RU2073897C1

RU2073897C1 - Gravitational variometer

Info

Publication number: RU2073897C1
Application number: RU93036829A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Антонов; В.А. Кузиванов; С.В. Кузиванов; В.С. Кутепов; А.В. Мокин; И.И. Науменко-Бондаренко
Original assignee: Тульский государственный технический университет
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1997-02-20

Abstract

FIELD: measurement of second- order derivatives of gravitational field. SUBSTANCE: variometer has a rocker with two weights suspended by an elastic thread, optical system transforming the rocker turn to movement of a light glare, photoelectric device transforming the light glare movement to an electric signal, and a recorder that records variation of the electric signal on paper. The variometer uses a second recorder and an amplifier in the output signal circuit, which makes it possible to change the signal amplitude by three times. The variometer provides two records, which are processed by the "intersection points" method. EFFECT: reduced time of observation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области геофизического приборостроения, в частности к конструкции прибора для измерения вторых производных гравитационного поля. The invention relates to the field of geophysical instrumentation, in particular to the design of the device for measuring the second derivatives of the gravitational field.

Известны вариометры, предназначенные для измерения вторых производных гравитационного поля, содержащие крутильные весы в виде горизонтального или наклонного коромысла, подвешенного на упругой нити, грузики одинаковой массы, установленные на концах стержня, оптическую систему, преобразующую поворот стержня на крутильной нити в перемещение светового блока, и регистрирующую систему с фотопленкой, на которой записывается перемещение блика [1]
Измерения с помощью вариометра производятся в пяти азимутах. После окончания измерений в одном азимуте прибор поворачивается на угол 60 градусов. При этом коромысло раскачивается.Known variometers designed to measure the second derivatives of the gravitational field, containing torsion scales in the form of a horizontal or inclined beam, suspended on an elastic thread, weights of the same mass, mounted on the ends of the rod, an optical system that converts the rotation of the rod on the torsional thread into the movement of the light block, and a recording system with photographic film on which flare movement is recorded [1]
Measurements using a variometer are made in five azimuths. After completing measurements in one azimuth, the instrument rotates through an angle of 60 degrees. At the same time, the rocker sways.

Недостатком описанного вариометра являются сложность и большие затраты времени на обработку фотопленки, а также ошибки, вносимые в результаты измерений неравномерной усадкой пленки в процессе высыхания. The disadvantage of the described variometer is the complexity and time-consuming processing of the film, as well as the errors introduced into the measurement results by the uneven shrinkage of the film during drying.

Известна конструкция вариометра, выбранная в качестве прототипа, дополнительно содержащего в регистрирующей системе фотоэлектрическое устройство, преобразующее перемещение светового блика в электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна амплитуде перемещения светового блика, и самопишущее устройство, записывающее изменение электрического сигнала на бумаге [2]
Недостатком известной конструкции является продолжительное (до 40 мин) время успокоения колебаний коромысла, что приводит к низкой производительности измерений.The known design of the variometer, selected as a prototype, additionally containing in the recording system a photovoltaic device that converts the movement of light flare into an electrical signal, the amplitude of which is proportional to the amplitude of movement of the light flare, and a recording device that records the change in the electrical signal on paper [2]
A disadvantage of the known design is the long (up to 40 min) time to calm the vibrations of the rocker arm, which leads to low measurement performance.

Указанные недостатки устраняются в заявленном вариометре, который дополнительно содержит усилитель, позволяющий изменить амплитуду изменений выходного электрического сигнала в три раза, и второе самопишущее устройство, вход которого соединен с выходом усилителя, вход которого соединен со вторым выходом фотоэлектрического устройства. These disadvantages are eliminated in the claimed variometer, which additionally contains an amplifier that allows you to change the amplitude of the changes in the output electrical signal three times, and a second recording device, the input of which is connected to the output of the amplifier, the input of which is connected to the second output of the photoelectric device.

Это позволяет получить две записи колебаний коромысла с разными амплитудами и, пользуясь методом точек пересечений, уменьшить время на получение результатов наблюдений в 8.10 раз. This allows one to obtain two records of rocker oscillations with different amplitudes and, using the method of intersection points, reduce the time to obtain observation results by 8.10 times.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен пример конкретного выполнения предлагаемого вариометра, на фиг.2 показано наложение записей с разными амплитудами. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows an example of a specific implementation of the proposed variometer, Fig. 2 shows an overlay of records with different amplitudes.

Вариометр содержит (фиг. 1) коромысло 1 с грузиками 2, подвешенное на нити 3, оптическую систему 4, позволяющую направить блик, отраженный от зеркала коромысла 1, на вход фотоэлектрического устройства 5, усилитель 6, на вход которого подается электрический сигнал с выхода фотоэлектрического устройства 5 и два самопишущих устройства: 7, записывающее сигнал с выхода фотоэлектрического устройства 5, и 8, записывающее сигнал с выхода усилителя 6. The variometer contains (Fig. 1) a rocker 1 with weights 2, suspended on a strand 3, an optical system 4, which allows directing the glare reflected from the mirror of the rocker 1 to the input of the photoelectric device 5, amplifier 6, to the input of which an electric signal is supplied from the photoelectric output devices 5 and two recorders: 7, recording the signal from the output of the photovoltaic device 5, and 8, recording the signal from the output of the amplifier 6.

Вариометр работает следующим образом. The variometer works as follows.

Оптическая система 4 направляет лучи света после отражения от зеркала коромысла 1 на фотоэлектрическое устройство 5, которое преобразует перемещение светового блика в изменение электрического сигнала с некоторой амплитудой. С выхода фотоэлектрического устройства 5 сигнал подается на самопишущее устройство 7 и вход усилителя 6. Самопишущее устройство 7 записывает сигнал, а усилитель 6 изменяет амплитуду сигнала в три раза и подает сигнал на самопишущее устройство 8, на котором получается вторая запись. Полученные записи обрабатывают по методу "точек пересечения", что позволяет получить результат по нескольким колебаниям, что сокращает время наблюдений. The optical system 4 directs the rays of light after reflection from the mirror of the rocker 1 to the photovoltaic device 5, which converts the movement of the light flare into a change in the electrical signal with a certain amplitude. From the output of the photovoltaic device 5, the signal is supplied to the recording device 7 and the input of the amplifier 6. The recording device 7 records the signal, and the amplifier 6 changes the signal amplitude three times and sends a signal to the recording device 8, on which the second recording is obtained. The obtained records are processed by the method of "intersection points", which allows you to get the result of several oscillations, which reduces the time of observation.

Claims

A gravity variometer containing torsion scales made in the form of a rocker arm suspended on an elastic thread, at the ends of which there are two loads of the same mass, optically connected optically in series, a mirror located on the beam, and a photovoltaic device, and a recording device whose input is connected to the output photovoltaic device, characterized in that it further comprises an amplifier and a second recording device, the input of which is connected to the output of the amplifier, the input of which one with the second output of the photovoltaic device.