DE413284C - Gravitationswaage nach Art derjenigen von Eoetvoes - Google Patents

Description

• Gravitationswaage nach Art derjenigen von Eötvös. Die Erfindung bezweckt, die Leistungsfähigkeit der Gravitationswaagen nach Art derjenigen von E ö t v ö s von den störenden Eigenschaften des Aufhängedrahtes des Gehänges unabhängig zu machen. Sie ersetzt zu diesem Zwecke die bisher als Maß der Gravitation benutzte Drehkraft des gedrillten Aufhängedrahtes durch Richtkräfte, welche die Waage von den Eigenschaften der Aufhängung unabhängig machen.
• Der Massenträger der Drehwaage von E ö t v ö s ist bekanntlich bisher an einem Platiniridiumdraht aufgehängt. Er hat infolge dieser Drähtaufhängungeine bestimmte Nulllage. Erfährt der Massenträger durch eine Änderung des Schwerefeldes eine Drehung, so wird der Aufhängedraht gedrillt, tordiert und sucht das Gehänge in die Ruhelage zurückzutreiben. Die Drillungs- oder Torsionskraft des Aufhängefadens und die in horizontaler Richtung sich ändernde Gravitationskraft halten sich also das Gleichgewicht. Die Ablenkung ist also ein Maß der Gravitationsänderung.
• Die Leistungsfähigkeit der Drehwaagen ist so gut wie ausschließlich bedingt durch die Eigenschaften des Aufhängefadens. Es ist nun eine in der Praxis bekannte Tatsache, daß es sehr schwer ist, geeignete Fäden ausfindig zu machen, denen Drill- oder Torsionskraft sich nicht mit der Zeit ändert. Am ungünstigsten wirken erfahrungsgemäß Änderungen der Temperatur während der Messungen, und da ein Meßsatz etwa 8 Stunden in Anspruch nimmt, so ist es bei den im Gelände vorliegenden Bedingungen unmöglich, die Temperatur gleichbleibend zu halten. Man hat deshalb versucht, die Platiniridiumfäden zu ersetzen durch Kokon- oder durch Quarzfäden, deren Drillkraft nicht in so hohem Maße von den physikalischen Einflüssen während der Messung abhängt. Die an einen! guten Aufhängedraht zu stellenden Anforderungen sind: i. große Tragkraft, 2. hinreichend kleine Drillkraft, 3. unveränderlich Drillkraft und Nullage. Die unter i und 2 genannten Eigenschaften müsaen im richtigen Verhältnis stehen; damit hinreichend große Ablenkungskräfte entstehen, müssen die am Drehkörper aufgehängten Massen eine hinreichende Größe haben; dar Aufhängedraht anderseits soll möglichst dünn sein, damit seine Drillkraft klein ist. Kokonfäden vereinigen hohe Tragkraft mit kleiner Drillkraft, haben aber veränderliche Nullage. Quarzfäden anderseits haben gute Nullage, aber keine ausreichende Tragkraft.
• Die vorliegende Erfindung beseitigt die in der Veränderlichkeit der Drillkräfte liegende Schwierigkeit dadurch, daß sie für das Gehänge Richtkräfte in der Drehwaage erzeugt, die auf magnetischer, elektrischer oder auf Massenanziehung beruhen und von äußeren. Einwirkungen, wie z. B. von der Temperatur, unabhängig sind.
• Die Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung magnetischer Richtkräfte, Abb. 2 ein solches fürelektrische Richtkräfte.
• In Abb. i ist im Gehäuse g an einem Faden a von sehr kleiner Drillkraft, z. B. einem Kokonfaden, das Gestänge f mit den Massen d drehbar aufgehängt. Am oberen Ende c des Gestänges befinjden sich der Spiegel b für die Ablesung des Ablenkungswinkels und das astatische Magnetpaar f1, 1h2. Parallel zu der Achserrichtung dieses astatischen Magnetpaares sind auf dem Gehäuse zwei Paare von Richtmagneten ml und m2 derart übereinander angeordnet, daß jedem Nordpol des astatischen Paares /z'1 und h:. ein Südpol und jedem Südpol ein Nordpol gegenübersteht. Da das innere Magnetpaar hl, h2 astatisch ist, ist es unabhängig von der erdmagnetischen Kraft. Die äußeren Magnetpaare ml, m@ üben auf das Gehänge Richtkräfte aus. Dabei ist es nicht erforderlich, daß diese äußeren Magnete ihrerseits astatische Paare bilden. Die äußeren Magnetgruppen können auch aus mehr als zwei Magneten bestehen, und außerdem können mehr als zwei Gruppen und in anderer Anordnung verwendet werden; auch das astatische Paar nzl, m2 kann durch ein astatisches Magnetkreuz ersetzt werden.
• In vielen Fällen ist die Massenanhäufung, deren Vorhandensein man .durch die Verstärkung der Gravitationswirkung in der Richtung gegen die Anhäufung zu nachweisen will, in horizontaler Richtung so weit entfernt, daß sie auf die beiden gleichen Massen der Drehwaage nahezu die gleiche Anziehungskraft ausübt. In einem solchen Fall reicht die Empfindlichkeit der Drehwaage nicht aus. Wenn man aber die Massen ungleich groß macht, so ist der Unterschied der beiden Kräfte, welche die Massenanhäufung erzeugt, größer, aber das Übergewicht der größeren Masse erlaubt bei den gewöhnlichen Drehwaagen nicht, ungleiche Massen zu verwenden.
• In Abb. z ist ein Beispiel dargestellt, wie an einer Drehwaage die Anwendung besonderer Richtkräfte auch benutzt werden kann, um das überge`vicht der größeren Masse auszugleichen. Das Gehänge f trägt nun an dem linken Ende die Masse d und setzt sich am rechten Ende in einer durchbrochenen Platte i von kleinerer Masse als d fort. Die Vorsprünge g des Gehäuses bilden einen ebenfalls unterbrochenen Schutzring, der die Platte i umgibt und in ihre Aussparungen eingreift.
• Unter der Platte i ist eine gegen Glas Gehäuse isolierte elektrostatisch _E geladene Platte k angeordnet. Sie übt auf die Platte i eine in vertikaler Richtung wirkende Anziehungskraft aus und hält dadurch dem Übergewicht der Masse d das Gleichgewicht. Die Abmessungen der Platte k können so bemessen werden, daß das elektrostatische Feld in horizontaler Richtung ungleichförmig ist; dann übt es bei einer Abweichung aus der Nullage eine Drehwirkung auf das Gehänge aus und stellt also die Richtkraft dar, welche die Nullage bestimmt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE i. Gravitationswaage nach Art derjenigen von E ö t v ö s , welche zur Aufhängung des Gehänges Fäden oder Tragvorrichtungen nüt geringer oder gar keiner die Nullage festlegenden Einstellungskraft verwendet, gekennzeichnet durch magnetische, elektrische oder auf Massenanziehung beruhende Richtkräfte, die an Stelle der Drillkraft treten.
2. 2. Gravitationswaage nach Art derj enigen von E ö t v ö s, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse an dem einen Ende des Dreharmes verringert ist und das Übergewicht der anderen Masse durch die elektrischen oder magnetischen Kräfte ausgeglichen ist.