Маятник для гравиметрических измерений

 

МЛЯТНИК ДЛЯ 1ТАВИМЕТРИЧЕС КИХ ИЗМЕРЕНИП, содержащее стержень, головку, жестко связанную со стержнем посредством полуколец и накидной гайки , и чечевицу, жестко связанную со стержнем посредством прижимного винта , о тличающий тем,что,с целью увеличения точностиизмерений, между прижимным винтом и одним торцом стержня, а также между накидной гаЛкой и другим концом стержня установлены пластины, сопряженные по форме;,. с торцами стержня, причем толщина и материал пластин таковы, что их температурная деформация равна температурной деформации соответствукщих полостей, занимаемых этими пласти- §

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИМЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 Q 1 Ч 7 12 с л "ь

Р Ъ и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

lIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTV9 (21) 3456398/18-25 (22) 09.04.82 (46) 30.11,83. Бюл. Р 44 (72) З.ht. Березин, Н.А. Гусев,Н.Н.Королев, В.П. Киселев и A.A. Ларина (71) Центральный ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им. Ф.H. Красовского (53) 550.831(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР в 172067, кл. G 01 Ч 7/12, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

В 251846, кл. G 01 Ч 7/2, 1969, 3. Гусев Н.A. Маятниковый комплекс

"Агат". С6. "Результаты высокопрочных гравиметрических измерений." М., Сов. Радио. 1977, с. 57-71 (прототип}.

ÄÄSUÄÄ 7917 А (54) (5.7) МАЯТНИК ДЛЯ ГРАВИИЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее стержень, головку, жестко связанную со стержнем посредством полуколец и накидной гайки, и чечевицу, жестко связанную со стержнем посредством прижимного винта,отличающийся тем,что,с целью увеличения точности измерений, между IlpB)FHMHblN BHHToM и одним торцом стержня, а также между накидной гайкой и другим концом стержня установлены пластины, сопряженные по форме;., с торцами стержня, причем толщина ik материал пластин таковы, что их температурная деформация равна температуркой деформации соответствукщих полостей, занимаемых этими пластинами °

105791

И зобретение относится к гравимет-> рии, в частности к устройствам для измерения силы тежести маятниковым способом. Основной частью маятниковых при— боров являются маятники, и от их качества в основном зависит точность измерениР. Сни должны сохранять неизменной свою приведенную длину во времени и быть мало увствительными к воздействию внешних влияниР.

Спорные призмь гравиметрических 10 маятников, как правило, изготавливают из агата, твердой стали; чечевицы из тяжелых материалов — латуни, инвара, вольфрама; стержни из инвара> плавленного кварца. Последний матс- 5 риал особенно заслуживает внимания, как имеющий малый температурньй коэф. фициент расширения.

Соединение между собой отдельных частей еысокоточных Гравиметрических маятников из разнородньx материалов представляет значительнь>е трудности.

Составные маятники, как гневило, иье-! н.т температурнь;й гистерезис т. е.

/ ,периоды их колебаний, например, после охлаждения и последующего нагревания изменяются.

Известны маятники для гравиметрических измерений, содержащие стержень и связанные с ним посредством полуколеп головку и металлическую чечевицу.

С целью ликвидаьии темпера-турного гистерезиса полукольца укреплены посредством дисковой пружины и гай-.

>ки (13 и (2)

Недостатками этих устройств является то, что при блокировании маятников за>кимом их с торцов (зажимать маятник с блоков недопустимо, так как при этом он испытывает вредные напряжения) сила пружинящего 40 элемента периодически ослабляется, Это обстоятельство вместе с естественным старением приводит к пластическим деформациям пружин.

Вследствие воздействия температуры45 и различных вибраций возникают необ-. ратимые микроперемещения пружины и полуколец (или колец), на которые она опирается, 3To,êàê показал опыт работ, приводит к скачкам в периодах колебаний маятников до величины 1—

-2.10 7 с.

Полукольца, на которые опираются фланцы стержня, могу изменять расположение, что являетс" причиной изменения периодов колебаний маятников, Для возможности измерения периодов колебаний маятника к головке последнего приклеено зеркало, которое также может смещаться от воздействия температуры и вибрации, бО

Наиболее близким к предлагаемому является маятник для гравиметрических измерений, содержащий стержень, головку, жестко связанную со стержнем посредст м полуколец и накидной гай-65 ки, и чечевицу, жестко связанную со стержнем посредством прижимного вин- та. Нижний груз (чечевица) имеет ци-. линдрическую форму. Кварцевый стержень поджимается к чечевице гайкой через пружину. Пружины служат для исключения необратимых деформаций, возникающих вследствие изменения температуры. После сборки верхняя и нижняя части маятника соединяются кварцевой трубкой и свариваются.

Изменяя глубину крепления кварцевого стержня в теле чечевицы, добиваются такого положения, при котором температурный коэффициент маятника становится близок к нулю. Функцию зеркала выполняет полированная грань агатовой приз> ы (31 .

Однако у маятника пружинящие элементы, как и все пружины, применяемые для этой цели, с течением времени деформируются, и это вносит погрешность в измерения. Особенно это выявляется нод воздействием температуры. Температурное последействие для данных маятников достигает 10.10 с при изменении температуры от +5

0 до +40 C и понижения точности измерений.

Цель изобретения является увеличение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в маятнике, содержащем стержень, головку,, жестко связанную со стержнем посредством полуколец и накидной гайки, и чечевицу, жестко связанную со стержнем посредством прижимного винта, между винтом и одним концом стержня, а также между накидной гайкой и другим концом стержня установлены пластины, сопряженные по форме с торцами стержня, причем толщина и материал пластин таковы, что их температурная деформация равна температурной деформации соответствующих полостей, занимаемых этими пласти" нами, На *ертеже изображен предлагаемый маятник.

Маятник содержит прижимной винт 1, компенсирующие пластины 2 и 3, чечевиду 4, кварцевые стержни 5 и б, головку 7, разрезную раэьбовую втулку

8, гайку 9, зеркало 10 и место 11 сварки стержней.

Головка маятника 7 (опорная призма), имеющая в середине сквозное отверстие, выполнена из агата. В верхней части головки проточки имеется бортик, используемый для крепления ее с кварцевым стержнем 5 при помощи разрезной втулки 8 и накидной гайки

9. Две плоскости головки, расположенные под углом 140, образуют лезвие ножа, а две дру ие плоскости, параллельные друг другу, являются зеркалами. Чечевица 4 выполнена из твер- . дого сплава. ВНИ (вольфрам 94%, ни».

1057917!

5 мLhh = 3bLb к" к для "е"евицы (1) где формул (1 ) и (2) получаем

Х „=3,3 мк, 1м= lh9 мм

Составитель Ю. Евдокимов

Редактор Е. Лушникова Техред A,Aw Корректор М. Шароши

Заказ 9458/50 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 кель 2,8,, медь 3,2Ъ). Кварцевый стержен 6 поджимается к чечевице винтом.1. После сборки верхняя и нижняя части маятника соединяются свободными торцами стержней 5 и 6 и свариваются с помощью горелки.

Иэмененяя глубину крепления кварцевого стержня 6 в теле чечевицы 4 добиваются такого положения, при котором период колебания маятника практически не зависит от изменения тем- 10 пературы.

При этом толщина и материал плас тин 2 и 3 должны удовлетворять следующим требованиям:

Х„„-Е,g Е„„-Е,. - .. - (2) Мц — температурный коэффициент расширения мате ър риала, из которого выполнена компенсирующая пластина;

X,(— толщина компенсирующей пластины соответственно 25 для чечевицы и головки.

g<,g>,0t » — темйературные коэффицие нты р а сш ирен ия ма териалов, соответст" венно головки, чечевицы и стержня; температурный коэффи- . циент расширения материала полуколец н накидной гайки; . р — размер выборки в чече« вице, где помещается фланец стержня; v — размер фланца; высота накидной гайки;

Высота бортика голов- . ки.

Например если За 3 ММ; 0 7 мм

Р„= 5 мм; Кт 11 ьм, о м= П <0 (медь);о = (040 (orat);

= 5 (о аолчярам1); «.к-0,4 (0 (кВарц, oh =4> =8 (0 (ткта), -6

При выполнении условий (1) и (2) исключаются сдвиги отдельных частей маятника, зависящие от изменения окружающей температуры и, следовательно, скачкообразные изменения периода колебаний маятника, что в итоге приводит,к повышению точности измерений.