SU697946A1 - Горизонтальный крутильный ма тник - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к точному приборостроению и предназначено дл  прецизионных измерений , например в гравиметрии, дл  измерени  производных ускорени  силы т жести, при определении значений гравитационной посто нной .

Известно устройство с горизонтальным крутильным ма тником, содержащее корпус, чувствительный злемент, выполненный в виде коромысла с грузами, подвешенного На крутильной нити, и системуИндикации, регистрирующую угол поворота чувствительного элемеита 1.

Такое устройство позвол ет измер ть производные V iV i yjWjt, W.,j- с точностью пор дка 1 - 5 зтвеш, что часто бывает недостаточным.

Известно также устройство с горизонтальным крутильным ма тником, содержащее корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде коромысла с грузами, подвешенного на крутильной нити и помещенного в вакуум, и систему индикации, регистрирующую период крутильных колебаний чувствительного элемента 2.

Эти конструкции широко примен ютс  при проведении прецизионных нзмерений в физике

и геофизике. Чувствительиость таких ма тников определ етс , в основном, прочностными характеристиками упругой крутильной нити и ее размерами (длиной и диаметром) и не может быть изменена без замены крутильной нити. Возможности увеличени  чувствительности также ограничиваютс  из-за невозможности чрезмерного увеличени  длины нити и уменьщени  ее диаметра , причем последнее приводит к увеличению дрейфа нул  прибора и увеличению возмсАююсти обрьша при ударах и сотр сени х.

Claims (3)

1. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  компенсатор силы т жести, содержаащй корпус, ч)вствительный злемеит, выполненный в виде коромысла с грузами, подвещеиного на крутильной нити, и систему индикации и дополнительно содержащий четыре поперечно расположенных груза, размещенных симметрично относительно коромысла. Эти дополнительные грузы, создава  за счет собственного гравитационного пол  добавочную динамическую крутильную жесткость, могут мен ть, уменьша  или увеличива , чувствительность крутильной системы, что приводит к расширению измерительных возможностей прибора 3. Недостатком такого компенсатора  вл етс  сравнительно небольша  эффективность создани  дополнительной жесткости из-за чрезвычайно малой величины гравитационных сил, что приводит к увеличению веса и габаритов прибора и искажению гравитационного пол  в окрестности коромысла, которое трудно учесть с высокой точностью и которое усиливаетс  с увеличением массы грузов компенсатора. Цель изобретени  - увеличение чувствительности и расширение измерительного диапазона прибора без искажени  гравитационного пол  в окрестности коромысла чувствительного элемента и без значительного увеличени  веса и га баритов прибора. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены, установленный на корпусе и механически св занный с узлом креплени  упругой нити вибродвигатель и стабилизированны по частоте и амплитуде генератор синусоидальных колебаний, подключенный к вибродвигателю . Увеличение (или уменьшение) чувствительности горизонтального ма тника достигаетс  за счет создани  вибраций точки подвеса упругой крутильной нити в горизонтальной плоскос ти, вызывающих, в свою очередь, ма тниковые качани  чувствительного элемента. Известно, чт ма тниковые качани  создают дополнительную динамическую жесткость К , пропорциональну разности квадратов угловых скоростей коромы ла Кд--С:),- Х®2-011 - квадраты скорости ма тниковых качаний коромысла относительно взаимно перпендикул рных горизонтальных осей X и Y; - моменты инерции коромысла отно сительно продольной и поперечной осей. Эта искусственно созданна  динамическа  крутиЛьна  жесткость может увеличивать или уменьшать общую крутильную жесткость прибора и, следовательно, измен ть чувствительнос крутильного ма тника, не мен   толщины кру тильной нити и не внос  искажений в гравитационное поле окрестностей коромысла. Расчеты показывают, что вибрирование точки подвеса ма тника, имеющего добротность 1000 и период собственных колебаний 10 с, н частоте 5 Гц с амплитудой 0,15-0,18 мк дает увеличение чувствительности в 1,4-3 раза. На чертеже изображен крутильный ма тник, бщий вид. Горизонтальньсй крутильн. ма тник имеет орпус 1, чувствительный элемент 2, систему реплени  нити 3 и систему 4. На орпусе 1 вблизи узла креплени  нити 3 помеаетс  вибродвйгатель 5, управл емый стабили.ированным по частоте и амплитуде генератором инусоидальных колебаний 6. Горизонтальный крутильньгй ма тник рабоает следующим образом. Генератор 6 подает сигнал на вибродвигатель, оторый создает гармонические колебани  коруса и всеете с ним узла креплени  3. Под дейтвием этих колебаний создаютс  гармонические качани  коромысла, мен ющие крутильную жесткость . Подбира  частот/ и а лгглкгуду вибрации вибродвигател , можно мен ть ьгличины динамической и общей крутильной жесткости. Быходной параметр, угол поворота или частота крутильных колебаний замер етс  системой индикации , котора  фиксирует положение коромысла относительно оси, параллельной той, которой создаютс  ма тниковые качани . Такое выполнение горизонтального крутильного ма тника позволит создать прибор с широким измерительным диапазоном и высокой чувствительностью. Формула изобретени  Горизонтальный крутильный ма тник, содержащий корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде коромысла с грузами, подвешенного на упругой крутильной нити, и систему индикации, отличающийс  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона и увеличени  чувствительности прибора за счет создани  дополнительной динамической жесткости крутильной нити, в него введены установленный на корпусе и механически св занный с узлом креплени  упругой нити вибродвигатель и стабилизированный по частоте и амплитуде генератор синусоидальных колебаний, подключенный к вибродвигателю. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Сорокин Л. В. Гравиметри  и гравиметрическа  разведка, Гостоптехиздат, 1953, с. 242.
2. 2.Berman D. Gravity Gradiometer Computer Model for simulated Gradient Contour Mapping. RSf vol. 38,10,1967.
3. 3.Сагитов M. y. Посто нна  т готени  и масса Земли. Наука, 1969, с. 188 (npoTOTHii).

   5 5