Устройство для измерения силы тяжести Советский патент 1986 года по МПК G01V7/02 

f

Изобретение относится к гравимет рнческому приборостроению и может быть использовано при гравиразведоч- ных работах для измерения относительных значершй силы тяжести.

Цель изобретения - повышение точности и чувствительности устройства

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит чувствительный элемент I в виде горизонтального Маятника, бесконтактный преобразователь 2 перемещений, соединенный через измерительный прибор 3 с астази- рующим моментным электрическим преобразователем 4, диапазонньш 5 и точный 6 электромагнитные компенсаторы, управляемые блоками управления. Ток управления измеряется приборами 7 и 8. В качестве бесконтактного преобразователя 3 может использС ваться емкостнойS индуктивный, электромагни ньш и . Астазирующий моментный электрический преобразователь 4 представляет собой электромагнит, закрепленный на осн овании устройстна, и обмотку,, прикрепленную к горизонтальному маятнику 1. При этом в зависимости от направления перемещения маятника 1 сила, создаваемая моментным э.пектрическ5-гм преобразователем 4, дествует в направлении, увеличивающем отклонение маятника 1 от исходного ПОЛОЖРЛ5ИЯ. Маятник 1 с помошью блоко 9 к 10 управления устанавливается в исходмое положение и по показаниям приборов 7 и 8 определяется относительно изменения силы тяжести. Электромагниты моментных электрических преобразователей Зяб, закрепленные на основании- устройства, питаются стабилизировгяннъш током.

Устройство работает следующим образом,,

При измерении на опорной точке путем изменения тока з обмотках элек ромагнитнъпс компенсаторов 5 и 6 маятник i приводится в горизонтальное положение; при котором по измерительному прибору 3 регистрируется отсутствие тока в цепи между бесконтактньп преобразователем 2 перемещен™ и ас- таэир-ующим моментным электрическим преобразователем 4. Момент силы тяжести в этом случае равен сумме мо- ментоа силы магнитного взаимодействи (отталкивания) компенсаторов 5 и 6.

0

mg,l + , н- + - ВЫД, 0, (1)

где m - инертная масса маятника 1J , ,m,rr. -. инертные массы прикреплен- ных к горизонтальному маятнику 1 обмоток моментных электрических пре- образоЕ ателей А-6;

1 - приведенная длина маятни

1, -расстояния от оси вращения

А маятника 1 до точек крепления обмоток моментных электрических преобразователей 4-6;

- g - ускорение силы тяжести в опорной точке;

F- компенсирующее усилие, развиваемое диапазонным компенсатором 5;

В - магнитная индукция непод0

вижного электромагнита точного компенсатора 6;

h - длина обмотки точного компенсатора 6;

1 - ток в обмотке компенсатора 6, измеряемый прибором 8,

Обозначив через М суммарную инертную массу устройства и через L при- веденн дю длину, можно уравнение движения () записать в виде

К (M-L) -. F 1 - Bh - 1 0.(2)

На следующем пункте измерения вследствие изменения силы тяжести маятник I отклоняется от горизонтально г о положения, что регистрируется прибором 3. С помощью блока 9 управления изменением тока в обмотке ком- ленсатора 6 горизонтальный маятник 1

ло показаниям прибора 3 выводится в : сходное положение. В этом случае

g(ML) - F-1 - 1.J 0, (з;

где g - ускорение силы тяжести на

пункте измерения; I, - ток в обмотке электромагнитного компенсатора 6.

Из (2) и (3) следует:

1 .

Г- B-h-1 ug : Д-Ч -й-L-i

где up; Р - г,1 &I 1 I, .

В-hi. - IT Величина -г,7

М Ij

является константой устройства, т.е.

Ag K-ai.

3

Последнее соотношение указывает на линейную зависимость изменения тока в цепи точного компенсато15а 6 от изменения ускорения силы тяжести, а с учетом постоянства суммарной массы маятника 1 и обмоток преобразователей 4-6 и самой силы тяжести. 0т-- счет в единицах тока либо в единицах силы тяжести при (соответствующей градуировке ) снимается с измерительного прибора 8 .Диапазон измерений регулируется электромагнитным компенсатором 5 по измерительному прибору 7,

Предлагаемое устройство позволяет для диапазонной компенсации использовать наибольшие токи, повысить точности компенсации аномальной составляющей и последовательно повысить точность измерений.

Формула изобретения Устройство для измерения силы тяжести, содержащее горизонтальный ма0

26388, 4

ятник, астазирующий бесконтактный преобразователь перемещений, два моментных электрических преобра дова- теля и источники стабилизированного 5 тока, отличающееся тем, что, с целью повышения его точности и чувствительности, моментные электрические преобразователи разнесены по длине горизонтального маятника и состоят из жестко закрепленных на горизонтальном маятнике обмоток и электромагнитов, установленных на основании, при этом обмотки электромагнитов подключены к индивидуальным источникам стабилизированного тока , а бесконтактный преоб - разрватель перемещений вьтолонен в виде электромагнита , жесФ - ко закрепленного на основа - НИИ, и - обмотки , закреплен - ной на горизонтальном маятнике.

5

0

Изобретение позволяет повысить точность и чувствительность устройства гравиметра с горизонтальным маятником 1 за счет разнесения мо- ментных электрических преобразовате- , лей 5,6 по длине маятника и выполне . ния их в виде злектромагнитов, управляемых стабилизированным током от источников 9,10 и взаимодействующих с обмотками, размещенными на маятнике. Кроме того, бесконтактный преобразователь перемещений 4, обеспечивающий эффект астазирования, также выполнен в виде электромагнита и взаимодействующей с ним обмотки, расположенной на маятнике. 1 ил. сл с: Is9 N9 Од 00 00 00

Редактор Е.Папп

Составитель В.Федоров

Техред И.Попович Корректор М.Демчик

Заказ 2128/45Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4