus gemessen ist. Diese ist bekanntlich so gedeutet, dass hier möglicherweise ein Meßfehler vorliegt.In other words, it is known, for example from [Lit.7], that with absolute gravimeters of known design a significant deviation of +0.137 mm / s 2 is measured with two completely independent measurements of the gravitational acceleration at the same location with respect to the same height level. As is known, this is interpreted in such a way that a measurement error may be present here.

Der Nachteil dieser Auffassung ist, dass eine Information hinsichtlich möglicherweise unbekannter Naturgesetze der Gravitation und der Masse mit bekannten Meßverfahren damit nicht zu erkennen ist, und dass ein Hinweis auf ein dabei möglicherweise mit Erfolg zu schaffendes technisches Verfahren nicht zu erkennen ist, nicht im Sinne eines Meßfehlers, sondern im Sinne des systematischen Fehlens eines technischen Verfahrens und eines physikalischen Prinzips zur Schaffung von Sicherheit in einer physikalisch prinzipiell offenen Frage mit einem dafür unumgänglich erforderlichen technischen Meßverfahren, dass mit Absolutgravimetern im Stand der Technik des 20. Jahrhunderts nicht zu schaffen und nicht anzubieten ist. Das aber mit den im Stand der Technik des 21. Jahrhunderts verfügbaren Möglichkeiten und Mitteln technisch zu schaffen und dem Anwender anzubieten ist.The disadvantage of this view is that information with regard to possibly unknown natural laws of gravity and mass cannot be recognized with known measuring methods, and that an indication of a technical process that may possibly be successfully created cannot be recognized, not in the sense of a Measurement error, but in the sense of the systematic lack of a technical process and a physical principle to create security in a physically open question with an inevitable technical measurement process that cannot be created or offered with absolute gravimeters in the state of the art of the 20th century is. However, this can be technically created with the possibilities and means available in the state of the art of the 21st century and offered to the user.

Mit dem auch von diesem etwas anderen Standpunkt unter der vorgenannten Auffassung einer physikalisch prinzipiell offenen Frage und Forderung nach Schließung der diesbezüglichen Lücke im gegenwärtigen Wissen der Naturgesetze der Gravitation und der Masse mit einem Absolutgravimeter, dass mit bekannten Absolutgravimetern nicht anzubieten ist, ist es zu erfahren, dass die Anziehungs- und Gravitationsbeschleunigung der Körper zum Erdkörper in der Tat systematisch um ein Vielfaches größer absolut zu messen ist, als die Fallbeschleunigung der Körper zum Erdkörper absolut zu messen ist.It is to be experienced with the also from this slightly different point of view under the aforementioned conception of a physically open question and demand for closing the relevant gap in the current knowledge of the natural laws of gravity and mass with an absolute gravimeter, which cannot be offered with known absolute gravimeters that the gravitational acceleration and gravitational acceleration of the body to the earth's body is indeed to be measured systematically and many times greater than the absolute value of the gravitational acceleration of the body to the earth's body.

Aus dem Nachstehenden ergibt sich, dass die Gravitationsbeschleunigung um nahezu 1/3 Million größer zu messen ist, als mit dem vorgenannten bekannten kleinen Unterschied der zwei weltweit genauesten Schweremessungen mit Reversionsschwingern beim einstigen Potsdamer Fundamentalwert der Schwere zu beziffern ist, nämlich mit der Größe von 39,8 m/s2 ± 0,4 m/s2.From the following it follows that the gravitational acceleration can be measured by almost 1/3 million larger than can be quantified with the aforementioned known small difference between the two most accurate gravity measurements worldwide with reversion transducers at the former Potsdam fundamental value of gravity, namely with the magnitude of 39 , 8 m / s 2 ± 0.4 m / s 2 .

Damit ist eine systematisch ungemessene Größe mittels bekannter Meßtechnik um nahezu das 4-fache zu erfahren und zu messen, die mit vorgenannter Technik und Technologie der Messung der Fallbeschleunigung der Körper zum Erdkörper nicht zu erfahren ist, und die mit vorgenannter Form (1) der Naturgesetze des freien Falls und der Schwere nicht zu beschreiben ist.This means that a systematically unmeasured quantity can be experienced and measured almost four times by means of known measuring technology, which cannot be experienced with the aforementioned technique and technology of measuring the gravitational acceleration of the body to the earth's body, and that with the aforementioned form (1) of the laws of nature of free fall and the severity cannot be described.

Nachstehend sind hauptsächliche Merkmale, wesentliche Verfahrensschritte, und kennzeichnende Bestandteile der kombinierten Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung , der Trägheitsbeschleunigung, und der Fallbeschleunigung beschrieben. Eine bevorzugte technische Ausführung mit einem Kombinationsabsolutgravimeter ist anschließend näher beschrieben.Main features, essential method steps, and characteristic components of the combined absolute determination and absolute measurement of the gravitational acceleration, the inertial acceleration, and the gravitational acceleration are described below. A preferred technical embodiment with a combination absolute gravimeter is described in more detail below.

Beschreibung einer Anordnung und eines Verfahrens der kombinierten Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitation, der Trägheit, und der Wechselwirkung der Gravitation und der Trägheit von Masse mit digitalisierten Lotababstands-Signalvektor-Mikrointervalle mit einem Drei-Massearten-SensorDescription of an arrangement and a method of the combined absolute determination and absolute measurement of gravitation, inertia, and the interaction of gravitation and inertia of mass with digitized vertical distance signal vector micro-intervals with a three-mass sensor

Die technisch zu lösende Aufgabe der Absolutbestimmung und der Absolutmessung besteht genauer formuliert darin, eine Länge-, Zeit-, und Winkelmessung der absoluten Position und Richtung des Schwerpunktvektors während einer Fallamplitude und der absoluten Position und Richtung des Schwingpunktvektors eines mechanischen Schwingers während einer Steigamplitude mit einer Doppelamplitude einer Fall- und Steigamplitude durchzuführen, und diese mit einer Absolutbestimmung und Absolutmessung der schweren Masse und der trägen Masse mit der Einheit der Masse zu kombinieren.The technical task to be solved of the absolute determination and the absolute measurement is, more precisely, a length, time and angle measurement of the absolute position and direction of the Center of gravity vector during a fall amplitude and the absolute position and direction of the oscillation point vector of a mechanical oscillator during a rise amplitude with a double amplitude of a fall and rise amplitude, and to combine this with an absolute determination and absolute measurement of the heavy mass and the inertial mass with the unit of mass.

Diese Aufgabe technisch zu lösen erfordert eine Anordnung und ein Verfahren zu schaffen, womit eine Lotabstandsmessung in der Zeit mit dem Zeitabstand, eine Lotabstandsmessung im Raum mit dem Längenabstand, und eine Lotrichtungs-Abstandsmessung in der Raumzeit mit dem Winkelabstand des Schwerpunktvektors und des Schwingpunktvektors mit einer Richtungs-, Zeit-, und Längen-Intervallmessung der Richtung und des Abstandes des Schwerpunktvektors bis zur Lotrichtung und der Richtung des Schwingpunktvektors ab der Lotrichtung durchzuführen ist.Technically solving this task requires an arrangement and a method to create a vertical distance measurement in time with the time interval, a vertical distance measurement in space with the length distance, and a plumb direction distance measurement in space time with the angular distance of the center of gravity vector and the oscillation point vector with a Direction, time and length interval measurement of the direction and the distance of the center of gravity vector up to the perpendicular direction and the direction of the oscillation point vector from the perpendicular direction is to be carried out.

Es ist diesbezüglich bekannt, z.B. aus [Lit.8] dass die technische Aufgabe der Absolutbestimmung und Absolutmessung der Lotrichtung eine der schwierigsten Aufgaben der Erdmessung und Geodäsie ist. Auch in Gravimetrie und Raummessung sowie Astronomie und Raumfahrt ist eine technische Lösung nicht bekannt, womit die Aufgabe der Absolutbestimmung und Absolutmessung der Lotrichtung mit einer im Prinzip beliebig scharf bestimmten Richtungslinie ohne jede Unschärfe zu lösen ist.It is known in this regard, e.g. from [Lit.8], that the technical task of absolute determination and absolute measurement of the vertical direction is one of the most difficult tasks in earth measurement and geodesy. In gravimetry and space measurement as well as astronomy and space travel, a technical solution is not known, with which the task of absolute determination and absolute measurement of the plumb line can be solved with a directional line that is in principle arbitrarily sharp and without any blurring.

Die zu lösende technische Aufgabe ist demgemäß dahingehend zu spezifizieren, dass ein technisches Mittel zu schaffen ist, womit ein prinzipiell unscharfes Lotrichtungsintervall mit einer Mikrointervallmessung in der Zeit mit einer Zeitintervallmessung, eine Lotabstandsmessung im Raum mit einer Längenintervallmessung, und eine Richtungsmessung in der Raumzeit mit einer Winkelintervallmessung der Schwerpunktrichtung des Schwerpunktes und der Schwingpunktrichtung des Schwingpunktes physikalisch abzugrenzen und technisch zu kalibrieren ist. Das ist erfindungsgemäß mit technischen zeitgemäßen Mitteln zu schaffen, mittels dafür geeigneter und/oder speziell ausgebildeter mechanischer Mikrostrukturen, kombiniert mit Mikroelektronik, mit einem damit digital wiederholbar gemessenen Mikrozeitintervall, einem damit digital wiederholbar gemessenen Mikrowinkelintervall, und einem damit digital wiederholbar gemessenen Mikrolängenintervall.The technical problem to be solved is accordingly to be specified in such a way that a technical means is to be created with which a principally fuzzy plumb direction interval with a micro interval measurement in time with a time interval measurement, a plumb distance measurement in space with a length interval measurement, and a direction measurement in space-time with a Angular interval measurement of the direction of the center of gravity of the center of gravity and the direction of the oscillation point must be physically delimited and technically calibrated. This is to be achieved according to the invention with modern technical means, by means of suitable and / or specially designed mechanical microstructures, combined with microelectronics, with a micro-time interval measured digitally repeatable, a micro-angle interval measured digitally repeatable, and a micro-length interval measured digitally repeatable.

Diese technische Aufgabe ist erfindungsgemäß zu lösen mit technischen Mitteln, womit

  • (1) eine Fallamplitude der schweren Masse eines Schwingers bis zu einem in dieser Weise kalibrierten Lotrichtungsintervall mit einer Mikrointervallmessung während der Dauer τ1einer vollen Fallamplitude digital abzugrenzen und absolut zu messen ist, und
  • (2) eine Steigamplitude der trägen Masse des Schwingers ab einem digital kalibrierten Lotrichtungsintervall mit einer Mikrointervallmessung während der Dauer τ2 einer vollen Steigamplitude digital abzugrenzen und absolut zu messen ist, und
  • (3) eine Doppelamplitude mit einem so kalibrierten Lotrichtungsintervall mit einer Mikrointervallmessung um das kalibrierte Lotrichtungsintervall von einem Beharrungs- und Wendeniveau der Amplitudenrichtung des Schwingers bis zu einem neuen Beharrungs- und Wendeniveau der Amplitudenrichtung des Schwingers mit der vorgenannten Mikrointervallmessung mit zwei mit dem kalibrierten Lotrichtungsintervall konjugiert gemessenen Fall- und Steigamplituden digital abzugrenzen und mit zwei konjugierten Zeitmessungen mit der Zeitdauer (τ1 + τ2) einer Doppelamplitude absolut zu messen ist,
According to the invention, this technical problem can be solved by technical means, with which
  • (1) a fall amplitude of the heavy mass of a vibrator up to a plumb direction interval calibrated in this way with a microinterval measurement during the duration τ 1 of a full fall amplitude is to be digitally delimited and measured absolutely, and
  • (2) a rise amplitude of the inertial mass of the oscillator from a digitally calibrated plumb direction interval with a microinterval measurement during the duration τ 2 a full climb amplitude is to be digitally delimited and measured absolutely, and
  • (3) a double amplitude with a plumb direction interval calibrated in this way with a micro-interval measurement around the calibrated plumb direction interval from a steady and turning level of the amplitude direction of the transducer to a new steady and turning level of the amplitude direction of the transducer with the aforementioned micro-interval measurement with two conjugated with the calibrated plumb direction interval digitally delimit the measured fall and rise amplitudes and measure them absolutely with two conjugate time measurements with the duration (τ 1 + τ 2 ) of a double amplitude,

Diese Aufgabe ist mit einer technischen Anordnung und einem technischen Verfahren zu lösen, womit eine digitale Absolutkalibrierung des Lotrichtungsintervalles mit einem Signalvektor des Schwerpunkt-, Schwingpunkt- und Radiusvektor der Drehrichtung eines mechanischen Schwingers um den Drehungs- und Gewichtskraftmittelpunkt der gewägten Masse des Schwingers mit einem Halte- und Lagerungssystem T0 der Gewichtskraft mittels einer stabilen Stütz- und Gegenkraft des Lagerkörpers - 1- in Kombination mit einer digitalen Mikrointervallmessung mit mechanischen Mikrostrukturflächen und mit mikroelektronischen Schaltstrukturen mit den gewünschten und geforderten zeitgemäßen technischen Mitteln der Mikroelektronik und der Informatik umzusetzen und durchzuführen ist.This task is to be solved with a technical arrangement and a technical process, whereby a digital absolute calibration of the vertical direction interval with a signal vector of the center of gravity, vibration point and radius vector of the direction of rotation of a mechanical oscillator around the center of rotation and weight force of the weighed mass of the oscillator with a stop - and storage system T0 the weight force by means of a stable supporting and counter force of the bearing body - 1 - is to be implemented and carried out in combination with a digital microinterval measurement with mechanical microstructure surfaces and with microelectronic switching structures with the desired and required modern technical means of microelectronics and computer science.

Anders formuliert: Erfindungsgemäß ist eine technische kombinierte Lösung zu schaffen mit regelmäßig wenigstens den nachfolgende genannten charakteristischen fünf Bestandteilen und Merkmalen.In other words: According to the invention, a technical combined solution is to be created with regularly at least the following characteristic five components and features.

Es ist eine Lotrichtungs-Messanordnung eines Lotrichtungsintervalles der Ablotungsrichtung des Schwerpunktvektors der schweren Masse eines Drei-Massearten-Sensors mit einer digitalen Absolutkalibrierung des Lotrichtungsintervalls mit einer Winkelintervall-Messanordnung, und mit einer Kurzzeitintervall-Messanordnung, und mit einer Längenintervall-Messanordnung zu schaffen, z.B. mit einem Signalvektor des Schwerpunktvektors mit einem hoch- oder höchstfrequenten Signalvektor mit geringer Signalenergie mit einer digitalelektronisch messbaren Absolutpositionierung mit einer frequenzmodulierten Signalenergie mittels mikromechanischer Festkörperstrukturen und mikroelektronischer Schaltkreisstrukturen mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD.A vertical direction measuring arrangement of a vertical direction interval of the deflection direction of the center of gravity vector of the heavy mass of a three-mass type sensor with a digital absolute calibration of the vertical direction interval with an angular interval measuring arrangement and with a short-term interval measuring arrangement and with a length interval measuring arrangement is to be created, e.g. with a signal vector of the center of gravity vector with a high or highest frequency signal vector with low signal energy with a digital-electronically measurable absolute positioning with a frequency-modulated signal energy by means of micromechanical solid-state structures and microelectronic circuit structures with a signal-vector digitizer SVD .

Es ist eine Winkelintervall-Messanordnung SVD1 des Signalvektors vermittels der Lagervorrichtung T0 und eines Drei-Massearten-Sensors T1 mit einem Signalgebersystem TS des Signalvektors am Sensor zu schaffen, womit digitalisierte Winkelintervalle Δα erheblich kleiner absolut zu messen als ein ganzer Amplitudenwinkel α einer Fallamplitude oder einer Steigamplitude mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD der Winkelintervalle zu messen ist, Δ α<<α       mit      α n m Δ α

Figure DE102019006594A1_0003
mit einem Winkelintervall regelmäßig im Bereich Mikroradiant oder kleiner Δ α < 1  mrad ,
Figure DE102019006594A1_0004
It is an angular interval measuring arrangement SVD1 of the signal vector by means of the bearing device T0 and a three-mass type sensor T1 with a signal generator system TS to create the signal vector on the sensor, with which digitized angle intervals Δα can be measured much smaller in absolute terms than a whole amplitude angle α of a fall amplitude or a rise amplitude with a signal vector digitizer SVD the angular intervals are to be measured, Δ α << α With α n m Δ α
Figure DE102019006594A1_0003
with an angular interval regularly in the range of microradians or smaller Δ α < 1 mrad ,
Figure DE102019006594A1_0004

Es ist eine Kurzzeitintervall-Messanordnung SVD2 mit dem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD mit einer Tablettskala T2 ausgeführt, womit digitalisierte Zeitintervalle Aτ1, einer Fallamplitude erheblich kleiner absolut zu messen als die ganze Amplitudendauer τ1 einer vollen Fallamplitude zu messen ist, und womit digitalisierte Zeitintervalle Δτ2 einer Steigamplitude erheblich kleiner absolut zu messen sind als die ganze Amolitudendauer τ2 einer vollen Steigamplitude zu messen ist Δ τ 2 < < τ 2            mit            τ 2 n " Δ τ 2      und/oder  τ 2 Δ τ 2

Figure DE102019006594A1_0005
Δ τ 1 < < τ 1            mit            τ 1 n " Δ τ 1      und/oder  τ 1 Δ τ 1
Figure DE102019006594A1_0006
It is a short-term interval measuring arrangement SVD2 with the signal-vector digitizer SVD with a tablet scale T2 executed, whereby digitized time intervals Aτ 1 , a case amplitude much smaller to measure absolute than the entire amplitude duration τ 1 of a full fall amplitude is to be measured, and with which digitized time intervals Δτ 2 of a rise amplitude are to be measured in absolute terms that are considerably smaller than the entire duration of the amolitude τ 2 a full climb amplitude is to be measured Δ τ 2 < < τ 2 With τ 2 n " Δ τ 2 and or τ 2 Δ τ 2
Figure DE102019006594A1_0005
Δ τ 1 < < τ 1 With τ 1 n " Δ τ 1 and or τ 1 Δ τ 1
Figure DE102019006594A1_0006

Es ist eine Längenintervall-Messanordnung SVD3 mit dem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD mit der Tablettskala T2 ausgeführt, womit digitalisierte Bogenintervalle Δx̂ und/oder Längenintervalle Δx des ganzen Bogenweges x̂ und/oder des vollen Sehnenweges Σx erheblich kleiner absolut zu messen sind als der ganze Amplitudenbogenweg oder als die volle Sehnenweglänge eines Signalenergiebereiches des Signalvektors mit einer digitalen Absolutpositionierung des Signalenergiebereiches auf einer Signalenergie-Positionierungsfläche der Tablettskala des Signal-Vektor-Dinitalkierer SVD zu messn ist, Δ x < < x                mit            x n' Δ x           und/oder  x Δ x

Figure DE102019006594A1_0007
und/oder Δ x ¯ < < x ¯                mit            x ¯ n' Δ x ¯           und/oder      x ¯ Δ x ¯
Figure DE102019006594A1_0008
It is a length interval measuring arrangement SVD3 with the signal-vector digitizer SVD with the tablet scale T2 executed, with which digitized arc intervals Δx̂ and / or length intervals Δ x of the entire arc path x̂ and / or the full chord path Σ x are to be measured in absolute terms significantly smaller than the entire amplitude arc path or than the full chord path length of a signal energy range of the signal vector with a digital absolute positioning of the signal energy range on a signal energy positioning surface of the tablet scale of the signal vector level marker SVD is to measure Δ x < < x With x n ' Δ x and or x Δ x
Figure DE102019006594A1_0007
and or Δ x ¯ < < x ¯ With x ¯ n ' Δ x ¯ and or x ¯ Δ x ¯
Figure DE102019006594A1_0008

Es ist eine Digitalisierungsvorrichtung des Signal-Vektor-Digitalisierers SVD mit einer Überwachungsskala T5 der Signalskala T2 mit einem Signaldaten-Übertragungssystem T3 und einem Datenverarbeitungssystem T4 mit einer Taktung und Zählung und Speicherung mit identischer Anzahl „n“ der Winkel-, Zeit-, und Längenintervalle vorzugsweise wie Eins zu Eins zu Eins: ( n"' / n ) : ( n" / n ) : ( n' / n ) 1,

Figure DE102019006594A1_0009
ausgeführt, mit einer vorzugsweise hardware- und/oder sofwareprogrammierten programmgesteuerten Taktungszahl „n“ mit der digitalelektronischen Absolutpositionierung der Winkelintervall, und der Längenintervalle mit der Tablettskala und der Zeitintervalle mit der Überwachungs- und Monitorskala während eines Messungszyklus mit mehreren Amplitudendauern: n"':n":n' 1
Figure DE102019006594A1_0010
It is a digitizer of the signal-vector digitizer SVD with a monitoring dial T5 the signal scale T2 with a signal data transmission system T3 and a data processing system T4 with a clocking and counting and storage with an identical number "n" of the angle, time and length intervals, preferably like one to one to one: ( n "' / n ) : ( n " / n ) : ( n ' / n ) 1,
Figure DE102019006594A1_0009
executed, with a preferably hardware- and / or software-programmed program-controlled number of cycles "n" with the digital electronic absolute positioning of the angle interval, and the length intervals with the tablet scale and the time intervals with the monitoring and monitor scale during a measurement cycle with several amplitude durations: n "': n": n' 1
Figure DE102019006594A1_0010

Die 1 zeigt eine bevorzugte technische Ausführung eines mit diesen vorgenannten Bestandteilen und vorgenannten Merkmalen ausgeführten Kombinationsabsolutgravimeters.The 1 shows a preferred technical embodiment of a combination absolute gravimeter made with these aforementioned components and aforementioned features.

Damit ist die technische Aufgabe aber noch nicht gelöst, die Absolutbestimmung und die Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse in lotintervall-paralleler Richtung zum Erdkörper, und der Trägheitsbeschleunigung der trägen Masse des Testkörpers in lotintervall-antiparalleler Richtung vom Erdkörper, und der Wechselbeschleunigung der schweren Masse und der trägen Masse des Testkörpers in abwechselnder paralleler Richtung zum Erdkörper und antiparalleler Richtung vom Erdkörper mit wiederholbar meßbaren, eindeutig definierten Meßgrößen mit den Basiseinheiten der Masse, der Länge, und Zeit physikalisch durchzuführen aber technisch auszuführen.This does not solve the technical problem, however, the absolute determination and the absolute measurement of the gravitational acceleration of the heavy mass in a perpendicular-parallel direction to the earth, and the inertial acceleration of the inertial mass of the test body in the perpendicular-antiparallel direction from the earth, and the alternating acceleration of the heavy mass and the inertial mass of the test body in an alternating parallel direction to the earth body and antiparallel direction from the earth body with repeatable, measurable, clearly defined measured variables with the basic units of mass, length and time to be carried out physically but technically.

Dazu gehört weiterhin die Lösung der Aufgabe der Absolutbestimmung und Absolutmessung einer Meßgröße der Gravitationsbeschleunigung gs und der Gravitationskraft FS der schweren Masse, einer Meßgröße gt der Trägheitsbeschleunigung und Trägheitskraft Ft der trägen Masse, und einer Meßgröße der resultierenden Beschleunigung g'o und der resultierenden Kraft F'o der schweren Masse und der trägen Masse des Testkörpers mit einer aus den Basiseinheiten der Länge und der Zeit und der Masse absolut bestimmten Beschleunigungseinheit und Krafteinheit, sowie die Lösung der vorgenannten Aufgabe der Absolutbestimmung und der Absolutmessung des vorgenannten Lotrichtungsintervalls mit einer digitalen Kalibrierung mittels spezieller Mikrostrukturen.This also includes the solution of the task of absolute determination and absolute measurement of a measured variable of the gravitational acceleration g s and the gravitational force F S of the heavy mass, a measured variable g t of the inertial acceleration and inertial force F t the inertial mass, and a measured variable of the resulting acceleration g ' o and the resulting force F ' o the heavy mass and the inert mass of the test body with an acceleration unit and force unit absolutely determined from the basic units of length and time and mass, as well as the solution of the aforementioned task of absolute determination and the absolute measurement of the aforementioned perpendicular direction interval with a digital calibration using special microstructures.

Beschreibung eines bevorzugten Verfahrens der kombinierten Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung, der Trägheitsbeschleunigung, und der Wechselbeschleunigung oder Fallbeschleunigung von Masse mit einem KombinationsabsolutgravimeterDescription of a preferred method of the combined absolute determination and absolute measurement of the gravitational acceleration, the inertial acceleration, and the alternating acceleration or acceleration due to gravity of mass with a combination absolute gravimeter

Nachstehend ist ein bevorzugtes Verfahren der kombinierten Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse in lotparalleler Richtung und der Trägheitsbeschleunigung der trägen Masse in antiparalleler Richtung mit dem nachstehend beschriebenen kalibrierten Lotrichtungsintervall mit vorgenannter Anordnung näher beschrieben mit der Verwendung einer aus den Basiseinheiten der Länge und der Zeit absolut bestimmten Beschleunigungseinheit mit einer zu einer Absolutbestimmung nach (1) verallgemeinerten Form einer Absolutbestimmung einer Beschleunigung.A preferred method of the combined absolute determination and absolute measurement of the gravitational acceleration of the heavy mass in the perpendicular direction and the inertial acceleration of the inertial mass in the antiparallel direction with the calibrated perpendicular direction interval described below with the aforementioned arrangement is described in more detail with the use of one of the basic units of length and time absolutely determined acceleration unit with a generalized form of an absolute determination according to (1) of an absolute determination of an acceleration.

Diese Absolutbestimmung ist ausgeführt mit einer zunächst unbestimmten Beschleunigung mit dem digitalen vierten Teil der quadratischen Proportionalitätskonstante 4π2 mit einer zunächst unquadrierten linearen Proportionalitätskonstante π des Überganges einer euklidischen geradlinigen Kreisdurchmesserlänge in eine gleichmäßig gekrümmte Kreisumfangslänge, jedoch nicht mit dem exakt digitalen 4. Teil der Zeitdauer einer Vollschwingung von 2 Doppelamplituden um die Lotrichtung, sondern mit einer Zeitdauer einer Echtzeitmessung der Amplitudendauer τ1 einer Fallamplitude des Schwerpunktes bis zum kalibrierten Lotrichtungsintervall und mit der Zeitdauer der Echtzeitmessung der Amplitudendauer τ2 einer Steigamplitude des Schwingpunktes ab dem kalibrierten Lotrichtungsintervall mit einer vorgenannten kombinierten Mikrointervall-Zeitmessung, Mikrointervall-Längenmessung, und Mikrointervall-Winkelmessung.This absolute determination is carried out with an initially indeterminate acceleration with the digital fourth part of the quadratic proportionality constant 4π 2 with an initially unquared linear proportionality constant π of the transition from a Euclidean straight circular diameter length to a uniformly curved circular circumference length, but not with the exactly digital 4th part of the duration of a Full oscillation of 2 double amplitudes around the perpendicular direction, but with a duration of a real-time measurement of the amplitude duration τ 1 a fall amplitude of the center of gravity up to the calibrated perpendicular direction interval and with the duration of the real-time measurement of the amplitude duration τ 2 a rise amplitude of the point of oscillation from the calibrated vertical direction interval with an aforementioned combined microinterval time measurement, microinterval length measurement, and microinterval angle measurement.

Das Verfahren besitzt, allgemein gekennzeichnet, regelmäßig wenigstens die nachstehend genannten charakteristischen fünf Bestandteile und Merkmale.The method, generally characterized, regularly has at least the following five characteristic components and features.

Es ist eine Winkel-, Längen-, und Zeit-Intervallmessung gemäß (2), (3) und (4) ausgeführt, mit Echtzeit-Intervallzeitmessung der Amplitudendauer τ1 einer Fallamplitude bis zum kalibrierten Lotintervall, und mit einer Echtzeit-Intervallzeitmessung der Amplitudendauer τ2 einer Steigamplitude ab dem kalibrierten Lotintervall, und mit einer Echtzeit-Intervallzeitmessung der Amplitudendauer τ3 einer Doppelamplitude mit einer aufeinanderfolgenden Fall- und Steigamplitude um das kalibrierte Lotintervall.An angle, length and time interval measurement is carried out according to (2), (3) and (4), with real-time interval time measurement of the amplitude duration τ 1 a fall amplitude up to the calibrated plumb interval, and with a real-time interval time measurement of the amplitude duration τ 2 a rise amplitude from the calibrated plumb interval, and with a real-time interval time measurement of the amplitude duration τ 3 a double amplitude with a successive fall and rise amplitude around the calibrated plumb interval.

Es ist eine Längenmessung des euklidisch absolut bestimmten geradlinigen Abstandes x = so des Schwerpunktes und eines euklidisch absolut bestimmten geradlinigen Abstandes x = lo des Schwingpunktes vom gemeinsamen Ruhe- und Anfangspunkt der drei Arten der Masse im Test- und Schwingerkörper im festen Dreh- und Stützmittelpunkt im Lagersystem T0 ausgeführt.It is a length measurement of the Euclidean absolutely determined straight line distance x = s o of the center of gravity and a Euclidean absolutely determined straight line distance x = l o of the point of oscillation from the common rest and starting point of the three types of mass in the test and oscillating body in the fixed rotating and Support center in the storage system T0 executed.

Es ist mit vorgenannter Längenmessung eine gleichmäßig gekrümmte Kraftlinie (π·x) eines Kraftvektors einer vereinigt wirkenden schweren Masse im Schwerpunkt und eines Kraftvektors einer vereinigt wirkenden trägen Masse im Schwingpunkt absolut zu bestimmen um den gemeinsamen Ruhe- und Anfangspunkt aller drei Arten der Masse in einem begrenzten absolut gemessenen Richtungs-, Raum-, und Zeit-Bereich mit den vorgenannten Intervallmessungen (2), (3) und (4).With the aforementioned length measurement, a uniformly curved line of force (πx) of a force vector of a combined heavy mass in the center of gravity and a force vector of a combined inertial mass in the point of oscillation is to be determined absolutely in order to determine the common rest and starting point of all three types of mass in one limited absolute measured direction, space and time range with the aforementioned interval measurements (2), (3) and (4).

Es ist in Kombination mit vorgenannter Längenmessung eine Absolutmessung der schweren Masse und der trägen Masse mit der gewägten Masse des Testkörpers mit dem mit Patentanmeldung DE 10201903869 offenbarten und beschriebenen Verfahren mit der Basiseinheit der Masse ausgeführt mit den im nachstehenden Abschnitt genannten Beziehungen (10).In combination with the aforementioned length measurement, it is an absolute measurement of the heavy mass and the inertial mass with the weighed mass of the test body with the one with the patent application DE 10201903869 disclosed and described method with the base unit of the mass carried out with the relationships mentioned in the following section (10).

Es ist mit einer Kombination mit vorgenannten Länge-, Zeit- und Winkel-Messungen eine Wahrscheinlichkeitsgröße (τ2/π) absolut bestimmt, womit die kombinierte Absolutbestimmung und Absolutmessung des Kraftvektors der schweren Masse in der lotparalleler Anziehungsrichtung zum Erdkörper und des Kraftvektors der trägen Masse in antiparalleler Fliehrichtung vom Erdkörper und des Kraftvektors der schweren Masse und der trägen Masse in der resultierenden Richtung durchgeführt, allgemeingültig zu beschreiben mit einer begrenzten Länge x und einer begrenzten Zeitdauer τ mit der Proportionalitätskonstante π des Überganges einer flächenlosen geraden Linie in eine (Kreis-) Fläche inmitten einer Kreislinie mit einer unbestimmten Beschleunigung mit den Basiseinheiten der Länge und der Zeit, mit einer Absolutbestimmung mit einer charakteristischen Gleichung von der Form: g = ( π x ) : ( τ 2 / π )

Figure DE102019006594A1_0011
With a combination of the aforementioned length, time and angle measurements, a probability variable (τ 2 / π) is absolutely determined, with which the combined absolute determination and absolute measurement of the force vector of the heavy mass in the perpendicular direction of attraction to the earth's body and the force vector of the inertial mass Carried out in the anti-parallel direction of flow from the earth's body and the force vector of the heavy mass and the inertial mass in the resulting direction, generally applicable to describe with a limited length x and a limited time duration τ with the proportionality constant π of the transition from a flat straight line to a (circular) surface in the middle of a circular line with an indefinite acceleration with the basic units of length and time, with an absolute determination with a characteristic equation of the form: G = ( π x ) : ( τ 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0011

Die Wahrscheinlichkeitsgröße ( τ 1 2 / π )

Figure DE102019006594A1_0012
beschreibt die zeitliche Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Kraftvektors der Gravitationskraft der schweren Masse in lotparalleler Richtung der Gravitationskraft des Erdkörpers.The probability size ( τ 1 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0012
describes the temporal probability of the force vector of the gravitational force of the heavy mass in the perpendicular direction of the gravitational force of the earth's body.

Die Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse in einem Zeitintervall des Aufenthaltes des Gravitationskraftvektors der schweren Masse des Schwingerkörpers in einer Abwärts- und Fallamplitude des Schwerpunktes ist mit einer Winkelintervall-Messung nach (2), einer Zeitintervall-Messung nach (3), und einer Längenintervall-Messung nach (4) mit einem Kombinationsabsolutgravimeter absolut zu messen mit einer charakteristischen Absolutbestimmung von der Form g s = ( π s o ) : ( τ 1 2 / π )

Figure DE102019006594A1_0013
oder mit einer Konstante π2 g s = ( π 2 / τ 1 2 ) S o
Figure DE102019006594A1_0014
und mit nur einer 2. Potenz g s = ( π / τ 1 ) 2 S o
Figure DE102019006594A1_0015
The gravitational acceleration of the heavy mass in a time interval of the stay of the gravitational force vector of the heavy mass of the oscillating body in a downward and fall amplitude of the center of gravity is with an angle interval measurement according to (2), a time interval measurement according to (3), and a length interval measurement according to (4) to be measured absolutely with a combination absolute gravimeter with a characteristic absolute determination of the shape G s = ( π s O ) : ( τ 1 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0013
or with a constant π 2 G s = ( π 2 / τ 1 2 ) S. O
Figure DE102019006594A1_0014
and with only a 2nd power G s = ( π / τ 1 ) 2 S. O
Figure DE102019006594A1_0015

Die Wahrscheinlichkeitsgröße ( τ 2 2 / π )

Figure DE102019006594A1_0016
beschreibt die zeitliche Aufenthaltswahrscheinlichkeit des (Gegen-)Kraftvektors der Trägheitskraft der trägen Masse des Schwingerkörpers in antiparalleler Richtung in einer Aufwärts- und Steigamplitude des Schwingungsmittelpunktes vom Erdkörper.The probability size ( τ 2 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0016
describes the temporal probability of the (counter) force vector of the inertial force of the inertial mass of the oscillating body in an anti-parallel direction in an upward and rising amplitude of the center of oscillation from the earth's body.

Die Trägheitsbeschleunigung der trägen Masse in einem Zeitintervall des Aufenthaltes des Trägheitskraftvektors der trägen Masse des Schwingerkörpers in antiparalleler Richtung zum Kraftvektors der Gravitationskraft ist mit einer Winkelintervall-Messung nach (2), einer Zeitintervall-Messung nach (3), und einer Längenintervall-Messung nach (4) mit einem Kombinationsabsolutgravimeter absolut zu messen mit einer Absolutbestimmung von der Form g t = ( π l o ) : ( τ 2 2 / π )

Figure DE102019006594A1_0017
oder mit nur einer Konstante g t = ( π 2 / τ 1 2 ) l o
Figure DE102019006594A1_0018
und mit nur einer Potenzzahl g t = ( π / τ 2 ) 2 l o
Figure DE102019006594A1_0019
The inertial acceleration of the inertial mass in a time interval of the stay of the inertial force vector of the inertial mass of the oscillating body in the antiparallel direction to the force vector of the gravitational force is with an angle interval measurement according to (2), a time interval measurement according to (3), and a length interval measurement according to (4) to measure absolutely with a combination absolute gravimeter with an absolute determination of the shape G t = ( π l O ) : ( τ 2 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0017
or with just one constant G t = ( π 2 / τ 1 2 ) l O
Figure DE102019006594A1_0018
and with only one power number G t = ( π / τ 2 ) 2 l O
Figure DE102019006594A1_0019

Die Wahrscheinlichkeitsgröße ( τ 3 2 / π )

Figure DE102019006594A1_0020
beschreibt die zeitliche Aufenthaltswahrscheinlichkeit des resultierenden Kraftvektors der schweren Masse und der trägen Masse des Schwingersystems des Schwingersystems in wechselnder lotparalleler Richtung zum Erdkörper und antiparalleler Richtung vom Erdkörper.The probability size ( τ 3rd 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0020
describes the temporal probability of the resulting force vector of the heavy mass and the inertial mass of the oscillating system of the oscillating system in alternating perpendicular direction to the earth's body and antiparallel direction from the earth's body.

Die Zeitdauer τ3 der Wahrscheinlichkeit der Wirkung der Wechselwirkung des Aufenthaltes der Kraftvektoren im vorgenannten Zeitbereich ist absolut zu bestimmen und absolut zu messen mit einer Winkelintervall-Messung nach (2), einer Zeitintervall-Messung nach (3), und einer Längenintervall-Messung nach (4) mit einem Kombinationsabsolutgravimeter mit der gemeinsamen Zeitdauer paarweise zusammengehöriger oder konjugierter Fall- und Steigamplituden um das kalibrierte Lotrichtungsintervall mit der Zeitdauer τ3 der Doppelamplitude: τ 3 = τ 1 + τ 2

Figure DE102019006594A1_0021
The length of time τ 3 the probability of the effect of the interaction of the stay of the force vectors in the aforementioned time range is to be determined absolutely and measured absolutely with an angle interval measurement according to (2), a time interval measurement according to (3), and a length interval measurement according to (4) with a combination absolute gravimeter with the common duration of pairwise related or conjugate fall and rise amplitudes around the calibrated vertical direction interval with the duration τ 3 the double amplitude: τ 3rd = τ 1 + τ 2
Figure DE102019006594A1_0021

Die resultierende Beschleunigung der resultierenden Kraft der Gravitation der schweren Masse in lotparalleler Richtung zum Erdkörper und der Trägheit der trägen Masse in antiparalleler Richtung vom Erdkörper im Zeitintervall der Wirkung der Wechselwirkung der Kraftvektoren ist mittels einerWinkelintervall-Messung nach (2), einer Zeitintervall-Messung nach (3), und einer Längenintervall-Messung nach (4) mit einem Kombinationsabsolutgravimeter absolut zu messen mit einer Absolutbestimmung von der Form g o ' = ( π l o ) : ( τ 3 2 / π )

Figure DE102019006594A1_0022
oder mit gemeinsamer Konstante „π2 g o ' = ( π 2 / τ 3 2 ) l o
Figure DE102019006594A1_0023
oder mit gemeinsamer Potenzzahl „2“ g o ' = ( π / τ 3 ) 2 l o
Figure DE102019006594A1_0024
oder mit „gemischter“ Anordnung g o ' = ( π 2 l o ) / τ 3 2
Figure DE102019006594A1_0025
The resulting acceleration of the resulting force of gravity of the heavy mass in a perpendicular direction to the earth's body and the inertia of the inert mass in an anti-parallel direction from the earth's body in the time interval of the effect of the interaction of the force vectors is determined by means of an angle interval measurement according to (2), a time interval measurement according to (3), and a length interval measurement according to (4) with a combination absolute gravimeter to measure absolutely with an absolute determination of the shape G O ' = ( π l O ) : ( τ 3rd 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0022
or with a common constant "π 2 " G O ' = ( π 2 / τ 3rd 2 ) l O
Figure DE102019006594A1_0023
or with a common power number "2" G O ' = ( π / τ 3rd ) 2 l O
Figure DE102019006594A1_0024
or with a "mixed" arrangement G O ' = ( π 2 l O ) / τ 3rd 2
Figure DE102019006594A1_0025

Mit dem Vorstehenden ist offenbart, dass mit der eingangs genannten Form (1) der Absolutbestimmung einer Beschleunigung mit einer absolut bestimmten Beschleunigungseinheit mit den Basiseinheiten der Länge und der Zeit technisch ein Sonderfall, physikalisch ein Spezialfall, und mathematisch ein Grenzfall einer Beschleunigung zu beschreiben ist.The above reveals that the form (1) mentioned at the beginning of the absolute determination of an acceleration with an absolutely determined acceleration unit with the base units of length and time is technically a special case, physically a special case, and mathematically a limiting case of acceleration.

In technischer Hinsicht ist beispielsweise mit der Absolutbestimmung von der Form (1.1) ein Verfahren und eine Anordnung der Absolutmessung einer speziellen Beschleunigung zu beschreiben, absolut zu messen z.B. mit einem Reversionspendel-Absolutgravimeter, das die vorgenannten charakteristischen technischen Kennzeichen eines Kombinationsabsolutgravimeters nicht aufweist und nicht besitzt, insbesondere nicht die vorgenannte Kombination von Milli-, Mikro- oder Nanoradiant-Winkelintervall-Meßverfahren mit einer Mikrowinkelintervall-Messanordnung SVD1, und von Milli-, Mikro-, oder Nano-Sekunden-Kurzzeitintervall-Meßverfahren mit einer Kurzzeit-Messanordnung SVD2, und von Milli-, Mikro- oder Nanometer-Längenintervall-Meßverfahren mit einer Längenintervall-Messanordnung SVD3 mit speziellen mechanischen und/oder chemischen Mikrostrukturen in Kombination mit einem mikroelektronischen Schaltkreissystem mit einem Signalabgriff mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD.From a technical point of view, for example, the absolute determination of the form (1.1) is used to describe a method and an arrangement for the absolute measurement of a special acceleration, to be measured absolutely, e.g. with a reversing pendulum absolute gravimeter, which does not and does not have the aforementioned characteristic technical features of a combination absolute gravimeter , in particular not the aforementioned combination of milli-, micro- or nanoradiant angle interval measuring methods with a micro-angle interval measuring arrangement SVD1, and of milli-, micro- or nano-second short-term interval measuring methods with a short-term measuring arrangement SVD2, and from Millimeter, micro- or nanometer length interval measuring method with a length interval measuring arrangement SVD3 with special mechanical and / or chemical microstructures in combination with a microelectronic circuit system with a signal tap with a signal vector digitizer SVD .

In physikalischer Hinsicht ist beispielsweise mit der Absolutbestimmung von der Form (1.1) eine Absolutmessung einer Beschleunigung mit den Basiseinheiten der Länge undZeit ohne Bezugnahme auf eineAbsolutmessung derMassemit der Basiseinheit der Masse während der Messungsdauer zu beschreiben, welche die vorgenannten charakteristischen physikalischen Merkmale nicht besitzt, insbesondere nicht das Merkmal der Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse eines Testkörpers in lotparalleler Richtung zur Anziehungs- und Gravitationsrichtung der Massenelemente der schweren Masse zum allgemeinen Anziehungs- und Gravitationskraftzentrum des Erdkörpers; ebenfalls nicht das Merkmal der Absolutbestimmung und Absolutmessung der Aufwärts- und Trägheitsbeschleunigung der trägen Masse des Testkörpers in antiparalleler Richtung nahe der Fliehrichtung der Massenelemente der trägen Masse vom allgemeinen Rotationskraftzentrum des Erdkörpers; und ebenso nicht das Merkmal der Absolutbestimmung und Absolutmessung der Superpositionsbeschleunigung oder resultierenden Beschleunigung der Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse in lotparalleler Richtung zum Gravitationskraftzentrum des Erdkörpers und der Trägheitsbeschleunigung der trägen Masse in antiparalleler Richtung.From a physical point of view, for example, the absolute determination of the form (1.1) can be used to describe an absolute measurement of an acceleration with the basic units of length and time without reference to an absolute measurement of the mass with the basic unit of mass during the measurement period, which does not, in particular, does not have the aforementioned characteristic physical features the feature of absolute determination and absolute measurement of the gravitational acceleration of the heavy mass of a test body in a perpendicular direction to the attraction and gravitational direction of the mass elements of the heavy mass to the general attraction and gravitational center of the earth's body; also not the feature of the absolute determination and absolute measurement of the upward and inertial acceleration of the inertial mass of the test body in an anti-parallel direction near the direction of flow of the mass elements of the inertial mass from the general center of rotation force of the earth body; and also not the feature of the absolute determination and absolute measurement of the superposition acceleration or the resulting acceleration of the gravitational acceleration of the heavy mass in the perpendicular direction to the center of gravity of the earth's body and the inertial acceleration of the inertial mass in the antiparallel direction.

In mathematischer Hinsicht ist beispielsweise mit der Absolutbestimmung von der Form (1.2) der Grenzfall harmonischer Kreisschwingungen von unendlicherkleinerWinkelamplitude zu beschreiben, wobei zwei konjugierte Amplitudenje „Halbschwingung“ und vier vorgenannte Amplituden je „Vollschwingung“ zuzuordnen und zu zählen wären. Dennoch gehen die vorgenannten Gleichungen (9) ganz allgemeingültig nicht in die spezielle Form (1.2) über Denn mit Substitution von (8) in (9) verschwindet die Zeitdauer der „Halbschwingung“ der „Vollschwingung“ komplett aus der Absolutbestimmung der resultierenden Beschleunigung, weil sie damit vollständig ersetzt ist durch die Zeitdauer einer Fallamplitude und die Zeitdauer einer Steigamplitude. Diese Zeiten sind, was das nachfolgende Ausführungsbeispiel einer Absolutmessung mit dem Kombinationsabsolutgravimeter gemäß Tabelle 1 und Tabelle 2 zeigt, nicht gleich. Der Unterschied ist zu beschreiben mit einer mit (9) identisch formulierten Absolutbestimmung mit der Zeitdauer der Steigamplitude und mit der Zeitdauer der Fallamplitude mit (8), mit dem Binom dieser unabhängig zu messenden Zeiten mit einem Kombinationsabsolutgravimeter: g o ' = ( π 2 l o ) / ( τ 1 2 + 2 τ 1 τ 2 + 2 τ 2 2 )

Figure DE102019006594A1_0026
From a mathematical point of view, for example, the absolute determination of the form (1.2) can be used to describe the limit case of harmonic circular oscillations of infinitely small angular amplitudes, whereby two conjugate amplitudes per “half oscillation” and four aforementioned amplitudes per “full oscillation” would have to be assigned and counted. Nevertheless, the aforementioned equations (9) do not generally apply to the special form (1.2). Because with the substitution of (8) in (9) the duration of the "half oscillation" of the "full oscillation" disappears completely from the absolute determination of the resulting acceleration, because it is thus completely replaced by the duration of a fall amplitude and the duration of a rise amplitude. These times are not the same, as is shown in the following exemplary embodiment of an absolute measurement with the combination absolute gravimeter according to Table 1 and Table 2. The difference is to be described with an absolute determination formulated identically with (9) with the duration of the climb amplitude and with the duration of the fall amplitude with (8), with the binomial of these times to be measured independently with a combination absolute gravimeter: G O ' = ( π 2 l O ) / ( τ 1 2 + 2 τ 1 τ 2 + 2 τ 2 2 )
Figure DE102019006594A1_0026

Das ist mit dem Eigenprodukt der Halbschwingungsdauer mit sich selbst, wie es mit einem Meßverfahren mit einem Reversionspendel zu messen und zu beschreiben ist, nicht darzustellen.This cannot be represented with the own product of the half-oscillation period with itself, as it is to be measured and described with a measuring method with a reversion pendulum.

Damit ist offenkundig zu erkennen, dass mit einer bekannten Beschreibung (1) der Naturgesetze der Schwere auf der Basis von streng harmonischen Pendel- und Schwingungsgesetzen eines unteilbaren Massenpunktes bis in kleinsten Bereiche von Raum und Zeit wesentliche charakteristische Kennzeichen und Merkmale der Absolutbestimmung und der Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse eines Testkörpers und der Trägheitsbeschleunigung der trägen Masse des Testkörpers mathematisch nicht zu erfassen, physikalisch nicht zu bestimmen , und technisch nicht zu messen sind, die mit einem Kombinationsabsolutgravimeter mit einem Dreimassseartensenor und mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD mit digitaler Mikrointervallmessung zu beschreiben, absolut zu bestimmen, und absolut zu messen sind.This clearly shows that with a known description (1) of the natural laws of gravity on the basis of strictly harmonic pendulum and oscillation laws of an indivisible mass point down to the smallest areas of space and time, essential characteristics and features of absolute determination and measurement of the Gravitational acceleration of the heavy mass of a test body and the inertial acceleration of the inertial mass of the test body cannot be mathematically recorded, cannot be physically determined and technically cannot be measured using a combination absolute gravimeter with a three-mass sensor and a signal-vector digitizer SVD to be described with digital microinterval measurement, to be determined absolutely, and to be measured absolutely.

Die 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Beschleunigungsvektoren des Schwerpunktvektors und des Schwingpunktvektors der schweren Masse und der trägen Masse eines 3-Massearten-Sensor für die drei ersten Amplituden eines Ausführungsbeispieles einer Winkel-Zeit-Längen-Intervallmessung mit einem Kombinationsabsolutgravimeter mit insgesamt 51 Fall-, Steig-, und Doppelamplituden mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD mit der bevorzugten Ausführung mit einer T2/T5-Signaldisplay-Monitordisplay-Digitalisierungs-Skala.The 2 shows the time course of the acceleration vectors of the center of gravity vector and the oscillation point vector of the heavy mass and the inertial mass of a 3-mass-type sensor for the first three amplitudes of an embodiment of an angle-time-length interval measurement with a combination absolute gravimeter with a total of 51 fall, climb , and double amplitudes with a signal-vector digitizer SVD with the preferred version with a T2 / T5 signal display monitor display digitization scale.

Die 3.1 veranschaulicht die zeitliche Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Kraftintervallvektoren und den wahrscheinlichen Betrag der Wirkung der Wechselwirkung der Kräfte am Beispiel der ersten zwei Amplituden der schweren Masse bis zum digital kalibrierten Lotintervall, und der trägen Masse ab dem digital kalibrierten Lotintervall, und der schweren Masse und der trägen Masse um das digital kalibrierte Lotintervall in einer Doppelamplitude.The 3rd .1 illustrates the probability of the force interval vectors being present over time and the probable amount of the effect of the interaction of the forces using the example of the first two amplitudes of the heavy mass up to the digitally calibrated plumbing interval, and the inertial mass from the digitally calibrated plumbing interval, and the heavy mass and the inertial Mass around the digitally calibrated solder interval in a double amplitude.

Die 3.2 veranschaulicht den gleichen Sachverhalt am gleichen Beispiel mit den gleichen Größen der Kräfte mit einer anderen Darstellung und Skalierung der zeitlichen Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Kraftintervallvektoren in den Zeitintervallen einer Fallamplitude bis zum Lotintervall und einer Steigamplitude ab dem Lointervall. Wesentlich dabei ist, dass die Gravitationskraft der schweren Masse eine längenbezogen gemessene höhenabhängige Kraft ist. Das bedeutet, diese Kraft ist im Mittelwert des Höhenniveaus einer Fall- und Doppelamplitude eine praktisch konstante Kraft, unabhängig von der Zeitdauer. Im Unterschied und Gegensatz dazu ist die Trägheitskraft der trägen Masse eine zeitabhängige Kraft.The 3rd .2 illustrates the same situation using the same example with the same magnitudes of the forces with a different representation and scaling of the temporal probability of the force interval vectors in the time intervals of a fall amplitude up to the plumb interval and a rise amplitude from the lo interval. It is essential that the gravitational force of the heavy mass is a height-dependent force measured in relation to length. This means that this force is in the mean value of the height level of a fall and double amplitude a practically constant force, regardless of the length of time. In contrast and in contrast to this, the inertial force of the inertial mass is a time-dependent force.

Das bedeutet, diese Kraft ist eine veränderliche Kraft mit der Zeitdauer ab dem Verlassen eines relativen Beharrungs- und Ruhezustandes des Test- und Schwingerkörpers gegen das Lagersystem und den Beobachter bis zum erneuten Übergang in einen späteren relativen Beharrungs- und Ruhezustandes in einem Umkehrungs- und Wendebereich der Amplitudenrichtung einer Doppelamplitude in der Lotebene von „links“ nach „rechts“, oder umgekehrt, von „rechts“ nach „links“.This means that this force is a variable force with the period of time from leaving a relative steady-state and rest state of the test and oscillating body against the bearing system and the observer until the new transition to a later relative steady-state and rest state in a reversal and turning area the amplitude direction of a double amplitude in the plumb line from “left” to “right”, or vice versa, from “right” to “left”.

Beschreibung eines bevorzugten Verfahrens der kombinierten Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationskraft, der Trägheitskraft, und der Wechselbeschleunigungskraft oder Fallkraft von Masse mit einem KombinationsabsolutgravimeterDescription of a preferred method of the combined absolute determination and absolute measurement of the gravitational force, the inertial force, and the alternating acceleration force or falling force of mass with a combination absolute gravimeter

Nachstehend ist ein bevorzugtes Verfahren der kombinierten Absolutbestimmung und Absolutmessung der längen- und höhenabhängigen mittleren konstanten Erdanziehungs- und Gravitationskraft der schweren Masse eines Testlkörpers und Schwingers in lotparalleler Richtung abwärts zum Erdkörper, der zeitabhängig veränderlichen Gegen- und Trägheitskraft der trägen Masse des Testlkörpers und Schwinger in antiparalleler Richtung aufwärts vom Erdkörper, und der resultierenden Wechselwirkungskraft der Gravitationskraft der schweren Masse und der Trägheitskraft der trägen Masse näher beschrieben.Below is a preferred method of the combined absolute determination and absolute measurement of the length- and height-dependent mean constant gravity and gravitational force of the heavy mass of a test body and vibrator in a perpendicular direction downwards to the earth body, the time-dependently variable counter and inertial force of the inertial mass of the test body and vibrator in antiparallel direction upwards from the earth's body, and the resulting interaction force of the gravitational force of the heavy mass and the inertial force of the inertial mass.

Dieses Verfahren ist ausgeführt in Kombination mit dem in der deutschen Patentanmeldung mit Aktenzeichen DE 10201903869 offenbarten Verfahren der Normierung der schweren Masse ms und der trägen Masse mt eines Testkörpers und Drei-Massearten-Sensors mit dessen gewägter Masse mo mit der Sl-Einheit der Masse mit den längenbezogen gemessenen, zeitunabhängigen Basisgrößen des Messens, mit der Einheit der Masse und mit der Einheit der Länge, nämlich mit dem euklidisch geradlinig gemessenen Abstand so des Schwerkraftmittelpunktes und mit dem euklidisch geradlinig gemessenen Abstand lo des Schwungkraftmittelpunktes vom Drehungs- und Stützungsmittelpunkt des Gewichtskraft der gewägten Masse mo mit drei charakteristischen Absolutbestimmungen der schweren Masse: m s = m o ( 1 / [ 1 + ( s o / l o ) 2 ] ,

Figure DE102019006594A1_0027
der tragen Masse: m t = m o ( 1 / [ 1 + ( l o / s o ) 2 ] ,
Figure DE102019006594A1_0028
und der gewägten Masse: m o = m s + m t
Figure DE102019006594A1_0029
This method is carried out in combination with that in the German patent application with file number DE 10201903869 disclosed method of normalizing the heavy mass m s and the inert mass m t a test body and three-mass type sensor with its weighed mass m o with the SI unit of mass with the length-related measured, time-independent basic quantities of measurement, with the unit of mass and with the unit of length, namely with the distance measured in a straight line in Euclidean terms s o of the center of gravity and with the distance measured in a straight line in Euclidean terms l o the center of inertia from the center of rotation and support of the weight of the weighed mass m o with three characteristic absolute determinations of the heavy mass: m s = m O ( 1 / [ 1 + ( s O / l O ) 2 ] ,
Figure DE102019006594A1_0027
of the mass: m t = m O ( 1 / [ 1 + ( l O / s O ) 2 ] ,
Figure DE102019006594A1_0028
and the weighed mass: m O = m s + m t
Figure DE102019006594A1_0029

Die Absolutbestimmung und Absolutmessung der Kraft der Gravitation der schweren Masse, der Kraft der Trägheit der trägen Masse, und der Kraft der Wechselwirkung der Gravitationskraft und der Trägheitskraft ist in Kombination mit den vorgenannten Absolutbestimmungen und Absolutmessungen einheitlich zu bestimmen und absolut zu messen mit allen drei Basiseinheiten des Messens der Masse, des Raumes, und der Zeit.The absolute determination and absolute measurement of the force of gravity of the heavy mass, the force of the inertia of the inertial mass, and the force of the interaction of the gravitational force and the inertial force must be determined uniformly in combination with the aforementioned absolute determinations and absolute measurements and measured absolutely with all three base units of measuring mass, space, and time.

Die Gravitationskraft der schweren Masse ist mit der Gravitationsbeschleunigung gs je Einheit (bzw. je Elementarquantum) der schweren Masse im vorgenannten Bereich der zeitlichen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Kraftvektors mit der Proportionalitätskonstante 1 einer im Mittel konstant bleibenden Beschleunigung ist absolut zu bestimmen und zu messen mit der Einheit der Masse und der Einheit der Beschleunigung mit einer Absolutbestimmung von der Form F s = m s ( 1 g s )

Figure DE102019006594A1_0030
The gravitational force of the heavy mass is related to the gravitational acceleration g s per unit (or per elementary quantum) of the heavy mass in the aforementioned range of the temporal probability of the force vector with the proportionality constant 1 of an acceleration that remains constant on average is to be determined absolutely and measured with the unit of mass and the unit of acceleration with an absolute determination of the form F. s = m s ( 1 G s )
Figure DE102019006594A1_0030

Die Trägheitskraft der trägen Masse ist mit der Trägheitsbeschleunigung gt je Einheit (bzw. je Elementarquantum) der trägen Masse im vorgenannten Bereich der zeitlichen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des (Gegen-)Kraftvektors mit der Proportionalitätskonstante 1/2 einer im Mittelwert gleichförmig veränderlichen Beschleunigung zwischen den Übergangsstellen in den relativen Beharrungs- und Ruhezustandes des Test- und Schwingerkörpers gegen den Beobachter ist absolut zu bestimmen und zu messen mit der Einheit der Masse und der Einheit der Beschleunigung mit einer Absolutbestimmung von der Form: F t = m t ( 1 2 g t )

Figure DE102019006594A1_0031
bzw. F t = 1 2 m o g t
Figure DE102019006594A1_0032
The inertial force of the inertial mass is equal to the inertial acceleration g t per unit (or per elementary quantum) of the inertial mass in the aforementioned range of the temporal probability of the (counter) force vector with the proportionality constant 1/2 of an acceleration that is uniformly variable on average between the transition points in the relative steady-state and resting state of the test and The oscillating body against the observer is to be absolutely determined and measured with the unit of mass and the unit of acceleration with an absolute determination of the form: F. t = m t ( 1 2 G t )
Figure DE102019006594A1_0031
or. F. t = 1 2 m O G t
Figure DE102019006594A1_0032

Die Superpositionskraft der Überlagerung der Wirkung der Gravitationskraft der schweren Masse und der Wirkung der Trägheitskraft der trägen Masse in wechselnder Richtung von lotparallelem Kraftvektor und von antiparallelem Kraftvektor im vorgenannten Bereich der zeitlichen Aufenthaltswahrscheinlichkeit beider Kraftvektoren ist mit der Differenz der Gravitationskraft und der Trägheitskraft ist absolut zu bestimmen und zu messen mit einer Absolutbestimmung der Form: F w = F s F t

Figure DE102019006594A1_0033
The superposition force of the superposition of the effect of the gravitational force of the heavy mass and the effect of the inertial force of the inertial mass in alternating directions of the perpendicular force vector and the antiparallel force vector in the aforementioned range of the temporal probability of both force vectors is to be determined absolutely with the difference of the gravitational force and the inertial force and to measure with an absolute determination of the form: F. w = F. s - F. t
Figure DE102019006594A1_0033

Die resultierende (Fall-) Kraft der schweren Masse und der trägen Masse in resultierender Richtung praktisch in Fallrichtung ist mit der resultierenden Beschleunigung g'o im Bereich einer Doppelamplitude zu beschreiben, und zwar ohne Reduktion der Amplitudenwinkel α1 und α2 und der Amplitudendauern τ1 und τ2 auf eine „unendlich“ kleine Amplitude mit den Meßgrößen mit den vorgenannten Absolutbestimmungen mit der resultierenden Beschleunigung g'o mit einer Absolutbestimmung von der Form: bzw. F o ' = ( m s + m t ) g o '

Figure DE102019006594A1_0034
F o ' = m o g o '
Figure DE102019006594A1_0035
oder mit einer Reduktion der Amplitudenwinkel auf eine „unendlich“ kleine Amplitude und mit einer diesbezüglichen Korrektur der Zeitdauer einer Doppelamplitude mit einer korrigierten Beschleunigung g'o mit der Größe der Fallbeschleunigung go mit der Absolutbestimmung der Gewichtskraft der gewägten Masse des Sensorkörpers in der Fallrichtung von der Form: F o = m o g o
Figure DE102019006594A1_0036
The resulting (falling) force of the heavy mass and the inertial mass in the resulting direction practically in the falling direction is to be described with the resulting acceleration g ' o in the range of a double amplitude, without reducing the amplitude angles α 1 and α 2 and the amplitude durations τ 1 and τ 2 to an "infinitely" small amplitude with the measured variables with the aforementioned absolute determinations with the resulting acceleration g ' o with an absolute determination of the form: or F. O ' = ( m s + m t ) G O '
Figure DE102019006594A1_0034
F. O ' = m O G O '
Figure DE102019006594A1_0035
or with a reduction of the amplitude angle to an "infinitely" small amplitude and with a related correction of the duration of a double amplitude with a corrected acceleration g ' o with the magnitude of the gravitational acceleration g o with the absolute determination of the weight of the weighed mass of the sensor body in the direction of fall of the form: F. O = m O G O
Figure DE102019006594A1_0036

Die Absolutmessung der Gravitationskraft, der Trägheitskraft, der Wechselwirkungskraft, und der Gewichtskraft ist mit den vorgenannten Absolutbestimmungen mit einem Kombinationsabsolutgravimeter technisch auszuführen mit der Absolutmessung der Richtungs- und Winkelgrößen gemäß (2), der Zeit- und Amplitudengrößen gemäß (3), der Längen- und Bogengrößen gemäß (4), und der Masse- und Längengrößen gemäß (10).The absolute measurement of the gravitational force, the inertial force, the interaction force, and the weight force is to be carried out technically with the aforementioned absolute determinations with a combination absolute gravimeter with the absolute measurement of the direction and angle variables according to (2), the time and amplitude variables according to (3), the length and sheet sizes according to (4), and the mass and length sizes according to (10).

Beschreibung einer bevorzugten Anordnung und eines bevorzugten Verfahrens der Lotintervallkalibrierung des Gravitationsvektors und Schwerpunktvektors mit einem Signalvektor mit einem Signal-Vektor-DigitalisiererDescription of a preferred arrangement and a preferred method of plumb interval calibration of the gravitational vector and center of gravity vector with a signal vector with a signal-vector digitizer

Die zu lösende technische Aufgabe besteht gemäß dem Vorgenannten weiterhin darin, ein technisches Verfahren der digitalen Absolutkalibrierung des Lotrichtungsintervalles des Schwerkraftmittelpunktes der schweren Masse des Test- und Schwingerkörpers zu schaffen, und dieses Verfahren auszuführen in einer Kombination mit der vorgenannten Intervallmessung der Winkelintervalle (2), der Zeitintervalle gemäß (3), der Längenintervalle gemäß (4) bis zum kalibrierten Lotrichtungsintervall, ab dem kalibrierten Lotrichtungsintervall, und um das kalibrierte Lotrichtungsintervall.The technical problem to be solved is, according to the above, to create a technical method of digital absolute calibration of the vertical direction interval of the center of gravity of the heavy mass of the test and oscillating body, and to carry out this method in combination with the aforementioned interval measurement of the angle intervals (2), the time intervals according to (3), the length intervals according to (4) up to the calibrated plumb direction interval, from the calibrated plumb direction interval, and around the calibrated plumb direction interval.

Diese Aufgabe ist gelöst mit dem nachstehend beschriebenen Kombinationsabsolutgravimeter mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD mit einer Monitordisplay- Digitalisierungsskala T5 und einer Signaldisplay-Digitalisierungsskala T2 mit der vorgenannten 1:1:1-Intervall-Digitalisierung mit gleicher Intervallzählzahl „n“ der Längen-, Zeit- und Winkel-Intervalle.This object is achieved with the combination absolute gravimeter described below with a signal-vector digitizer SVD with a monitor display digitizing scale T5 and one Signal display digitization scale T2 with the aforementioned 1: 1: 1 interval digitization with the same interval counting number "n" of the length, time and angle intervals.

Eine bevorzugte Lösung besteht aus einer Anordnung mit einem Signalenergiesender Ts mit einem Signalenergievektor des Schwerkraftvektors des schweren Masse Schwingersystems T1 - 1- in geradliniger Richtung vom Auflagermittelpunkt T0 der Gewichtskraft und Drehungsmittelpunkt des Sensors zum Schwerpunkt der schweren Masse; von dort geradlinig verlängert auf eine Signalempfangszelle der Signalenergie in einem Signalempfangstablett bzw. Signalempfangsdisplay T2 mit einer Vielzahl von Signalempfangszellen in einer damit mikrostrukturierten Signalenergie-Auffangfläche Signalenergie, vorzugsweise ausgebildet mit direkter Umwandlung der Signalempfangsenergie in elektrische Energie mit der Mikrostrukturausbildung einer Signalempfangszelle, z.B. mit einer lichtenergieaktivierten Polymer-(LED)-Zelle, oder mit hochfrequenter Energie mit einer resonsanzenergieaktivierten Potentialzelle; mit einer Anordnung des Signalempfangstabletts regelmäßig direkt vor bzw. unter der frei schwingenden Zeigerspitze am Endstück eines frei schwingenden Drei-Massenarten-Sensors T1 um den Auflager- und Drehungsmittelpunkt T0 mit gleichem Abstand Lo aller Signalempfangszellen mittels einer kalottenförmig gekrümmten Signalempfangszellen-Displayfläche mit dem Krümmungsmittelpunkt der Signaldisplayfläche im Drehungsmittelpunkt T0 des Drei-Massenarten-Sensors T1; in einer Kombination mit einer Signalenergievektor-Digitalisierungsskala T2 mittels eine mikroelektronischen Absolutpositionierung der aktuell aktivierten Signalempfangszelle mit der Signalenergie des Signalenergiesenders Ts in der Signaltablett-Displayfläche; in weiterer Kombination mit einem Echtzeit-Datenübertragungssystem T3 der mit dem Signaltablett mikroelektronisch digitalisierten Signal-Intervalldaten zu einem Zentalcomputer-Datenverarbeitungssystem T4 mit mikroelektronischer Echtzeitdatenverarbeitung der Intervalldaten zu einem systemspezifischen speziellen Signalvektordatensatz mit digitalelektronisch zählbaren Abtast-, Positionierungs-, und Taktzählraten der Intervalldaten; und mit einer Monitordisplay-Skala T5 mit einer digitalelektronischen Absolutpositionierung der signalenergieaktivierten Signalzellen mit den Monitordisplay-Zellen der Monitordisplay-Skala T5 mit dem Zentalcomputer-Datenverarbeitungssystem T4.A preferred solution consists of an arrangement with a signal energy transmitter Ts with a signal energy vector of the gravity vector of the heavy mass vibratory system T1 - 1 - in a straight line from the center of the support T0 the weight and center of rotation of the sensor to the center of gravity of the heavy mass; from there extended in a straight line to a signal receiving cell of the signal energy in a signal receiving tablet or signal receiving display T2 with a multitude of signal receiving cells in a signal energy collecting surface microstructured therewith, preferably formed with direct conversion of the signal received energy into electrical energy with the microstructure formation of a signal receiving cell, e.g. with a light energy-activated polymer (LED) cell, or with high-frequency energy with a resonance energy-activated potential cell ; with an arrangement of the signal receiving tablet regularly directly in front of or under the freely oscillating pointer tip on the end piece of a freely oscillating three-mass type sensor T1 around the center of support and rotation T0 with the same distance L o of all signal receiving cells by means of a dome-shaped curved signal receiving cell display surface with the center of curvature of the signal display surface in the center of rotation T0 of the three-mass type sensor T1 ; in combination with a signal energy vector digitizing scale T2 by means of a microelectronic absolute positioning of the currently activated signal receiving cell with the signal energy of the signal energy transmitter Ts in the signal tablet display area; in further combination with a real-time data transmission system T3 the signal interval data microelectronically digitized with the signal tablet to a central computer data processing system T4 with microelectronic real-time data processing of the interval data into a system-specific special signal vector data set with digitally electronically countable sampling, positioning and cycle counting rates of the interval data; and with a monitor display scale T5 with a digital electronic absolute positioning of the signal energy-activated signal cells with the monitor display cells of the monitor display scale T5 with the central computer data processing system T4 .

Der systemspezifische spezielle Signalvektordatensatz ist dabei technisch ausgeführt regelmäßig mit wenigstens den nachfolgend genannten vier Merkmalen und Kennzeichen,

  • (1) mit einer gemeinsamen Intervall-Zählzahl „n“ des Intervallvektors aller Längen-, Zeit- und Winkel-Intervalle gemäß vorgenannter Beziehung (5), z.B. ausgeführt mit der Wiederholungsrate der Abtastung, Aktivierung, und Absolutpositionierung einer Signalenergieempfangszelle in der Signalenergie-Displayskala T2 je Sekunde, z.B. in [rps], und/oder z.B. mit der Vertikal- und Speicherfrequenz u einer Monitorzelle mit einer quasi-Echtzeit-Absolutpositionierung mit dem Intervallsignal der letzten aktuell positionierten Signaltablettzelle, z.B. in (Hz], z.B. gezählt mit der Folge der natürlichen Zahlen ab „1“ mit einer kumulativen letzten Zählzahl des jeweils zuletzt aktivierten Monitorpixels im Monitorenergie-Displayskala T2 ab Beginn einer Intervallmessung einer Amplitudenfolge;
  • (2) mit einer Zeitintervall-Zählzahl „t“ eines Zeitvektors aller Zeitintervalle ab Beginn einer Intervallmessung einer Amplitudenfolge in der Einheit der Zeit, z.B. in Millisekunde [ms] oder Mikrosekunde [ms] oder Nanosekunde [ns], z.B. ausgeführt mit der Monitorskala T5 mit der Vertikal- und Speicherfrequenz der Absolutpositionierung eines aktivierten Bildpixels bzw. einer aktivierten Monitorzelle mit den Signal-Intervalldaten der Signalskala T2, oder mit der Wiederholungsrate der Absolutpositionierung einer aktivierten Signalzelle;
  • (3) mit einer Längen-Intervallzählzahl „x“ des Längen- und Zeilenvektors aller Zeilen-/ Breitenintervalle der Absolutpositionierung aller aktivierten Bildpixel bzw. aktivierten Monitorzellen mit den Signal-Intervalldaten der Signalskala T2 ab Beginn einer Intervallmessung einer Amplitudenfolge in der Einheit der Länge und in digitaler Einheit, vorzugsweise gezählt mit der Anzahl der Pixel [px] der Bild- und Monitorzelle mit der digitalen Speicher- und Abstandszahl x aller kumulativ gespeicherten aktivierten Monitorzellen ab „1“ vom linken Skalarand ab Beginn einer Intervallmessung, vorzugsweise gemessen in Millimeter [mm] die Makrolänge der Monitorskala-Zeilenlänge und Monitordisplay-Breite Bo der Monitorskala T5 und der Signalskala-Zeilenlänge und Signaldisplay-Breite Bo' der Signalskala T5, und in Mikrometer [µm] die Mikrolänge Δxo einer Monitordisplay-Zellenlänge und einer Signaldisplay-Zellenlänge Δx'o;
  • (4) mit einer Längen-Intervallzählzahl „y“ des Längen- und Spaltenvektors aller Spalten-/ Höhenintervalle der Absolutpositionierung aller aktivierten Bildpixel bzw. aktivierten Monitorzellen mit den Signal-Intervalldaten der Signalskala T2 ab Beginn einer Intervallmessung einer Amplitudenfolge in der Einheit der Länge und in digitaler Einheit, analog gezählt und gemessen wie vorstehend beschrieben für die Längen-Intervallzählzahl des Längen-/ Zeilenvektors der Monitorskala T5.
The system-specific special signal vector data set is technically implemented regularly with at least the following four features and characteristics,
  • (1) with a common interval counting number "n" of the interval vector of all length, time and angle intervals according to the aforementioned relationship (5), e.g. carried out with the repetition rate of the sampling, activation and absolute positioning of a signal energy receiving cell in the signal energy display scale T2 per second, e.g. in [rps], and / or e.g. with the vertical and storage frequency u of a monitor cell with a quasi-real-time absolute positioning with the interval signal of the last currently positioned signal tablet cell, e.g. in (Hz), e.g. counted with the sequence of Natural numbers from "1" with a cumulative last count of the last activated monitor pixel in the monitor energy display scale T2 from the beginning of an interval measurement of an amplitude sequence;
  • (2) with a time interval count "t" of a time vector of all time intervals from the beginning of an interval measurement of an amplitude sequence in the unit of time, e.g. in milliseconds [ms] or microseconds [ms] or nanoseconds [ns], e.g. performed with the monitor scale T5 with the vertical and storage frequency of the absolute positioning of an activated image pixel or an activated monitor cell with the signal interval data of the signal scale T2 , or with the repetition rate of the absolute positioning of an activated signal cell;
  • (3) with a length interval counting number "x" of the length and line vector of all line / width intervals of the absolute positioning of all activated image pixels or activated monitor cells with the signal interval data of the signal scale T2 from the beginning of an interval measurement of an amplitude sequence in the unit of length and in digital unit, preferably counted with the number of pixels [px] of the image and monitor cell with the digital memory and distance number x of all cumulatively stored activated monitor cells from "1" from the left edge of the scale from the beginning of an interval measurement, preferably measured in millimeters [mm] the macro length of the monitor scale line length and monitor display width B o of the monitor scale T5 and the signal scale line length and signal display width B o 'of the signal scale T5 , and in micrometers [µm] the microlength Δx o a monitor display cell length and a signal display cell length Δx 'o;
  • (4) with a length interval count number "y" of the length and column vector of all column / height intervals of the absolute positioning of all activated image pixels or activated monitor cells with the signal interval data of the signal scale T2 from the beginning of an interval measurement of an amplitude sequence in the unit of length and in digital unit, counted in analog and measured as described above for the length interval count of the length / line vector of the monitor scale T5 .

Mit dem Computersystem T4 ist mit dem vorgenannten systemspezifischen speziellen Signalvektordatensatz ein quasi-Echtzeitmeßbild der Aktivierung der Mikrostruktur der Signalzellen der Signaldisplayskala T4 mit dem Signalvektor des Schwerkraftvektors des Sensorsystems T1 mittels der Mikrostruktur der Monitorzellen der Monitordisplayskala T4 zu skalieren, zu transformieren, und zu messen, und auf diese Weise in eine praktisch jede gewünschte Form einer Information der Wahl zu bringen, z.B. zu speichern, oder weiterzuverarbeiten, oder mit einer numerischen Informationsanzeige anzuzeigen und zu überwachen, und/oder mit einer grafischen Darstellung sichtbar zu machen und zu überwachen, oder mit einer numerischen und grafischen Informationsanzeige sichtbar zu machen und zu überwachen.With the computer system T4 is with the aforementioned system-specific special signal vector data set a quasi-real-time measurement image of the activation of the microstructure of the signal cells of the signal display scale T4 with the signal vector of the gravity vector of the sensor system T1 by means of the microstructure of the monitor cells of the monitor display scale T4 to scale, transform, and measure, and in this way to bring information of choice into practically any desired form, e.g. to store or further process, or to display and monitor with a numerical information display, and / or with a graphic To make representation visible and to monitor, or to make it visible and to monitor with a numerical and graphic information display.

Mit der vorgenannten Anordnung und dem Verfahren ist die vorgenannte Aufgabe der Kalibrierung des Lotrichtungsintervalls des Gravitationskraftvektors mit dem Signalvektor des Schwerpunktvektor des Drei-Massenarten-Sensors T1 mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD mit einer T2/T5-Signaldisplay-Monitordisplay-Skala technisch zu lösen, vorzugsweise mit einer digitalen Kalibrierung mit den Monitordaten der Intervalldaten des Signalvektordatensatzes des Signalvektors, z.B. mit der Intervallzählzahl „n“ , mit der Zeit-Intervallzählzahl „t“, mit der Längen-Intervallzählzahl „x“ , und/oder mit Längen-Intervallzählzahl „y“.With the aforementioned arrangement and the method, the aforementioned task is to calibrate the vertical direction interval of the gravitational force vector with the signal vector of the center of gravity vector of the three-mass-type sensor T1 with a signal vector digitizer SVD technically to be solved with a T2 / T5 signal display monitor display scale, preferably with a digital calibration with the monitor data of the interval data of the signal vector data set of the signal vector, e.g. with the interval counting number "n", with the time interval counting number "t", with the lengths - interval counting number "x", and / or with length interval counting number "y".

Eine bevorzugte Ausführung des Verfahrens der digitalen Kalibrierung des Lotrichtungsintervalls mit der Monitorskala T5 der Tablettskala T2 bei einer elastischen Aufhängung des Sensors T1 berücksichtigt die zeitabhängige Drift des Lotrichtungsintervalls infolge der langsamen Mitbewegung des standortfesten Signaldisplays mit der allgemeinen Rotation der Erdoberfläche gegen eine bei präziser Auslösung mit einer speziellen Freisetzungsvorrichtung im Raum stabil stehende Schwingungsebene des Sensors in der Lotebene infolge der Trägheit seiner trägen Masse.A preferred embodiment of the method of digital calibration of the plumb direction interval with the monitor scale T5 the tablet scale T2 with an elastic suspension of the sensor T1 takes into account the time-dependent drift of the vertical direction interval as a result of the slow movement of the stationary signal display with the general rotation of the earth's surface against an oscillation plane of the sensor in the plumb line that is stable in space when triggered with a special release device due to the inertia of its inertial mass.

Dieses Verfahren ist in einfachster Ausführung mit einer Monitorskala-Kalibrierungsfunktion durchzuführen mit einer Monitorskala-Driftkonstante δo in der Einheit Monitorpixel bzw. Monitorzelle bezogen auf die Zeiteinheit der Intervallmessung, z.B. [px/ms], und mit einer Monitorskala-Lotintervall-Konstante Xo in der Einheit [px] am Anfang der Einmessung, oder mit einer Monitorskala-Lotintervall-Konstante Xo , absolut bestimmt z.B. mit dem Mittelwert einer Testmessung während einer vergleichbaren Zeitdauer t mit der beabsichtigten Messungsdauer eines Messungszyklus mit einer regelmäßig einer größeren Anzahl von Doppelamplituden, zu beschreiben z.B. mit einer Beziehung von der Form ± X = x ( X o + δ o t )

Figure DE102019006594A1_0037
wobei „x“ die Längen-Intervallzählzahl im vorgenannten Längen- und Zeilenvektor der Monitorskala T5 ist.The simplest implementation of this procedure is to use a monitor scale calibration function with a monitor scale drift constant δ o in the unit monitor pixel or monitor cell related to the time unit of the interval measurement, eg [px / ms], and with a monitor scale plumb line interval constant X o in the unit [px] at the beginning of the calibration, or with a monitor scale plumb line constant X o , absolutely determined, for example with the mean value of a test measurement over a comparable period of time t to be described with the intended measurement duration of a measurement cycle with a regularly larger number of double amplitudes, for example with a relationship of the form ± X = x - ( X O + δ O t )
Figure DE102019006594A1_0037
where "x" is the length interval count in the aforementioned length and line vector of the monitor scale T5 is.

Damit ist eine Absolutkalibrierung des Lotrichtungsintervalls des Gravitationskraftvektors der schweren Masse des Sensors mit dem Signalvektor eines Signal-Vektor-Digitalisierers direkt mit der Monitorskala T5 unmittelbar mit der Einheit der Länge auszuführen, gemessen mit einer gleichförmigen Mikrostruktur der Monitorzellen in einer Monitorzeile der Monitorskala T5 mit der einer damit ausgeführten praktisch gleich langen Abstandslänge Δxo der Mikrostukturelemente und Monitorzellen, zu beschreiben mit einer Beziehung von der Form ± Δ x = X Δ x o

Figure DE102019006594A1_0038
wobei Δx'o die Abstandslänge Δxo der Mikrostukturelemente und Signalzellen in einer Signalzeile der Signalskala T2 bedeutet, und wobei mit dem positiven Vorzeichen +Δx eine Länge des Abstandes des Signalvektors des Schwerkraftvektors auf dem Signaltablett rechts vom einkalibrierten Lotrichtungsintervall Gravitationskraftvektors zu messen ist, und mit dem negativen Vorzeichen -Δx eine Länge des Abstandes des Signalvektors des Schwerkraftvektors links vom einkalibrierten Lotrichtungsintervall des Gravitationskraftvektors zu messen ist.This enables an absolute calibration of the vertical direction interval of the gravitational force vector of the heavy mass of the sensor with the signal vector of a signal vector digitizer directly with the monitor scale T5 to be carried out directly with the unit of length, measured with a uniform microstructure of the monitor cells in a monitor line of the monitor scale T5 with a spacing length of practically the same length implemented with it Δx o the microstructure elements and monitor cells, to be described with a relationship of the form ± Δ x = X Δ x O
Figure DE102019006594A1_0038
where Δx ' o is the distance length Δx o of the microstructure elements and signal cells in a signal line of the signal scale T2 means, and with the positive sign + Δx a length of the distance of the signal vector of the gravity vector on the signal tablet to the right of the calibrated vertical direction interval of the gravitational force vector, and with the negative sign -Δx a length of the distance of the signal vector of the gravity vector to the left of the calibrated vertical direction interval of the Gravitational force vector is to be measured.

Damit ist die Absolutkalibrierung des Lotrichtungsintervalls des Gravitationskraftvektors der schweren Masse des Sensors mit der absoluten Sensorposition im T2/T5-Skalasystem mit dem Signalvektor mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer unmittelbar mit der Monitorskala T5 technisch umgesetzt und ausgeführt.The absolute calibration of the vertical direction interval of the gravitational force vector of the heavy mass of the sensor with the absolute sensor position in the T2 / T5 scale system with the signal vector with a signal vector digitizer is directly with the monitor scale T5 technically implemented and executed.

Ein weiteres Merkmal der Monitorskala T5 des Signal-Vektor-Digitalisierers SVD im direkten Zusammenhang der Lotintervallkalibrierung besteht darin, dass die Monitorskala T5 hierfür regelmäßig mit einer grafischen Informationsanzeige von Echtzeitdaten des Signalvektor-Datensatzes in Kombination mit relevanten Echtzeit-Umweltdaten dokumentiert und abrufbar gespeichert ist, wie insbesondere mit den Daten des Tageszeitintervalls hh:mm:ss in Stunde, Minute, und Sekunde und des Kalenderintervalls DD:MM:JJ in Tag, Monat, und Jahr der aktuellen Amplitudenintervallmessung.Another feature of the monitor scale T5 of the signal vector digitizer SVD in the direct connection of the plumbing interval calibration is that the monitor scale T5 this is regularly documented and retrievable stored with a graphical information display of real-time data of the signal vector data set in combination with relevant real-time environmental data, such as in particular with the data of the Time of day interval hh: mm: ss in hours, minutes and seconds and the calendar interval DD: MM: YY in day, month and year of the current amplitude interval measurement.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführung eines Kombinationsabsolutgravimeters mit einem 3-Massearten-Sensor mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer mit einer T2-Signalvektorskala und einer T5-Überwachungsskala mit einem 64-bit-ComputersystemDescription of a preferred embodiment of a combination absolute gravimeter with a 3-mass type sensor with a signal vector digitizer with a T2 signal vector scale and a T5 monitoring scale with a 64-bit computer system

Nachfolgend ist mit Tabelle 1 eine zweiseitige tabellierte Beschreibung einer Ausführung eines Kombinationsabsolutgravimeters mit einer Absolutbestimmung und Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung gs der Gravitationskraft Fs der schweren Masse eines T1-Dreimassearten-Sensors in lotparalleler Richtung, der Trägheitsbeschleunigung gt der Trägheitskraft Ft der trägen Masse des T1 -Dreimassearten-Sensors in antiparalleler Richtung, und der resultierenden Beschleunigung g'o der resultierenden Fallkraft F'o und der Superpositionskraft Fw der Wechselwirkung der Gravitationskraft und der Trägheitskraft der schweren Masse und der trägen Masse des T1-Dreimassearten-Sensors in resultierender Richtung parallel zur Fallrichtung mit einem Auszug aus einer Absolutmessung mit den ersten 165 Signalvektor-Datensätze beschrieben.Table 1 below is a two-page tabular description of an embodiment of a combination absolute gravimeter with absolute determination and absolute measurement of the gravitational acceleration g s the gravitational force F s the heavy mass of a T1 three-mass sensor in the perpendicular direction, the inertial acceleration g t of the inertial force F t the inertial mass of the T1 three-mass sensor in antiparallel direction, and the resulting acceleration g ' o the resulting falling force F ' o and the power of superposition F w the interaction of the gravitational force and the inertial force of the heavy mass and the inertial mass of the T1 three-mass type sensor in the resulting direction parallel to the direction of fall with an extract from an absolute measurement with the first 165 signal vector data sets.

Diese Absolutmessung ist ausgeführt mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren der kombinierten Mikrointervallmessung mit der vorstehend beschriebenen Lotrichtungsintervall-Kalibration des Gravitationsvektors der schweren Masse mit dem Signalvektor des Schwerpunktvektors mit einem Signalvektordatensatz mit insgesamt n=5053 Mikrointervallen der Absolutpositionierung des Signalvektors mit dem Monitordisplay-Mikrostruktursystem T5 mit der vorstehend charakterisierten T2/T5-Signaldisplay-Monitordisplay-Skala mit den Mikrointervall-Längennormalen und den Mikrointervall-Zeitnormalen der T5-Monitordisplay-Skala.This absolute measurement is carried out with the above-described method of combined microinterval measurement with the above-described vertical direction interval calibration of the gravitational vector of the heavy mass with the signal vector of the center of gravity vector with a signal vector data set with a total of n = 5053 microintervals of the absolute positioning of the signal vector with the monitor display microstructure system T5 with the T2 / T5 signal display monitor display scale characterized above with the microinterval length standards and the microinterval time standards of the T5 monitor display scale.

Die 1 zeigt Hauptbestandteile und Merkmale der technischen Lösung im Überblick mit einem Blockbildschema.The 1 shows the main components and features of the technical solution in an overview with a block diagram.

Der vorstehend charakterisierte Signalvektor-Digitalisierer SVD des T2/T5-Signaldisplay-Monitordisplay-Skalasystems ist ausgeführt mit

  • (1) einer Mikrostruktur-Bildskala T5 mit einer Makrolänge B der Zeilenlänge mit einem charakteristischen Mikrointervall-Längennormal Δxo der Zellenbreite einer Monitordisplayzelle bzw. Pixelbreite eines Monitorpixels,
  • (2) einer Mikrostruktur-Signalskala T2 mit einer Makrolänge B' der Zeilenlänge mit einem charakteristischen Mikrointervall-Längennormal Δx'o der Zellenbreite einer Signaldisplayzelle bzw. Pixelbreite eines Signalpixels,
  • (3) einer T2/T5-Skala-Längennormierung mit den zwei Makrolängen, mit zwei Mikrolängen, und mit zwei Skalafaktoren bzw.
The signal vector digitizer characterized above SVD of the T2 / T5 signal display monitor display scale system is implemented with
  • (1) a microstructure image scale T5 with a macro length B. the line length with a characteristic microinterval length standard Δx o the cell width of a monitor display cell or the pixel width of a monitor pixel,
  • (2) a microstructure signal scale T2 with a macro length B 'of the line length with a characteristic microinterval length standard Δx' o of the cell width of a signal display cell or the pixel width of a signal pixel,
  • (3) a T2 / T5 scale length normalization with the two macro lengths, with two micro lengths, and with two scale factors or

Normierungsfaktoren des T2/T5-Skalasystems in der Zeilenrichtung, mit f = B o /B o '

Figure DE102019006594A1_0039
f' = B o '/B o
Figure DE102019006594A1_0040
Δ x o = Δ x o ' f
Figure DE102019006594A1_0041
Δ x o ' = Δ x o f'
Figure DE102019006594A1_0042
und mit einer analogen T2/T5-Skala-Längennormierung in der Spaltenrichtung.Normalization factors of the T2 / T5 scale system in the row direction, with f = B. O / B O '
Figure DE102019006594A1_0039
f ' = B. O '/ B O
Figure DE102019006594A1_0040
Δ x O = Δ x O ' f
Figure DE102019006594A1_0041
Δ x O ' = Δ x O f '
Figure DE102019006594A1_0042
and with an analog T2 / T5 scale length normalization in the column direction.

Der Skalen- und Normierungsfaktor f der T5/T2-Makroskala ist ausgeführt mit der Längenmessung der Länge einer Monitordisplayzeile B der T5-Monitorskala mit einer darin absolut positionierten ganzzahligen Anzahl N von Monitorzellen bzw. Monitorpixeln mit gleichlangen parallelen Kantenlängen Δxo in der Monitorzeile und mit der Längenmessung der Länge einer Signaldisplayzeile B' der T2-Signalskala mit einer darin absolut positionierten gleichen ganzzahligen Anzahl N von Monitorzellen bzw. Monitorpixeln mit gleichlangen parallelen Kantenlängen Δx'o mit der Längenrelation der Länge der Monitordisplayzeile B zur Länge der Signaldisplayzeile B'.The scale and normalization factor f the T5 / T2 macro scale is designed with the length measurement of the length of a monitor display line B. the T5 monitor scale with an absolute number N of monitor cells or monitor pixels positioned therein with parallel edge lengths of the same length Δx o in the monitor line and with the length measurement of the length of a signal display line B 'of the T2 signal scale with an absolutely identical whole number N of monitor cells or monitor pixels of the same length positioned therein parallel edge lengths Δx ' o with the length relation of the length of the monitor display line B. the length of the signal display line B '.

Der Skalen- und Normierungsfaktor f' der T2/T5-Mikroskala ist ausgeführt mit dem Längennormal Δx'o einer Signalzelle bzw. eines Signalpixels in der Zeilenrichtung der T2-Signalskala und mit dem Längennormal Δxo einer Monitorzelle bzw. eines Monitorpixels in der Zeilenrichtung der T5-Monitorskala mit der Längenrelation des Längennormals Δx'o der Signaldisplayzeile zum Längennormal Δx'o der Monitordisplayzeile.The scale and normalization factor f 'of the T2 / T5 microscale is implemented with the length standard Δx' o of a signal cell or a signal pixel in the row direction of the T2 signal scale and with the length standard Δx o a monitor cell or a monitor pixel in the line direction of the T5 monitor scale with the length relation of the length standard Δx ' o of the signal display line to the length standard Δx' o of the monitor display line.

Das T2/T5-Skalasystem der T5-Monitorskala und der T2-Signalskala ist mit dem T3/T4-Computersystem verknüpft mit einem T2/ T5-Skalen- und Normierungsfaktor durch das Produkt der vorgenannten Längenrelationen identisch mit Eins oder hinreichend nahe übereinstimmend mit „1“: f f ' = 1

Figure DE102019006594A1_0043
The T2 / T5 scale system of the T5 monitor scale and the T2 signal scale is linked to the T3 / T4 computer system with a T2 / T5 scale and normalization factor through the product of the aforementioned length relations identical to one or sufficiently close to “1 ": f f ' = 1
Figure DE102019006594A1_0043

Der Vorteil dieser Ausführung ist die 1:1 Digitalisierung mit gleicher Anzahl N von Skalazellen der T2-Signalskala und von Skalazellen der T5-Monitorskala zunächst ohne Bezugnahme zunächst auf die technische spezielle Ausführung der mechanischen oder chemischen Mikrostruktur der Skalen, und Bezugnahme zunächst auf die technische konkrete Ausführung der Aktivierung, der Abtastung, oder der Ansteuerung einer Skalazelle z.B. mit Lichtenergie, mit elektromagnetischer Impulsenergie, mit kapazitiver Abtastung, mit mikroelektronischer Ansteuerung, oder mit elektrischer Schwellwertsteuerung.The advantage of this design is the 1: 1 digitization with the same number N of scale cells of the T2 signal scale and of scale cells of the T5 monitor scale, initially without reference to the technical specific design of the mechanical or chemical microstructure of the scales, and initially to the technical concrete execution of the activation, the scanning, or the control of a scale cell, for example with light energy, with electromagnetic pulse energy, with capacitive scanning, with microelectronic control, or with electrical threshold value control.

Die T2-Signalskala des T2/T5-Skalasystems mit vorteilhafter 1:1 Digitalisierung ist vorzugsweise ausgeführt mit

  • - einem Laser-Signalvektor mit Lichtenergie mit einem organischen T2-Signaldisplay in der Art eines LEP-Signaltabletts mit einer T2-Signalskala mit einer Signalskalazelle in der Art einer organischen Solarzelle, oder
  • - einem Licht-Signalvektor mit Lichtenergie mit einem anorganischen T2-Signaldisplay in der Art eines CCD- oder CMOS-Arrays mit einer T2-Signalskala mit fotoelektrischen CCD- oder CMOS-Signalskalazellen, oder
  • - einem HF-Telemetrie-Signalvektor mit einem HF-induktiven T2-Signaldisplay mit einem Nahtelemetrie-Signaltablett mit einer T2-Signalskala mit HF-induktiven Resonanzpotentialzellen.
The T2 signal scale of the T2 / T5 scale system with advantageous 1: 1 digitization is preferably implemented with
  • a laser signal vector with light energy with an organic T2 signal display in the manner of an LEP signal tablet with a T2 signal scale with a signal scale cell in the manner of an organic solar cell, or
  • - a light signal vector with light energy with an inorganic T2 signal display in the manner of a CCD or CMOS array with a T2 signal scale with photoelectric CCD or CMOS signal scale cells, or
  • - an HF telemetry signal vector with an HF inductive T2 signal display with a near telemetry signal tablet with a T2 signal scale with HF inductive resonance potential cells.

Die T5-Monitorskala des T2/T5-Skalasystems mit vorteilhafter 1:1 Digitalisierung ist vorzugsweise ausgeführt mit

  • - einem LCD-Flüssigkristalldisplay mit einer TFT-Dünnfilmtransitorzelle in einer Displayzeile und in einer Displayspalte, oder
  • - einem OLED-Display mit LED-Polymerelektronikzelle in einer in einer Displayzeile und in einer Displayspalte.
The T5 monitor scale of the T2 / T5 scale system with advantageous 1: 1 digitization is preferably implemented with
  • - an LCD liquid crystal display with a TFT thin film transistor cell in a display line and in a display column, or
  • - an OLED display with an LED polymer electronic cell in one display line and one display column.

Das nachstehend mit Tabelle 1 näher beschriebene Kombinationsabsolutgravimeter ist mit einer wirtschaftlich besonders effektiven technischen Lösung des T2/T5-Skalasystems und des Signalvektor-Mikrointervall-Digitalisierers SVD des Signalvektors des Schwerpunktvektors ausgeführt,

  • - mit einem Telemetriesender TS mit weniger als 3 gewägte Masse im Mikroelektronikmodul des T1 -Dreimasseartensensors,
  • - mit einer Absolutpositionierung einer T2-Skala-Mikrozelle in der T2-Skala-Makrostruktur mit einer Zeitdauer etwas größer als 4 ms mit einer Wiederholungsrate der Abtastung der Signalzellen bis 230 rps,
  • - mit einem charakteristischen Mikrointervall-Längennormal von Δx'o = 99,22 µm der T2-Mikrozelle in der T2-Makrozeile,
  • - mit einer gerätespezifischen T2-Signalskala- Zeilenlänge von B' = 254,0 mm einer T2-Signaldisplayzeile,
  • - mit einer gerätespezifischen T5-Monitorskala- Zeilenlänge von B = 698,88 mm einer T5-Monitordisplayzeile,
  • - mit einer darin absolut positionierten Anzahl von N = 2560 TFT-Monitorzellen bzw. LCD-Monitorpixeln,
  • - mit einem charakteristischen Mikrointervall-Längennormal Δxo = 273,0 µm einer TFT-Mikrozelle bzw. eines TFT-Bildpixels in einer T5-Monitorskalazeile.
The combination absolute gravimeter described in more detail below with Table 1 is an economically particularly effective technical solution of the T2 / T5 scale system and the signal vector microinterval digitizer SVD of the signal vector of the center of gravity vector executed,
  • - with a telemetry transmitter TS with less than 3 weighed masses in the microelectronic module of the T1 three-mass sensor,
  • - with an absolute positioning of a T2-scale micro-cell in the T2-scale macrostructure with a duration slightly greater than 4 ms with a repetition rate of the scanning of the signal cells of up to 230 rps,
  • - with a characteristic microinterval length standard of Δx ' o = 99.22 µm of the T2 micro cell in the T2 macro line,
  • - with a device-specific T2 signal scale - line length of B '= 254.0 mm of a T2 signal display line,
  • - with a device-specific T5 monitor scale - line length of B = 698.88 mm of a T5 monitor display line,
  • - with an absolutely positioned number of N = 2560 TFT monitor cells or LCD monitor pixels,
  • - with a characteristic microinterval length standard Δx o = 273.0 µm of a TFT micro cell or a TFT image pixel in a T5 monitor scale line.

Die Längenmessung ist mit (18) und (19) mit einem 1:1 Signalvektordigitalisierer des Signalvektors des Kraftvektors der Testmasse auf der T2-Signaldisplay-Skala mit einer vorteilhaften 2.7515-facher Skalierung der Länge eines charakteristischen Mikrointervall-Längennormals Δx'o auf eine 2.7515-fach vergrößerte Länge des charakteristischen Mikrointervall-Längennormals Δxo der T5-Monitordisplay-Skala ausgeführt.The length measurement is with (18) and (19) with a 1: 1 signal vector digitizer of the signal vector of the force vector of the test mass on the T2 signal display scale with an advantageous 2.7515-fold scaling of the length of a characteristic microinterval length standard Δx ' o to a 2.7515 -fold increased length of the characteristic microinterval length standard Δx o the T5 monitor display scale.

Diese Ausführung verschafft den Vorteil einer verbesserten Überwachungsanzeige und einer genaueren Längenmessung mittels der Monitor-Zählzahl und Monitor-Längenintervallabstandszahl „x“ des Lotabstands-Längenintervalls „X“ des Signalvektors des Schwerpunktvektors vom kalibrierten Lotrichtungsintervall des Gravitationsvektors der schweren Masse der Testmasse des T1-Dreimassearten-Sensors auf der Niveauhöhe der T2-Signaldisplay-Skala.This design provides the advantage of an improved monitoring display and a more precise length measurement by means of the monitor counting number and monitor length interval distance number "x" of the perpendicular distance length interval "X" of the signal vector of the center of gravity vector from the calibrated perpendicular direction interval of the gravitational vector of the heavy mass of the test mass of the T1 three-mass species Sensor at the level of the T2 signal display scale.

Das T3/T4-Computersystem der mikroelektronischen Kopplung der T2-Skala und T5-Skala des T2/T5-Skalasystems ist ausgeführt mit einem mikroelektronischen T3-Signalintervalldaten-Erfassungsystem direkt am T2-Signaldisplay, mit einem kabelgebundenen T3-Signalintervalldaten-Übertragungsystem zu einem zentralen T4-Signaldatenverarbeitungs- und Signaldatenspeicherungssystem mit einem 64-bit-Linux-Betriebssystem mit einem Mikrochipsatz mit einem 4-Kern-Zentralprozessor (CPU) mit einer CPU-Taktfrequenz bis 3,9 Ghz mit einer BUS-Taktfrequenz von 99,9 Mhz mit 16384 MByte Arbeitsspeicher (RAM) für die Daten des Signalvektordatensatzes sowie für die Programmdaten des Abgriffs des Signalvektordatensatzes und der Skalasteuerung.The T3 / T4 computer system of the microelectronic coupling of the T2 scale and T5 scale of the T2 / T5 scale system is implemented with a microelectronic T3 signal interval data acquisition system directly on the T2 signal display, with a wired T3 signal interval data transmission system to a central one T4 signal data processing and signal data storage system with a 64-bit Linux operating system with a microchip set with a 4-core central processor (CPU) with a CPU clock frequency of up to 3.9 GHz with a BUS clock frequency of 99.9 MHz with 16384 MByte working memory (RAM) for the data of the signal vector data set as well as for the program data of the tapping of the signal vector data set and the scale control.

Der Dreimasseartensensor T1 ist in ausgeführt in Modulbauweise, mit - einem Metall-Keramik-Kunststoff-Modulkörper mit integriertem Signalgeberelektronikmodul des Signalgeber Ts des Signalvektors im Modulsystem, - mit einer gewägten Testmasse aller Module, absolut gemessen mit der Einheit der Masse mittels einer damit kalibrierten Feinwaage, mit der Größe von mo = 15,169 g - einem Abstand des Schwerpunktes des Testmasse vom Drehungs- und Auflagermittelpunkt der Gewichtskraft der Testmasse im TO-Lagersystem von so = 995,55 mm ± 0,1 mm - einem Abstand des Schwingungsmittelpunktes vom Drehungsmittelpunkt von lo = 999,55 mm ± 0,1 mm - einem Abstand der T2-Signaldislplay-Skala vom Drehungsmittelpunkt von Lo = 1101,5 mm. - einer schweren Masse der Testmasse, absolut gemessen mit der Einheit der Masse und mit der Einheit der Länge, mit der Größe von ms = 7,615 g - einer trägen Masse der Testmasse, absolut gemessen mit der Einheit der Masse und mit der Einheit der Länge, mit der Größe von mt = 7,554 g

Figure DE102019006594A1_0044
Figure DE102019006594A1_0045
The three-mass type sensor T1 is implemented in modular design, with - a metal-ceramic-plastic module body with integrated signal transmitter electronics module of the signal transmitter Ts of the signal vector in the module system, - with a weighed test mass of all modules, measured in absolute terms with the unit of mass by means of a precision balance calibrated therewith, with the size of m o = 15.169 g - a distance of the center of gravity of the test mass from the rotation and Support center of the weight of the test mass in the TO bearing system of s o = 995.55 mm ± 0.1 mm - a distance of the center of oscillation from the center of rotation of l o = 999.55 mm ± 0.1 mm - a distance of the T2 signal display scale from the center of rotation of L o = 1101.5 mm. - a heavy mass of the test mass, measured in absolute terms with the unit of mass and with the unit of length, with the size of m s = 7.615 g - an inertial mass of the test mass, measured in absolute terms with the unit of mass and with the unit of length, with the magnitude of m t = 7.554 g
Figure DE102019006594A1_0044
Figure DE102019006594A1_0045

Nachfolgend ist mit Tabelle 2 das vorstehend auszugsweise beschriebene Ausführungsbeispiel einer vollständigen Absolutmessung der Beschleunigung und Kraft einer Testmasse mit einem Kombinationsabsolutgravimeter näher beschrieben mit ausgewählten zusammenfassenden Merkmalen einer kombinierten Absolutmessung

  • - der Gravitationsbeschleunigung und der Gravitationskraft der schweren Masse der Testmasse,
  • - der Trägheitsbeschleunigung und der Trägheitskraft der trägen Masse der Testmasse,
  • - der Superpositionsbeschleunigung und Superpositionskraft der Gravitationskraft und der Trägheitsskraft, sowie
  • - der resultierenden (Fall-)Beschleunigung der Gravitationsbeschleunigung und der Trägheitsbeschleunigung und der resultierenden (Fall-) Kraft der Testmasse
mit der Einheit der Kraft mit der Basiseinheit der Masse, der Basiseinheit der Länge, und der Basiseinheit der Zeit, mit den vorgenannten Absolutbestimmungen mit der Absolutmessung
der Gravitationskraft F s = m s g s
Figure DE102019006594A1_0046

der Trägheitskraft F t = 1 2 m t g t
Figure DE102019006594A1_0047

der Superpositionskraft F w = F s F t ,
Figure DE102019006594A1_0048

der resultierenden (Fall-)kraft F o ' = m o g o '
Figure DE102019006594A1_0049

und mit der Einheit der Beschleunigung mit der Basiseinheit der Länge und mit der Basiseinheit der Zeit, den vorgenannten Absolutbestimmungen mit der Absolutmessung
der Gravitationsbeschleunigung g s = ( π s o ) : ( τ 1 2 )
Figure DE102019006594A1_0050
bzw. g s = ( π / τ 1 ) 2 s o
Figure DE102019006594A1_0051

der Trägheitsbeschleunigung g t = ( π l ο ) : ( τ 2 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0052
bzw. g t = ( π τ 2 ) 2 l
Figure DE102019006594A1_0053

der Superpositionsbeschleunigung g o ' = ( π 2 l ο ) : ( τ 1 2 + 2 τ 1 τ 2 + 2 τ 2 2 )
Figure DE102019006594A1_0054

der resultierenden (Fall-)Beschleunigung g o ' = ( π 2 l ο ) / τ 3 2 .
Figure DE102019006594A1_0055
Table 2 below shows the exemplary embodiment, described above in part, of a complete absolute measurement of the acceleration and force of a test mass with a Combination absolute gravimeter described in more detail with selected summarizing features of a combined absolute measurement
  • - the gravitational acceleration and the gravitational force of the heavy mass of the test mass,
  • - the inertial acceleration and the inertial force of the inertial mass of the test mass,
  • - the superposition acceleration and superposition force of the gravitational force and the inertial force, as well as
  • - the resulting (falling) acceleration of the gravitational acceleration and the inertial acceleration and the resulting (falling) force of the test mass
with the unit of force with the base unit of mass, the base unit of length, and the base unit of time, with the aforementioned absolute determinations with the absolute measurement
the gravitational force F. s = m s G s
Figure DE102019006594A1_0046

of inertia F. t = 1 2 m t G t
Figure DE102019006594A1_0047

the force of superposition F. w = F. s - F. t ,
Figure DE102019006594A1_0048

the resulting (falling) force F. O ' = m O G O '
Figure DE102019006594A1_0049

and with the unit of acceleration with the base unit of length and with the base unit of time, the aforementioned absolute determinations with the absolute measurement
the gravitational acceleration G s = ( π s O ) : ( τ 1 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0050
or. G s = ( π / τ 1 ) 2 s O
Figure DE102019006594A1_0051

the acceleration of inertia G t = ( π l ο ) : ( τ 2 2 / π )
Figure DE102019006594A1_0052
or. G t = ( π τ 2 ) 2 l
Figure DE102019006594A1_0053

the superposition acceleration G O ' = ( π 2 l ο ) : ( τ 1 2 + 2 τ 1 τ 2 + 2 τ 2 2 )
Figure DE102019006594A1_0054

the resulting (fall) acceleration G O ' = ( π 2 l ο ) / τ 3rd 2 .
Figure DE102019006594A1_0055

Die Absolutkalibrierung des Lotrichtungsintervalls der Gravitationskraftvektors der schweren Masse der Testmasse ist mit dem T2/T5-Skalasystem ausgeführt mit dem Monitorskala-Kalibrierungswert von:The absolute calibration of the perpendicular direction interval of the gravitational force vector of the heavy mass of the test mass is carried out with the T2 / T5 scale system with the monitor scale calibration value of: Xo = 1191,8779274 [px]X o = 1191.8779274 [px] und dem Monitorskala-Driftwert des Lotintervalls von:and the monitor scale drift value of the plumbing interval of: δo = 0,0000184 [px/ms]δ o = 0.0000184 [px / ms] Die Zeitdauer der 51 konjugierten Doppelamplituden um das kalibrierte Lotintervall des Gravitationsvektors der schweren Masse der Testmasse ist gemessen dem Endwert des Amplitudenzeitvektors von:The duration of the 51 conjugate double amplitudes around the calibrated plumb line interval of the gravitational vector of the heavy mass of the test mass is measured as the end value of the amplitude time vector of: t3 = 51139,914 st 3 = 51139.914 s Die Amplitudendauer einer Doppelamplituden um das kalibrierte Lotintervall des Gravitationsvektors der schweren Masse der Testmasse ist gemessen mit:The amplitude duration of a double amplitude around the calibrated perpendicular interval of the gravitational vector of the heavy mass of the test mass is measured with: τ3 = 1002,74 ms ± 3,02 msτ 3 = 1002.74 ms ± 3.02 ms Die Falldauer einer Fallamplitude der schweren Masse der Testmasse bis zum Lotintervall ist gemessen mit der Zeitdauer einer Fallamplitude von:The duration of a fall amplitude of the heavy mass of the test mass up to the plumbing interval is measured with the duration of a fall amplitude of: τ1 = 496,99 ms ± 2,71 msτ 1 = 496.99 ms ± 2.71 ms Die Zeitdauer aller 51 Fallamplituden der schweren Masse der Testmasse bis zum Lotintervall ist gemessen mit dem Endwert aller 51 Fallzeiten von:The duration of all 51 fall amplitudes of the heavy mass of the test mass up to the plumbing interval is measured with the end value of all 51 fall times of: t1 = 25346,567 mst 1 = 25346.567 ms Die Steigdauer einer Steigamplitude der trägen Masse der Testmasse ab dem Lotintervall ist gemessen mit der Zeitdauer einer Steigamplitude von:The duration of a rise amplitude of the inertial mass of the test mass from the plumb interval is measured with the duration of a rise amplitude of: τ2 = 505,75 ms ± 2,46 msτ 2 = 505.75 ms ± 2.46 ms Die Zeitdauer aller 51 Steigamplituden der trägen Masse der Testmasse ab zum Lotintervall ist gemessen mit dem Endwert aller 51 Steigzeiten von:The duration of all 51 rise amplitudes of the inertial mass of the test mass from the plumbing interval is measured with the end value of all 51 rise times of: t2 = 25793,347 mst 2 = 25793.347 ms Der Abstand des Schwerkraftmittelpunktes der Testmasse am Gravitationskraftzentrum der schweren Masse der Testmasse vom Gewichtskraftmittelpunkt der Testmasse im TO-Lagersystem ist gemessen mit der vorgenannten Länge vonThe distance of the center of gravity of the test mass at the center of gravity of the heavy mass of the test mass from the center of gravity of the test mass in the TO bearing system is measured with the aforementioned length of so = 995,55 mm ± 0,1 mms o = 995.55 mm ± 0.1 mm Der Abstand des Schwungkraftmittelpunktes der Testmasse am Trägheitskraftzentrum der trägen Masse der Testmasse vom Gewichtskraftmittelpunkt der Testmasse im TO-Lagersystem ist gemessen mit der vorgenannten Länge vonThe distance of the center of inertia of the test mass at the center of inertia of the inertial mass of the test mass from the center of the weight of the test mass in the TO bearing system is measured with the aforementioned length of lo = 999,55 mm ± 0,1 mml o = 999.55 mm ± 0.1 mm

Die Einsetzung der vorgenannten Meßgrößen, gemessen am Standort Rostock auf einer Niveauhöhe ca. 10 Meter über dem Meeresniveau der Ostsee mit der vorgenannten technischen Ausführung eines Kombinationsabsolutgravimeters mit den vorstehend beschriebenen charakteristischen Merkmalen und Kennzeichen, in die vorgenannten Absolutbestimmungen der Beschleunigung ergibt eine Größe der Absolutmessung - der Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse der Testmasse des Testkörpers in lotparalleler Richtung zum Erdkörper von: gs = 39,782 m/s2 ± 0,401 m/s2 - der Trägheitsbeschleunigung der trägen Masse der Testmasse des Testkörpers in antiparalleler Richtung vom Erdkörper von: gt = 38,571 m/s2 ± 0,369 m/s2 - der Superpositionsbeschleunigung der Gravitationsbeschleunigung und der Trägheitsbeschleunigung der Testmasse des Testkörpers in resultierender Richtung mit der Fallrichtung von: g'o = 9,816 m/s2 ± 0,055 m/s2 - der resultierenden (Fall-)Beschleunigung der vereinigt wirkenden schweren Masse und trägen Masse in der gewägten Masse der Testmasse des Testkörpers in der Fallrichtung mit der davon praktisch ununterscheidbaren Größe von: g'o = 9,816 m/s2 ± 0,055 m/s2 The use of the aforementioned measurands, measured at the Rostock site at a level about 10 meters above sea level in the Baltic Sea with the aforementioned technical design of a combination absolute gravimeter with the characteristic features and characteristics described above, in the aforementioned absolute determinations of the acceleration results in a magnitude of the absolute measurement - the gravitational acceleration of the heavy mass of the test mass of the test body in a perpendicular direction to the earth body from: g s = 39.782 m / s 2 ± 0.401 m / s 2 - the inertial acceleration of the inertial mass of the test mass of the test body in the anti-parallel direction from the earth body of: g t = 38.571 m / s 2 ± 0.369 m / s 2 - the superposition acceleration of the gravitational acceleration and the inertial acceleration of the test mass of the test body in the resulting direction with the direction of fall of: g ' o = 9.816 m / s 2 ± 0.055 m / s 2 - the resulting (fall) acceleration of the combined acting heavy mass and inert mass in the weighed mass of the test mass of the test body in the direction of fall with the practically indistinguishable size of: g ' o = 9.816 m / s 2 ± 0.055 m / s 2

Der Vergleich mit bekannten Messungsergebnissen mit der eingangs genannten bekannten Technik und Technologie zur Absolutmessung der Fallbeschleunigung mit höchster Genauigkeit mit einem speziell dafür ausgelegten Absolutgravimeter, z.B. mit dem darauf basierenden Empfehlungswert einer Größe der Fallbeschleunigung von 9,813m m/s2 gemäß PTB-Eichanweisung Nr. 9 v. 15. Juli 1999, Abschnitt 5, für die Eichbehörden der Länder für die Fallbeschleunigungszone 4 in Deutschland, worin der vorgenannter Standort sich befindet, zeigt eine Übereinstimmung der vorgenannten Meßgröße der Superpositionsbeschleunigung der Gravitationsbeschleunigung und der Trägheitsbeschleunigung der Testmasse des Testkörpers mit dem Kombinationsabsolutgravimeter mit dem Empfehlungswert der Fallbeschleunigung von: 100,03 %.The comparison with known measurement results with the known technique and technology mentioned at the beginning for the absolute measurement of the gravitational acceleration with the highest accuracy with a specially designed absolute gravimeter, e.g. with the recommended value of a magnitude of the gravitational acceleration of 9.813mm / s 2 according to PTB calibration instruction No. 9 based on it v. July 15, 1999, Section 5, for the calibration authorities of the federal states for the acceleration zone 4 in Germany, in which the above-mentioned location is located, shows that the above-mentioned measured variable of the superposition acceleration of the gravitational acceleration and the inertial acceleration of the test mass of the test body with the combination absolute gravimeter corresponds to the recommended value the acceleration due to gravity of: 100.03%.

Im Unterschied und Gegensatz hierzu ergibt sich keine Übereinstimmung der vorgenannten Meßgröße der Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse der Testmasse des Testkörpers zum Erdkörper mit Erfahrungswerten und Meßgrößen, die mit einem bekannten Absolutgravimeter zu erhalten und anzubieten sind, sondern ein signifikanter Unterschied und eine systematische Abweichung der Anziehungs- und Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse der Körper zum Erdkörper um nahezu die vierfache Größe der Fallbeschleunigung der Körper zum Erdkörper. Der Unterschied beträgt, bezogen auf den vorgenannten Empfehlungswert der Fallbeschleunigung zur Eichung einer Waage zur Massemessung, deren Messergebnis von der Fallbeschleunigung abhängt, um: 405,40 %.In contrast and in contrast to this, there is no correspondence between the aforementioned measured variable of the gravitational acceleration of the heavy mass of the test mass of the test body to the earth body with empirical values and measured variables that can be obtained and offered with a known absolute gravimeter, but a significant difference and a systematic deviation of the attraction and gravitational acceleration of the heavy mass of the body to the earth's body by almost four times the size of the gravitational acceleration of the body to the earth's body. The difference, based on the aforementioned recommended value for the acceleration due to gravity for the calibration of a scale for measuring mass, the measurement result of which depends on the acceleration due to gravity, is: 405.40%.

Die Einsetzung der vorgenannten Meßgrößen mit der vorgenannten technischen Ausführung des vorstehend beschriebenen Kombinationsabsolutgravimeters in die vorgenannten Absolutbestimmungen der Kraft ergibt eine Größe der Absolutmessung - der Gravitationskraft der schweren Masse der Testmasse des Testkörpers in lotparalleler Richtung zum Erdkörper von: Fs = 303,03 mN ± 1,05% - der Trägheitskraft der trägen Masse der Testmasse des Testkörpers in anitparalleler Richtung vom Erdkörper von: Ft = 145,82 mN ± 0,97% - der Superpositionskraft der Gravitationskraft und der Trägheitskraft der Testmasse des Testkörpers in resultierender Richtung nahe der Fallrichtung von: Fw= 157,21 mN ± 1,01 % - der resultierenden Kraft der resultierenden (Fall-) Beschleunigung der vereinigt wirkenden schweren Masse und trägen Masse in der gewägten Masse der Testmasse von: Fw= 148,90 mN ± 0,56 % The substitution of the aforementioned measured variables with the aforementioned technical design of the combination absolute gravimeter described above in the aforementioned absolute determinations of the force results in a variable of the absolute measurement - the gravitational force of the heavy mass of the test mass of the test body in a perpendicular direction to the earth body of: F s = 303.03 mN ± 1.05% - the inertial force of the inertial mass of the test mass of the test body in an anti-parallel direction from the earth body of: F t = 145.82 mN ± 0.97% - the superposition force of the force of gravity and the force of inertia of the test mass of the test body in the resulting direction close to the direction of fall of: F w = 157.21 mN ± 1.01% - the resulting force of the resulting (fall) acceleration of the combined acting heavy mass and inertial mass in the weighed mass of the test mass of: F w = 148.90 mN ± 0.56%

Figure DE102019006594A1_0056
Figure DE102019006594A1_0057
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BezugszeichenlisteList of reference symbols

T0T0
DrehlagersystemPivot bearing system
T1T1
SensorsystemSensor system
T2T2
SignalvektorskalaSignal vector scale
T3T3
Datenübertragungssystem der SignalvektordatenSignal vector data transmission system
T4T4
Datenverarbeitungs- und DatenspeicherungssystemData processing and data storage system
T5T5
ÜberwachungsskalaMonitoring scale
TsTs
SignalgebersystemSignaling system
SVDSVD
Signal-Vektor-DigitalisierungssystemSignal-to-vector digitizing system
BB.
T5-Skalabreite, SVD-Länge einer T5-ZeilenbreiteT5 scale width, SVD length of a T5 line width
nn
T5-Skala, Informationsanzeige der aktuellen Mikrointervall-Zählzahl, und/oder Speicher- und Intervall-Zählzahl „n“ der Längen-, Zeit- und Winkel-IntervalleT5 scale, information display of the current micro-interval counting number, and / or memory and interval counting number "n" of the length, time and angle intervals
tt
T5-Skala, Informationsanzeige des aktuellen Mikrozeitintervalls/Zeitdauer der Zeitintervalle. und/oder Speicher- und Taktungs-Zählzahl „t“ der Zeitintervalle,T5 scale, information display of the current micro time interval / duration of the time intervals. and / or storage and clocking counting number "t" of the time intervals,
xx
T5-Skala, Zählzahl des aktuellen Breitenpixels, und/oder Speicher- und Längen-Intervallzählzahl „y“ der Mikrostrukturelemente einer T5-SkalazeileT5 scale, counting number of the current latitude pixel, and / or memory and length interval counting number "y" of the microstructure elements of a T5 scale line
yy
T5-Skala, Zählzahl des aktuellen Höhenpixels, und/oder Speicher- und Längen-Intervallzählzahl „y“ der Mikrostrukturelemente einer T5-SkalaspalteT5 scale, counting number of the current height pixel, and / or memory and length interval counting number "y" of the microstructure elements of a T5 scale column
Δxo Δx o
T5-Skala, charakteristische Länge der PixelbreiteT5 scale, characteristic length of the pixel width
Δyo Δy o
T5-Skala, charakteristische Länge der PixelhöheT5 scale, characteristic length of the pixel height
Xo X o
T5-Skala, digitaler Anfangswert der Kalibrierung des LotrichtungsintervallsT5 scale, digital initial value of the calibration of the plumb direction interval
δo δ o
T5-Skala, Driftwert des LotrichtungsintervallsT5 scale, drift value of the plumb direction interval
X(t)X (t)
T5-Skala, Kalibrierungswert des LotrichtungsintervallsT5 scale, calibration value of the plumb direction interval
+X+ X
T5-Skala, Intervallabstandszahl, RECHTS vom LotrichtungsintervallT5 scale, interval distance number, RIGHT from plumb direction interval
+X·Axo'+ X Ax o '
T2-Skala, Längenintervall RECHTS vom LotrichtungsintervallT2 scale, length interval to the RIGHT of the plumb direction interval
XX
T5-Skala, Intervallabstandszahl, LINKS vom LotrichtungsintervallT5 scale, interval distance number, LEFT of the plumb line interval
X·Δxo'X · Δx o '
T2-Skala, Längenintervall LINKS vom LotrichtungsintervallT2 scale, length interval LEFT of the plumb line interval
B'B '
T2-Skalabreite, SVD-Länge einer T2-ZeilenbreiteT2 scale width, SVD length of a T2 line width
f' =Bo'/Bo f '= B o ' / B o
Skalierungs-/Normierungsfaktor f' der SkalastrukturScaling / normalization factor f 'of the scale structure
f = Bo/Bo`f = B o / B o `
Skalierungs-/ Normierungsfaktor f der SkalastrukturScaling / normalizing factor f the scale structure
Δx'o Δx ' o
T2-Skala, charakteristische Länge eines normierten Mikroelementes (Mikrointervallbreite)T2 scale, characteristic length of a standardized micro-element (micro-interval width)
Δy'o Δy ' o
T2-Skala, charakteristische Länge eines normierten Mikroelementes (Mikrointervallhöhe)T2 scale, characteristic length of a standardized micro-element (micro-interval height)
Δαo = xo'/Lo Δα o = x o '/ L o
T2-Skala, normiertes Mikrowinkelintervall des Radiusvektors/SignalvektorsT2 scale, normalized micro-angle interval of the radius vector / signal vector
+α. = Δx·Δαo + α. = Δx · Δα o
T2-Skala, Winkelintervall des Signalvektors RECHTS vom LotrichtungsintervallT2 scale, angular interval of the signal vector to the RIGHT of the perpendicular direction interval
α. = Δx·Δαo α. = Δx · Δα o
T2-Skala, Winkelintervall des Signalvektors LINKS vom LotrichtungsintervallT2 scale, angular interval of the signal vector LEFT from the vertical direction interval
hh:mm:sshh: mm: ss
T5-Skala, Informationsanzeige der aktuellen TageszeitT5 scale, information display of the current time of day
DD:MM:JJDD: MM: YY
T5-Skala, Informationsanzeige des aktuellen KalenderdatumsT5 scale, information display of the current calendar date
τ1 τ 1
Zeitdauer der Abwärts-/Fallamplitude bis zum LotrichtungsintervallDuration of the downward / fall amplitude up to the vertical direction interval
τ2 τ 2
Zeitdauer der Aufwärts-/Steigamplitude ab dem LotrichtungsintervallDuration of the ascent / climb amplitude from the plumb direction interval
τ3 τ 3
Zeitdauer der konjugierten Doppelamplitude um das LotrichtungsintervallDuration of the conjugate double amplitude around the perpendicular direction interval
Lo L o
Länge des Radiusvektors/SignalvektorsLength of the radius vector / signal vector
so s o
Länge des SchwerpunktvektorsLength of the center of gravity vector
l0 l 0
Länge des SchwingpunktvektorsLength of the swing point vector
mo m o
normierte gewägte Masse des T1 -Sensorsystems mit der Sl-Einheit der Massenormalized weighed mass of the T1 sensor system with the SI unit of mass
ms m s
normierte schwere Masse mit der gewägten Masse des T1 -Sensorsystems mit der Länge des Schwerpunktvektors und der Länge des Schwingpunktvektorsnormalized heavy mass with the weighed mass of the T1 sensor system with the length of the center of gravity vector and the length of the oscillation point vector
mt m t
normierte träge Masse mit der gewägten Masse des T1 -Sensorsystems mit der Länge des Schwingpunktvektors und der Länge des Schwerpunktvektorsnormalized inertial mass with the weighed mass of the T1 sensor system with the length of the oscillation point vector and the length of the center of gravity vector
gs g s
Gravitationsbeschleunigung der schweren Masse in lotparalleler RichtungGravitational acceleration of the heavy mass in a perpendicular direction
gs g s
Schwingbeschleunigung der trägen Masse in antiparalleler RichtungVibration acceleration of the inertial mass in an anti-parallel direction
g'o g ' o
resultierende Beschleunigung der schweren Masse und der trägen Masse parallel zur Fallrichtungresulting acceleration of the heavy mass and the inert mass parallel to the direction of fall
Fs F s
Gravitationskraft der schweren Masse des T1 -SensorsystemsGravitational force of the heavy mass of the T1 sensor system
Ft F t
Trägheitskraft der trägen Masse des T1 -SensorsystemsInertial force of the inertial mass of the T1 sensor system
F'o F ' o
resultierende Kraft der schweren Masse und der trägen Masseresulting force of the heavy mass and the inertial mass
Fw F w
Wechselwirkungskraft der Gravitationskraft und der Trägheitskraft der MasseInteraction force of gravitational force and the inertial force of the mass

FigurenlisteFigure list

  • 1 Ausführungsbeispiel eines Kombinationsabsolutgravimeters 1 Embodiment of a combination absolute gravimeter
  • 2 Ausführungsbeispiel einer Winkel-Zeit-Längen-Intervallmessung mit 51 Fall-, Steig-, und Doppelamplituden mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD mit einer SVD-Skala eines Kombinationsabsolutgravimeters: Schema des zeitlichen Verlaufes der Richtungsintervall- und Beschleunigungsintervallvektoren des Schwerpunktvektors und des Schwingpunktvektors am Beispiel der ersten drei Amplituden 2 Embodiment of an angle-time-length interval measurement with 51 fall, rise, and double amplitudes with a signal-vector digitizer SVD with an SVD scale of a combination absolute gravimeter: Scheme of the time course of the direction interval and acceleration interval vectors of the center of gravity vector and the oscillation point vector using the example of the first three amplitudes
  • 3.1 Ausführungsbeispiel einer Winkel-Zeit-Längen-Intervallmessung mit 51 Fall-, Steig-, und Doppelamplituden mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD mit einer SVD-Skala eines Kombinationsabsolutgravimeters mit der Absolutbestimmung der Kräfte der Massen in den ersten zwei konjugierten Amplituden der schweren Masse und der trägen Masse mit vereinfachter Darstellung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit und der Mittelwerte der Kraftintervallvektoren:
    • - konstante Gravitationskraft der schweren Masse im Mittel des Höhenniveaus;
    • - veränderliche Trägheitskraft der trägen Masse mit der Zeitdauer der Zustandsänderung;
    • - resultierende Fallkraft der wechselwirkenden schweren Masse und trägen Masse für kleine Lotabstandswinkel <3500 µrad sehr nahe bei der Gewichtskraft der gewägten Masse;
    • - Wechselwirkungskraft der Gravitationskraft und der Trägheitskraft, absolut bestimmt mit der Differenz der Mittelwerte der Kräfte
    3rd .1 embodiment of an angle-time-length interval measurement with 51 fall, rise, and double amplitudes with a signal-vector digitizer SVD with an SVD scale of a combination absolute gravimeter with the absolute determination of the forces of the masses in the first two conjugate amplitudes of the heavy mass and the inert mass with a simplified representation of the probability of stay and the mean values of the force interval vectors:
    • - constant gravitational force of the heavy mass in the mean of the height level;
    • - variable inertial force of the inertial mass with the duration of the change of state;
    • - Resulting falling force of the interacting heavy mass and inertial mass for small perpendicular angles <3500 µrad very close to the weight of the weighed mass;
    • - The force of interaction between the force of gravity and the force of inertia, determined absolutely with the difference between the mean values of the forces
  • 3.2 Ausführungsbeispiel einer Winkel-Zeit-Längen-Intervallmessung mit 51 Fall-, Steig-, und Doppelamplituden mit einem Signal-Vektor-Digitalisierer SVD mit einer SVD-Skala eines Kombinationsabsolutgravimeters mit der Absolutbestimmung der Kräfte der Massen in den ersten vier Amplituden mit anderer Skalierung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit und des Mittelwertes der Kraftintervallvektoren mit vier Zeitintervallen von zwei Fallamplituden und von zwei Steigamplituden:
    • - höhenabhängige, daher in den Zeitintervallen praktisch konstante Gravitationskraft der schweren Masse;
    • - zeitabhängige, daher mit der Zeitdauer der Zustandsänderung veränderliche Trägheitskraft der trägen Masse;
    • - die resultierende Kraft beider Kräfte ist für die eingemessenen Lotabstandswinkel <3500 prad praktisch identisch mit der Gewichtskraft der gewägten Masse (Übereinstimmung: 100,03%) zu messen;
    • - die Wechselwirkungskraft der Gravitationskraft und der Trägheitskraft ist mit vier Amplituden absolut gleichwertig zu bestimmen wie mit zwei Doppelamplituden gemäß 3.1
    3rd .2 embodiment of an angle-time-length interval measurement with 51 fall, rise, and double amplitudes with a signal-vector digitizer SVD with an SVD scale of a combination absolute gravimeter with the absolute determination of the forces of the masses in the first four amplitudes with a different scaling of the probability of stay and the mean value of the force interval vectors with four time intervals of two fall amplitudes and two climb amplitudes:
    • - Height-dependent, therefore practically constant gravitational force of the heavy mass in the time intervals;
    • time-dependent inertial force of the inertial mass, which therefore changes with the duration of the change in state;
    • - The resulting force of both forces is to be measured for the measured perpendicular distance angle <3500 prad practically identical to the weight of the weighed mass (agreement: 100.03%);
    • - the interaction force of the gravitational force and the inertial force is to be determined with four amplitudes in an absolutely equivalent manner as with two double amplitudes according to 3rd .1
  • 4 Ausführungsbeispiel einer digitalisierten Absolutmessung mit einem Kombinationsabsolutgravimeter mit einem 3-Massearten-Sensor mit einer SVD-Lotintervall-Digitalkalibrierung mit einem digitalisierten T5-Skala-Lotintervall >1191 [px] und einem digitalisierten T5-Skala-Lotintervall < 1192 [px] mit 51 Fallamplituden der schweren Masse, mit 51 Steigamplituden der trägen Masse, und mit Doppelamplituden der schweren Masse und der trägen Masse 4th Embodiment of a digitized absolute measurement with a combination absolute gravimeter with a 3-mass type sensor with an SVD plumbing interval digital calibration with a digitized T5 scale plumbing interval> 1191 [px] and a digitized T5 scale plumbing interval <1192 [px] with 51 fall amplitudes the heavy mass, with 51 climbing amplitudes of the inert mass, and with double amplitudes of the heavy mass and the inert mass
  • 5 Ausführungsbeispiel einer digitalisierten Absolutmessung mit einem Kombinationsabsolutgravimeter mit einem 3-Massearten-Sensor mit einer SVD-Lotintervall-Digitalkalibrierung mit einem digitalisierten T2-Skalaintervall mit rechtsseitigen Lotabstands-Winkelamplituden < 3500 prad und mit linksseitigen Lotabstands-Winkelamplituden > 4000 prad mit 51 Fallamplituden der schweren Masse bis zum Lotintervall, mit 51 Steigamplituden der trägen Masse ab dem Lotintervall, und mit 51 Doppelamplituden der schweren Masse und der trägen Masse um das Lotintervall 5 Embodiment of a digitized absolute measurement with a combination absolute gravimeter with a 3-mass-type sensor with an SVD-plumbing interval digital calibration with a digitized T2-scale interval with right-hand plumbing distance angle amplitudes <3500 prad and left-hand plumbing distance angle amplitudes> 4000 prad with 51 drop amplitudes of the heavy mass up to the plumbing interval, with 51 rise amplitudes of the inertial mass from the plumbing interval, and with 51 double amplitudes of the heavy mass and the inertial mass around the plumbing interval

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 10201903869 [0001, 0027, 0056, 0076]DE 10201903869 [0001, 0027, 0056, 0076]
  • US 9291742 B2 [0015]US 9291742 B2 [0015]
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  • US 2018/0181221 [0025]US 2018/0181221 [0025]

Claims (8)

Kombinationsabsolutgravimeter, bestehend aus einer Testmasse eines Testkörper T1, aus einem Lagersystem T0 der Gewichtskraft der Testmasse, aus einem Signalgeber Ts am Testkörper, aus einem Signaldisplay-Mikrostruktursystem T2 am Lagersystem, aus wenigstens einem weiteren Monitordisplay-Mikrostruktursystem T5, aus einem Absolutpositionierungssystem T3 der Signalmarken des Signalgebers mit dem Signaldisplay-Mikrostruktursystem T2, und aus einem Absolutpositionierungssystem T4 der Monitormarken der Signaldisplaymarken, gekennzeichnet durch - die Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung und der Gravitationskraft der Testmasse, die Absolutmessung der Trägheitsbeschleunigung und der Trägheitskraft der Testmasse, und die Absolutmessung der Superpositionsbeschleunigung und der Superpositionskraft der Testmasse mit der Einheit der Masse, mit der Einheit der Länge, und mit der Einheit der Zeit - eine Vektor-Intervallmessung der Position der Referenzmarken im Testkörper mit einem Kraftvektor mit der Referenzmarke des Schwerpunktes und mit einem Kraftvektor mit der Referenzmarke des Schwingpunktes mit einem Signalvektor eines Kraftvektors mit der Referenzmarke im Schwerpunkt der Testmasse und eines Kraftvektors mit der Referenzmarke im Schwingpunkt der Testmasse, - eine Signaldisplay-Mikrostruktursystem T2 des Signalvektors am Lagersystem mit einem Mikrointervall-Zeitnormal, mit einem Mikrointervall-Längennormal, und mit einem Mikrointervall-Winkelnormal - ein Absolutpositionierungssystem T3 des Signalvektors mit dem Signaldisplay-Mikrostruktursystem T2 mit einer Absolutpositionierung von Signaldisplaymarken des Signalvektors mit den vorgenannten Mikrointervall-Normalen, - ein Absolutpositionierungssystem T4 der vorgenannten Signaldisplaymarken mit dem Monitordisplay-Mikrostruktursystem T5 mit einer Absolutpositionierung von Monitordisplaymarken des Signalvektors mit einem Mikrointervall-Zeitnormal und mit einem Mikrointervall-Längennormal des Monitordisplay-Mikrostruktursystems T5.Combination absolute gravimeter, consisting of a test mass of a test body T1, of a bearing system T0 of the weight of the test mass, of a signal transmitter Ts on the test body, of a signal display microstructure system T2 on the storage system, of at least one further monitor display microstructure system T5, of an absolute positioning system T3 of the signal marks of the signal transmitter with the signal display microstructure system T2, and from an absolute positioning system T4 of the monitor marks of the signal display marks, characterized by - the absolute measurement of the gravitational acceleration and the gravitational force of the test mass, the absolute measurement of the inertial acceleration and the inertial force of the test mass, and the absolute measurement of the superposition acceleration and the superposition force the test mass with the unit of mass, with the unit of length, and with the unit of time - a vector interval measurement of the position of the reference marks in the test body with a force vector r with the reference mark of the center of gravity and with a force vector with the reference mark of the oscillation point with a signal vector of a force vector with the reference mark in the center of gravity of the test mass and a force vector with the reference mark in the oscillation point of the test mass, - a signal display microstructure system T2 of the signal vector on the bearing system with a Microinterval time standard, with a microinterval length standard, and with a microinterval angle standard - an absolute positioning system T3 of the signal vector with the signal display microstructure system T2 with an absolute positioning of signal display marks of the signal vector with the aforementioned microinterval normal, - an absolute positioning system T4 with the aforementioned signal display marks the monitor display microstructure system T5 with an absolute positioning of monitor display marks of the signal vector with a microinterval time standard and with a microinterval length standard of the monitor display microstructure systems T5. Kombinationsabsolutgravimeter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 2.1 eine Kombination der vorgenannten Anordnungen ausgeführt mit einer Ausführung mit wenigstens - einer digitalelektronischen T2-Signalvektorskala, - einer digitalelektronischen T5--Überwachungsskala, - einem mikroelektronischen T3/T4-Computersystem, - einem mechanischen oder mikromechanischen T1-Dreimassearten-Sensorsystem, - einem elastischen oder unelastischen T1 --Festkörperlagersystem 2.2 eine Kombination der vorgenannten Verfahren mit einer Ausführung mit wenigstens - einer digitalelektronischen Lotrichtungs-Mikrointervall-Kalibrierung des Gravitationskraftvektors mit dem Signalvektor des Schwerpunktvektors mit der T5-Überwachungsskala der T2--Signalvektorskala mit dem T3/T4-Computersystem, - einer Mikrointervall-Abstandsmessung des Schwerpunktvektors vom kalibrierten Lotrichtungs-Mikrointervall des Gravitationskraftvektors mit T2/T5-Skalasystem der T2-Signalvektorskala und der T5-Monitorskala,Combination absolute gravimeter according to Claim 1 , characterized by 2.1 a combination of the aforementioned arrangements executed with an embodiment with at least - a digital electronic T2 signal vector scale, - a digital electronic T5 - monitoring scale, - a microelectronic T3 / T4 computer system, - a mechanical or micromechanical T1 three-mass sensor system, - an elastic or inelastic T1 solid bearing system 2.2 a combination of the aforementioned methods with an embodiment with at least one digital electronic plumb direction micro-interval calibration of the gravitational force vector with the signal vector of the center of gravity vector with the T5 monitoring scale of the T2 signal vector scale with the T3 / T4 -Computer system, - a microinterval distance measurement of the center of gravity vector from the calibrated plumb direction microinterval of the gravitational force vector with T2 / T5 scale system of the T2 signal vector scale and the T5 monitor scale, Kombinationsabsolutgravimeter nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Signal-Vektor-Digitalisierer SVD des Signalvektors SV des Schwerpunktvektors und des Schwingpunktvektors des T1-Dreimasseartensensors mit einer T2-Signalvektorskala und einer T5-Monitorskala mit einem T3-Signalskala-Absolutpositionierungssystem und Signaldaten-Übertragungssystem und mit einem T4-Monitorskala-Absolutpositionierungssystem und Datenverarbeitungs- und Datenspeicherungssystem der Monitordaten der Signaldaten.Combination absolute gravimeter according to one of the preceding claims, characterized by a signal-vector digitizer SVD of the signal vector SV of the center of gravity vector and the oscillation point vector of the T1 three-mass type sensor with a T2 signal vector scale and a T5 monitor scale with a T3 signal scale absolute positioning system and signal data transmission system and with a T4 monitor scale absolute positioning system and data processing and data storage system of the monitor data of the signal data. Signalvektordigitalisierer eines Signalvektors eines Kraftvektors einer Testmasse, gekennzeichnet durch 3.1 eine Mikrointervallmessung der Längen-, Zeit- und Winkel-Intervalle des Signalvektors des Kraftvektors mit einer Fallamplitude der Testmasse bis zum kalibrierten Lotrichtungs-Mikrointervall des Gravitationskraftvektors, mit einer Steigamplitude der Testmasse ab dem kalibrierten Lotrichtungs-Mikrointervall kalibrierten Lotrichtungs-Mikrointervall, und mit einer Doppelamplitude einer Fallamplitude und einer Steigamplitude um das kalibrierte Lotrichtungs-Mikrointervall, 4.2 mit einem Signalvektordatensatz mit regelmäßig wenigstens - einer Intervall-Zählzahl „n“ des Intervallvektors der Längen-, Zeit- und Winkel-Intervalle ab Beginn einer Intervallmessung; - einer Zeitintervall-Zählzahl „t“ der Taktzeitnormale der Zeitintervalle des Zeitvektors ab Beginn einer Intervallmessung, - einer Längen-Intervallzählzahl „x“ der Längenintervallnormale aller Mikrozellen oder Mikrostrukturelemente in einer Skalazeile eines Längen- und Zeilenvektors der T5-Monitorskala ab Beginn einer Intervallmessung, - einer Längen-Intervallzählzahl „y“ des Längenintervallnormals aller Mikrozellen oder Mikrostrukturelemente in einer Skalaspalte eines Längen- und Zeilenvektors der T5-Monitorskala ab Beginn einer Intervallmessung. Signal vector digitizer of a signal vector of a force vector of a test mass, characterized by 3.1 a microinterval measurement of the length, time and angle intervals of the signal vector of the force vector with a fall amplitude of the test mass up to the calibrated perpendicular direction microinterval of the gravitational force vector, with a rise amplitude of the test mass from the calibrated perpendicular direction -Microinterval calibrated plumb direction microinterval, and with a double amplitude of a fall amplitude and a rise amplitude around the calibrated plumb direction microinterval, 4.2 with a signal vector data set with regularly at least - an interval counting number "n" of the interval vector of the length, time and angle intervals from the beginning of an interval measurement; - a time interval counting number "t" of the cycle time normal of the time intervals of the time vector from the beginning of an interval measurement, - a length interval counting number "x" of the length interval normals of all microcells or microstructure elements in a scale line of a length and line vector of the T5 monitor scale from the beginning of an interval measurement, - a length interval counting number "y" of the length interval normal of all microcells or microstructure elements in a scale column of a length and line vector of the T5 monitor scale from the beginning of an interval measurement. Skalasystem eines Signalvektor-Digitalisierers nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine T5-Monitorskala mit einer quasi-Echtzeit-Informationsanzeige mit einer numerischen Echtzeit-Ziffernanzeige mit charakteristischen Umweltdaten und Intervallvektordaten ab Beginn einer Intervallmessung, regelmäßig mit wenigstens - dem Tagesintervall hh:mm:ss der Signalvektorpositionierung in Stunde, Minute, und Sekunde, - dem Kalenderintervall DD:MM:JJder Signalvektorpositionierung in Tag, Monat, und Jahr, - der Intervall-Zählzahl „n“ des Intervalldatenvektors, und - der Zeitintervall-Zählzahl „t“ der Zeitnormale des Intervalldatenvektors.Scale system of a signal vector digitizer according to Claim 4 , characterized by a T5 monitor scale with a quasi-real-time information display with a numerical real-time digit display with characteristic environmental data and interval vector data from the beginning of an interval measurement, regularly with at least - the daily interval hh: mm: ss of the signal vector positioning in hours, minutes and seconds , - the calendar interval DD: MM: YY of the signal vector positioning in day, month, and year, - the interval count number "n" of the interval data vector, and - the time interval count number "t" of the time normal of the interval data vector. Skalasystem eines Signalvektor-Digitalisierers nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine T5-Monitorskala mit einer vorgenannten Echtzeit-Informationsanzeige in einer Kombination mit einer grafischen Echtzeit-Informationsanzeige von charakteristischen Intervallvektordaten und/oder von charakteristischen Umweltdaten ab Beginn einer Intervallmessung.Scale system of a signal vector digitizer according to one of the preceding claims, characterized by a T5 monitor scale with the aforesaid real-time information display in combination with a graphic real-time information display of characteristic interval vector data and / or characteristic environmental data from the beginning of an interval measurement. Kombinationsabsolutgravimeter nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch 7.1 eine T2-Signalvektorskala der Wahl, vorzugsweise eine nahtelemetrische Tablettskala, 7.2 eine T5-Überwachungsskala der Wahl, vorzugsweise eine TFT-LCD-Monitorskala mit einem Normierungsfaktor f der Mikrolängenstruktur der Monitorskala bezüglich der Tablettskala regelmäßig größer als 2, f>2, 7.3 ein T3/T4-Computersystem der Wahl, z.B. ein 64-bit-Betriebssystem mit einer CPU mit 1 Ghz Kerntaktung, 100 Mhz Bustaktung, und 16 MByte RAM und einer GPU mit 300 Mhz Kerntaktung und 2 MByte RAM; 7.4 einen T1-Dreimassearten-Sensor, vorzugsweise ein rohrgeführter mechanischer Schwinger, 7.5 einen Signalgeber Ts des Signalverktors im/am T1-Dreimassearten-Sensor, vorzugsweise ein Nahtelemetriesender, 7.6 ein TO-Lagersystem des T1-Dreimassearten-Sensors, vorzugsweise ein Zylinderlager oder ein elastisches Lager, 7.7 eine Lotintervallkalibrierung des Gravitationskraftvektors mit einem Signalvektor der Wahl, vorzugsweise mit einer digitalen Monitor-Kalibrierungsfunktion, z.B. mit einem T5-Kalibrierungswert X(t) = x - (Xo + δo·t) mit vorgenannter Längen-Intervallzählzahl „x“ mit einer T5-Monitorskalakonstante Xo und einem T5-Monitorskala-Driftwert δo je Zeiteinheit eines Taktzeitnormals eines Zeitintervalls der Zeitdauer t ab Beginn einer Intervallmessung, 7.8 eine absolute Längenmessung mit der Einheit der Länge mit der Längenintervall-Abstandsmessung des Schwerkraftvektors vom kalibrierten Lotintervall des Gravitationskraftvektors mit dem Signalvektor mit dem Mikrointervall-Längennormal der T2-Signalvektorskala mittels des Mikrointervall-Längennormals der T5-Monitorsskala, 7.9 eine absolute Zeitmessung mit der Einheit der Zeit mit der Zeitintervall-Abstandsmessung des Schwerkraftvektors vom kalibrierten Lotintervall des Gravitationskraftvektors mit dem Signalvektor mit dem Mikrointervall-Zeitnormal der T2-Signalvektorskala mittels des Mikrointervall-Zeitnormals der T5-Monitorsskala, 7.10 eine absolute Winkelmessung mit der Einheit des ebenen Winkels mit der Winkelintervall-Abstandsmessung der Richtung des Schwerpunktvektors vom kalibrierten Lotrichtungsintervall des Gravitationskraftvektors mit der Richtung des Signalvektors des Schwerpunktvektors mit der Absolutmessung des Abstandes Lo des T2-Displayskala vom T0-Drehungsmittelpunkt des T1 -Sensorsystems mit der Längenrelation Ax'o/ Lo eines Mikrointervall-Längennormals Δx'o einer Skalazelle der T2-Displayskala 7.11 eine absolute Massemessung mit der Einheit der Masse und der Einheit der Länge mittels der gerätespezifisch eingemessenen und kalibrierten Länge-Masse-Struktur des T1-Dreimassearten-Sensors mit der Absolutmessung der schweren Masse m s = m o (1/ [ 1 + ( s o / l o ) 2 ] ,
Figure DE102019006594A1_0058
der trägen Masse m t = m o (1/ [ 1 + ( l o /s o ) 2 ] ,
Figure DE102019006594A1_0059
der gewägten Masse m o = m t + m s ;
Figure DE102019006594A1_0060
7.12 eine absolute Beschleunigungsmessung mit der Einheit der Länge und der Einheit der Zeit mit den eingemessenen und kalibrierten Abständen so und lo des Schwerkraftmittelpunktes und des Schwungkraftmittelpunktes der Testmasse vom TO-Lagermittelpunkt und des Schwungkraftmittelpunktes der Testmasse mit der vorgenannten Mikrointervall-Zeitmessung mit der Dauer τ1 der Fallzeit einer Fallamplitude der Testmasse bis zum kalibrierten Lotrichtungs-Mikrointervall des Gravitationskraftvektors, mit der Dauer τ2 einer Steigamplitude der Testmasse ab dem kalibrierten Lotrichtungs-Mikrointervall des Gravitationskraftvektors, und mit der Dauer τ3 einer Doppelamplitude um das kalibrierte Lotrichtungs-Mikrointervall des Gravitationskraftvektors mit der Absolutmessung der Gravitationsbeschleunigung g s = ( π s o ) : ( τ 1 2 ) ,
Figure DE102019006594A1_0061
der Trägheitsbeschleunigung g t = ( π l o ) : ( τ 2 2 ) ,
Figure DE102019006594A1_0062
der Superpositionsbeschleunigung g o ' = ( π l o ) : [ ( τ 3 2 ) ] ;
Figure DE102019006594A1_0063
7.13 eine absolute Kraftmessung mit der Einheit der Masse, mit der Einheit der Länge, und mit der Einheit der Zeit mit der vorgenannten kalibrierten schweren Masse und trägen Masse und gewägten Masse des T1-Dreimassearten-Sensors mit der Beschleunigung mit der Absolutmessung der Gravitationskraft F s = m s g s
Figure DE102019006594A1_0064
der Trägheitskraft F t = 1 2 m t g t
Figure DE102019006594A1_0065
der Superpositionskraft F w = F s F t ,
Figure DE102019006594A1_0066
der Fallkraft F o ' = m o g o
Figure DE102019006594A1_0067
Combination absolute gravimeter according to one of the preceding claims, characterized by 7.1 a T2 signal vector scale of choice, preferably a near-telemetric tablet scale, 7.2 a T5 monitoring scale of choice, preferably a TFT-LCD monitor scale with a normalization factor f of the micro-length structure of the monitor scale with respect to the tablet scale regularly larger as 2, f> 2, 7.3 a T3 / T4 computer system of choice, e.g. a 64-bit operating system with a CPU with 1 Ghz core clock, 100 Mhz bus clock, and 16 MByte RAM and a GPU with 300 Mhz core clock and 2 MByte R.A.M; 7.4 a T1 three-mass type sensor, preferably a tubular mechanical oscillator, 7.5 a signal transmitter Ts of the signal vector in / on the T1 three-mass type sensor, preferably a near telemetry transmitter, 7.6 a TO bearing system of the T1 three-mass type sensor, preferably a cylinder bearing or a elastic bearing, 7.7 a perpendicular interval calibration of the gravitational force vector with a signal vector of your choice, preferably with a digital monitor calibration function, e.g. with a T5 calibration value X (t) = x - (X o + δ o · t) with the aforementioned length interval count " x "with a T5 monitor scale constant X o and a T5 monitor scale drift value δ o per time unit of a cycle time standard of a time interval of time t from the beginning of an interval measurement, 7.8 an absolute length measurement with the unit of length with the length interval distance measurement of the gravity vector from the calibrated Plumb interval of the gravitational force vector with the signal vector with the microinterval length nnormal of the T2 signal vector scale by means of the microinterval length normal of the T5 monitor scale, 7.9 an absolute time measurement with the unit of time with the time interval distance measurement of the gravity vector from the calibrated perpendicular interval of the gravitational force vector with the signal vector with the microinterval time normal of the T2 signal vector scale by means of the Microinterval time standard of the T5 monitor scale, 7.10 an absolute angle measurement with the unit of the plane angle with the angular interval distance measurement of the direction of the center of gravity vector from the calibrated perpendicular direction interval of the gravitational force vector with the direction of the signal vector of the center of gravity vector with the absolute measurement of the distance L o of the T2 display scale from the T0 center of rotation of the T1 sensor system with the length relation Ax ' o / L o of a microinterval length standard Δx' o of a scale cell of the T2 display scale 7.11 an absolute mass measurement with the unit of mass and the unit of length by means of the Device-specific measured and calibrated length-mass structure of the T1 three-mass type sensor with the absolute measurement the heavy mass m s = m O (1/ [ 1 + ( s O / l O ) 2 ] ,
Figure DE102019006594A1_0058
the inert mass m t = m O (1/ [ 1 + ( l O / s O ) 2 ] ,
Figure DE102019006594A1_0059
the weighed mass m O = m t + m s ;
Figure DE102019006594A1_0060
7.12 an absolute acceleration measurement with the unit of length and the unit of time with the measured and calibrated distances s o and l o of the center of gravity and the center of inertia of the test mass from the TO bearing center and the center of inertia of the test mass with the aforementioned microinterval time measurement with the duration τ 1 the fall time of a fall amplitude of the test mass up to the calibrated plumb direction microinterval of the gravitational force vector, with the duration τ 2 a rise amplitude of the test mass from the calibrated plumb direction microinterval of the gravitational force vector, and with the duration τ 3 a double amplitude around the calibrated plumb direction microinterval of the Gravitational force vector with the absolute measurement the gravitational acceleration G s = ( π s O ) : ( τ 1 2 / π ) ,
Figure DE102019006594A1_0061
the acceleration of inertia G t = ( π l O ) : ( τ 2 2 / π ) ,
Figure DE102019006594A1_0062
the superposition acceleration G O ' = ( π l O ) : [ ( τ 3rd 2 / π ) ] ;
Figure DE102019006594A1_0063
7.13 an absolute force measurement with the unit of mass, with the unit of length, and with the unit of time with the aforementioned calibrated heavy mass and inertial mass and weighed mass of the T1 three-mass type sensor with the acceleration with the absolute measurement the gravitational force F. s = m s G s
Figure DE102019006594A1_0064
of inertia F. t = 1 2 m t G t
Figure DE102019006594A1_0065
the force of superposition F. w = F. s - F. t ,
Figure DE102019006594A1_0066
the falling force F. O ' = m O G O
Figure DE102019006594A1_0067
Signalvektordigitalisierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch 8.1 einen Lasersignalenergiesender Ts am T1-Dreimasseartensensor, eine T2-Signalskala mit einer Mikrostruktur mit organischen LED-Skalaelementen oder mit anorganischen CCD- oder CMOS Skalaelementen, und eine T5-Monitorskala mit einem LED-Display oder OLED-Display, oder 8.2 einen elektromagnetischen HF-Resonanzsignalenergiesender Ts am T1-Dreimasseartensensor, eine T2-Signalskala mit einer Mikrostruktur mit elektrischen Resonanzpotentialzellen, und eine T5-Monitorskala mit einem TFT-LCD-Display oder mit einem LED-Display oder mit einem OLED-Display, oder 8.3 ein kapazitives Signalabgriffsystem am T1-Dreimasseartensensor, eine kapazitive T2-Signalskala, und eine T5-Monitorskala der Wahl.Signal vector digitizer according to one or more of the preceding claims, characterized by 8.1 a laser signal energy transmitter Ts on the T1 three-mass type sensor, a T2 signal scale with a microstructure with organic LED scale elements or with inorganic CCD or CMOS scale elements, and a T5 monitor scale with an LED Display or OLED display, or 8.2 an electromagnetic RF resonance signal energy transmitter Ts on the T1 three-mass type sensor, a T2 signal scale with a microstructure with electrical resonance potential cells, and a T5 monitor scale with a TFT-LCD display or with an LED display or with an OLED display, or 8.3 a capacitive signal pick-up system on the T1 three-mass type sensor, a capacitive T2 signal scale, and a T5 monitor scale of choice.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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