SU1226389A1

SU1226389A1 - Gravity gradiometer

Info

Publication number: SU1226389A1
Application number: SU843731544A
Authority: SU
Inventors: Валерий Дмитриевич Ляховец
Original assignee: Университет дружбы народов им.Патриса Лумумбы
Priority date: 1984-04-29
Filing date: 1984-04-29
Publication date: 1986-04-23

Abstract

Изобретение позвол ет повысить точность измерений и уменьшить габариты устройства за счет измерени частоты свободных колебаний коромысла 1 с грузиками 2,3 на концах свободно установленного на оси вращени коромысла 1. При этом частота свобод- ньгх колебаний пропорциональнаV ug, где Ag - вертикальный градиент пол т готени . ил. (Л N5 to Од СО 00 соThe invention improves measurement accuracy and reduces the size of the device by measuring the frequency of free oscillations of the rocker arm 1 with weights 2.3 at the ends of the free arm mounted on the axis of rotation of the rocker arm. At the same time, the frequency of free oscillations is proportional to V ug, where Ag is the vertical gradient of the field. goteni. silt (L N5 to OD CO 00 with

Description

Изхобретение относитс к устройствам ,п/1 измерени параметров гравитационного пол Земли, в частности к устройствам дл измерени вертикального градиента силы т жести. The invention relates to devices, p / 1 measuring the parameters of the gravitational field of the Earth, in particular to devices for measuring the vertical gradient of gravity.

Цель изобретени - повьшение точности измерений и уменьшение габаритов устройства.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy and reduce the size of the device.

. На чертеже схематически изображен градиентометр,. The drawing schematically shows a gradiometer,

Устройство включает жесткое коро- 1 с закрепленными на концах грузиками 2 и 3 массами т и т соответственно . Ось коромысла находитс The device includes a hard box 1 with weights 2 and 3 fixed at the ends with masses t and t, respectively. The axis of the rocker is

на рассто нии 1 от центра т жестиat a distance of 1 from the center of the tin

1515

грузика 2 и на рассто нии 1 от центра т жести грузика 3, Устройство имеет также зеркальце 4, установленное у оси вращени кopo sыcлa 1 , и систему 5 регистрации частоты колебани , включаюиото частотомер.the weight 2 and at a distance of 1 from the center of the weight plate of weight 3, the device also has a mirror 4 installed at the axis of rotation of the speed 1, and a system 5 for recording the oscillation frequency, including a frequency meter.

Устройство работает следуюп км образом .The device works in the following way.

Kopo tыcлo 1 вьгеод т из состо ни равновеси , Корог-мсло начинает ко- лебатьс . При этом частоту колебаний измер ют с помощью зеркальца А, св занного оптической системой с системой 5 регистрации. По частоте суд т о вертикальном градиенте силы т жести. Kopo tyslo 1 vygod t out of equilibrium, Korog-mallo begins to oscillate. Here, the oscillation frequency is measured with the aid of a mirror A connected by an optical system with a recording system 5. In terms of frequency, a vertical gradient of gravity is judged.

Вех ичину градиента определ ют сле- дзтощим образом.The milestones of the gradient are determined as follows.

Если установить коромысло вдоль вектора силы т жести, а затем отклонить от положени равновеси на У1 ол f 5 то уравнение двюкени ма тника определ етс вторым законом Ньютона дл вращательного движени If we set the yoke along the force vector of gravity, and then deviate from the equilibrium position on U1 ol f 5, the equation of the bot tat is determined by the second Newton law for rotational motion

т : - р -i. i 1t: - p -i. i 1

где I - момент инерции коромь сла относительно точки подвела 0;where I is the moment of inertia; the korom is weak relative to a point; it has let down 0;

ХМ - сумма моментов сил т жестк грузиков т и т относительно О,XM is the sum of the moments of force t of rigid weights t and t relative to O,

Подставл зтшчени момента инерции KopoMbic,ria и моментов сил в уравнение (1) получают следующее выражение ;Substituting the moment of inertia KopoMbic, ria and moments of forces in equation (1) receive the following expression;

(,;ч- m.l . {m,g,l sinV-i+ sinV ).(2)(,; h- m.l. {m, g, l sinV-i + sinV). (2)

Так как при малых значени х угла его синус sinVi f, то уравнение {.) можно переписатг. в видеSince at small values of the angle of its sine sinVi f, the equation {.) Can be rewritten. as

гаha

1 f 1 -н Т 14 --(в1 г 1 . -г1 f 1 -n T 14 - (v1 g 1. -G

( -1- 1 V -J- , -L , т V Ы1, g, -L 4 г(-1- 1 V -J-, -L, t V Ы1, g, -L 4 g

Годр,.,) V .Godd.,) V.

(3)(3)

При соблюдении услови уравнение (3) упрощаетс :Subject to the conditions, equation (3) is simplified:

-„1. (1, + 1, )Ч -т,, (g, - -"one. (1, + 1,) h-t ,, (g, -

(4)(four)

Из выражени (4) следует, что угловое ускорение up св зано с угло- вьм отклонением от положени равновеси формулойFrom the expression (4) it follows that the angular acceleration up is connected with the angular deviation from the equilibrium position by the formula

VP -VP -

i. йб vf (5i. yb vf (5

1-1А Т I1-1A T I

1, + 1, On Решением уравнени ( 5) вл етс гармоническое колебание с круговой частотой LiJ 5 уравнение которого может быть записано в виде1, + 1, On The solution to equation (5) is a harmonic oscillation with a circular frequency LiJ 5 whose equation can be written as

4 -cJ -M .(6)4 -cJ -M. (6)

Сравнива (5) и (6), можно заключить , что коромысло совершает гармонические колебани с круговой частотой cJ 5 св занной с градиентом силы т жести ФормулойBy comparing (5) and (6), it can be concluded that the beam performs harmonic oscillations with a circular frequency cJ 5 associated with the gradient of the gravity force of the Formula

| ДЯ дп| Dan dp

7)7)

Дл св зи градие та с частотой v и периодом Т колебаний из (7) можно получить формулыTo relate the gradation of ta with the frequency v and the oscillation period T from (7) one can obtain the formulas

S- 1 (8)S- 1 (8)

т . йпt. yp

йпyp

ТT

Измер частоту или период колебаний ма тника известными способами по формулам (В), наход т значение вертикального градиента силы т жести .Measuring the frequency or period of oscillations of a tiller by known methods using formulas (B), find the value of the vertical gradient of gravity.

Как следует из формул (8), значение вертикального градиента св зано с частотой колебаний ма тника и не зависит от его размеров, что открывает возможности дл конструировани малогабаритных градиентометров.As follows from formulas (8), the value of the vertical gradient is related to the frequency of oscillation of the tiller and does not depend on its size, which opens up possibilities for designing small-sized gradiometers.

Claims

Invention Formula

Gravitational g radiometer, containing a rigid rocker with weights at the ends vertically on a horizontal axis and a recording system, characterized in that, in order to improve measurement accuracy and reduce its dimensions, the rocker is freely mounted on the axis, and the recording system is designed as a meter frequencies of free oscillations of a yoke