Маятниковый гравиметр

 

МАЯТНИКОВЫЙ ГРАВИМЕТР, Содержащий штатив с площадками, два идентичных маятника с кварцевыми стержнями и призмами, опирающимися на площадки, оптическую систему, связанную с фотоприемником, соединенным с регистратором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, кварцевые стержни маятников имеют параллельные плоскости заточки концов, расположенные перпендикулярно к плоскости колебаний маятников, оптическая система вьшолнена в виде интерферометра Майкельсона, в рабочем плече которого установлены зеркально друг к другу кварцевые стержни маятников.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„11704 (5!)4 С 01 Ч 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

7 i А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3572829/24-25

1 (22) 06.04.83 (46) 30.07.85. Бюп. и"* 28 (72) Э.Г. Галеев, С.M. Лукашук, П.А. Неберов, Ю.М. Никитин, В.Л. Пантелеев и В.Л. Туляков (71) Центральный ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им. Ф.Н. Красовского (53) 528.563(088.8) (56) Определение силы тяжести на море. Под ред. проф. Н.П. Грушинского. М.: Недра, 1970, с. 42-48.

Огородова А.В. и др. Гравиметрия.

И.: Недра, 1978, с. 109-113. (54) (57) МАЯТНИКОВЫИ ГРАВИМЕТР, содержащий штатив с площадками, два идентичных маятника с кварцевыми стержнями и призмами, опирающимися на площадки, оптическую систему, связанную с фотоприемником, соединенным с регистратором, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, кварцевые стержни маятников имеют параллельные плоскости заточки концов, расположенные перпендикулярно к плоскости колебаний маятников, оптическая система выполнена в виде интерферометра Майкепьсона, в рабочем плече которого установлены зеркально друг к другу кварцевые стержни маятников.

1 I 1704

Изобретение относится к гравимет. рйи и может быть использовано при измерении ускорения силы тяжести.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измере,ний.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит маятники и 2, кварцевые стержни 3 и 4, l0 призмы и 6, зеркала 7 и 8, полупрозрачную пласкопараллельную пластину 9, прямой и обратный лучи 10 света, фотоприемник 11, регистратор 12 электрических импульсов, 15 штатив 13, площадки 14 и 15. На чертеже приняты обозначения: АА, АА, ВВ, В — плоскости заточки

p ( стержней маятников; А,  — проекции линий пересечения плоскостей заточ- 20 ки стержней маятников; Я вЂ” угол заточки плоскостей; 3 — расстояние между параллельными плоскостями концов стержней маятников.

Кварцевые стержни 3 и 4 маятни- 25 ков 1 и 2, расположенных эеркально на штативе,13 и призмами 5 и 6 опира" ющихся на площадки 14 и 15, введены в рабочее плечо интерферометра Иайкельсона 9-AA -ВВ -ВВ -АА -8 AA — З0 (I ((И ((ВВ -ВВ -АА, составляют вместе л (» с опорным плечом 7-9 и источником когерентного излучения оптическую систему. Вследствие взаимно параллельности плоскостей заточки АА, l

АА, ВВ, ВВ" концов стержней маятников и перпендикулярности линий пересечения плоскостей А и В с плоскостью колебаний маятников прямой и обратный лучи света 10, 40 проходящие в кварцевых стержнях маятников, совпадают во всех фазах их колебаний.

Устройство работает следующим образом.

В результате колебаний маятников в противофазе возникают периодические изменения оптической длины рабочего плеча интерферометра относительно его опорного плеча. Чередование интерференционных полос во времени определяется периодическими колебаниями маятников. Фотоприемником

11 периодические изменения интерференционных полос преобразуются в гармонический электрический сигнал леременной частоты с разрывом фаз в моменты, соответствующие прохождению

01 2 маятниками положений амплитудных отклонений, т. е. когда скорость движе.. ния максимальная и соответственно частота чередования интерференционных полос наибольшая.

Регистратор 12 электрических импульсов формирует их последовательность с частотой, соответствующей частоте гармонического чередования интерференционных полос. Этим же регистратором из последовательности импульсов выделяются те, которые соответствуют одной и той же фазе колебаний маятников, так как временная последовательность этих выделенных импульсов определяет период колебаний маятников T

Амплитуда колебаний маятников определяет количество последовательных импульсов с фотоприемника за время, когда фаза колебаний маятников изменилась на (, т.е. практически количество импульсов частоты колебаний маятников между разрывами фаз их колебаний.

Ошибка в измерении периода одного колебания маятников определяется привязкой соответствующих импульсов к некоторой фазе гармонического сигнала и его частотой. Электронные устройства обеспечивают привязку с точностью 0,1 периода гармонического сигнала, в этом случае соответствует 0 1 времени чередования интерференционных полос. Если за один период колебаний маятников Т. таких полос П, то ошибка измерения периода составляет

10 с т и

Количество полос ((связано с углом элонгации маятников соотношением з п(»,-2»1

".<»»1 М(а»» l á»»4 1»».1 й.8

cos», »,it((— ".» )) где Ч вЂ” угол элонгации маятников, Я вЂ” длина волны когерентного источника света.

Из формул (1) и (2) следует, что при q(о = 45, g = 1 jl = О бм 10 м,d = 01 м и (1 = 10

:4(= T 10, априТ = 1 с, Ь1 = 10 с.