SU630607A1 - Гравиметр - Google Patents

Description

(54) ГРЛВИЛ ЕТР

Изобретение относитс  к экспериментальной геофизике и может быть исиользовано в гравиметрии дл  измерени  силы т жести.

В известных динамических способах регистрации g полезный сигнал определ етс  по изменению частоты колебайий струны, раст гиваемой грузиком. При ма тниковых измерени х g исиользуют штативы с несколькими ма тниками с периодом колебаний Т и ио его изменению AT суд т о величиие изменени  силы т жести Ag. В приборе статического типа-бифил рном гравиметре воздействие силы компенсируетс  посто нной силой упругого подвеса - спиральной , укрепленной одним концом в корпусе, а другим в центре диска. Измерение угла поворота диска дает относительное значение А.

Указанные ириборы не всегда обесиечивают необходимую точность, часто имеетс  значительный временной дрейф нудьпункта , и недостаточно помехозащищены.

Целью изобретений  вл етс  повышение точности измерений.

Цель достигаетс  тем, что упругий подвес выполнен из радиальноориентированных пластин, закреп.пенных в дисковых коллекторах, один из которых жестко соединен с корпусом, а другой с грузом.

Иа фиг. схематично изображен крутильный осцилл тор,  вл юидийс  основой предлагаемого гравиметра; на фиг. 2 - разрез ио .4-.4 на фиг. 1; на фиг. 3 - крутильный осцилл тор с измерительной схемой; на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг. 3; на фиг. 5 - крутильный осцилл тор с измерительной схемой и блоками обратной св зи.

Claims (1)

1. Основой гравиметра служит крутильный осцилл тор (фиг. 1), содержаший массивный груз. :наирпмер, диск / радиуса Го, закрепленный через нижний дисковый коллектор 2 радиуса Г|, тонкие пластины 3 длиной / и верхний дисковый коллектор 4 к неподвижной базе - кориусу. Пластины 3 радиально ориентированы так, что при закреплении их концов в коллекторах 2 } 4 образуют упругий иодвес - барабан с высокой изгибной и незначительной крутильной жесткостью. При передаче импульса враш:ени  грузу 1 он повернетс  на угол ср (на фиг. 2 ф обозначен как угловое относительное смешение торцовых повер.хностей одной пластины 3; 3 - проекци  смещенного торца). Одиночное смеш .ение ср возбудит в системе (фиг. 1) собственные крутильные колебани , которые из-за одновременно сопровол{даюшего их подъема груза / будут иметь и ма тииковую компоненту. Пренебрега  изгнбной жесткостью пластин 3 при крутильных смещени х дисков 1, 2 и полага  sin ф ф прп ф-X О, получаем уравнение колебаний такого крутильно-ма тнпкового осштлл тора , которое приводитс  к уравнению математического ма тника. Период колебаннй Т определ етс  выражением: .|/Y( 4.-.Выражение дл  Т получено без учета пзгпбной жесткости пластин 3. что допустимо прп значительном моменте инерции груза и тонких пластпнах. Подбор разлкч}1ых материалов дл  пластин 3, дисковых коллекторов 2 и 4 и груза / (фпг. 1) оиредел ет температурную завпспмость точности гравиметра как функппи относительного удлинени  пластин 3, то есть А///. При стабилпзааш- температуры t Af//-10 -Ю - дл  кварцевых пластин имеет Д///-4-И)-, что делает возможным относительные измерени  g с точностью AgVg- 4 10 . Тонкие пластинки или ленты снижают напр жени  раст женп  от груза, несущественно измен   нзгпбную жесткость подвеса при его деформации из-за углового поворота , и тем самым повышают стабильность нуль-пункта. Одновременно пластины образуют подвес на много пор дков более жесткий относптельно линейных горизонтальных перемещений груза, что устран ет св зь между различными степен ми свободы и повышает помехозащищенность. Регистрацию колебаний осцилл тора (фиг. 1) можно осуществл ть пьезоэлементом 5, что позволит пзмер ть амплитуду угловых смещений пор дка 10 -10 °рсо. Крутильные смещени  груза / под действием тепловых или икросейсм ческих возмзщений создают потенциал на пьезокерамике 5, усиливаемый дифференциальным усилителем 6 (фиг. 3). Далее сигнал, определ емый собственной частотой осцилл тора , поступает на частотомер-хронометр 7, который определ ет период собственных колебаний системы Т и записывает на цифропечатающем устройстве или в блоке пам ти ЭВМ 8. Дл  увеличени  aмплиtyды колебаний возможно дополнительное возбуждение электростатическим или индукционным методом от импульсного источника или генератора импульсов 9 (фиг. 4). Введ  в измерительную схему блок обратной св зи (фиг. 5), можем регулировать амплитуду крутильных колебаний. В этом случае сигнал, определ емый поворотом груза, по каналу W через усилитель 6поступает на блоки 7, 5 приборов регистрацнн , а также на емкостной или индуктивный блок обратной св зи //. При относительном измерении g полевым вариантом гравиметра его устанавливают в точке измерени  и возбуждают крутильнома тниковые ;олебани , например, по схеме фпг. 3, или привод т его в рабочее состо ние - автоколебаний. То есть с генератора импульсов 9 на емкость подаетс  на резонансной частоте цуг импульсов (фиг. 3) или же подключаетс  обратна  св зь (фиг. 5). Частота собственных колебаний системы будет зарегистрирована как параметр переменного электрического сигнала от периодическп деформируемой через иластину 3 пьезокерамики 5. Снгнал предварительно усиливаетс  в блоке 6, а затем анализируетс  частотомером 7и окончательно записываетс  в блоке 8, который может автоматически пересчитать величину периода в значение g. Таким образом, иредложенный гравиметр позвол ет проводить измерени , на фоне значительных микросейсмических помех , имеет незначительный дрейф нульпункта , компактен и не требует специальной регистрирующей аппаратуры. Формула изобретени  Гравиметр, содержащий укрепленный в корпусе упругий подвес с грузом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, упругий подвес выполнен из радиально ориентированных пластин , закрепленных в дисковых коллекторах , один из которых жестко соединен с корпусом, а другой с грузом.

   . г