Гравиметр Советский патент 1979 года по МПК G01V7/02 

I , Изобретение относится к области граВй метрии. Известен гравиметр, содержащий кварцевый брусбк, укреплейный в четырех точках, являющийся преобразователем механических деформаций в электрические сиг налы и соединенный с перйодомером i. Основными недостатками этого гравиметт ра является низкая чувствительность и тмлпературная нестабильность. Известно также устройство для измерения силы тяжести, содержащее два кристалла, смонтированных на массе и подвешенных нитями к корпусу 2.Натяжения в подвешивающих элементах, возникающие от гравитационных сил, дейст вующих на массу, определяются измерением частот, генерируемых кристаллами. Недостатком системы является температурная нестабильность, Известен также гравиметр з , содер жатаий вакуумированный корпус и размещенную в нем чувствительную систему, состоящую из груза и .двух кварцевых пластин. Обе пластины жестко присоединены с одной стороны к фланцу:,смонтированному на основании корпуса, а с другой стороны - к: металлическому кольцу, прикрепленному к грузу в точках выхода механической оси X кварца на периметре активной пластины и точке вько- да проекции оптической оси 2 на периметре компенсирующей пластины. Каждая пластина подключена к своему кварцевому генератору. Недостатками данного гравиметра являются температурная нестабильность, вызванная разными величинами температуркных коэффициентов линейного расширения кварца и металла, а также невозможность прикрепления кольца к Кварцевой пластине в одной точке, что влечет за собой влияние.присоединенной массы. Наличие металлического кольца также делает гравиметр чувствительным к магнитным полям. Цель изобретения - уменьшение влияния температуры. Поставленная цель достигается тем, что в гровиметре установлен компенсационно-следящий фазометр, входы которого соединены с выходами генераторов, а пластины пьезокварца подвешены к корпусу посредством нитей, прикрепленных к пластинам в ее узловых точках, Причем плоскости пластин взаимно пер пендикуляриы. На чертеже изображена схема гравиметра, который содержит вакуумированный корпус 1, пластины пьезокварца 2, 3, нитевые подвесы 4, держатели 5, генераторы 6, 7 и компенсацйонно-следящий фазометр, состоящий из корректора , делителей частоты 9, 10, 11, фазового детектора 12 и устройства индикации 13. Выходы электродов пластин (держателей) 2,3 присоединены к ге нераторам 6 и 7; выход генератора 6 п ключей к корректору фазы 8 и делителю частоты 9; выход генератора 7 - к делителю частоты 11. Выход корректора фазы 8 подключен к делителю частоты 10. Выходы делителей частоты 9, 10, 11 подключены к фазовому детектору 12, сигнал с выхода которого подается на корректор фазы 8 и устройство индикаци 13. Гравиметр работает следующим образом. Пластина пьезокварца 2, расположенная горизонтально, реагирует на измерения гравитационного поля изменением собственной, а следовательно, и генерируемой генератором 7 резонансной частотьц Вторая пластина 3, расположенная вертикально, не воспринимает изменения силы тяжести, и, частота, генерируемая вторым генератором 6, остается постоя ной. Оба сигнала с генераторов 6, 7 подаются на цифровой, компенсадионноследялций фазометр, причем, сигнал от генератора 6 с вертикальной пластиной 3 является опорным для фазометра. Так как пластины 2, 3 совершенно идентичны и выполнены по одинаковой технологии, то их температурный уход частоты будет практически равным, Шияние дер жателей пластины (нитей) 5,4 будет Минимальным, так как точка закрепления является: узловой, т, е, неподвижной, следовательно на частоту генераци пластин не оказьшают влияние присоеди ненные массы. С генератора 7 последовательность импульсов подается на делитель часто ты 11, а с генератора 6 на делитель частоты 9 и корректор фазы 8. Назначение корректора фазы 8 - вставлять или вычитать по сигналу из фазового детектора 12 из входной последовательности импульсы, корректируя таким образом ее фазу скачком на 180. Коррекция происходит с частотой, равной.вЫ ходной частоте делителя 9. Сигнал с корректора фазы 8 поступает на делитель частоты 10, имеюц1,ий равный коэффициент делейия с делителем 11. Выходные сигналы делителей 1О и 11 подаются на фазовый детектор 12, который в зависимости от фазовых; соотношений (опережение или отставание) вырабатывает управляющий сигнал для корректора фазы 8, Лри поступлении одного импульса с делителя 9 на корректор фазы 8 на выходе д ителя 1офаза скорректи ров ана yj, 180/п , где п- коэффициент деления делителя 1О. При установке гравиметра на транспортное средство на чувствительную систему будут воздействовать вибрации, изменяющие частоту генераторов. Постоянная интегрирования фазометра выбирается значительно большей, чем период колебания вибрации, поэтому отсчет фазометра не изменится даже при вибрации с ускорением до 2, По сравнению с известными устройствами в предлагаемом устройстве исключена необходимость использования сложных устройств глубокого термостатирования. Стоимость гравиметра по сравнению с существующими снизится примерно в 5 раз за счет использования в нем широко распространенных дешевых изделий. При использовании элементной базы на элементах МОП потребление электроэнергии будет на 5О-70% меньше по сравнению с обычными термостатированными гравиметрами при сравниваемых габаритах и весе. Формула изобретения Гравиметр, содержащий корпус и раэмещенный в нем чувствительный элемент в виде двух пластин пьезокварца, включенных в цепи двух генераторов, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения влияния температуры, в нем установлен компенсационно-следящий фазометр, входы KOTOpoio соединены с