Сейсмометр Советский патент 1988 года по МПК G01V1/16 G01V7/02 

ент преобразования моста; К - коэффициент усиления масштабного усилителя; G - электродинамическая постоянная магнитоэлектрического преобразователя; М - масса маятника; g - ускорение силы тяжести; R - расстояние от оси вращения до центра

тяжести маятника; - температурный коэффициент линейного расширения материала стойки, для пружины 5 X -, где у - температурный коэффициент модуля сдвига материала пружины; - температурный коэффициент линейного расширения материала пружины. 1 ил.

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, может быть использовано в сейсмометрах и гравиметрах. Целью изобретения является уменьшение температурных погрешностей сейсмометра за счет снижения температурного дрейфа маятникового подвеса, содержащего инертную массу 1, упругие шарниры 3,4,5, пружину 6, стойку 7. В результате изменения температуры стойки или пружины, которое фиксируется датчиком 10 температуры, на подвес действует дополнительный момент вынуждающей силы. Для его компенсации датчик температуры включен в мостовую схему 11-14, разбаланс которой вызывает ток в обмотке 17 магнитоэлектрического преобразователя и отклонение маятника, пропорциональное температурному дрей41у. Величину развязывающего сопротивления выбирают исходя из соотношения R,j oi.KG/(MRge), где Rj, - значение развязывающего резистора; ci - коэффици- i (Л

1 Изобретение относится к геофизи- т ескому приборостроению и может быть использовано в сейсмометрах, грави- i|ieTpax.

; Целью изобретения является умень- рение температурных погрешностей сейсмометра за счет снижения температурного дрейфа маятникового подвеса, .

На чертеже представлена схема сейсмометра.

Маятниковый подвес содержит инертную массу 1, ферму 2, упругие шарниры 3-5 и цилиндрическую пружину 6, закрепленную на стойке 7. На йлите 8 установлен магнитоэлектрический преобразователь 9, катзппка которого закреплена на ферме маятника. В тело стойки маятника с помощью винта, изготовленного из того же материала, что и стойка, установлен датчик 10 температуры, который крепится на конце винта и имеет хороший тепловой контакт с основанием, к пружине датчик может быть прикреплен эпоксидным клеем. Датчик температуры включен в одно из плеч мостовой схемы 11-14 на рходе дифференциального масштабного усилителя 15, подключенного через развязьгоающий резистор 16 с обмоткой 17 магнитоэлектрического преобразователя.

Сейсмометр работает следующим образом.

При малых угловых отклонениях маятника с нулевой начальной длиной подвесной цилиндрической пружины от положения равновесия на него действует сумма моментов Mj(б) упругой силы Мр(б) и силы тяжести МдСб)

Ме(0) Mp(e)+Mj(0) Pry-Prx0-MRg,(1)

где Р - жесткость пружины;

г - расстояние от оси вращения до точки шарнирного соединения пружины с фермой маятника;

б - угол поворота маятника; у,х - координаты шарнирной связи

пружины со стойкой; R - расстояние от оси вращения до центра тяжести маятника М - масса маятника; g - ускорение силы тяжести. Для нулевого положения маятника (б О и Mj. (в) 0) из выражения (1) получаем

У Ув

MRg

Р Г

(2)

При изменении температуры стойки или пружины-маятника на ДТ в результате их температурного расширения возникает дополнительный момент вы- нуждакацей силы

5

. йМр , 30 где у - приращение координаты.

(3}

- температурный коэффициент линейного расширения материала стойки маятника. Движение маятника под действием

вынуждающего момента описывается диф

ференциальным уравнением

dluit , o.4.dASt dt2

. 2D., Sp. (4)

где n - циклическая частота собственных колебаний маятника; D - постоянная затуханияi

Ig приведенная длина маятника.

Из уравнения (4) получаем частот ную зависимость углового отклонения &9. маятника от изменения температуры

.(5)

lc,(-Co2+i2Dnco+nM

где СО - текущая частота.

Одновременно изменение температуры Д.Т вызывает напряжение разбаланса мостовой схемы с датчиком 10 температуры, после усиления этого напряжения масштабньЫ усилителем 15, в обмотке

17 магнитоэлектрического преобразова- 15 рез развязывающий резистор, вели- теля. появляется ток i, появление которого приводит к отклонению маятника на угол U01

чина которого выбирается исходя из соотношения

ot-K G M-R-gE

u9;

eLKGbX

K-( )(-o2+i2Dn 0+ п2)

ЭDS

k . где el, - коэффициент преобразования J К - коэффициент усиления масштабного усилитепя развязьшающее сопротивление} сопротивление обмотки преобразователя ,

момент инерции маятника: Условием компенсации вынужденных перемещений маятника из-за изменений температуры его стойки или пружины является равенство лб U0- . Приравнивая (5) и (6), получаем выражение для нахождения сопротивления раз- вязки R,,

R

к.

oCKG MRgS

Формула изобретения

Сейсмометр, содержащий маятниковый подвес с пружиной, инертной массой.

.

1436084

стойкой и упругими шарнирами, а также магнитоэлектрический преобразователь и термокомпенсатор, отличаю

щ и и с я тем, что, с целью снижения температурных погрешностей сейсмометра за счет уменьшения температурного дрейфа маятникового подвеса,термокомпенсатор содержит датчик температуры, размещенный в теле стойки или на пружине и включенный в мостовую схему на входе масштабного усилителя, выход которого подсоединен к обмотке магнитоэлектрического преобразователя ч.е15 рез развязывающий резистор, вели-

20

2530gg

40

чина которого выбирается исходя из соотношения

ot-K G M-R-gE

где R - значение развязьгоающего

резистора , oL - коэффициент преобразования

моста;

К - коэффициент усиления масштабного усилителя;

G - электродинамическая постоянная магнитоэлектрического преобразователя; М - масса маятника; g - ускорение силы тяжести; R - расстояние от оси вращения до центра тяжести маятника; - температурный коэффициент

линейного расширения материала стойки;

для пружины Ч где У - температурный коэффициент

модуля сдвига материала пру- жины

- температурный коэффициент линейного расширения прутш- ны.