Гравиметр для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести Советский патент 1993 года по МПК G01V7/14 

Изобретение относится к гравиметрическим приборам, в частности, к устройству транспортабельных гравиметров для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести симметричным методом и может быть использовано в метрологии.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, повышение точности измерений, улучшение метрологических и эксплуатационных характеристик и снижение материальных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в гравиметре для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести, содержащем пробное тело, выполненное в виде уголкового светоотражателя и помещенное в вакуумную камеру, интерферометр, систему измерения пути и времени свободного движения пробного тела, блок управления измерениями и катапульту для подбрасывания пробного тела вертикально вверх на заданную высоту, состоящую из катушки соленоида и сердечника связанного с кареткой, предусмотрены следующие отличия,

длина соленоида и сердечника относится к заданной высоте подбрасывания пробного тела не меньше как 1:1, каретка связана с сердечником упругим элементом, а с соленоидом - кинематически.

На фиг. 1 и 2 изображен общий вид предполагаемого гравиметра для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести.

Гравиметр имеет вакуумную камеру 1, пробное тело 2, соленоид 3 и сердечник 4, длина которых равна заданной высоте подбрасывания пробного тела, упругий элемент 5, связывающий сердечник 4с кареткой 6, установленной подвижно в направляющих 7, оптически связанный с пробным телом интерферометр 8, систему измерения пути и времени свободного движения пробного тела 9 и блок управления измерениями 10. Исходным для гравиметра является положе; ние, при котором (см. фиг. 1) сердечник 4 расположен у входа в соленоид 3 у нижнего его торца, связанная с сердечником 4 упругим элементом 5 каретки 6 и расположенное

Ё

00

00

чэ о

ы

на ней тело 2 находится в крайнем нижнем положении.

Гравиметр работает следующим образом.

С блока управления измерениями 10 на катушку соленоида 3 подается импульс стабилизированного напряжения.

Под действием электромагнитных сил сердечник 4 обретает прямолинейное равноускоренное поступательное движение, которое, через упругий элемент 4, передает каретке б и расположенному на ней пробному телу 2. Положение (см. фиг. 2),при котором проходящий через сердечник магнитный поток будет максимальным соответствует совмещению торце в сердечника 4 с торцами соленоида 3, что обуславливает конец положительного ускорения сердечника 4 и каретки с последующим их торможением электромагнитным полем соленоида 3 и обретения пробным телом 2 начальной скорости свободного движения, обеспечивающей достижения заданной высоты, причем путь предстартового разгона пробного тела будет равен заданной высоте подбрасывания (), а ускорение разгона равно ускорению силы тяжести (), что уменьшает сумму сил ускорений, как силы, деформирующей пробное тело 2, и уменьшая длительность влияния отрицательных эффектов, обуславливаемых этой деформацией, повышает точность измерений.

Упругий элемент 5, работающий на растяжение, удлиняет тормозной путь каретки 6, растягивая во времени гашения ее силы инерции, что уменьшает величину амплитуды микросеисмических колебаний основания в момент измерений.

На противоположных симметричных участках вертикальных траекторий свободного движения пробного теле интерферометр 8 и система измерения пути и времени 9 известным способом определяют абсолютное значение ускорения силы тяжести.

Изменение начальных условий измерений приведет к изменению обусловленных ими эффектов.

Так как сумма сил ускорений, действующих на пробное тело 2 в момент предстартового разгона и составляющая силы тяжести - масса пробного тела 2, которая может быть разная в каждом гравиметре, никогда не будут равны нулю, то механическая деформация пробного тела 2 полностью не исключается, что не исключает возможности влияния на точность измерений порождаемых этими деформациями эффектов.

20

Формула изобретения

Гравиметр для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести, содержащий пробное тело, выполненное в виде

уголкового светоотражатеяя и помещенное в вакуумную камеру, интерферометр, систему измерения пути и времени свободного движения пробного тела, блок управления измерениями и катапульту для подбрасывания пробного тела вертикально вверх на заданную высоту, состоящую из катушки соленоида и сердечника, связанного с кареткой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, улучшения

метрологических и эксплуатационных характеристик, длина соленоида и сердечника относится к заданной высоте подбрасывания пробного тела не меньше как 1/1, каретка связана с сердечником упругим элементом, а с соленоидом - кинематически.

Йие/

Ф1/&1

Область использования: устройства для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести. Сущность: гравиметр содержит пробное тело, выполненное в виде уголкового светоотражателя, помещенное в вакуумную камеру, катапульту для его подбрасывания вертикально вверх на заданную высоту, состоящую из катушки соленоида и сердечника, связанного с кареткой, при этом длина соленоида и сердечника относится к высоте подбрасывания пробного тела не меньше 1 /3, каретка связана с сердечником упругим элементом и кинематически связана с соленоидом.2 ил.