УСТРОЙСТВО для АБСОЛЮТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ Советский патент 1970 года по МПК G01V7/02 

Известны устройства для абсолютного определения ускорения силы тяжести путем свободного падения, содержащие катапульту для подбрасывания отражательной системы, интерферометрическую систему, генератор эталонной частоты, блоки формирования электрических импульсов пути и времени, блок команд и блоки измерения пути и времени с ключевыми схемами.

Недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная несовпадением моментов начала и конца измерений времени и пути, проходимого падающим телом.

С целью :ПО:Вышения точности измерений в предлагаемое устройстве установлены триггер и схема совпадений, ко входам которой подключены блок команд и блоки формирования импульсов пути и времени, а к выходу подключены блок команд и триггер, соединенный с Ключевыми схемами блоков измерения .пути и времени.

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

Устройство содержит корпус /, катапульту 2j демПферное устройство 3, вакуумный насос 4, источник 5 монохроматического света, источник 6 белого света, систему 7 контроля горизонтального смещения тела в полете, генератор 8 эталонной частоты, блок 9 формирования электрических импульсов пути, блок )( формирования электрических имлульсов времени, блок команд 11, линии задержки 12 и 13, ключевую схему 14 блока 15 измерений пути, ключевую схему 16 блока 17 измерения времени, триггер 18, схему совпадения 19 и интерферометрическую систему, состоящую из полупрозрачной .пластинки 20, Поворотных зеркал 21 и 22, референтной25 и подбрасываемой 24 отрал ательных систем.

Устройство работает следующим образом.

С помощью катапульты 2 отражательная

система 24 подбрасывается в вакуумированной полости корпуса /. Луч от источника 5

монохроматического света, пройдя плоскопараллельное окно (не показано), падает на полупрозрачную пластинку 20 и разделяется на два луча.

Первый луч, отразившись от пластинки 20,

падает на подбрасываемую отражательную систему 24 и на поворотное зеркало 22. Отразившись от зеркала 22, луч совершает обратный путь и, пройдя пластннку 20, надает на экран фотодатчика (не показан) блока 9

формирования импульса нути.

Второй луч, пройдя пластинку 20 и отразившись от референтной системы 23, атадает на .поворотное зеркало 21, отразившись от которого, совершает обратный путь и, дойдя до

падает на экран фотодатчика блока 9 формирования импульса 1пути, где интерферирует с первым лучом. Движеиие отражательной системы 24 вызывает чередование светлых и темных интерференционных нолос на экране фютодатчика блока 9. Изменение освещенности экрана преобразуется блоком 9 ъ электрические имнульсы, которые затем подаются на ВХОД схемы совпадений 19 и через линию задержки 13 - на ключевую схему 14 блОка 15 измерения пути.

Одновременно на вход схемы совпадений 19 и через линию задержки 12 на ключевую схему 16 блока 17 измерения времени лодаются импульсы времени, задаваемые генератором 8 и блоком 10 формирования импульсов времени.

Луч от источника 6 белого света, так же, как и от источника 5 монохроматического света разделяется пластинкой 20 на два луча, которые аналогично монохроматическим лучам проходят интерферометрическую систему и попадают на экран блока команд //.

При движении отражательной системы 24 вверх в момент, когда оптические длины обоих белых лучей равны (или кратны), на экране фотодатчика (не доказан) блока команд 11 возникает пачка интерференционных колос, которые превращаются блоком команд 11 -& электрический импульс, .включающий схему совпадений 19.

В момент совпадения имнульсов пути и времени схема 19 выдает сигнал, который опрокидывает триггер 18, открывающий обычно закрытые ключевые схемы 14 и 16, и в блоках 15 .и 17 начинается счет импульсов пути и времени. Этот же сигнал подается в блок команд 11, который тотчас выключает схему совпадений 19.

При обратном движении (падении) отражательной системы 24 в некоторый момент на экране фотодатчика блока коА1анд 11 возпикает вторая пачка интерференционных полос, которая также превращается блоком команд // в импульс, включающий схему совпадений 19. В момент совпадений импульсов пути и времени схема 19 выдает сигнал, который возвращает триггер 18 в исходное состояние и тем самым закрывает ключевые схемы 14 и 16. Счет импульсов пути и времени в блоках 15 vi 17 прекращается. Этот же

сигнал подается в блок команд 11, который тотчас выключает схему совпадений 19.

После снятия и сброса показаний с блоков измерения пути и времени устройство готово к новому циклу измерений.

На основании измерений ускорение силы тяжести определяется по формуле

g - ускорение силы тяжести; п - количество импульсов пути; k - количество импульсов времени; / - эталонная частота, задаваемая генератором эталонной частоты; Я - длина волны .монохроматического света.

Предмет изобретения Устройство для абсолютного определения ускорения силы тяжести методом свободного

падения, содержащее катапульту, интерферометрическую систему, генератор эталонной частоты, блоки формирования электрических импульсов пути и времени, блок команд и блоки измерения пути и времени с ключевыми схемами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в нем дополнительно установлены триггер и схема совпадений, ко входам которой подключены блок команд и блоки формирования импульсов пути и времени, а к выходу подключены блок команд и триггер, соединенный с ключевыми схемами блоков .измерения пути и времени.