SU651285A1 - Vertical gradientometer - Google Patents

Vertical gradientometer

Info

Publication number
SU651285A1
SU651285A1 SU731934443A SU1934443A SU651285A1 SU 651285 A1 SU651285 A1 SU 651285A1 SU 731934443 A SU731934443 A SU 731934443A SU 1934443 A SU1934443 A SU 1934443A SU 651285 A1 SU651285 A1 SU 651285A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gravity
accelerometers
vertical
devices
gradientometer
Prior art date
Application number
SU731934443A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Андреевич Голован
Александр Иванович Сорока
Владимир Федорович Лесков
Леонид Васильевич Урсегов
Валерий Александрович Золотухин
Виктор Григорьевич Рыженин
Богдан Павлович Бодунов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8708
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 Предприятие П/Я В-8708 filed Critical Предприятие П/Я В-8708
Priority to SU731934443A priority Critical patent/SU651285A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU651285A1 publication Critical patent/SU651285A1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Balance (AREA)

Description

1one

Вертикальный градиентометр приме- н етс  в инерциальной навигации и гравиметрии .A vertical gradiometer is used in inertial navigation and gravimetry.

Известно устройство дл  измерени  вертикальной составл ющей градиента силы т жести, содержащее закрепленное на торсионе коромысло с массами на концах fl .A device for measuring the vertical component of the gravity of a gravity of gravity is known, which comprises a rocker arm attached to the torsion bar with masses at the ends fl.

Практически оказываетс  очень трудно с высокой точностью совместить центр т жести системы с осыо вращени  поэтому устройство реагирует не только на вертикальную составл ющую граднента силы т жести Л , но и на силу т жести . Никакой методикой измерени  и конструкций весов разделить вли ние Л и gf не удаетс . Кроме того, центр т жести смещаетс  из-за колебаний температуры, внешних вибраций , электростатических сил, конвекциoHiibix потоков и других внешних условий .It is practically very difficult to combine the center of gravity of the system with the axis of rotation with high accuracy, so the device responds not only to the vertical component of the gravity of gravity L, but also to the force of gravity. No measurement method and scale designs can separate the effect of L and gf. In addition, the center of gravity shifts due to temperature fluctuations, external vibrations, electrostatic forces, Hiibix convection currents and other external conditions.

Указанные недостатки не позвол ют .-использовать рассмотренное устройствоThese drawbacks do not allow.-Use of the considered device

дл  измерений А с высокой точностью .For measuring A with high accuracy.

Цель предлагаемого изобретени  - повышение точности измерений.The purpose of the present invention is to improve the measurement accuracy.

Это достигаетс  за счет того, чтоThis is due to the fact that

в вертикальный градиентометр введены второе коромысло и двигатель с горизонтально расположенным валом, на котором закреплены оба коромысла, на концах каждого из коромысел закреплена пара акселерометров, при этом ось чувствительности одного акселерометра направлена вдоль оси коромысла, а другого перепендикул рно .этой оси,при- чем выходы каждой пары акселеромет-A second rocker and an engine with a horizontal shaft on which both rocker arms are attached are inserted into the vertical gradiometer; a pair of accelerometers is attached to the ends of each rocker arm, while the sensitivity axis of one accelerometer is directed along the rocker axis and the other one is the outputs of each pair of accelerometer

ров с одинаково направленными ос ми чувствительности, но принадлежащих раз ным коромыслам, подключены на входы сравнивающих устройств,, выходьГ которых подключены к сумматорам.A ditch with the same directional sensitivity axes, but belonging to different rocker arms, is connected to the inputs of comparing devices, the output of which are connected to adders.

На фиг. 1 изображен предлагаемыйFIG. 1 depicts the proposed

градиентометр; на фиг. 2 - график, по сн ющий принцип действи  предлагаемого градиентометра. Г радиеитометр состоит из корпуса 1, коромысла 2, акселерометров 3, 4, 5, 6 7, 8, 9, 10, дополнительного коромысла 11, оси 12 вращени , электродвигател  13, сравнивающих устрайств 14, 15, 16 17, суммирующих устройств 18, 19. и 1/2,и (Jj- выходные сигналы сравнивающих устройств; -бы -вых Ь1ходные сигналы сумми рующих устройств. В корпусе 1 горизонтально установле вал 12. Вал через посредство редуктора (или без него) соединен с ротором Элект двигател  13, статор которого жестко закреплен в корпусе 1. На валу в точке О жестко закреплены коромысло 2 и до полнительное коромысло 11, перпендикул рные друг другу и расположенные в плоскости, перпендикул рной оси вращени На концах коромысла расположено по пар акселерометров 3 и 4, 6 и 5, 8 и 7 1 и 9 (например струнные), причем оси чу ствительности одного из каждой пары акселерометров (3, 6, 8, 1О) направлены вдоль соответствующего коромысла, а ос чувствительности второго из каждой лары акселеромегров (4, 5, 7, э) nepneHjMUcyл рны соответствующему коромыслу 11 Выходные сигналы акселерометров 3 и 1О, 6 и 8 попарно подаютс  на первую пару сравнивающих устройств 17 и 15, соответственно, а выходные сигналы ак- селеромегров 4 и 9, 5 и 7 - на вторую парУ сравнивающих устройств 16 и 14, соответственно. Выходные сигналы U и Ui сравнивающих устройств 14 и 16, соответственно, подаютс  на суммирую- шее устройство 18, выходные сигналы It сравнивающих устройств 15 и 17, соответственно, подаютс  на суммирующее устройство 19, Выходные сигналы суммирующих устройств 18 и 19 и .содержат информацию о величине вертикальной составл ющей градиента силы т жести Л.. Принцип действи  предлагавмогЬ rpafдиенпометра по сн етс  фиг. 2,где прин ты следующие обозначени ; XQ Z© - сх;и инерциельной систем, координат; 0tff ж X Z, X , Z - оси св занной соответст вующей парой акселерометров системы координат (дл  акселерометров, распилижениых на верхних концах коромысел). -ускорение силы т жести, -рассто ние от точки крейле- ки  коромысел до центров подвеса чувст вительных масс акселерометров. При павномерпом повороте вала 12 со скоростью на оси чувствительности X и 2 акселерометров 7 и 8 проектируютс  ускорени  d)er g cos-j -e,t; ( 1) d)g-2,-- uinj-+etПоскольку сила т жести Of может быть выражена через величину силы т жести в точке креплени  коромысел и вер-Гикальную составл ющую градиента силы т жести Д , в данной точке следующим образом gr eAsinj -g-o, то Выражени  (1) принимают вид (2) , Полага , что в выражении т уравнени  дл  пары акселерометров 5, 6 9x gfo T-J 3 2r-ef (5) есоб2т Ьт В выходных сигналах акселерометров , измер ющих проекции ускорений по формулам (2) и (З), содержитс  как полезный сигнал, измен ющийс  с двойной частотой вращени  2 -у , так и помехи. Вычита  из выражени  (2а) выражение (За) с помощью сравнивающего устройства 14, и аналогично выражение (36) из выражени  (26) с по- мо.щью сравнивающего устройства 15, получаем пpoпopциoнaльныeДg J. и Agy сигналы, в которых отсутствует посто нна  составл юща  помехи ё- и Е §Гх ео ° т- 1 т -Д 21п2г , . еГ2 о Т-сов-ггЗ- лесоб2 Далее дл  исключени  из выходньпс сигналов сравнивающих устройств 14 и 15, пропорциональных Ag и сигнала помехи, измен ющегос  с частотой вращени  - , используетс  информади  с акселерометров 3, 4, 9, 10, преобразованна  с помо.щью сравниваю .ЩИ.Х устройств 16 и 17 и имеюща  ви -gotc;o T ыn7J Aгвin27 5, Д§г о 111Т-с о57Д десоб2(г Уравнени  (5) получаютс  аналогичо уравнени м (4). Обрабатыва  сигналы, пропорциональД§Гл gx- efz gradiometer; in fig. 2 is a graph showing the operating principle of the proposed gradiometer. A radietitometer consists of body 1, rocker arm 2, accelerometers 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, additional rocker arm 11, axis 12 of rotation, electric motor 13, comparing devices 14, 15, 16 17, totalizers 18, 19. and 1/2, and (Jj are the output signals of the comparison devices; -by the output signals of the summing devices. In the case 1, the shaft is installed horizontally 12. The shaft is connected to the rotor via the gearbox (or without it) Electromotor 13, the stator of which is rigidly fixed in the housing 1. On the shaft at point O, the rocker arm 2 and the additional arm are rigidly fixed o 11, perpendicular to each other and located in a plane perpendicular to the axis of rotation. At the ends of the rocker arm there are 3 pairs of accelerometers 3 and 4, 6 and 5, 8 and 7 1 and 9 (for example, strings), and the sensitivity axis of one of each pair accelerometers (3, 6, 8, 1О) are directed along the respective beam, and the sensitivity sensitivity of the second one from each lara of accelerometers (4, 5, 7, e) the first pair of comparing devices 17 and 15, respectively, and the output e signals Ak seleromegrov 4 and 9, 5, and 7 - on the second pair of comparators 16 and 14, respectively. The output signals U and Ui of the comparison devices 14 and 16, respectively, are fed to the summing device 18, the output signals It of the comparison devices 15 and 17, respectively, are fed to the summing device 19, the output signals of the summing devices 18 and 19 and contain information about the magnitude of the vertical component of the gravity of the gravity force L .. The principle of the proposed Rpaf radiation gauge is explained in FIG. 2, where the following symbols are taken; XQ Z © - cf; and inertial systems, coordinates; 0tff and X Z, X, Z are the axes of the coordinate system associated with the corresponding pair of accelerometers (for accelerometers sawn at the upper ends of the rocker arms). - acceleration of the force of gravity, - distance from the point of the fender of the rocker arms to the suspension centers of the sensitive accelerometers. When pavnomep rotate the shaft 12 at a speed on the axis of sensitivity X and 2 accelerometers 7 and 8 are designed acceleration d) er g cos-j -e, t; (1) d) g-2, - uinj- + et. Since the force of the weight Of, can be expressed in terms of the force of gravity at the point of attachment of the rockers and the vertex of the gravity force gradient D, at this point as follows gr eAsinj -go, then Expressions (1) take the form (2), Assuming that in the expression of t, the equations for a pair of accelerometers 5, 6 9x gfo TJ 3 2r-ef (5) are extra-2T In the output signals of accelerometers measuring the projections of accelerations by the formulas (2) and (3), contains both a useful signal varying with double speed 2 and interference. Subtracting expression (2a) from expression (2a) using comparing device 14, and likewise expression (36) from expression (26) with the help of comparing device 15, we obtain projection ratio E.G and J. Agy signals in which there is no constant the interfering component of e- and E gh eo ° t-1 t -D 21p2g,. eG2 on T-sov-ghz-lesob2 Further, to exclude from the output signals, the comparison devices 14 and 15, proportional to Ag and the interference signal varying with the rotational speed, use information from accelerometers 3, 4, 9, 10 converted with pomo. I compare .CHI.X devices 16 and 17 and having the ig-otc; o T ı 7 Å Aghin 27 5, Dgr 111T-c o57 D desob2 (g Equations (5) are obtained similar to equations (4). Processing signals proportional to D GL gx- efz

помощью суммирующих устройств 18 и 19, соответственно, получаем на выходе устройства сигналыusing the summing devices 18 and 19, respectively, we get signals

вых,2Ае51п2г;o, 2Ae51p2g;

(6)(6)

BbiX2 2 tcos2T.BbiX2 2 tcos2T.

Таким образом, обеспечиваетс  возможность . отстройки полезного сигнала от помех и св занных с неидентичностыо приборов и различием Б разных коромысел . Кроме того, практически не вли ют помехи, св занные с медленными процессами (вли ние температуры, релаксации материала струп и др.).Thus, the opportunity is provided. the detuning of the useful signal from interference and associated with non-identical instruments and the difference B of different rocker arms. In addition, interference associated with slow processes (temperature effect, scab material relaxation, etc.) has virtually no effect.

Предлагаемый градиентометр позвол т достигнуть высокой точности измере- НИИ вертикальной составл ющей градиена силы т жести Л , Например, при рименении струнных Акселерометров с крутизной К 0 ЗОО (выходной сигнал акселерометра - 50 Гц при действии ускорени  1 о ) дл  измерени  точностью Д Л lj3TB.ejJJ 10 У, выбрав период модул ции Т iOO сек, необходимо измерить наопленный за период Т электрический угол, равныйThe proposed gradiometer allows to achieve a high accuracy of measuring the vertical component of the gravity gradient force L, for example, when string accelerometers are used with a K 0 ZOO slope (accelerometer output signal is 50 Hz with an acceleration of 1 o) to measure the accuracy of DL l3TB. ejJJ 10 U, having chosen the modulation period T iOO s, it is necessary to measure the electric angle for the period T, equal to

М-Тд к дЛ-3- 0 padX.O..M.u Такой угол может быть измерен, например , при работе датчика угла в режиме покачивани .M-Td to dL-3-0 padX.O..M.u This angle can be measured, for example, when the angle sensor is in the wiggle mode.

Предлагаемый градиентометр нечувствителен к ускорени м при принудительном павопачива1П1и оси вращени  со скопостыо j- , о также к нереносным уссорени м , возникающим при дв 1жении основани , на котором устройство установлено (это следует из анализа урап-The proposed gradiometer is insensitive to accelerations with forced tilting and rotation axes with j- scopes, as well as to non-portable stresses arising from the base on which the device is installed (this follows from the analysis of

нений, описывающих движение прибора). Это позвол ет создать вертикаль, не- возмущаемую ускорени ми, дл  чего не- обходикю в прибор ввести дополнител1 но систему регулировани , след щуюdescription of the movement of the device). This allows you to create a vertical, unperturbed by acceleration, for which you can add an additional control system to

Claims (1)

1. Веселов К. Е., Сагитов М. У. Гравиметр1гческа  разведка, М., Недра 1968, с. 212.1. Veselov K. Ye., Sagitov M. U. Gravimetry intelligence, Moscow, Nedra 1968, p. 212. ФтпFtp лl и,and, SuxlSuxl 19nineteen /в«х2;/ in "x2; /about //г.г//y.g
SU731934443A 1973-06-21 1973-06-21 Vertical gradientometer SU651285A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU731934443A SU651285A1 (en) 1973-06-21 1973-06-21 Vertical gradientometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU731934443A SU651285A1 (en) 1973-06-21 1973-06-21 Vertical gradientometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU651285A1 true SU651285A1 (en) 1979-03-05

Family

ID=20557226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU731934443A SU651285A1 (en) 1973-06-21 1973-06-21 Vertical gradientometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU651285A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5922951A (en) * 1997-06-11 1999-07-13 The Broken Hill Proprietary Company Ltd. Gravity gradiometer
AU735871B2 (en) * 1997-06-11 2001-07-19 Fugro Finance Ag Gravity gradiometer
WO2005003818A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-13 Elchin Nusrat Ogly Khalilov Method for recording low-frequency gravity waves and device for the measurement thereof
RU2578247C1 (en) * 2015-02-25 2016-03-27 Анатолий Борисович Попов Self-contained gravity gradient meter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5922951A (en) * 1997-06-11 1999-07-13 The Broken Hill Proprietary Company Ltd. Gravity gradiometer
AU735871B2 (en) * 1997-06-11 2001-07-19 Fugro Finance Ag Gravity gradiometer
WO2005003818A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-13 Elchin Nusrat Ogly Khalilov Method for recording low-frequency gravity waves and device for the measurement thereof
RU2578247C1 (en) * 2015-02-25 2016-03-27 Анатолий Борисович Попов Self-contained gravity gradient meter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4611491A (en) Accelerometer system
US3926054A (en) Gravity gradiometer
US5341681A (en) Stepped gravity gradiometer
US4244116A (en) Devices for measuring the azimuth and the slope of a drilling line
CN108168550A (en) A kind of high speed rotation carrier inertial posture measuring device
SU651285A1 (en) Vertical gradientometer
RU2256881C2 (en) Method of estimation of orientation and navigation parameters and strap-down inertial navigation system for fast rotating objects
US2811043A (en) Vertical reference and acceleration apparatus
US3140482A (en) System providing error rate damping of an autonavigator
RU2030574C1 (en) Method for determination of well drift angle in successive points and gyroscopic inclinometer
GB1531503A (en) Apparatus for performing inertial measurements using translational acceleration transducers and for calibrating translational acceleration transducers
RU2310166C1 (en) Internal instrument
US3114264A (en) Gravity sensing instrument
RU2104490C1 (en) Gyroscopic inclinometer and process of determination of angular orientation of drill-holes
US3335612A (en) Acceleration-sensitive devices and systems
US3073165A (en) Gravimeter
RU2296299C1 (en) Method for determining direction of true meridian of ground transport
RU2337316C1 (en) Platform-free inertial system
SU1737272A1 (en) Movable object inclination angle sensor
RU2105952C1 (en) Inclinometer
JPH09189548A (en) Attitude angle sensor for train
JPS60162917A (en) Multiple sensor
SU972070A1 (en) Inclination meter
RU2014563C1 (en) Method of measuring the angular parameters of the object motion and device for its realization
SU742850A1 (en) Hydrostabilized gravimeter