RU2073898C1

RU2073898C1 - Gravitational variometer

Info

Publication number: RU2073898C1
Application number: RU93037058A
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: 1993-07-21
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1997-02-20

Abstract

FIELD: measurement of secondary-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 an additional objective lens with a focal distance, differing from the first one by three times, and a second recorder. 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 гравиометрических измерений вторых производных гравитационного поля. The invention relates to the field of gravity measurements of the second derivatives of the gravitational field.

Известны устройства, 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 блика, 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 devices 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 torsion thread in the movement of light flare, 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 устройстве, которое дополнительно содержит второе зеркало, расположенное на коромысле, и второе фотоэлектрическое устройство, выход которого соединен со вторым входом самопишущего устройства, а оптическая система содержит дополнительный объектив, фокусное расстояние которого в три раза отличается от фокусного расстояния первого и объектива, при этом второе зеркало, второй объектив и второе фотоэлектрическое устройство оптически последовательно связаны. These disadvantages are eliminated in the inventive device, which additionally contains a second mirror located on the beam, and a second photoelectric device, the output of which is connected to the second input of the recording device, and the optical system contains an additional lens, the focal length of which is three times different from the focal length of the first and a lens, wherein the second mirror, the second lens, and the second photoelectric device are optically connected in series.

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.

Устройство содержит (фиг. 1) коромысло 1 с грузиками 2, подвешенное на нити 3, оптическую систему, содержащую два объектива 4 и 5, имеющих различные фокусные расстояния, отличающиеся в три раза, два фотоэлектрических устройства 6 и 7, преобразующих перемещение светового блика, отраженного от зеркал 8 и 9, установленных на коромысле, в изменение электрического сигнала, и самопишущее устройство 10. The device contains (Fig. 1) a rocker 1 with weights 2 suspended on a thread 3, an optical system containing two lenses 4 and 5 having different focal lengths differing by a factor of three, two photovoltaic devices 6 and 7 that convert the movement of light flare, reflected from the mirrors 8 and 9 mounted on the beam, in a change in the electrical signal, and a recorder 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Оптическая система направляет лучи света после отражения от зеркал 8 и 9 коромысла 1 на объективы 4 и 5. Пройдя объективы, лучи света попадают на фотоэлектрические устройства 6 и 7, которые преобразуют перемещения световых бликов в изменение электрического сигнала. Электрические сигналы подаются на самопишущее устройство 10. С помощью самопишущего устройства получают две записи, которые обрабатывают по методу точек пересечения, что позволяет получить результат по нескольким колебаниям, что сокращает время наблюдений. The optical system directs the rays of light after reflection from the mirrors 8 and 9 of the rocker 1 to the lenses 4 and 5. After passing through the lenses, the rays of light fall on photovoltaic devices 6 and 7, which transform the movement of light flares into a change in the electrical signal. Electrical signals are supplied to the recording device 10. Using the recording device, two records are obtained, which are processed by the method of intersection points, which allows one to obtain a 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 are two loads of the same mass, optically connected by an optical system lens, a mirror located on the rocker arm, and a photovoltaic device, and a recording device whose input is connected to the output of the photovoltaic device, characterized in that it further comprises a second mirror located on the beam, and a second photovoltaic device, the output to is connected to the second input of the recording device, the optical system contains an additional lens, the focal length of which is three times different from the focal length of the first lens, while the second mirror, second lens and second photoelectric device are optically connected in series.