SU693325A1 - Gravitational variometer - Google Patents
Gravitational variometerInfo
- Publication number
- SU693325A1 SU693325A1 SU772562049A SU2562049A SU693325A1 SU 693325 A1 SU693325 A1 SU 693325A1 SU 772562049 A SU772562049 A SU 772562049A SU 2562049 A SU2562049 A SU 2562049A SU 693325 A1 SU693325 A1 SU 693325A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- torsion
- variometer
- gravitational
- sat
- questions
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
« . ".
Изобретение относитс к области гравиметрии и может быть испсшьзова о дн измерени слабых сил гравитвщион- ной, электромагнитной или иной природы.The invention relates to the field of gravimetry and can be used to measure the weak forces of a gravitational, electromagnetic, or other nature.
Известен прибор, содержащий корпус, оптическое устройство, регистратор, крутильньй ма тник, вьтолнениый в виде коромысла с укрепленными на его концах пробными массами и подвешенный за йередину на тонкой упругой.крутильной нити ij.A device is known that includes a housing, an optical device, a recorder, a torsional torsion, executed in the form of a rocker arm with test masses fixed at its ends and suspended by a midpoint on a thin elastic twisting filament ij.
В этом приборе под воздействием микросейсм и инерциальньге ускорений другой природы (вибрации, толчки и т. д. возникают паразитные колебани коромысла относительно верхней точки подвеса (ма тниковые колебани ) и относительно нижней точки подвеса(качани ), которые привод т к по влению эффекта так .назьгоаемой динамической жесткости. При этом жесткость крутильной нити увеличиваетс , что соответственна приводит к изменению периода крутильных колебаний коромысла.In this device, under the influence of microseisms and inertial accelerations of a different nature (vibrations, shocks, etc., parasitic oscillations of the rocker arm occur relative to the upper point of the suspension (swingar vibrations) and relative to the lower point of the suspension (swing), which lead to nazgoyemoe dynamic stiffness. The stiffness of the torsional thread increases, which accordingly leads to a change in the period of torsional oscillations of the rocker arm.
Экспериментальные исследовани но измерению гравитационной посто нной показывают , что сейсмические воздействи на коромысло определ ют стабильность его периода колебаний на уровнеExperimental studies on the measurement of the gravitational constant show that the seismic effects on the rocker determine the stability of its oscillation period at the level of
AT.AT.
toto
что вл етс существенным- преп тствием к повышению точности измерений,which is a significant obstacle to improving the accuracy of measurements,
Известен вариометр, содержащий корпус , оптическое устройство, регистратор, крутильный ма тник, выполненный в виде крестообразного симметричного коромысла, центр т жести которого совпадает с точкой подвесами. Оптимизаци конструкции н параметров чувствительного элемента позвол ет увеличить стабильность его периода доA variometer is known, comprising a housing, an optical device, a recorder, a torsion tick made in the form of a cross-shaped symmetric rocker, whose center of gravity coincides with the point of the suspensions. Optimization of the design and parameters of the sensing element allows to increase the stability of its period to
ATAT
УтUt
10 -f10Сложность нелинейной теории движени коромысла не позвол ет найти точного решени , а поэтому нет и возможности строгого решени задачи оптимизации. Крометого, ийвозможен учет систематическчх погрешнодтей, обусловленных нелинейным характером теории движени ма тника и вли нием помех. Наиболее близким к предлагаемому вл етс гравитационный вариометр Этвеша, содержащий два крутильных ма т ника с одинаковыми моментами инерции, подвешенных на общем основании на упруги.х нит х с одинаковой крутильной жесткостью, корпус, оптическую систему отсчета, поворотное азимутальное устройство f 3. Указанный вариометр имеет низкую точность, у него наблюдаютс систематические погрешности, обусловленные вли нием йнерпиальн гх помех. Цель изобретени - повышение точности измерени за счет исключени вли ни случайных помех, обусловленных инер диальными ускорени ми основани прибора . Поставленна цель достигаетс тем, что один из крутильных ма тников выполнен в виде тела с равномерным угловым распределением массы в плоскости вращени (т. е. имеет форму тела вращени ) например, в виде цилиндра, подвешенного так, что его ось совпадает с осью вращени упругой крутильной нити. Надлежащим размещением зеркал ма т ников производитс оптическое вычитание углов поворота ма тников. Поскольку оба ма тника имеют одинаковые моменты инерции относительно точки подвеса, то они в Одинаковой мере будут подвержены вли нию инерциальных помех. Но при этом цилиндрический ма тник, име равно мерное распределение масс относительно оси вращени , не будет реагировать на моменты гравитационных сил, а обычный ма тник, выполненный в виде гантели, будет чувствовать и изменение моментов гравитационньгх сил. Следовательно, разность периодов этих двух ма тников буде свободна от вли ни инерциапьных помех. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство,- на фиг. 2 принципиальна схема его. Гравитационный вариометр содержит гравичувствительный ма тник 1, гравинечувствительный ма тник 2, упругие ни ти подвесов 3, лампу осветител 4, оптическую систему 5, вспомогательные зеркала б, фотЬприемник 7, лампу освет тел нижних зеркал 8, коордннатно- юточувствительные элементы 9, нижние зерк а 10, фотоана,1и: ито;;ы И, призмы 12, иафрагмы 13 (поворотно-азимутальное , стройство на рисунке не приводитс ). Гравичувствительный ма тник 1 может быть выполнен в виде гантели с массами, aкpeплeиньпv и -на концах горизонтального стержн . Гравинечувствительный ма тник вьшолнен в виде симметричного тела, например, цилиндра, сферы, конуса т. д., причем ось тела вращени должна совпадать с осью подвеса ма тника. Зеркала 6 реализуют уголковый отражатель , который передает световой луч от лампы осветител 4 через оптическую систему 5 на фотоприемник 7 лишь в моменты времени, кратные периодам обоих ма тников. При этом фотоприемник регистрирует мОменть перехода ма тников через положение равновеси , причем период разностного ма тника равен разности периодов исходных ма тников . Возможно также измер ть период каждого ма тника в отдельности, а разность периодов образовывать в системе регистрации . В этом случае из периода колебаний гравичувствительного Ма тника также устран етс вклад помех негравитационного происхождени (устройство такой регистрации не требует особого по снени и на чертеже не показано). Положение каждого ма тника в гори- зонтальной плоскости фиксируетс посредством координатно-чувствительных фотоэлементов §. Дл этой цели луч света JOT лампы 8 направл етс через призмы 12, диа4рагмы 13 и отверсти в центре фотоэлементов на нижние зеркала Ю. Отраж 1Ясь от зеркал луч света расход щимс пучком попадает на активную поверхность фотоэлементов 9. При сУтсутствии ма тниковых колебаний и качаний ма тников (при отсутствии макро- и мрфосейсм) величина разностного фототока фотонрнилников 9 (при правильной горизонтальной установке нижних зеркал Ю) равна нулю. Крутильные колеба1з:и ма тников на величину разностного фототока приёмников 9 вли ни оказывать не будут. Таким образом, фотоприемники 9 дают дополнительную возможность контролировать услови , при которых вьшолн ютс измерени , и вносить поправки в измеренные величины.. Приншш действи вариометра заключаетс в следующем. На пункте наблюдени включаютс лампы 4 и 8. Затем ма тникам задают. 569 крутильные колебани в разных направ- пени х: одному по часовой стрелке, а второму - против. Врем между моментами , в Которые фотоприемник 7 будет регистрировать сигнал совпадени покйзаНИИ ма тников, будет соответствовать разностному периоду колебаний ма тников. Использование гравннечзгествительного ма тника совместно с обычным грави 15даствительным позвол ет уменьшить систематические и случайные погрешности , обусловленные сейсмическими и микросейсмическими помехами. Это дает возможность повышени точности при измерени х в статическом и, особенно, в, динамическом режимах. При использовании вариометра в динамическом режиме увеличиваетс его пройэвййврГёЯь ность в 5-6 раз по сравнешсю со статическим режимом измерени при равных (около 4ОО с)собственных периодах колебаний . Применение преоложенного вариометра в полевых услови х П01эт1олит значительно снизить требовани к учету температурных вли ний, поскольку они будут автоматически устран тьс в процессе змерени . Предложенный вариометр, помимо змерен малых сил гравитао оннйГЬ «фо исхождени , может быть использован дл малых сил, обусловленных магнетизмом, световым давлением, вп нием сверхвысоких частот. Пр этом точность измерени повьшгаетс на од даа пор дка.10 -f10The complexity of the nonlinear theory of the movement of the rocker does not allow us to find an exact solution, and therefore there is no possibility of strictly solving the optimization problem. In addition, it is possible to take into account systematic errors caused by the nonlinear character of the theory of the motion of the dial and the influence of interference. The closest to the present invention is the ethves gravitational variometer containing two torsion mats with the same moments of inertia suspended on a common base on elastic strands with the same torsional rigidity, housing, optical reference system, rotary azimuth device f 3. The specified variometer It has low accuracy, it exhibits systematic errors due to the influence of interference. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating the effect of random interference due to inertial accelerations of the base of the instrument. The goal is achieved by the fact that one of the torsion bodies is made in the form of a body with a uniform angular distribution of mass in the plane of rotation (i.e. it has the shape of a body of rotation), for example, in the form of a cylinder suspended so that its axis coincides with the axis of rotation twisting thread. By properly placing the mirrors of the tickmans, the optical subtraction of the rotation angles of the tillers is carried out. Since both tillers have the same moments of inertia with respect to the suspension point, they will be equally affected by inertial noise. But at the same time, a cylindrical tambourine, having an evenly distributed mass relative to the axis of rotation, will not react to moments of gravitational forces, and an ordinary trough made in the form of a dumbbell will also sense a change in the moments of gravitational forces. Consequently, the difference in the periods of these two masters will be free from the influence of inertial interference. FIG. 1 schematically shows the proposed device; in FIG. 2 is a schematic diagram of it. The gravitational variometer contains a gravity sensitive tandem 1, a gravity sensitive tandem 2, resilient hangers 3, an illuminator lamp 4, an optical system 5, auxiliary mirrors b, a photo receiver 7, a luminaire lamp of the bodies of the lower mirrors 8, coordinate-sensitive components 9, lower mirrors a 10, photoana, 1i: ito ;; s AND, prisms 12, and aphragms 13 (rotational azimuth, the device is not shown in the figure). Gravity-sensitive tandem 1 can be made in the form of a dumbbell with masses, akpleyinp and at the ends of the horizontal rod. The gravity sensitive antenna is made in the form of a symmetric body, for example, a cylinder, a sphere, a cone, etc., and the axis of the body of rotation must coincide with the axis of the suspension of the tandem. Mirrors 6 implement an angled reflector, which transmits the light beam from the lamp to the illuminator 4 through the optical system 5 to the photodetector 7 only at times that are multiples of the periods of both receivers. In this case, the photodetector registers the memory transfer of satanics through the equilibrium position, and the period of the difference waveform is equal to the difference of the periods of the source waveform. It is also possible to measure the period of each tambourine separately, and form the difference between the periods in the registration system. In this case, the contribution of non-gravitational disturbances is also eliminated from the period of oscillation of the gravitational sensitive (the device for such registration does not require any special explanation and is not shown in the drawing). The position of each tambourine in the horizontal plane is fixed by means of coordinate-sensitive photovoltaic cells. For this purpose, the beam of light JOT of the lamp 8 is directed through the prisms 12, diaphragm 13 and the holes in the center of the photocells to the lower mirrors Y. Reflected from the mirrors, the light beam with a diverging beam falls on the active surface of the photocells 9. When there is no oscillation and swinging, (in the absence of macro- and macroseism), the magnitude of the difference photocurrent of the photomultipliers 9 (with correct horizontal installation of the lower mirrors of Yu) is zero. Torsional vibrations: there will be no influence on the value of the differential photocurrent of the receivers 9. Thus, the photodetectors 9 provide an additional opportunity to monitor the conditions under which measurements are made, and to amend the measured values. The effect of the variometer is as follows. Lamps 4 and 8 are turned on at the observation point. Then the master figures are asked. 569 torsional vibrations in different directions: one clockwise, and the second one against. The time between the moments in which the photodetector 7 will register the signal of the coincidence of the pilot signals will correspond to the difference period of the oscillations of the pilot waves. The use of an equilibrium model in conjunction with conventional gravity makes it possible to reduce systematic and random errors due to seismic and microseismic interference. This makes it possible to increase the accuracy when measuring in static and, especially, in dynamic modes. When using a variometer in the dynamic mode, its projeyvrGyAyyness increases by 5-6 times compared with the static mode of measurement with equal (about 4OO s) own periods of oscillation. The use of the pre-vario in field conditions P01 etolit significantly reduces the requirements for taking into account temperature effects, since they will be automatically eliminated during the measurement process. The proposed variometer, in addition to the small forces of gravity on the origin, can be used for small forces due to magnetism, light pressure, and ultrahigh frequencies. In this case, the measurement accuracy is increased by the order of magnitude.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772562049A SU693325A1 (en) | 1977-12-29 | 1977-12-29 | Gravitational variometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772562049A SU693325A1 (en) | 1977-12-29 | 1977-12-29 | Gravitational variometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU693325A1 true SU693325A1 (en) | 1979-10-25 |
Family
ID=20741140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU772562049A SU693325A1 (en) | 1977-12-29 | 1977-12-29 | Gravitational variometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU693325A1 (en) |
-
1977
- 1977-12-29 SU SU772562049A patent/SU693325A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU693325A1 (en) | Gravitational variometer | |
US3253471A (en) | Apparatus for indicating angular velocities or/and accelerations | |
US20230105395A1 (en) | Vibration remote sensor based on speckles tracking, which uses an optical-inertial accelerometer, and method for correcting the vibrational noise of such a sensor | |
RU79342U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING A GRAVITATIONAL CONSTANT | |
US3019655A (en) | Device for measuring gravity on moving platforms | |
JPS595845B2 (en) | true north reference device | |
US20210278432A1 (en) | High precision rotation sensor and method | |
RU2515353C1 (en) | Pendulum low-frequency vibration bench | |
US3501958A (en) | Gravity meter | |
US2293288A (en) | Vibration indicator | |
CN112505793B (en) | Absolute gravity measuring device | |
SU697946A1 (en) | Horizontal torsion pendulum | |
SU1115001A1 (en) | Gravitational variometer | |
SU651286A1 (en) | Device for measuring absolute gravitational acceleration | |
FR2455267A1 (en) | Motor vehicle wheel angle measurement - utilises lamp to illuminate scales carried by orthogonally mounted oscillating pendulums | |
CN215767106U (en) | Dynamic measuring device for scale coefficient of annular laser goniometer | |
RU2718474C1 (en) | Method of reducing vibration-frequency accelerometer sensitivity to lateral acceleration | |
CN113267821B (en) | Gravity gradient measurement method and system based on angular motion | |
RU2116659C1 (en) | Laser-interferometer detector of gravitation induced shift of generation frequency | |
SU127432A1 (en) | Single Component Vibrograph | |
RU93997U1 (en) | GRAVIMETER | |
RU2057679C1 (en) | Statodynamic inclinometer | |
SU731290A1 (en) | Projection-type centering device | |
SU1157359A1 (en) | Standard balance | |
SU949603A1 (en) | Magnetometer |