SU232534A1

SU232534A1 - GRAVITATIONAL GRADIENTOMETER

Info

Publication number: SU232534A1
Application number: SU1176745A
Authority: SU
Original assignee: Л. Д. Гик , Г. П. Арнаутов; Институт автоматики , электрометрии Сибирского отделени

Description

Изобретение относитс к области гравиметрии , а точнее - к конструирующим приборам дл измерени силы т жести и ее ироизводных .The invention relates to the field of gravimetry, and more specifically to design devices for measuring the force of gravity and its derivatives.

Известно устройство дл измерени вертикального градиента силы т жести содержащее камеру с жидкостью и размещенную в ней чувствительную систему в виде двух разнесеиных ио высоте и жестко св занных между собой масс иоложительной и отрицательной плавучести, а также упругий сильфон, вмонтированный в стенку камеры, и уиругое тело, ирикреиленное к одной из масс чувствительной системы и имеющее больщий, чем у жидкости коээфициент объемного сжати , Сильфон св зан с силовой установкой, управл емой через усилитель и фазочувствительный детектор генератором вертикальных механических колебаний, на котором установлено устройство, и датчиком перемещений.A device for measuring the vertical gradient of gravity of gravity contains a chamber with a liquid and a sensitive system placed in it in the form of two spacing and height and rigidly interconnected masses of positive and negative buoyancy, as well as an elastic bellows embedded in the wall of the chamber and a uruguid body irikreilenno to one of the masses of the sensitive system and having a greater than the liquid coefficient of volumetric compression, Bellows is associated with a power plant, controlled through an amplifier and phase-sensitive detail Ktorov generator of vertical mechanical vibrations, on which is installed the device, and the displacement sensor.

Недостатком устройства вл етс низка точность, св занна с его чувствительностью к температурным изменени м и горизонтальным ускорени м корпуса прибора.The drawback of the device is the low accuracy associated with its sensitivity to temperature changes and horizontal accelerations of the instrument case.

Предложенный гравитационный градиентометр отличаетс тем, что чувствительный элемент выполнен в виде уравновещенных в жидхости крутильных весов, состо щих из горизонтальных крутильных нитей и подвещенных к ним жестко св занных, например, крестом The proposed gravity gradiometer is characterized in that the sensing element is designed as torsional weights balanced in fluidity, consisting of horizontal torsion filaments and rigidly connected, for example, a cross to them.

двух коромысел, одно из которых несет на концах разнесенные по высоте массы положительной плавучести, а другое - аналогично расположенные массы отрицательной плавучести .two rocker arms, one of which carries positive buoyancy masses spaced apart along the height, and the other carries similarly located negative buoyancy masses.

Такое конструктивное выполнение повыщает точность измерений.Such constructive performance enhances measurement accuracy.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство состоит из камеры /, заполненной жидкостью 2; масс 3 и 4, имеющих положительную плавучесть; масс 5 и 6, имеющих отрицательную плавучесть; невесомых коромысел 7 и 8; крутильной нити 9 (перпендикул рна плоскости чертежа); упругого тела fO, которое вместе с сильфоном // и силовой установкой J2 образует систему регулировки уравновещенности; датчика 13 перемещений; фазочувствительного детектора 14 с интегрирующим звеном; усилител 15 и генератора 16 вертикальных механических колебаний.The device consists of a chamber / filled with liquid 2; masses 3 and 4 having positive buoyancy; masses 5 and 6, having a negative buoyancy; weightless rocker arms 7 and 8; torsion thread 9 (perpendicular to the plane of the drawing); elastic body fO, which, together with the bellows // and powerplant J2, forms a balance control system; sensor 13 movements; phase-sensitive detector 14 with an integrating element; amplifier 15 and generator 16 vertical mechanical oscillations.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Градиентометр устанавливают на пункте наблюдени и контролируют уравновещенность чувствительного элемента. Дл этого камере / с помощью генератора механических колебаний 16 сообщаютс вертикальные периодические колебани . В случае неуравновещенности чувствительного элемента он соверщает крутильные колебани относительно камеры / с вынужденной частотой и сдвигом фаз, завис щим от знака неуравновешенности. Крутильные колебани регистрируютс датчиком 13. Сигналы датчика и генератора 16 иодаютс на фазочувствительный детектор 14 с интегрирующим звеном. Сигнал фазочувствительного детектора 14 носле увеличени в усилителе /5 управл ет работой силовой установки , деформирующей сильфон 11 и затем упругое тело 10.A gradiometer is installed at the observation point and the equilibrium of the sensing element is monitored. For this, the camera / with the aid of the mechanical oscillation generator 16 communicates vertical periodic oscillations. In case of imbalance of the sensitive element, it makes torsional oscillations relative to the camera / with a forced frequency and phase shift depending on the sign of imbalance. The torsional vibrations are recorded by the sensor 13. The signals of the sensor and the generator 16 are iodine to the phase-sensitive detector 14 with an integrating element. The signal of the phase-sensitive detector 14 of magnification in the amplifier / 5 controls the operation of the power plant, deforming the bellows 11 and then the elastic body 10.

При уравновещивании системы крутильных весов с требуемой точностью сигнал от вертикальных ускорений камеры с жидкостью становитс меньше норога чувствительности датчика перемещений, и чувствительный элемент реагирует только на изменени вариации силы т жести. Эти изменени создают крут щий момент, компенсируемый унругим моментом крутильной нити 9. Мерой вариации силы т жести вл етс угол закручивани нити или перемещение массы 5, определ емое с помощью датчика перемещений.When balancing a torsional balance system with the required accuracy, the signal from the vertical accelerations of the fluid chamber becomes less than the sensitivity norm of the displacement transducer, and the sensing element responds only to changes in gravity variation. These changes create a torque that is compensated by the external moment of the torsion thread 9. A measure of the gravity force variation is the twist angle of the thread or the movement of the mass 5, as determined by a displacement sensor.

Предмет изобретени Subject invention

Гравитационный градиентометр, содержащий чувствительный элемент в виде масс положительной и отрицательной плавучести, упругое тело, прикрепленное к одной из масс, камеру с жидкостью, сильфон с силовой установкой , св занной через усилитель и фазочувствительный детектор с генератором вертикальных механических колебаний и датчиком перемещений, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, чувствительный элемент выполнен в виде уравновешенных в жидкости крутильных весов, состо щих изA gravitational gradiometer containing a positive and negative buoyancy mass sensor, an elastic body attached to one of the masses, a chamber with liquid, a bellows with a power plant connected through an amplifier and a phase-sensitive detector with a generator of vertical mechanical oscillations and a displacement sensor, characterized by that, in order to improve the measurement accuracy, the sensitive element is designed as a torsion balance balanced in a liquid, consisting of

5 горизонтальных крутильных нитей и подвешенных к ним жестко св занных, например, крестом двух коромысел, одно из которых несет на концах разнесенные по высоте массы положительной плавучести, а другое - аналогично расположенные массы отрицательной плавучести.5 horizontal torsion threads and two rocker arms rigidly connected to them, for example, a cross, one of which carries positive buoyancy masses spaced apart along the height, and the other, similarly located masses of negative buoyancy.