JPH0454912B2 - - Google Patents

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JPH0454912B2
JPH0454912B2 JP58158751A JP15875183A JPH0454912B2 JP H0454912 B2 JPH0454912 B2 JP H0454912B2 JP 58158751 A JP58158751 A JP 58158751A JP 15875183 A JP15875183 A JP 15875183A JP H0454912 B2 JPH0454912 B2 JP H0454912B2
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JP
Japan
Prior art keywords
string
leaf spring
weight
gravimeter
spring
Prior art date
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Application number
JP58158751A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6050476A (en
Inventor
Toshuki Yamaguchi
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Publication of JPH0454912B2 publication Critical patent/JPH0454912B2/ja
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V7/00Measuring gravitational fields or waves; Gravimetric prospecting or detecting

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は重力計に関し、特に、弦振動式に係
るものである。
[Detailed Description of the Invention] (a) Industrial Application Field The present invention relates to a gravimeter, and particularly relates to a string vibration type gravimeter.

(ロ) 従来技術 従来よりこの種の重量計は、剛性支持体に弦が
連接され、この弦が永久磁石を通つて設けられ、
この弦下端に錘が吊下されて構成されている。そ
して、この弦に電流を流すと、この弦が磁界を通
つているので起電力が発生し、この信号を増幅し
て再び弦に帰還することにより、弦が定められた
振動数で自励発振する。この振動数が√に比例
するところから、重力Gを求めるようになつてい
る。
(b) Prior Art Conventionally, weigh scales of this type have a string connected to a rigid support, and this string is installed through a permanent magnet.
A weight is suspended from the bottom end of this string. When a current is passed through this string, an electromotive force is generated because the string is passing through a magnetic field, and this signal is amplified and fed back to the string, causing the string to self-oscillate at a predetermined frequency. do. Gravity G is calculated from the fact that this frequency is proportional to √.

しかし、この重力計においては、弦を直接支持
体に連接しているので、計器自体の特性として数
100Hzの固有共振点を有するという欠点があつた。
つまり、剛性支持体が外部要因などで振動し、弦
がこの振動で何らかの影響を受けることになる。
However, in this gravimeter, the string is directly connected to the support, so the number of
It had the disadvantage of having a natural resonance point of 100Hz.
In other words, the rigid support body vibrates due to external factors, and the strings are somehow affected by this vibration.

従つて、この共振を取り除く処理が必要とな
り、その方法として弦を剛性支持体より切り離す
ことが考えられる。そこで、剛性支持体に取付け
られた板バネに弦を連接する一方、錘の下部に電
磁ダンパを取付けたものがある。この板バネはロ
ーパスフイルタを構成し、高い振動数が弦に伝達
されないようにしている。また、電磁ダンパは錘
に固設された銅リングが永久磁石に囲繞されて成
り、銅リングが移動すると、この移動を抑止して
振動が弦に伝達されないようにしている。
Therefore, a process to eliminate this resonance is required, and one possible method for this is to separate the string from the rigid support. Therefore, there are devices in which the string is connected to a leaf spring attached to a rigid support, and an electromagnetic damper is attached to the lower part of the weight. This leaf spring forms a low-pass filter, preventing high frequencies from being transmitted to the strings. Further, the electromagnetic damper is made up of a copper ring fixed to a weight and surrounded by permanent magnets, and when the copper ring moves, this movement is suppressed so that vibrations are not transmitted to the strings.

この重力計において、錘は2枚の板バネを十字
状に連接して成るゼロクロス板バネによつて支持
され、錘が変動しないように支えている。
In this gravimeter, the weight is supported by a zero-cross plate spring formed by connecting two plate springs in a cross shape, and supports the weight so that it does not fluctuate.

ところが、弦が連接された前記板バネは温度変
化によつて先端が変位するため、錘が変動する場
合がある。その際、ゼロクロス板バネによつて錘
にモーメントが作用することになる。つまり、ゼ
ロクロス板バネのバネ力が錘を元に戻すように作
用することになり、弦に作用する錘の張力が実際
の錘の質量と異なることになる。これでは正確な
重力Gを測定できないという問題があつた。
However, since the tip of the leaf spring to which the string is connected is displaced due to temperature changes, the weight may fluctuate. At this time, a moment is applied to the weight by the zero-cross leaf spring. In other words, the spring force of the zero-cross leaf spring acts to return the weight to its original position, and the tension of the weight acting on the string differs from the actual weight of the weight. With this, there was a problem that accurate gravity G could not be measured.

逆に、錘にゼロクロス板バネのモーメントが作
用しないようにすると、このゼロクロス板バネの
バネ力を極めて弱くしなければならない。これで
は錘の支持が不十分となり、輸送等に耐えられな
いという問題があつた。
Conversely, in order to prevent the moment of the zero-cross leaf spring from acting on the weight, the spring force of the zero-cross leaf spring must be made extremely weak. This resulted in insufficient support for the weight, which caused the problem that it could not withstand transportation.

(ハ) 目的 この発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、弦が連接された板バネが温度影響を受けても
錘が変動しないようにして、正確な重力測定が行
え且つ錘の支持を正確に行えるようにした重力計
を提供するものである。
(c) Purpose This invention was made in view of the above points, and it is possible to perform accurate gravity measurement and to prevent the weight from changing even if the leaf spring to which the string is connected is affected by temperature. To provide a gravimeter that allows accurate support.

(ニ) 構成 この発明は、上述した目的を達成するために、
支持体に板バネがその基端にて水平方向に取付け
られ、この板バネの先端に弦が連接され、この弦
が磁石を通り、この弦の下端に錘が吊下され、こ
の錘に、磁界内に導体が位置して成る電磁ダンパ
が設けられると共に、この錐を静止状態に支持す
る静止保持手段が連接される一方、前記板バネの
先端上面に接して押さえ部材が設けられ、この押
さえ部材に対して予め設定された温度範囲内で板
バネの押圧力が作用すると共に、この板バネの押
圧力に抗して押さえ部材によつて板バネが水平方
向に支持されて成り、前記弦に振動電流を流して
この弦を振動させ、この振動数より重力を測定す
るように構成されている。
(d) Configuration In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following features:
A leaf spring is attached to the support horizontally at its base end, a string is connected to the tip of the leaf spring, the string passes through a magnet, a weight is suspended from the lower end of the string, and a weight is attached to the weight. An electromagnetic damper having a conductor located in a magnetic field is provided, and a stationary holding means for supporting the cone in a stationary state is connected thereto, and a pressing member is provided in contact with the top surface of the tip of the leaf spring, and the pressing member The pressing force of the leaf spring acts on the member within a preset temperature range, and the leaf spring is supported in the horizontal direction by the pressing member against the pressing force of the leaf spring, so that the string The string is made to vibrate by passing an oscillating current through it, and gravity is measured from this frequency.

(ホ) 実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
(e) Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図及び第2図に示すように、1は重力計で
あつて、弦振動式で、弦2の振動数より重力を測
定するものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 is a gravimeter of the string vibration type, which measures gravity based on the frequency of the string 2.

この弦2の上端は板バネ3に連接され、下端に
は錘4が吊下されている。更に、弦2は永久磁石
5を通つて設けられており、この永久磁石5は縦
溝5aを有する平面視略コ字状に形成されて支持
体6に取付けられている。この縦溝5a内に弦2
が位置して磁界を鉛直方向に縦断している。
The upper end of this string 2 is connected to a leaf spring 3, and a weight 4 is suspended from the lower end. Further, the string 2 is provided through a permanent magnet 5, and the permanent magnet 5 is formed in a substantially U-shape in plan view with a vertical groove 5a, and is attached to a support body 6. In this vertical groove 5a, the string 2
is located vertically across the magnetic field.

前記板バネ3は、基端が支持体6に取付けら
れ、先端に弦2が連接され、ほぼ水平方向に延設
されている。この板バネ3はローパスフイルタを
構成している。
The leaf spring 3 has its base end attached to the support body 6, the string 2 connected to its tip end, and extends substantially horizontally. This leaf spring 3 constitutes a low pass filter.

更に、この板バネ3は、所定の温度雰囲気内で
先端がやや上方に湾曲した形状に形成されてお
り、予め設定された微小の温度上昇変化が生じた
際、湾曲状態から水平状態までの変位に構成され
ている。
Furthermore, this leaf spring 3 is formed in a shape in which the tip is slightly curved upward in a predetermined temperature atmosphere, and when a preset minute temperature increase change occurs, the leaf spring 3 changes from a curved state to a horizontal state. It is composed of

板バネ3の先端上方には押さえ部材7(剛体)
が支持体6に取付けられて設けられている。この
押さえ部材7の下面には板バネ3の先端が接して
おり、板バネ3を水平状態に保持している。即
ち、所定の温度状態で板バネ3が上方に付勢して
も押さえ部材7で規制されて水平状態に維持さ
れ、予め設定された温度変化内では板バネ3は常
時水平状態に保持されるようになつている。
Above the tip of the leaf spring 3 is a holding member 7 (rigid body).
is attached to the support 6. The lower surface of this holding member 7 is in contact with the tip of the leaf spring 3, and holds the leaf spring 3 in a horizontal state. That is, even if the leaf spring 3 is urged upward in a predetermined temperature state, it is controlled by the pressing member 7 and maintained in a horizontal state, and within a preset temperature change, the leaf spring 3 is always maintained in a horizontal state. It's becoming like that.

前記錘4の下部には電磁ダンパ8が設けられて
おり、この電磁ダンパ8は永久磁石8aと銅リン
グ8bとより構成されている。この永久磁石8a
は周回溝8cを有して支持体6に設置されてい
る。銅リング8bは錘4の下面に穿設されて周回
溝8cに位置し、支持体6の高い振動に対して銅
リング8bが移動すると、この銅リング8bが磁
界を縦断しているので、この移動が抑止され、弦
2の減衰を阻止している。
An electromagnetic damper 8 is provided below the weight 4, and this electromagnetic damper 8 is composed of a permanent magnet 8a and a copper ring 8b. This permanent magnet 8a
is installed on the support body 6 with a circumferential groove 8c. The copper ring 8b is drilled on the lower surface of the weight 4 and is located in the circumferential groove 8c. When the copper ring 8b moves due to the high vibration of the support 6, this copper ring 8b crosses the magnetic field. Movement is suppressed, and damping of the string 2 is prevented.

さらに、錘4には静止保持手段9が連繋されて
おり、この静止保持手段9はゼロクロス板バネ9
aで構成され、このゼロクロス板バネ9aは2枚
の板バネが十字状に連接されて構成されている。
このゼロクロス板バネ9aは一端が支持体6に取
付けられ、他端が連接部材9bを介して錘4に取
付けられ、錘4を外部負荷が作用することなく支
持している。
Further, a stationary holding means 9 is connected to the weight 4, and this stationary holding means 9 is connected to a zero cross plate spring 9.
The zero-cross leaf spring 9a is composed of two leaf springs connected in a cross shape.
One end of this zero-cross plate spring 9a is attached to the support body 6, and the other end is attached to the weight 4 via a connecting member 9b, so that the weight 4 is supported without any external load acting on it.

次に、この重力計1の重力測定動作について説
明する。
Next, the gravity measuring operation of this gravimeter 1 will be explained.

錘4が吊下された弦2に電流を流すと、永久磁
石5より生ずる磁界内を弦2が通つているので、
この弦2が振動することになる。そして、この張
力を電気信号として導出し、図示しない帰還回路
の増幅器で増幅した後、再び弦2に戻して振動電
流を通すと、この弦2は定められた振動数で自励
発振する。
When a current is passed through the string 2 on which the weight 4 is suspended, the string 2 passes through the magnetic field generated by the permanent magnet 5, so
This string 2 will vibrate. Then, this tension is derived as an electric signal, amplified by an amplifier in a feedback circuit (not shown), and then returned to the string 2 and an oscillating current is passed through it, causing the string 2 to self-oscillate at a predetermined frequency.

この発振周波数fは次式で表される。 This oscillation frequency f is expressed by the following equation.

f=1/2√ :弦2の長さ ρ:弦2の線密度 M:錘4の質量 G:重力加速度 従つて、周波数fを求めることにより、重力加
速度G(単に重力という)を計測する。
f=1/2√ : Length of string 2 ρ : Linear density M of string 2 : Mass of weight 4 G : Gravitational acceleration Therefore, by finding the frequency f, we can measure the gravitational acceleration G (simply referred to as gravity). .

この重力計1において、計器自体が固有共振点
(例えば数100Hz)で振動しても、高周波数は板バ
ネ3で除去される一方、低周波数は銅リング8b
の移動で抑止されて除去されることになり、弦2
に対する共振周波数が取り除かれる。
In this gravimeter 1, even if the instrument itself vibrates at its natural resonance point (for example, several 100 Hz), high frequencies are removed by the leaf spring 3, while low frequencies are removed by the copper ring 8b.
will be suppressed and removed by the movement of string 2.
The resonant frequency for is removed.

一方、板バネ3は所定温度で上方に湾曲する
が、押さえ部材7で規制されて水平状態に支持さ
れており、しかも、予め設定された温度変化内に
おいては、先端の変位が生じることがない。つま
り、上方への変位は押さえ部材7で規制される一
方、下方への変位は予め備えられた上方への押圧
力が減少するのみで、水平状態より下方に生じな
い。よつて、板バネ3は常時水平状態に保持さ
れ、錘4が常に定位置に保持され、外部負荷の作
用が防止されている。
On the other hand, although the leaf spring 3 curves upward at a predetermined temperature, it is regulated by the holding member 7 and supported in a horizontal state, and furthermore, the tip does not displace within a preset temperature change. . In other words, upward displacement is regulated by the pressing member 7, while downward displacement only reduces the predetermined upward pressing force and does not occur below the horizontal state. Therefore, the leaf spring 3 is always held in a horizontal state, the weight 4 is always held in a fixed position, and the action of external loads is prevented.

尚、板バネ3が許容する温度変化は微小であ
り、それ以上の温度変化は計器全体の外部制御で
行うようになつている。
It should be noted that the temperature change allowed by the leaf spring 3 is minute, and any further temperature change is controlled externally of the entire instrument.

またなお、この実施例の静止保持手段9はゼロ
クロス板バネを用いたが、この発明はこれらに限
られず、無負荷で錘を支持できるものであればよ
い。
Further, although a zero-cross plate spring is used as the stationary holding means 9 in this embodiment, the present invention is not limited to these, and any spring may be used as long as it can support the weight without a load.

(ヘ) 効果 以上のように、この発明重力計によれば、弦が
連接された板バネが温度変化によつて変化しない
ので、錘が変動しないことになり、弦の振動数か
ら重力を正確に測定することができる。例えば、
数μGALの分解能を得ることができるから、精度
を著しく向上させることができる。
(F) Effect As described above, according to the gravimeter of this invention, the leaf spring to which the string is connected does not change due to temperature changes, so the weight does not change, and gravity can be accurately measured from the string's vibration frequency. can be measured. for example,
Since a resolution of several μGAL can be obtained, accuracy can be significantly improved.

また、板バネの有するローパスフイルタとして
の機能を保つたまま錘の変動を防止することがで
きるから、より信頼性を高めることができる。
Further, since fluctuation of the weight can be prevented while maintaining the function of the leaf spring as a low-pass filter, reliability can be further improved.

また、ゼロクロス板バネを用いた際、この板バ
ネのバネ力を強めにすることができるので、計器
自体の機械的強度を高めることができる。
Further, when a zero-cross leaf spring is used, the spring force of the leaf spring can be increased, so that the mechanical strength of the meter itself can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面はこの発明の一実施例を示しており、第1
図は重力計の概略側面図、第2図は同概略正面図
である。 1:重力計、2:弦、3:板バネ、4:錘、
5:永久磁石、6:支持体、7:押さえ部材、
8:電磁ダンパ、8a:永久磁石、8b:銅リン
グ、9:静止保持手段、9a:ゼロクロス板バ
ネ。
The drawings show one embodiment of the invention, and the first
The figure is a schematic side view of the gravimeter, and FIG. 2 is a schematic front view thereof. 1: Gravimeter, 2: String, 3: Leaf spring, 4: Weight,
5: Permanent magnet, 6: Support, 7: Holding member,
8: Electromagnetic damper, 8a: Permanent magnet, 8b: Copper ring, 9: Stationary holding means, 9a: Zero cross plate spring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 支持体に板バネがその基端にて水平方向に取
付けられ、この板バネの先端に弦が連接され、こ
の弦が磁石を通り、この弦の下端に錘が吊下さ
れ、この錘に、磁界内に導体が位置して成る電磁
ダンパが設けられると共に、この錘を静止状態に
支持する静止保持手段が連接される一方、前記板
バネの先端上面に接して押さえ部材が設けられ、
この押さえ部材に対して予め設定された温度範囲
内で板バネの押圧力が作用すると共に、この板バ
ネの押圧力に抗して押さえ部材によつて板バネが
水平方向に支持されて成り、前記弦に振動電流を
流してこの弦を振動させ、この振動数より重力を
測定することを特徴とする重力計。 2 前記静止保持手段は、2枚の板バネが十字状
に連接されて成るゼロクロス板バネで構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の重力計。
[Scope of Claims] 1. A leaf spring is horizontally attached to the support at its base end, a string is connected to the tip of the leaf spring, the string passes through a magnet, and a weight is suspended from the lower end of the string. An electromagnetic damper having a conductor located in a magnetic field is provided on the weight, and a stationary holding means for supporting the weight in a stationary state is connected to the weight. A member is provided,
A pressing force of a leaf spring acts on this pressing member within a preset temperature range, and the leaf spring is supported in the horizontal direction by the pressing member against the pressing force of the leaf spring, A gravimeter characterized in that an oscillating current is passed through the string to cause the string to vibrate, and gravity is measured from the frequency of the vibration. 2. The gravimeter according to claim 1, wherein the stationary holding means is constituted by a zero cross plate spring formed by connecting two plate springs in a cross shape.
JP15875183A 1983-08-30 1983-08-30 Gravimeter Granted JPS6050476A (en)

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JP15875183A JPS6050476A (en) 1983-08-30 1983-08-30 Gravimeter

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JPS6050476A JPS6050476A (en) 1985-03-20
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