СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА КОЛЕБАНИЙ И ФАЗЫ ГРАВИМЕТРИЧЕСКОГО МАЯТНИКА Советский патент 1972 года по МПК G01V7/12 

Изобретение относится к области гравиметрии.

Известны способы измерения периода колебаний и фазы гравиметрического маятника, а также вертикального ускорения и скорости его подставки путем фотографической или фотоэлектронной регистрации процесса колебания.

Эти способы недостаточно точны и, кроме того, необходимы длительные наблюдения для определения искомых величин, что неудобно нри измерениях на подвижном основании.

По предложенному способу непрерывно измеряют интервалы времени между последовательными прохождениями маятником заранее установленных углов элонгации и но результатам измерений судят о среднем значении нериода колебаний, фазах маятника, вертикальном ускорении и скорости его подставки.

Это позволяет повысить точность и сократить продолжительность измерений.

Искомые величины по предложенному способу определяют следующим образом.

Начиная с некоторого момента /„, измеряют промежутки времени между последовательными прохождениями колеблющимся маятником заранее установленного угла элонгации, выбранного таким образом, чтобы при этом прохождеиии скорость перемещения маятника незначительно отличалась от максимальной. При этом условии повыщается точность регистрации моментов прохождения н, /2,..., /г,

Измерения прекращают в такой момент , когда маятник соверщит заранее установленное число К полных колебаний.

Полупериод Т колебаний маятника вычисляют по формуле

ок - оп

Ip

()

где моменты «и и /ок, в которые фаза маятника равна нулю, близкие к момеитам начала и конца измереиий, определяют по формуле, справедливой для кажло о единичного колебания маятника номера i

, + (Д40/ + (Д4.(2)

Здесь (А At ) обозначает «поправку за несимметри.ю, которую находят по формуле

A;

(41

(Л.)/(3)

(AZ)i - поправку за влияние вертикальных ускорений определяют по формуле

., (дг,, А- + ), (4)

где Z; - вертикальная скорость подставки

ZM2 - Z,вычисляют ло формуле

Член

j- f

t-K -Н

-(Д/,, )

-Zi

К.

1ч-28 4

Когда вертикальные скорости в промежутках времени, близких к величине периода колебаний маятника, меняются линейно, то чле(Za - Zi)-(Za - Zl)

МОЖНО пренебречь.

ном

Чтобы найти величины вертикальных ускорений и выяснить характер их изменения последовательно вычисляют средние значения вертикальных ускорений (Zcp)j для каждого промежутка времени т. е. для каждого колебания маятника, по формуле

-(Д,.,-ЬД,) (cp)i 2g , д,.. (6)

/+1 +

Наконец, фазу ф маятника для любого момента времени t находят по формуле - - t - а;г ( ) () 25 4 L2g-J

Данный способ позволяет получить значение периода колебаний с точностью при продолжительности измерений около 7 мин, а на подвижном основании около 30 мин, причем в последнем случае можно отказаться от применения датчиков вертикальной скорости, нуль-органов и других сложных устройств.

Дальнейщее повышение точности определения периодов и возмущающих ускорений получают следующим образом.

Во-первых, значение периода, вычисляемое по формуле (4), определяют не для одного

интервала , а для нескольких с последующим осреднением результатов.

Во-вторых, применяя способ цифровой

фильтрации, используют не только начальный

(5)

и конечный отрезки интервала наблюдений, но

и всю совокупность наблюдений, выполненных

за этот интервал.

Кроме того, можно использовать для определения периода и вертикальных скоростей не

только основную (среднюю) щель диафрагмы маятникового прибора, но и две крайние, служащие обычно для определения амплитуд. Подобрав расстояние между средней и крайними щелями, получают значение ускорений

пе только через каждые 0,5 сек, но и через 0,125 сек, что значительно уточняет интерполирование ускорений и утраивает объем пол}чаемой информации, обеспечивая повыщение точности и сокращение времени измерений.

Количество щелей в диафрагме маятникового устройства может быть увеличено, что особенно рационально в случае применения ЭВМ для обработки результатов измерений.

Способ совместного измерения периода колебаний и фазы гравиметрического маятника, а также вертикального ускорения и скорости

его подставки, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и сокращения продолжительности измерений, непрерывно измеряют интервалы времени между последовательными прохождениями маятником заранее

установленных углов элонгации и по результатам измерений судят о среднем значении периода колебаний, фазах маятника, вертикальном ускорении и скорости его подставки. предмет изобретения