RU2172501C2 - Method and device measuring change of state of pivoting around gyroscope wheel ( spatially time geometry meter ) - Google Patents

Method and device measuring change of state of pivoting around gyroscope wheel ( spatially time geometry meter ) Download PDF

Info

Publication number
RU2172501C2
RU2172501C2 RU99111252A RU99111252A RU2172501C2 RU 2172501 C2 RU2172501 C2 RU 2172501C2 RU 99111252 A RU99111252 A RU 99111252A RU 99111252 A RU99111252 A RU 99111252A RU 2172501 C2 RU2172501 C2 RU 2172501C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulse
state
platform
electronic
amplifier
Prior art date
Application number
RU99111252A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99111252A (en
Inventor
В.Н. Смирнов
Original Assignee
Смирнов Валерий Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Смирнов Валерий Николаевич filed Critical Смирнов Валерий Николаевич
Priority to RU99111252A priority Critical patent/RU2172501C2/en
Priority to PCT/RU2000/000213 priority patent/WO2000075607A2/en
Publication of RU99111252A publication Critical patent/RU99111252A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2172501C2 publication Critical patent/RU2172501C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects

Abstract

FIELD: geophysics, astrophysics. SUBSTANCE: method and device are intended to measure gravitation fields, to reveal hidden masses or objects. Moment of change of state of pivoting around gyroscopic wheel is fixed and this time is used to detect moment of rise ( set ) of space bodies, moment of passing through apogee and perigee, start of eclipse and other natural phenomena. EFFECT: capability to record positions and relative positions of natural celestial bodies such as the Moon, the Sun and others in space and in time. 4 cl, 24 dwg

Description

Изобретение относится к области геофизики, астрономии и астрофизики, к способам измерения гравитационных полей, обнаружению скрытых масс или объектов. The invention relates to the field of geophysics, astronomy and astrophysics, to methods for measuring gravitational fields, the detection of hidden masses or objects.

Известен способ определения скорости распространения гравитационного взаимодействия тел, согласно которому определяют параметр, характеризующий гравитационное взаимодействие, по величине которого судят о скорости распространения гравитационного взаимодействия (патент Российской Федерации N 2124743, МПК6 G 01 V 7/00, 1999).A known method of determining the propagation velocity of the gravitational interaction of bodies, according to which determine the parameter characterizing the gravitational interaction, the value of which is used to judge the propagation velocity of gravitational interaction (patent of the Russian Federation N 2124743, IPC 6 G 01 V 7/00, 1999).

Указанный способ имеет недостаток, заключающийся в сложности создания движущейся массы, у которой центр масс должен совпадать с геометрическим центром тела. The specified method has the disadvantage of the difficulty of creating a moving mass, in which the center of mass must coincide with the geometric center of the body.

Известен способ измерения изменения состояния вращающегося волчка, установленного на технических весах, на стойку которых передают колебательное механическое воздействие, при этом устройство для измерения изменения состояния вращающегося волчка содержит волчок, систему регистрации, систему запуска и вибрации (Козырев Н.А. Избранные труды, Л. Издат, Ленинградского Университета, 1991 г., С.341-345). A known method of measuring changes in the state of a rotating top mounted on a technical scale, on the rack of which transmit an oscillatory mechanical effect, the device for measuring changes in the state of a rotating top contains a top, a recording system, a trigger system and vibration (Kozyrev N.A. Selected works, L Publishing House, Leningrad University, 1991, S.341-345).

Указанный способ, принятый за прототип, имеет существенный недостаток - низкую повторяемость результатов измерений из-за отсутствия синхронизации внесения механического воздействия на волчок с частотой вращения самого волчка. The specified method, adopted as a prototype, has a significant drawback - low repeatability of the measurement results due to the lack of synchronization of the mechanical impact on the top with the rotational speed of the top itself.

Данное изобретение устраняет недостатки и аналога, и прототипа. This invention eliminates the disadvantages of both analog and prototype.

Техническим результатом изобретения является возможность регистрации положения и взаиморасположения в пространстве и во времени естественных космических тел (Луны, Солнца и др.). The technical result of the invention is the ability to register the position and relative position in space and time of natural cosmic bodies (the Moon, the Sun, etc.).

Технический результат достигается тем, что в способе измерения изменения состояния вращающегося волчка, на который передают колебательное механическое воздействие, измерения проводят индукционным датчиком, с которого регистрируют основную возбужденную гармонику, равную частоте вращения волчка, причем на волчок накладывают тормозящий импульс, синхронизированный с частотой вращения; синхронизированный импульс получают за счет отраженного света от светоотражающего сектора, нанесенного на поверхности волчка, и регистрируют время изменения состояния волчка, а в устройстве для измерения изменения состояния волчка, содержащем волчок, систему регистрации, систему запуска и вибрации, волчок выполнен в виде цилиндра, насаженного на ось двигателя, на внешней поверхности волчка нанесен светоотражающий сектор, волчок с двигателем установлен на платформе из постоянных магнитов, платформа насажена на ось, которая закреплена на стационарном постоянном магните, магниты платформы и магнит стационарный установлены друг к другу навстречу одноименными полюсами, система регистрации выполнена в виде индукционного датчика, расположенного между магнитами платформы и магнитом стационарным, причем выход датчика соединен со входом селективного вольтметра, выход которого соединен с самописцем и одним из выходов двухлучевого осциллографа, на второй вход которого введен синхроимпульс, а система вибрации содержит источник света, оптоволоконные световоды, фотоприемник и тормозящую систему, при этом тормозящая система выполнена в виде постоянного магнита, расположенного на регулировочном винте и стальной пластины, расположенной на боковой поверхности волчка со смещением по азимуту относительно светоотражающего сектора, при этом в нее введен электронный усилитель светового импульса, электронный ключ, стабилизированный источник постоянного напряжения, выходы которого соединены с двигателем волчка или в виде последовательно соединенных электронного импульсного усилителя, ждущего мультивибратора, дополнительного электронного импульсного усилителя, дифференцирующего каскада, второго ждущего мультивибратора, стабилизированного источника постоянного напряжения, соединенного с драйвером, при этом ждущие мультивибраторы и электронный импульсный усилитель соединены с собственным источником питания. The technical result is achieved by the fact that in the method of measuring changes in the state of a rotating top, to which oscillatory mechanical action is transmitted, the measurements are carried out by an induction sensor, from which the main excited harmonic equal to the speed of the top of the top is recorded, and a braking impulse synchronized with the speed is applied to the top; the synchronized pulse is obtained due to the reflected light from the reflective sector deposited on the surface of the top, and the time of the change in the state of the top is recorded, and in the device for measuring changes in the state of the top containing the top, a recording system, a trigger and vibration system, the top is made in the form of a cylinder, mounted a reflective sector is applied to the axis of the engine, on the outer surface of the top, the top with the engine is mounted on a platform of permanent magnets, the platform is mounted on an axis that is fixed and a stationary permanent magnet, platform magnets and a stationary magnet are mounted towards each other with the same poles, the registration system is made in the form of an induction sensor located between the platform magnets and the stationary magnet, and the sensor output is connected to the input of a selective voltmeter, the output of which is connected to the recorder and one from the outputs of a two-beam oscilloscope, to the second input of which a clock pulse is introduced, and the vibration system contains a light source, fiber optic fibers, a photodetector and a braking system, while the braking system is made in the form of a permanent magnet located on the adjusting screw and a steel plate located on the side surface of the top with an azimuthal offset relative to the reflective sector, while an electronic light pulse amplifier, an electronic key, a stabilized source are introduced into it DC voltage, the outputs of which are connected to the top engine or in the form of a series-connected electronic pulse amplifier, waiting for a multivibrator, d additionally electronic pulse amplifier, differentiator stage, a second monostable multivibrator, the constant DC voltage source coupled to the driver, the monostable multivibrator and an electronic pulse amplifier connected with its own power source.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1-24. The invention is illustrated in FIG. 1-24.

На фиг. 1 представлена схема выполнения динамической системы на магнитной подвеске (подушке), где 1 - волчок, выполненный из латуни, имеет массу 265 г. Внешняя поверхность 2 покрыта светопоглощающей краской с микрошероховатостью, кроме светоотражающего сектора 3. Волчок 1 через оловянное уплотнение 4 насажен на ось микродвигателя 5. Волчок 1 с двигателем 5 через кронштейн 6 крепится к платформе 7, выполненной из постоянных магнитов. В центральное отверстие платформы плотно посажена втулка 8 из фторопласта. Все это насажено на ось 9, выполненную из отполированного фторопласта для уменьшения коэффициента трения. Ось 9, в свою очередь, укреплена в стационарно установленном постоянном магните - 10, где 11 - общая установочная платформа из толстостенного дюраля
Направленность друг к другу одноименных полюсов магнита 7 и 10 "N-N" позволяет всей динамической системе находиться на магнитной подвеске (подушке). Сигнал о состоянии всей подвесной системы поступает с индукционного датчика 12, установленного между магнитами 7 и 10. Чувствительность определяется юстировкой и балансировкой с помощью винтов 13 и латунных дисков 14, а также специально установленного в верхней части устройства, подвижного магнита 15 на немагнитной платформе 16. Дюралевый диск 17 с укрепленным на нем кронштейном 18 с оптоволоконными световодами 19 может плавно вращаться на фторопластовой оси 20 и шайбе 21, меняя азимутальное положение относительно поверхности, а точнее - светоотражающего сектора 4. Таким образом, вся эта система выполняет функцию механического фазовращателя.
In FIG. 1 is a diagram of a dynamic system based on a magnetic suspension (pillow), where 1 - a top made of brass, has a mass of 265 g. The outer surface 2 is coated with light-absorbing paint with micro-roughness, except for the reflective sector 3. The top 1 through the tin seal 4 is mounted on the axis micromotor 5. The top 1 with the engine 5 through the bracket 6 is attached to the platform 7, made of permanent magnets. A sleeve 8 of fluoroplastic is tightly planted in the central hole of the platform. All this is mounted on axis 9, made of polished fluoroplastic to reduce the coefficient of friction. Axis 9, in turn, is fixed in a permanently installed permanent magnet - 10, where 11 is a common mounting platform made of thick-walled duralumin
The direction of the same poles of the magnet of the same name 7 and 10 "NN" allows the entire dynamic system to be on a magnetic suspension (pillow). The signal about the state of the entire suspension system comes from an induction sensor 12 installed between magnets 7 and 10. Sensitivity is determined by alignment and balancing with screws 13 and brass disks 14, as well as a movable magnet 15 on a non-magnetic platform 16, specially installed at the top of the device. The duralumin disk 17 with the bracket 18 mounted on it with fiber optic fibers 19 can smoothly rotate on the fluoroplastic axis 20 and the washer 21, changing the azimuthal position relative to the surface, or rather, the light reflector ayuschego sector 4. Thus, the whole system performs the function of a mechanical phase shifter.

Испытания показали высокую чувствительность устройства, временную надежность и удобство при эксплуатации. Индукционный датчик 12 устройства не должен иметь механический контакт со стержнем 9, а весь крепеж индукционного датчика 12 и установочные элементы должны быть развязаны от основного устройства. Tests showed high sensitivity of the device, temporary reliability and ease of use. The induction sensor 12 of the device should not have mechanical contact with the rod 9, and all the fasteners of the induction sensor 12 and the mounting elements should be isolated from the main device.

На фиг. 2 представлены индукционный датчик и схема регистрации (записи) сигнала, где 12 - индукционный датчик, 7 - верхняя плавущая платформа, 10 - стационарно установленные постоянные магниты, пунктиром указаны силовые линии встречнонаправленных магнитных полюсов, 22 - селективный вольтметр (в нашем случае B6-2), 23 - самописец (622.01. endim), 24 - двухлучевой осциллограф, 25 - вход контрольного импульса, 26 - вход сигнала основной гармоники, поданный с тормозящей системы. In FIG. Figure 2 shows an induction sensor and a signal recording (recording) circuit, where 12 is an induction sensor, 7 is an upper floating platform, 10 are permanently mounted permanent magnets, dotted lines indicate the power lines of opposite magnetic poles, 22 is a selective voltmeter (in our case, B6-2 ), 23 - recorder (622.01. Endim), 24 - two-beam oscilloscope, 25 - control pulse input, 26 - main harmonic signal input filed from the braking system.

На фиг. 3 представлена тормозящая система, выполненная на основе внешнего механического воздействия, где 1 - волчок, 2 - светопоглощающая поверхность, 3 - светоотражающий сектор, 27 - тонкая стальная фольга (или пластина, в случае пластины необходимо центрировать волчок, чтобы не было биений), 28 - источник света, 19 - оптоволоконные световоды, 29 - фотоприемник, 16 - кронштейн, установленный на вращающемся диске 17 (на данной фигуре не показан), 30 - постоянный магнит, 31 - регулировочный винт, 32 - электронный усилитель светового импульса, 33 - электронный ключ, 34 - стабилизированный источник постоянного напряжения, 35 - электродвигатель, 25 - контрольный импульс. In FIG. Figure 3 shows the braking system based on external mechanical action, where 1 is a top, 2 is a light-absorbing surface, 3 is a reflective sector, 27 is a thin steel foil (or a plate, in the case of a plate, the top must be centered so that there is no beating), 28 - light source, 19 - fiber optic fibers, 29 - photodetector, 16 - bracket mounted on a rotating disk 17 (not shown in this figure), 30 - permanent magnet, 31 - adjusting screw, 32 - electronic light pulse amplifier, 33 - electronic key, 34 - one hundred ilizirovanny constant voltage source, 35 - motor, 25 - a control pulse.

На фиг. 4 представлены временные диаграммы процесса торможения при внешнем воздействии магнитным поле. In FIG. 4 shows time diagrams of the braking process under external exposure to a magnetic field.

График 1. Импульс напряжения U12 на выходе усилителя 32 длительностью (t2-t1), равная длительности светового импульса. (Пунктиром показано новое положение импульса (t2-t1).Schedule 1. The voltage pulse U 12 at the output of the amplifier 32 of duration (t 2 -t 1 ), equal to the duration of the light pulse. (The dashed line shows the new position of the pulse (t 2 -t 1 ).

График 2. Импульс напряжения U13 на электронном ключе 33 в момент закорачивания источника питания 34.Chart 2. The voltage pulse U 13 on the electronic key 33 at the time of shorting the power source 34.

Временное расположение импульса U13 и есть практически начало действия тормозящего импульса от постоянного магнита 30.The temporary arrangement of the pulse U 13 is practically the beginning of the action of the braking pulse from the permanent magnet 30.

График 3. Гармонический сигнал возбужденных волчком колебаний с индуктивного датчика Uинд.дат. с наложенным на него сигналом тормозящего импульса на вход осциллографа 25.Chart 3. Harmonic signal of oscillations excited by a top from an inductive sensor U ind.dat. with a superimposed signal of a braking pulse at the input of the oscilloscope 25.

График 3 представляет картину на экране двухлучевого осциллографа 24. Пунктиром на диаграмме показано новое положение импульса (t2-t1) на временной оси, которое достигается поворотом кронштейна 16 по азимуту (направление поворота показано на фиг. 3 стрелкой) с установленным на нем оптоволоконными световодами 19 и постоянным магнитом 30. Такой поворот кронштейна 16 выполняет роль механического фазовращателя, благодаря которому можно тормозящий импульс установить в любой фазе гармонического колебания. Импульс изображен на графике 3 (фиг. 4).Graph 3 presents a picture on the screen of a two-beam oscilloscope 24. The dotted line in the diagram shows the new position of the pulse (t 2 -t 1 ) on the time axis, which is achieved by turning the bracket 16 in azimuth (the direction of rotation is shown by an arrow in Fig. 3) with fiber optics installed on it optical fibers 19 and a permanent magnet 30. This rotation of the bracket 16 acts as a mechanical phase shifter, due to which it is possible to establish a braking pulse in any phase of harmonic oscillation. The pulse is shown in graph 3 (Fig. 4).

На фиг. 5 представлена тормозящая система, выполненная на основе исполнения внутреннего механического воздействия на волчок, где 1 - волчок, 2 - светопоглощающая поверхность, 3 - светоотражающий сектор, 19 - световоды (оптоволоконные), 29 - фотоприемник, 28 - источник света, 16 - кронштейн для крепежа световодов, 32 - электронный усилитель, 36 - ждущий мультивибратор, 37 - второй электронный импульсный усилитель, 38 - дифференцирующий каскад, 39 - дополнительный ждущий мультивибратор, 40 - стабилизированный источник постоянного тока, от которого запитаны электронный усилитель 32, ждущий мультивибратор 36, второй электронный импульсный усилитель 37 и дополнительный ждущий мультивибратор. 41 - стабилизированный источник постоянного напряжения для драйвера 42. Электродвигатель - 35 и контрольный импульс - 25. In FIG. 5 shows the braking system based on the execution of the internal mechanical action on the top, where 1 is the top, 2 is the light-absorbing surface, 3 is the light-reflecting sector, 19 is the light guides (fiber optic), 29 is the photodetector, 28 is the light source, 16 is the bracket for optical fiber fasteners, 32 - an electronic amplifier, 36 - a standby multivibrator, 37 - a second electronic pulse amplifier, 38 - a differentiating cascade, 39 - an additional standby multivibrator, 40 - a stabilized direct current source, from which an electronic an amplifier 32, a standby multivibrator 36, a second electronic pulse amplifier 37 and an additional standby multivibrator. 41 is a stabilized constant voltage source for driver 42. The electric motor is 35 and the control impulse is 25.

На фиг. 6 представлены диаграммы процесса по внутреннему тормозящему воздействию:
График 1. Импульс напряжения U9 длительностью (t2-t1) на выходе усилителя.
In FIG. 6 shows the process diagrams of the internal inhibitory effect:
Schedule 1. Voltage pulse U 9 duration (t 2 -t 1 ) at the output of the amplifier.

График 2. Импульс напряжения U10 ждущего мультивибратора длительностью (t4-t3), (пунктиром показана новая длительность регулируемого импульса (t4-t3)).Figure 2. Voltage pulse U 10 of a waiting multivibrator with a duration of (t 4 -t 3 ), (the dashed line shows the new duration of the adjustable pulse (t 4 -t 3 )).

График 3. Импульс напряжения U11 на выходе усилителя 37 (пунктиром здесь показано аналогичное изменение импульса).Chart 3. Voltage pulse U 11 at the output of amplifier 37 (a dashed line here shows a similar change in pulse).

График 4. Продифференцированный импульс U12 на каскаде 38 (пунктиром показано новое положение отрицательной производной - уменьшение времени задержки).Chart 4. Differentiated pulse U 12 at cascade 38 (the dotted line shows the new position of the negative derivative - a decrease in the delay time).

График 5. Импульс напряжения U13 на выходе дополнительного ждущего мультивибратора 39 длительностью (t6-t5) (пунктиром показано новое положение импульса (t6-t5)).Chart 5. Voltage pulse U 13 at the output of an additional standby multivibrator 39 of duration (t 6 -t 5 ) (the dotted line shows the new position of the pulse (t 6 -t 5 )).

График 6. Гармонический сигнал возбужденных волчком колебаний с индукционного датчика Uинд.дат.. с наложенным на него сигналом тормозящего импульса (контрольный импульс с выхода 25). Положение тормозящего импульса на фазе колебания показаны сплошной и пунктирной линией.Chart 6. Harmonic signal of oscillations excited by a top from an induction sensor U ind.dat. . with a brake pulse signal superimposed on it (control pulse from output 25). The position of the inhibitory pulse in the oscillation phase is shown by the solid and dashed lines.

Используемый волчок 1 выполнен из латуни диаметром 6,0 см и весом ~ 265 г плотно насажен на ось микродвигателя MMI-62S2RA. Плоская внешняя поверхность волчка покрыта черной светопоглощающей краской, кроме небольшого отражающего сектора 3. Над этой затемненной поверхностью располагаются два оптоволоконных световода 19. По одному световоду подается сфокусированный луч света, а по второму - отраженный от сектора свет (при вращении волчка) поступает в фотоприемник 32 в виде импульса ОН и является синхронизирующим сигналом. The used top 1 is made of brass with a diameter of 6.0 cm and a weight of ~ 265 g tightly mounted on the axis of the micromotor MMI-62S2RA. The flat outer surface of the top is covered with black light-absorbing paint, in addition to a small reflecting sector 3. Two optical fiber fibers 19 are located above this darkened surface. A focused light beam is supplied through one fiber, and light reflected from the sector (when the top rotates) enters the photodetector 32 in the form of an OH pulse, it is a synchronizing signal.

Волчок 1 с электродвигателем 35 установлен на кронштейне 6, который укреплен на платформе 7, выполненной из плоских постоянных магнитов, собранных в брикет. Размеры магнитов 12 см х 8 см х 1,6 см с магнитной индукцией B=0,1 Тл. Под данной платформой 7 располагается брикет из нескольких аналогичных магнитов 10, но уже установленных стационарно на технологической панели 11. Используя силу отталкивания одноименных полюсов, получаем магнитную подвеску волчка. Электропитание к микродвигателю подается по двум отожженным проводам диаметром 0,09 мм, чтобы исключить их механическое сопротивление на чувствительность всей подвесной системы. The top 1 with an electric motor 35 is mounted on an arm 6, which is mounted on a platform 7 made of flat permanent magnets assembled into a briquette. The dimensions of the magnets are 12 cm x 8 cm x 1.6 cm with magnetic induction B = 0.1 T. Under this platform 7 is a briquette of several similar magnets 10, but already installed permanently on the technological panel 11. Using the repulsive force of the poles of the same name, we obtain a magnetic suspension of the top. The micromotor is supplied with power via two annealed wires with a diameter of 0.09 mm in order to exclude their mechanical resistance to the sensitivity of the entire suspension system.

Работа устройства и способ измерения заключаются в том, что в первом варианте возбужденные вращающимся волчком 1 механические колебания изменяют магнитное поле между магнитами 7 и 15. Наведенная в индукционном датчике 12 ЭДС подается на вход селективного вольтметра 22, где и выделяется основная гармоника колебания, связанная с частотой вращения волчка. Продетектированный сигнал с вольтметра 22 подается на вход самописца 23, а непродетектированный - на вход осциллографа 24, где на вход осциллографа 25 поступает сигнал синхроимпульса. В результате можно наблюдать в какой фазе основной гармоники располагается синхроимпульс. The operation of the device and the measurement method are that in the first embodiment, the mechanical vibrations excited by the spinning top 1 change the magnetic field between the magnets 7 and 15. The EMF induced in the induction sensor 12 is fed to the input of a selective voltmeter 22, where the main harmonic of the oscillation associated with spinning top speed. The detected signal from the voltmeter 22 is fed to the input of the recorder 23, and the undetected signal is fed to the input of the oscilloscope 24, where the clock signal is fed to the input of the oscilloscope 25. As a result, one can observe in which phase of the fundamental harmonic the sync pulse is located.

Во втором варианте световой импульс, отраженный от сектора 3 вращающегося волчка 1, по световоду 19 попадает на фотоприемник 29 и усиливается импульсным электронным усилителем 32. Этот импульс отрицательной полярности запускает ждущий мультивибратор 36, у которого выходной импульс отрицательной полярности регулируется в пределах 1,0•10-3с•6,0•10-3с. Электронный усилитель 37 переворачивает полярность импульса мультивибратора 36, а каскад 38 дифференцирует данный положительный импульс. Отрицательная производная в этом случае всегда оказывается задержанной относительно положительной производной, а само время задержки определяется длиной импульса с мультивибратора 36, которая изменяется от 1,0•10-3с•-6,0•10-3 с. Следующий ждущий мультивибратор 39 с регулируемой длительностью 1,0•10-3с•-3,5•10-3 с запускается амплитудой отрицательной производной предыдущего каскада и его выходной импульс на временной оси оказывается задержанным относительно светового импульса. Плавность задержки определяется мультивибратором 36. В дальнейшем положительный выходной импульс с мультивибратора 39 подается на вход драйвера 42. Драйвер 42, который запитан от самостоятельного источника постоянного напряжения 41, в отсутствии внешнего импульса с мультивибратора 39 подает непрерывно питание на двигатель волчка (полярность показана в кружках фиг. 5), но с приходом импульса он переворачивает полярность на все время действия импульса с мультивибратора 39 (полярность изображена без кружков). Таким образом, тормозящий импульс волчка расположен внутри самой динамической системы и, кроме того, что он может "перемещаться" по фазе гармонических колебаний за счет задержки (дополнением является механический фазовращатель), длительность его воздействия на волчок 1 также регулируется. Фактически все это осуществляется по двум тонким медным отожженным проводам диаметром 0,09 мм, проходящих на питание двигателя 35.In the second embodiment, the light pulse reflected from sector 3 of the spinning top 1, through the fiber 19 enters the photodetector 29 and is amplified by a pulsed electronic amplifier 32. This pulse of negative polarity triggers a standby multivibrator 36, in which the output pulse of negative polarity is adjustable within 1.0 • 10 -3 s • 6.0 • 10 -3 s. The electronic amplifier 37 reverses the polarity of the pulse of the multivibrator 36, and the cascade 38 differentiates this positive pulse. The negative derivative in this case always turns out to be delayed relative to the positive derivative, and the delay time itself is determined by the pulse length from the multivibrator 36, which varies from 1.0 • 10 -3 s • -6.0 • 10 -3 s. The next waiting multivibrator 39 with an adjustable duration of 1.0 • 10 -3 s • -3.5 • 10 -3 s is triggered by the amplitude of the negative derivative of the previous stage and its output pulse on the time axis is delayed relative to the light pulse. The smoothness of the delay is determined by the multivibrator 36. Subsequently, the positive output pulse from the multivibrator 39 is supplied to the input of the driver 42. The driver 42, which is powered by an independent constant voltage source 41, in the absence of an external pulse from the multivibrator 39 supplies continuously power to the top engine (polarity is shown in circles Fig. 5), but with the arrival of the pulse, it reverses the polarity for the entire duration of the pulse from the multivibrator 39 (the polarity is shown without circles). Thus, the braking momentum of the top is located inside the dynamic system itself and, in addition to the fact that it can "move" through the phase of harmonic oscillations due to the delay (the addition is a mechanical phase shifter), the duration of its impact on the top 1 is also adjustable. In fact, all this is carried out by two thin copper annealed wires with a diameter of 0.09 mm passing to the motor 35.

Стальная фольга 27, наклеенная на боковую поверхность волчка 1, несколько смещена по азимуту относительно отражающего сектора 3 и световода 19. На такой же угол смещен постоянный магнит 30. Это позволяет отраженному импульсу света появиться на фотоприемнике чуть раньше, чем фольга 27 попадет в поле действия магнита 30. The steel foil 27 glued to the side surface of the top 1 is slightly offset in azimuth relative to the reflecting sector 3 and the optical fiber 19. The permanent magnet 30 is offset by the same angle. This allows the reflected light pulse to appear on the photodetector a little earlier than the foil 27 enters the field of action magnet 30.

Светоотражающий сектор 3 по своей протяженности равен длине фольги 27 и магниту 30. Импульс света по световоду 19 попадает на фотоприемник 29, с него - на электронный ключ 33, который в течение времени действия импульса закорачивает источник питания 34 электродвигателя 35. Волчок в этот момент, вместе с фольгой, движется по инерции в поле действия постоянного магнита, чем усиливается связь между волчком и магнитом, которая также может регулироваться длиной винта 31. При этом способе полезный сигнал напрямую связан с пространственно-временным расположением космических объектов, в основном Луны и Солнца. Устройство, созданное на этом способе, зарегистрировало моменты восхода и захода Луны и Солнца, точек их кульминации на небосводе, наступление полнолуния, лунные и солнечные затмения, а также прохождение Луной перигея и Землей точек солнцестояния и др. The reflecting sector 3 in its length is equal to the length of the foil 27 and the magnet 30. The light pulse passes through the light guide 19 to the photodetector 29, and from it to the electronic switch 33, which during the duration of the pulse shorts the power supply 34 of the electric motor 35. The top at this moment, together with the foil, it moves by inertia in the field of action of the permanent magnet, thereby enhancing the connection between the top and the magnet, which can also be controlled by the length of the screw 31. In this method, the useful signal is directly related to the space-time distribution dix space objects, mainly the Sun and Moon. The device created on this method recorded the moments of rising and setting of the Moon and the Sun, their culmination points in the sky, the full moon, lunar and solar eclipses, as well as the passage of the perigee and the Earth by the moon of the solstice, etc.

Все астрономические данные были взяты из Астрономического календаря (Ежегодник. Переменная часть, 1997-1999 г. М. Космоинформ). All astronomical data were taken from the Astronomical calendar (Yearbook. Variable part, 1997-1999 M. Cosmoinform).

В заключение описания следует выделить два ключевых момента. Первый момент заключается в том, что длительность тормозящего импульса перекрывает значительную часть фазы гармонических колебаний ~90o и расположен на вершине полуволны. Характер регистрации сигналов графопостроителем носит вид огибающей низкочастотных биений. Второй момент - длительность тормозящего импульса расположена вблизи вершины полуволны и имеет несколько меньшую длительность. В этом случае характер регистрации сигналов имеет амплитудный вид. Как для первого, так и для второго момента важным является соответствующий подбор частоты вращения волчка и чувствительность всей системы (настройка).In conclusion, the description should highlight two key points. The first point is that the duration of the inhibitory pulse covers a significant part of the phase of harmonic oscillations ~ 90 o and is located at the top of the half-wave. The nature of signal recording by the plotter is in the form of an envelope of low-frequency beats. The second point - the duration of the inhibitory pulse is located near the top of the half-wave and has a slightly shorter duration. In this case, the nature of the registration of signals has an amplitude form. For both the first and the second moment, the appropriate selection of the top speed and the sensitivity of the entire system is important (tuning).

При работе устройства фиксировалось время изменения состояния волчка. В общем случае записывалась фоновая кривая (почти прямая). При восходе (заходе) Луны или Солнца, при прохождении ими перигея или апогея и других моментов, на записи регистрировался всплеск (изменения), при этом время записи результатов фиксировалось постоянно и изменение состояния волчка соответствовало какому-либо явлению. During operation of the device, the time of the change in the state of the top was recorded. In the general case, a background curve was recorded (almost straight). During the rising (setting) of the Moon or the Sun, when they passed perigee or apogee and other moments, a burst (change) was recorded on the record, while the time of recording the results was fixed constantly and the change in the state of the top corresponded to some phenomenon.

Результаты измерения приводятся на фиг. 7-24 (конкретные записи фиксации изменения состояния волчка, привязанные к Московскому времени). Время указано Московское, координаты: широта 55o 47,69'N, долгота: 37o23,66'E, высота ~ 130 м над уровнем моря, скорость развертки самописца 50/см.The measurement results are shown in FIG. 7-24 (specific records of the fixation of changes in the state of the top, tied to Moscow time). Moscow time is indicated, coordinates: latitude 55 o 47.69'N, longitude: 37 o 23.66'E, altitude ~ 130 m above sea level, recorder sweep speed 50 / cm.

Фиг. 7. Восход Солнца 01.08.96 - в 5 ч. 24 м. FIG. 7. Sunrise 08/01/96 - at 5 hours 24 hours

Фиг. 8 Заход Солнца 15.08.98 - в 21 ч. 5 м. 51,5 с. FIG. 8 Sunset 15.08.98 - at 21 h. 5 m. 51.5 s.

Фиг. 9. Заход Солнца (частотное изображение) 07.12.98 - в 16 ч.55 м. 39 с. FIG. 9. Sunset (frequency image) 12/07/98 - at 16 h. 55 m. 39 s.

Фиг. 10. Заход Солнца 19.01.99 - в 16 ч. 33 м. 23 с. FIG. 10. The setting of the Sun 01/19/99 - at 16 h. 33 m. 23 s.

Фиг. 11. Кульминация Солнца 25.06.98 - в 13 ч. 32 м. 32,7 с. FIG. 11. The culmination of the Sun 06/25/98 - at 13 h. 32 m. 32.7 s.

Фиг. 12. Кульминация Солнца 17.01.99 - в 12 ч. 40 м. 1,7 с. FIG. 12. The culmination of the Sun 01/17/99 - at 12 h. 40 m. 1.7 s.

Фиг. 13. Летнее солнцестояние 21.06.98 - в 15 ч. 34 м. 8 с. FIG. 13. Summer solstice 06/21/98 - at 15 h. 34 m. 8 p.

Фиг. 14. Зимнее солнцестояние 22.12.98 - в 2 ч. 25 м. 0,57 с. FIG. 14. Winter solstice 12/22/98 - at 2 h. 25 m. 0.57 s.

Фиг. 15. Весеннее равноденствие 21.03.99 - в 2 ч. 17 м. FIG. 15. The vernal equinox 03/21/99 - at 2 h. 17 m.

Фиг. 16. Заход Луны (амплитудно-частотный вариант) 13.03.99 - в 19 ч. 29 м. 39,5 с. FIG. 16. Sunset of the Moon (amplitude-frequency version) 03/13/99 - at 19 hours 29 m. 39.5 s.

Фиг. 17. Восход Луны 15.01.98 - в 19 ч. 58 м. FIG. 17. Moonrise 01.15.98 - at 19 hours 58 m.

Фиг. 18. Заход Луны 17.12.97 - в 10 ч. 47 м. FIG. 18. Moonrise 12/17/97 - at 10.47 a.m.

Фиг. 19. Кульминация Луны 03.08.98 - в 21 ч. 49 м. 58 с. FIG. 19. The culmination of the moon 03.08.98 - at 21 hours 49 m. 58 s.

Фиг. 20. Перигей Луны 02.12.98 - в 12 ч. 23 м. 1,6 с. FIG. 20. The perigee of the moon 02.12.98 - at 12 h. 23 m. 1.6 s.

Фиг. 21. Наступление полнолуния 09.07.98 - в 17 ч. 27 м. 50,5 с. FIG. 21. The onset of the full moon 09.07.98 - at 17 h. 27 m. 50.5 s.

Фиг. 22. Кольцеобразное солнечное затмение 22.08.98. Геоцентрическое соединение в точке с координатами 147o15,2' восточной долготы и 4o00,2' южной широты в 3 ч. 38 м. 23 с.FIG. 22. The annular solar eclipse of 08.22.98. Geocentric connection at the point with coordinates 147 o 15.2 'east longitude and 4 o 00.2' south latitude at 3 hours 38 meters 23 seconds.

Фиг. 23. Кольцеобразное солнечное затмение 22.08.98 (последний контакт) в точке с координатами 155o03,1' западной долготы и 28o46,1' южной широты - в 6 ч. 43 м.FIG. 23. The annular solar eclipse of August 22, 98 (the last contact) at the point with coordinates 155 o 03.1 'west longitude and 28 o 46.1' south latitude - at 6 hours 43 m.

Фиг. 24. Полутеневое лунное затмение 31.01.99 (выход из полутени) - в 18 ч. 54 м. 39,5 с. FIG. 24. The penumbral lunar eclipse on January 31, 1999 (exit from the partial shade) - at 18 hours 54 m. 39.5 s.

Claims (4)

1. Способ измерения изменения состояния вращающегося волчка, на который передают колебательное механическое воздействие, отличающийся тем, что измерения проводят индукционным датчиком, с которого регистрируют основную возбужденную гармонику, равную частоте вращения волчка, причем на волчок накладывают тормозящий импульс, синхронизированный с частотой вращения, синхронизированный импульс получают за счет отраженного света от светоотражающего сектора, нанесенного на поверхности волчка, и регистрируют время изменения состояния волчка. 1. The method of measuring changes in the state of a rotating top, to which oscillatory mechanical action is transmitted, characterized in that the measurements are carried out by an induction sensor, from which the main excited harmonic equal to the speed of the top is recorded, and a braking impulse synchronized with the speed is applied to the top, synchronized the pulse is obtained due to reflected light from the reflective sector deposited on the surface of the top, and the time of the change in the state of the top is recorded . 2. Устройство для измерения изменения состояния волчка, содержащее волчок, систему регистрации, систему запуска и вибрации, отличающееся тем, что волчок выполнен в виде цилиндра, насаженного на ось двигателя, на внешней поверхности волчка нанесен светоотражающий сектор, волчок с двигателем установлен на платформе из постоянных магнитов, платформа насажена на ось, которая закреплена на стационарном постоянном магните, магниты платформы и магнит стационарный установлены друг к другу навстречу одноименными полюсами, система регистрации выполнена в виде индукционного датчика, расположенного между магнитами платформы и магнитом стационарным, причем выход датчика соединен со входом селективного вольтметра, выход которого соединен с самописцем и одним из выходов двухлучевого осциллографа, на второй вход которого введен синхроимпульс, а система вибрации содержит источник света, оптоволоконные световоды, фотоприемник и тормозящую систему. 2. A device for measuring a change in the state of a top, comprising a top, a recording system, a start and vibration system, characterized in that the top is made in the form of a cylinder mounted on the axis of the engine, a reflective sector is applied to the top of the top, the top with the engine is mounted on a platform of of permanent magnets, the platform is mounted on an axis that is mounted on a stationary permanent magnet, the platform magnets and the stationary magnet are mounted towards each other with the same poles, the registration system in complete in the form of an induction sensor located between the platform magnets and the stationary magnet, the sensor output being connected to the input of a selective voltmeter, the output of which is connected to a recorder and one of the outputs of a two-beam oscilloscope, the second input of which has a clock pulse, and the vibration system contains a light source, fiber optic optical fibers, photodetector and braking system. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что тормозящая система выполнена в виде постоянного магнита, расположенного на регулировочном винте, и стальной пластины, расположенной на боковой поверхности волчка со смещением по азимуту относительно светоотражающего сектора, при этом в нее введен электронный усилитель светового импульса, электронный ключ, стабилизированный источник постоянного напряжения, выходы которого соединены с двигателем волчка. 3. The device according to claim 2, characterized in that the braking system is made in the form of a permanent magnet located on the adjusting screw and a steel plate located on the side surface of the top with an azimuthal offset relative to the reflective sector, while an electronic light amplifier is introduced into it pulse, an electronic switch, a stabilized source of constant voltage, the outputs of which are connected to the top engine. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что тормозящая система выполнена в виде последовательно соединенных электронного импульсного усилителя, ждущего мультивибратора, дополнительного электронного импульсного усилителя, дифференцирующего каскада, второго ждущего мультивибратора, стабилизированного источника постоянного напряжения, соединенного с драйвером, при этом ждущие мультивибраторы и электронный импульсный усилитель соединены с собственным источником питания. 4. The device according to claim 2, characterized in that the braking system is made in the form of a series-connected electronic pulse amplifier, waiting for a multivibrator, an additional electronic pulse amplifier, a differentiating cascade, a second waiting multivibrator, a stabilized constant voltage source connected to the driver, while waiting multivibrators and an electronic pulse amplifier are connected to their own power source.
RU99111252A 1999-06-03 1999-06-03 Method and device measuring change of state of pivoting around gyroscope wheel ( spatially time geometry meter ) RU2172501C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99111252A RU2172501C2 (en) 1999-06-03 1999-06-03 Method and device measuring change of state of pivoting around gyroscope wheel ( spatially time geometry meter )
PCT/RU2000/000213 WO2000075607A2 (en) 1999-06-03 2000-06-01 Method and device for measuring changes in the condition of a rotating gyroscope (space-time geometrical measuring unit)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99111252A RU2172501C2 (en) 1999-06-03 1999-06-03 Method and device measuring change of state of pivoting around gyroscope wheel ( spatially time geometry meter )

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99111252A RU99111252A (en) 2001-03-27
RU2172501C2 true RU2172501C2 (en) 2001-08-20

Family

ID=20220493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99111252A RU2172501C2 (en) 1999-06-03 1999-06-03 Method and device measuring change of state of pivoting around gyroscope wheel ( spatially time geometry meter )

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2172501C2 (en)
WO (1) WO2000075607A2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1250138B (en) * 1967-09-14
RU2075732C1 (en) * 1993-07-27 1997-03-20 Анатолий Викторович Егоршев Device determining mass of object
DE69521235T2 (en) * 1994-03-30 2002-05-16 Oxford Instr Uk Ltd Test mass carrier and detection arrangement
RU2085973C1 (en) * 1994-09-30 1997-07-27 Виталий Григорьевич Ванярхо Method for detection of increment of gravity gradient
RU2124743C1 (en) * 1998-02-02 1999-01-10 Гинтер Анатолий Владимирович Technique determining propagation speed of gravitational interaction of bodies

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Козырев Н.А. Избранные труды. - Л.: из-во Ленинградского университета, 1991, с.341 - 345. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000075607A2 (en) 2000-12-14
WO2000075607A3 (en) 2001-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Balogh et al. The magnetic field investigation on the ULYSSES mission-Instrumentation and preliminary scientific results
Deming et al. A search for p-mode oscillations of jupiter-serendipitous observations of nonacoustic thermal wave structure
Bird Coronal investigations with occulted spacecraft signals
Gandilo et al. Attitude determination for balloon-borne experiments
US3511452A (en) Spinning body attitude control
RU2172501C2 (en) Method and device measuring change of state of pivoting around gyroscope wheel ( spatially time geometry meter )
Rubincam et al. LAGEOS I once‐per‐revolution force due to solar heating
Dyal et al. Lunar surface magnetometer
Giganti et al. Lunar surface gravimeter experiment
JP3029188B2 (en) Direction measurement device
Smirnov et al. A new detector for perturbations in gravitational field
US3229521A (en) Orbiting vehicle position sensor
Smith et al. Extraterrestrial magnetic fields: achievements and opportunities
Abercrombie Development of a Long-Period Torsion Balance for Tests of Einstein's Equivalence Principle and a Search for Normal Mode Torsional Oscillations of the Earth
US2584641A (en) Ground speed indicator
RK et al. Large Earth simulator for testing low altitude IR Earth sensor
Lloyd Account of the Magnetical Observatory of Dublin and of the Instruments and Methods of Observation Employed There
Gil et al. Are there really planets around PSR 1257+ 12?
González Lodoso et al. Wire boom mechanism for bepicolombo mission to mercury
Woo et al. Spectral broadening measurements of the ionospheres of Jupiter and Saturn
Fryklund et al. Applied Research and Development for Falling-Sphere Air Density Measuring Systems
Potemra et al. The geomagnetic field and its measurement: introduction and magnetic field satellite (Magsat) glossary
Shubnell et al. GRANITE‐A steroscopic imaging Chernkov telescope system
GB642649A (en) Apparatus for measuring the values of magnetic fields
Lange Preliminary studies of spherical proof masses in LISA drag-free satellites

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100604