Устройство для абсолютных измерений ускорения силы тяжести Советский патент 1977 года по МПК G01V7/14 

Изобретение относится к гравиметрическим нриборам и предназначено для абсолютных измерений ускорения силы тяжести.

Известно устройство для абсолютных измерений ускорения силы тяжести 1, содержащее вакуумированный корпус с подвижным светоотражателем, ловитель, системы измерения пути и времени. Однако ловитель выполнен в виде пружинного клина и во время «ловли светоотражателя из-за его трения о пружины, возникающего, в процессе торможения, происходит износ светоотражателя, что снижает надежность работы устройства.

Известно также устройство для абсолютных измерений ускорения силы тяжести 2, содержащее вакуумированный корпус с подвижным светоотражателем, катапультой и ловителем, а также системы измерения пути и времени. Недостатком этого устройства является то, что в нем используется сложный светоотражатель типа «тройное зеркало, не обладающий центральной симметрией, что является одним из основных требований, предъявляемых к устройствам для абсолютных измерений ускорения силы тяжести баллистическим симметричным методом. Строгость выполнения условия центральной симметрии определяет точность работы устройства для абсолютных измерений ускорения силы тяжести. Кроме того, его ловитель не имеет элементов фиксации положения светоотражателя, что приводит к смещен1 ям положения светоотражателя в процессе измерений, а также ловитель не имеет элементов останова светоотрал-;ателя после поглощения энергии падающего тела демпфирующими элементами, что ирнводнт к донолнительным подбрасываниям светоотражателя, которые вызывают еще большие смещения положен1 я последнего. Все это снижает надежность работы при многократных измерениях.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства при многократных измерен ях. Это достигается тем, что ловитель светоотражателя выполнен в виде полого каркаса, установлен на верт)кально расположенных струнных направляющих, подвещен на демпфирующих пружинах, снабжен фиксирующими лапками, расположенными на внутренней поверхности ловителя, и элементами останова ловителя.

В качестве светоотражателя может быть использован центрально-симметричный светоотражатель, состоящий из двух отражателей типа «тройное зеркало и обладающнй центральной симметрией, причем центр симметрии, центр тяжести и верщины «тройных зеркал расиоложены в одной точке.

Ловитель светоотражателя выполнен в виде почлого цилиндрического каркаса, установлепного на вертикально расположенных струнных направляющнх. Направляющие пропущспы через отверстия в каркасе и закреплены в катапульте. Ловитель подвешен на демпфирующих пружинах, связанных с кареткой катапульты или корпусом устройства и поглощающ1 х кинетическую энергию нада ющего светоотражателя. Кроме того, ловитель имеет виутрп лапки для фиксации положения падающего светоотрсжателя, а сиаружи - элементы останова ловителя со светоотражателем после его тормол ения. Эти элемепты выпОЛпены в виде пружин и зубчатых реек, иричем пружины одним концом закреплены на каркасе, а другим свободиым концом сопряжены с зубьями реек, которые укреплены на корпусе устройства. Пружины, взаимодействуя с зубчаты.ми рейками во время совместного движения ловителя со светоотражателем, производят остаиов ловителя в момент иогл()П1ения его кинетической энергии демпфируюндими пружинами.

Подобное устройство ловителя обесиечивает остаиов свободно падаюидего центрально-спмметричпого светоотражате.чя в (зиксироваииом положении, а также минимальные ударные перегрузки в проиессе торможения. Использование центрально-симметричного светоотражателя совместно с созданным ловителем приводит к повыщению иадежностп работы устройства при мпогократных измерениях ускорения силы тяжести.

На чертеже изображена схема устройства для абсолютных измерений ускореннй силы тяжести.

Устройство содержит вакуумироваиный корпус У, недвижный светоотражатель 2, каретку 3 катапульты, паправляющпе 4 кареткн, 5 каретки катапульты, системы 6 измерения пути и времеии, ловитель 7 светоотражателя.

Ловитель 7 выполнен в виде полого цилимдрпческого каркаса с лапками 13 изнутри, цредпазпаченными для фиксацпп положения падающего светоотражателя. Снаружи ловитель имеет зацепы, с по.10П№ю которых он подвещен па демпфпрующих пружинах 8, предназначенных для поглощения кинетической энергии падающего светоотражателя 2. Для дополнительного смепхения удара в ловителе могут быть размещены промежуточные упругие элементы.

Снаружи в верхней и нижней части каркаса ловителя 7 имеются ушки, через отверстия в которых проходят струнные паправляюпхпе 9. На боковых поверхностях ловителя закреплены элементы останова, выполненные в виде изогиутых плоских пружпп 10, предиазначенных для остановки ловителя 7 совместно с пойманным светоотражателем 2 относительно реек // после того, как пружины 8 поглотят кинетическую эиергию падаюющего светоотражателя.

Толкатель 12, предназначенный для «отстрела ловителя 7, позволяет освободить пружпны 10 из зацепления с рейками //.

Направляющие 9, демпфирующие пружины 8 и зубчатые рейки 11с толкателя.ми 12 могут быть закреилены или на каретке 3 катапульты (как это показано на чертеже), или на основании вакуу.мированного корпуса в то.1 случае, еслп элемепты конструкции ловителя не связаны жестко с кареткой 3 катагульты.

Устройство работает следующим образом.

До «выстрела каретки 3 ловитель 7 занимает крайнее нижнее положение и светоотражатель 2, ие каеаясь ловителя 7, стоит па основании каретки. При этом пружины 8 растянуты, а иружипы 10 упираются в зубья: реек //.

После «выстрела каретки 3 подвижный светоотражатель 2 подбрасывается вверх, а толкатели 12 выжимают пружппы 10 из зацеплеиия с рейками 11 и таким образом производитея «отстрел ловгггеля 7, т. е. ловитель под действием иружип 8 поднимается по направляющим 9 в крайпее верхнее положение относительно каретки.

Во время свободного движения светоотражателя 2 систе.ма измереппя 6 ироизводпт измерения пути и вре.мени движеиия светоотражателя. Затем светоотражатель 2 падает в ловитель 7 и nanni-uieT тормозиться демпфиpyionuiMii иружи1-1ами 8.

После того, как ирхжииы 5 иоглотят кинетичееку о энергию иадающего светоотражателя 2, ловитель 7 остаиавливается, так как

пружииы W задерживаются иа зубьях

реек //.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е и и я

Устройство для абсолютных измерений ускорения силы тяжести, содержащее корпус, подвил ный светоотражатель, катапульту, ло.витель и системы измереппя пути и времени,

отличающееся тем, что с целью повышения надежности работы устройства при многократных измерениях, ловитель светоотражателя выполнен в впде полого каркаса, установлеп на вертикальпо расиоложеиных

струнных направляющих, подвешен на демпфирующих иружипах, снабжен фиксирующими лапками, расположенными иа внутренней поверхности ловителя, и элементами остапова ловителя.

Источпики информации, Припятью во вппмание при экспертизе:

1.Измерение абсолютного значения гравитационного ускореипя. Сб. иаучп. статей. Hoвоспбпрск, 1972 г., стр. 15.

2.Абсолютное определение силы тяжести в Международном Бюро мер и весов {В1РД1 «Севр). Труды ЦПНИГАиК, вып. 208, 1974, стр. 18-35.