RU1827660C - Гравиметр дл измерени абсолютного ускорени свободного падени баллистическим методом - Google Patents

Abstract

Использование: область измерительной техники дл  измерени  абсолютного ускорени  свободного падени  на неподвижном основании. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений и долговечности гравиметра. Сущность: у гравиметра дл  измерени  ускорени  свободного падени  баллистическим методом, содержащего подбрасываемое тело, катапульту, вакууми- рованную камеру и систему сьема показаний , подбрасываемое тело выполнено в аиде ферромагнитного шарика с зеркаль- Тюй поверхностью, а система съема показаний состоит из лазерных измерителей времени свободного падени  фиксированного отрезка, установленных попарно в диаметрально противоположных точках,   плоскост х, проход щих через начальную и конечную точки мерного отрезка и перпендикул рных траектории свободного падени  шарика, причем над катапультным механизмом размещен посто нный магий с воронкообразным отверстием в центре. 1, з.п.ф-лы, 5 ил. сл с

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  абсолютного значени  ускорени  свободного падени  на неподвижном основании.

Цель изобретени  - повышение точности измерений и долговечности гравиметра.

Конструктивна  схема предлагаемого гравиметра изображена на фиг. 1-5.

Гравиметр содержит подбрасываемое тело в виде ферромагнитного шарика 1 с зеркальной поверхностью, вакуумировэн- ную ампулу 2, жесткий центр 3 ферромагнитной мембраны с выемкой под шарик, ферромагнитную мембрану 4, источник света 5 фото-реле, приемник излучени  6 фотореле , контакты 7 фото-реле, обмотку 8 электромагнита катапультного механизма.

посто нный магнит 9 цилиндрической формы с воронкообразным отверстием, лазерные измерители времени 11, магнитный экран 10, оптические прозрачные окна 12, лазерный источник света 13, полупрозрачное зеркало 14, плоское зеркало 15, индикатор 16, система съема показаний 17, счетчик времени 18, генератор опорной частоты 19, ЭВМ 20.

Ферромагнитный шарик 1 находитс  в вакуумироеанной ампуле 2 на жестком центре 3 ферромагнитной мембраны 4, которые закреплены на торце ампулы 2. В той же части ампулы на ее боковых част х помещены источник света 5 и приемник излучени  6 фото-реле. С целью повышени  долговечности прибора путем уменьшени  износа чувствительной моссы, над обмоткой 8

00

ю XJ о

о о

установлен посто нный магнит 9 цилиндрической формы с воронкообразным отверстием . Ампула 2 закрыта магнитным экраном 10. На двух уровн х ампулы 2 в диаметрально противоположных, в плоскост х , проход щих через начальную и конечную точки мерного участка и перпендикул рных траектории свободного падени  шарика установлены лазерные измерители времени 11, на этом же уровне в магнитном экране 10 имеютс  оптические прозрачные окна 12. Лазерные измерители времени 11 содержат следующие элементы: лазерный источник света 13, полупрозрачное зеркало 14, плоское зеркало 15, индикатор 16, электрически св занный с системой съема показаний 17, состо щей из счетчика времени 18, генератора опорной частоты 19 и ЭВМ 20,

Ускорение свободного падени  шарика можно вычислить по следующим формулам:

g0 2h/ A to2, gi 2h/ Д ti2,

gi«2h/A ti2,

где h - заранее заданное рассто ние между измерительными станци ми, фиксирующими пролет шарика в моменты времени ti и tz:

Ati t2i-tu(l 1,2,3...n)

n - число измерений.

Гравиметр работает следующим образом .

Ферромагнитный шарик 1 с зеркальной поверхностью находитс  в вакуумирован- ной ампуле 2 в выемке под него на ферромагнитном центре 3 мембраны 4. При этом источник света 5 подает сигнал на приемник излучени  6 фото-реле, который выполнен в виде фотоприемника ФДЗ. Когда шарик 1 занимает нижнее положение, соответствующие чертежу 1 срабатывают контакты фото-реле 7 (см.фиг.2) и подключают обмотку 8 электромагнита к источнику электрического тока с напр жением U. Ферромагнитный центр 3 и мембрана 4, вт гива сь силами магнитного пол  обмотки 8, подбрасывает шарик 1 вверх. В магнитном экране 10 дл  попадани  шарика в поле измерительных станций 11 врезаны оптические прозрачные окна 12.

Конструктивна  схема измерительных станций 11 показана на чертеже 3. Луч от лазерного источника света He-Ne 13 поступает на полупрозрачное зеркало 14, с которого падает на шарик 1. а затем

отразившись от зеркальной поверхности шарика 1, возвращаетс  к полупрозрачному зеркалу 14 только в том случае, если падающий луч попадает в оптический центр шарика . Падающие лучи, не попавшие в

оптический центр шарика не фиксируютс .

Отраженный луч попадает на индикатор 16

- момента встречи лазерного луча, попавшего

в оптический центр шарика 1, с его зеркальной поверхностью. На фиг.4 показано расположение лазерных измерительных станций 11. установленных, например, в двух диаметрально противоположных направлени х , в плоскост х, проход щих че5 рез начальную и конечную точки мерного отрезка и перпендикул рных траектории свободного падени  шарика.

Выходы измерительных станций 11 св заны со входами измерителей 16 (см.фиг.5),

0 которые подключены к системе сьема показаний 17, работающей следующим образом. Врем  пролета шарика 1 мерного участку между двум  измерительными станци ми 11 определ етс  счетчиком времени 18, а

5 его запуск осуществл етс  с помощью генератора опорной частоты 19. Далее сигнал поступает на ЭВМ 20, где происходит обработка информации, снимаемой со всех измерителей 11,

0 Таким образом, за счет применени  в качестве пробного тела ферромагнитного шарика с зеркальной поверхностью и лазерных измерителей времени можно избежать несовпадени  оптического центра пробного

5 тела с его центром масс, вызванное наличием начального момента закрутки катапульты , которое измер етс  по мере выработки ресурса. Сопротивление остаточного газа в ампуле также снижает точность измерений

0 у прототипа, так как уголковый отражатель в отличие от ферромагнитного шарика имеет несовершенную аэродинамическую форму .

Посто нный магнит, размещенный над

5 катапультой, демпфирует удар шарика о подставку, что уменьшает его износ, а следовательно , повышает долговечность прибора .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   0 1. Гравиметр дл  измерени  абсолютного ускорени  свободного падени  баллистическим методом, содержащий пробное тело, катапульту, вакуумированную ампулу, систему съема показаний, отличающийс 

   5 тем, что, с целью повышени  точности измерений , пробное тело выполнено в виде ферромагнитного шарика с зеркальной поверхностью катапульта выполнена в виде ферромагнитной мембраны с расположенной в центре выемки под ферромагнитный

   шарик и электромагнита, а система съема показаний содержит лазерные измерители времени свободного падени  фиксированного отрезка, установленные попарно в диаметрально противоположных точках, в плоскост х, проход щих через начальную и конечную точки мерного отрезка и перпендикул рных траекторий свободного падени  шарика.
2. 2. Гравиметр по и.1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  его долговечности , над катапультным механизмом размещен посто нный магнит с воронкообразным отверстием в центре.

   epts&f

   /

   К

   /

   В

   ри&2

   $(/ЗА

   12

   fe

   7Я

   19

   1в

   го

   // j г с -I;