DE1219245B - Gravimeter - Google Patents

Gravimeter

Info

Publication number
DE1219245B
DE1219245B DEC32718A DEC0032718A DE1219245B DE 1219245 B DE1219245 B DE 1219245B DE C32718 A DEC32718 A DE C32718A DE C0032718 A DEC0032718 A DE C0032718A DE 1219245 B DE1219245 B DE 1219245B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spring
weight
torsion
weight system
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEC32718A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Reinhard Schulze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Elektronidustrie AG
Original Assignee
Continental Elektronidustrie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Elektronidustrie AG filed Critical Continental Elektronidustrie AG
Priority to DEC32718A priority Critical patent/DE1219245B/de
Priority to US450345A priority patent/US3315526A/en
Publication of DE1219245B publication Critical patent/DE1219245B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V7/00Measuring gravitational fields or waves; Gravimetric prospecting or detecting
    • G01V7/08Measuring gravitational fields or waves; Gravimetric prospecting or detecting using balances
    • G01V7/10Measuring gravitational fields or waves; Gravimetric prospecting or detecting using balances using torsion balances, e.g. Eötvös balance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

  • Gravimeter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gravimeter mit einem um eine horizonatle Achse drehbar gelagerten, in der Horizontalebene auswägbar eingespannten Gewichtssystem, dessen Gewicht durch eine zwischen ihm und einem festen Lagerpunkt angeordnete Feder getragen und dessen Gewiohtsänderung durch eine koaxial zu seiner Drehachse angeordnete, in meßbarer Weise tordierbare Torsionsfeder, die mit ihrem einen Ende an dem Gewichtssystem und mit ihrem anderen Ende an einem um die Drehachse des Gewichtssystems drehbar gelagerten Torsionsknopf befestigt ist, ausgewogen ist, bei dem die Drehachse des Gewichtssystems durch zwei an ihm angreifende, sich in der Drehachse zwischen festen Lagerpunkten und dem System erstreckende Federn gebildet ist.
  • Bei einer bekannten Gravimeterkonstruktion ist das Gewichtssystem an zwei koaxial zur Drehachse des Systems angeordneten Torsionsfedern, die einerseits mit ihrem einen Ende an dem System und mit ihrem anderen Ende an tordierbaren Lagerpunkten befestigt sind, gelagert. Die Torsionsfedern, die sich beidseitig zu dem Gewichtssystem erstrecken, nehmen das gesamte Gewicht des Gewichtssystems auf und dienen gleichzeitig zum Auswägen der bei Ortsverlagerung des Gravimeters eintretenden Gewichtsänderungen.
  • Diese Konstruktion weist den Nachteil auf, daß die Anordnung nicht mit der erforderlichen Meßempfindlichkeit von 10-7 bis 10-8 der gesamten Schwerebeschleunigung ausgestattet werden kann, denn die bei solchen Anordnungen erforderlichen Torsionen der Federn würden in den Bereich der elastischen Nachwirkung führen.
  • In einer anderen ebenfalls bekannten Anordnung ist die Ausbildung des Gravimeters derart getroffen, daß an das Gewichtssystem beidseitig je eine Zugfeder angreift. Die Zugfedern sind mit ihren freien Enden an ortsfesten Lagerpunkten in der Weise gelagert, daß sowohl ihre Zugspannung durch Verschieben des Lagerpunktes in Richtung der Drehachse des Gewichtssystems als auch ihre Torsionsspannung durch Verdrehen des Lagerpunktes um die Achsrichtung des Gewichtssystems verändertwerden kann. Die Torsionsspannung dieser Federn wird dabei derart eingestellt, daß das Gewichtssystem an einem Eichort in der Horizontalebene angeordnet ist.
  • Gewichtsänderungen am Gewichtssystem werden mittels einer Torsionsfeder, die koaxial zu einer der beiden Zugfedern angeordnet ist und deren einer Lagerpunkt an dem Gewichtssystem und deren anderer Lagerpunkt an einem Torsionskopf ist, gemessen.
  • Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß das Gewichtssystem Schwingungen in Richtung seiner Drehachse ausführen kann. Andererseits ändert jede Torsion der Zugfedern, die das Gewichtssystem lagern, auch die an diesem System wirksamen Torsionsspannungen, wodurch die Indikation der Lage des Gewichtssystems schwierig wird.
  • In Verbesserung der bekannten Gravimeter wird ein Gravimeter der eingangs näher bezeichneten Art vorgeschlagen, das sich dadurch kennzeichnet, daß das Gewichtssystem durch zwei an ihm angreifende und in seiner Drehachse gelegene Spannfäden bzw.
  • Spannbänder eingespannt ist und durch eine gesondert an ihm angreifende Zug- oder Torsionsfeder getragen ist.
  • Die Zugfeder kann in üblicher Weise an dem Gewichtssystem und an einem senkrecht über dem Gewichtssystem befestigten Lagerpunkt angeordnet sein.
  • Die Torsionsfeder kann koaxial zu einem der beiden Spinnfäden vorgesehen sein.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert.
  • F i g. 1 gibt schematisch in Draufsicht und Fig.2 in einer Seitenansicht den Aufbau des Gravimetersystems wieder; F i g. 3 zeigt eine Einzelheit des Gravimeters nach den Fig. 1 und 2, während Fig. 4 die Mittel erläutert, die zur Messung der Torsion der an dem Gravimetersystem vorgesehenen Torsionsfeder erforderlich sind.
  • In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 gehäusefeste Teile des Gravimetersystems. An diesen Teilen ist ein Spannband 2 runden Querschnitts in noch zu erläuternder Weise an Haltevorrichtungen 3 bzw. 4A befestigt. Das Spannband 2 dient zur Lage- rung des Gewichtssystems 4. Das Gewichtssystem besteht aus einem gabelförmigen Bauteil 5, das an seiner Spitze einen Spiegel 6 trägt. An das gabelförmige Bauteil 5 ist ein Ansatz 6A (vgl. F -i g. 2) angelenkt, an dem sich das eine Ende einer Zugfeder 7 abstützt. Das andere Ende der Zugfeder ist an einem gehäusefesten Bauteil 8 über einen Vorsprung 9, der gleichzeitig einen Spiegel. 10 trägt,. befestigt. Die Zugfeder 7 trägt das Gewichtssystem 4, 5, 6A in der Weise, daß das System in der Horizontalebene auswägbar eingespannt ist. Das Spannband 2 definiert die Drehachse des Gewichtssystems, und das Gesamtsystem ist astatisch gelagert.
  • Mit 20 ist eine Torsionsfeder bezeichnet, deren Ende 21 an dem gabelförmigen Bauteil 5, deren Ende 22 an einer Hülse 23 befestigt ist. Durch die hohle Achse der Hülse 23 ist das Spannband 2 geführt. Gleichzeitig nimmt die Hülse 23 ein Zahnrad 24 und einen gläsernen Teilkreis 25 auf. Die Hülse 23 ist in einer Buchse 26 drehbar gelagert. Die Buchse 26 ist Teil des gehäusefesten Bauteils 8. Mit 30 ist ein Schneckenrad bezeichnet, das über eine Stange 31 die Hülse 23 in ihrem Lager 26 zu drehen gestattet. Dabei läßt sich der Torsionswinkel der Feder 20 über den Teilkreis 25 bestimmen.
  • Zur Ablesung des Teilkreises 25 wird dieser über ein Prisma 40 beleuchtet und die beleuchtete Ablesestelle des Teilkreises über ein Prisma 41 mittels eines nicht dargestellten Ablesemikroskops abgelesen. Der Teilkreis 25 weist beispielsweise eine lO-Teilung auf, und es ist dieses kleinste Teilungsintervall des Teilkreises 25 durch ein vorgesehenes optisches Mikrometer interpolierbar. Das Gesichtsfeld des vorgesehenen Ablesemikroskops gibt die Fig.4 wieder.
  • In diesem Feld bezeichnet 43 einen über die Spiegel und 10 geleiteten Lichtzeiger, dessen Lage in dem Gesichtsfeld 42 mit der Lage des Gewichtssystems 4, 5, 6A veränderlich ist. Im Gesichtsfeld 44 ist die über das Prisma 41 betrachtete Ablesestelle des Teilkreises 25 sichtbar, und es ist im Gesichtsfeld 45 die Skala des vorgesehenen Mikrometers sichtbar.
  • Das Spannband 2 ist - wie aus der Fig. 3 ersichtlich - an Federpl'atten 3 bzw. 4A an den ortsfesten Teilen 1 des Gravimetergehäuses befestigt. Die Fig.3 erläutert die Ausbildung der Federplatte 3.
  • Die Ausbildung der Federplatte 4A ist mit der der Federplatte 3 identisch. Die Platte 3 ist aus einem elastischen Material gefertigt und weist die Ausnehmungen 50 bzw. 51 auf. Zentrisch ist an der Platte 3 eine Buchse 52 befestigt, die eine axiale Bohrung 53 aufweist. In diese axiale Bohrung 53 ist das Spannband 2 eingeführt und mittels der Klemmschraube 54 in seiner Lage fixiert. Die Befestigung des Bandes 2 in der Buchse 52 kann vorteilhaft auch durch Klebung mittels eines Metallklebemittels erfolgen.
  • Die Platte 3 wird mittels zweier Schrauben 55 und 56 an dem Bauteil 1 befestigt. Die Platte 3 ist aus relativ steifem Federmaterial gefertigt, und es ist die Anordnung derart getroffen, daß der Torsionsfaden 2 in der Nullage des Gewichtssystems auf Torsion nicht beansprucht ist. Vielmehr wird das gesamte Gewicht des Gewichtssystems in dieser Eichlage durch die Zugfeder 7 aufgenommen. Gewichtsänderungen werden mittels der Torsionsfeder 20 gemessen.
  • Mit 60, 61 ist eine Luftdämpfungsvorrichtung für das Gewichtssystem bezeichnet. Ihr Kolben 61 ist an dem Bauteil 8 befestigt.
  • Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Das Gravimetersystem wird an einem Ort bekanater Erdschwere derart justiert, daß das Gewichtssystem von der Feder 7 in der Horizontalebene getragen ist.
  • In dieser Stellung des Gewichtssystems fällt die Marke=des Lichtzeigers 43 im Gesichtsfeld 42 mit den Indexstrichen 42A zusammen. Wird das Gravimeter-an einen anderen Ort mit vom Eichort verschiedener Erdschwere transportiert, so hebt oder senkt sich die Gravimetermasse aus ihrer Nullposition, und durch Betätigen der Spindel 30 wird die Torsion der Feder 20 derart gewählt, daß die Marke 43 erneut mit den Indexstrichen 42A koinzidiert. Die durch Betätigen der Spindel 31 erfolgte Torsion kann durch Ablesung des Teilkreises im Gesichtsfeld 44 und des interpolierenden Mikrometers im Gesichtsfeld 45 ermittelt werden, woraus sich in üblicher Weise die zu messende Änderung ergibt.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, die vorgesehene Zugfeder durch eine Torsionsfeder zu ersetzen, die beispielsweise koaxial zum Torsionsfaden 2 zwischen dem Gewichtssystem und der Platte 3 angeordnet sein kann. Der Arm 9 kann zu Justierzwecken höhenbeweglich an dem Bauteil 8 gelagert sein.
  • Auch kann an Stelle des runden Torsionsfadens 2 ein solcher rechteckigen Querschnitts Verwendung finden, und an Stelle eines einzigen durchgehenden Fadens können zwei beidseitig an das Gewichtssystem angreifende, seine Drehachse definierende Fäden oder Bänder vorgesehen sein.
  • Im übrigen ist der Torsionsknopf 23, 24 um rund 4000 drehbar, und die Anordnung ist derart getroffen, daß bei einmaliger Einstellung der Spannung der Feder 7 der Meßbereich des Gravimeters etwa 5000 mgal bei einer Meßgenauigkeit von etwa 0,01 mgal umfaßt. Damit entfällt jede Meßbereichsneujustierung im Variationsbereich der Erdschwere.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Gravimeter mit einem um eine horizontale Achse drehbar gelagerten, in der Horizontalebene auswägbar eingespannten Gewichtssystem, dessen Gewicht durch eine zwischen ihm und einem festen Lagerpunkt angeordnete Feder getragen und dessen Gewichtsänderung durch eine koaxial zu seiner Drehachse angeordnete, in meßbarer Weise tordierbare Torsionsfeder, die mit ihrem einen Ende an dem Gewichtssystem und mit ihrem anderen Ende an einem um die Drehachse des Gewichtssystems drehbar gelagerten Torsionsknopf befestigt ist, ausgewogen ist, bei dem die Drehachse des Gewichtssystems durch zwei an ihm angreifende, sich in der Drehachse zwischen festen Lagerpunkten und dem System erstreckende Federn gebildet ist, d a -durch gekennzeichnet, daß dasGewichtssystem (4, 5,- 6A) durch zwei an ihm angreifende und in seiner Drehachse gelegene Spannbänder (2) eingespannt ist und durch eine gesondert an ihm angreifende Feder (7) getragen ist.
  2. 2. Gravimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Torsionsfeder (20) lagernde Torsionsknopf (23, 24) um mindestens 3600 drehbar gelagert und unmittelbar mit einem Teilkreis (25) zur Messung seiner Drehung verbunden ist.
  3. 3. Gravimeter, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, mit einer die Masse des Gewichtssystems tragenden Hauptfeder und einer zur Auswägung der Gewichtsänderungen des Gewichtssystems bestimmten Hilfsfeder, bei dem die Feder- spannung der Hilfsfeder mittels eines Torsionskopfes meßbar einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsknopf (23, 24) zur Messung der Federspannung mit einer gläsernen Kreisteilung (25) verbunden ist.
DEC32718A 1964-04-24 1964-04-24 Gravimeter Pending DE1219245B (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEC32718A DE1219245B (de) 1964-04-24 1964-04-24 Gravimeter
US450345A US3315526A (en) 1964-04-24 1965-04-23 Horizontal-suspension gravimeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEC32718A DE1219245B (de) 1964-04-24 1964-04-24 Gravimeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1219245B true DE1219245B (de) 1966-06-16

Family

ID=7020467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEC32718A Pending DE1219245B (de) 1964-04-24 1964-04-24 Gravimeter

Country Status (2)

Country Link
US (1) US3315526A (de)
DE (1) DE1219245B (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5513530A (en) * 1993-12-20 1996-05-07 Ney; Robert J. Shaded rotor universal particle pressure integrator device
US6353311B1 (en) * 1998-07-02 2002-03-05 John P. Brainard Universal particle flux pressure converter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2732718A (en) * 1956-01-31 Cornelison
US1898534A (en) * 1931-10-03 1933-02-21 Hartley Kenneth Measuring instrument
US2417392A (en) * 1944-05-08 1947-03-11 Craig Roderick Torsion balance
US2571839A (en) * 1947-12-03 1951-10-16 Socony Vacuum Oil Co Inc Index for sensitive measuring instruments
US2907211A (en) * 1957-09-06 1959-10-06 Bill Jack Scient Instr Co Gravity meter

Also Published As

Publication number Publication date
US3315526A (en) 1967-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2363769A1 (de) Federwaage
CH397775A (de) Einstellbare Magnetkopfhalterung
EP0028302B1 (de) Magnetfelddifferenzsonde
DE1219245B (de) Gravimeter
DE624857C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten umlaufender Koerper oberhalb der kritischen Drehzahl
DE517788C (de) Torsionsfederwaage
DE599406C (de) Setzwaage
DE459866C (de) Vorrichtung zur Messung veraenderlicher Kraefte
DE875871C (de) Leuchtbildwaage zur Anzeige von Tara- und Nettogewichten
DE824564C (de) Roehrenfedermanometer hoher Empfindlichkeit, insbesondere Mikrobarometer
DE906151C (de) Praezisionswaage
DE863527C (de) Galvanometer, insbesondere Vibrationsnadelgalvanometer
AT398845B (de) Gerät zum messen und/oder prüfen von neigungen
DE663726C (de) Astasiertes Pendel fuer Schweremessung
DE843606C (de) Drehfederwaage
DE602228C (de) Praezisionsfederwaage
DE918599C (de) Mit optischen Mitteln arbeitender Drehzahlmesser
DE842716C (de) Magnetische Feldwaage
AT160327B (de) Gerät zum Messen der Schwerkraft.
DE1448789B2 (de) Vorrichtung zum Gewichtsausgleich bei einem Anzeigeglied, Justierung der Vorrichtung und Vorrichtung zur Justierung
DE800437C (de) Leuchtbildwaage zur Anzeige von Tara-, Brutto- und Nettogewichten
DE926882C (de) Taschenbriefwaage
DE1549264C (de) Feinwaage mit durch Gewichte erweiterbarem Wägebereich, insbesondere Analysenwaage
CH448543A (de) Längen-Feinmessgerät
DE800195C (de) Neigungswaage