Гравитационный градиентометр

 

Изобретение позволяет повысить точность измерений и уменьшить габариты устройства за счет измерения частоты свободных колебаний коромысла 1 с грузиками 2,3 на концах свободно установленного на оси вращения коромысла 1. При этом частота свободньгх колебаний пропорциональнаV ug, где Ag - вертикальный градиент поля тяготения. ил. (Л N5 to Од СО 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1226389 д (А 4 0 О1 V 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ГРАВИТАЦИОННЫЙ ГРАДИЕНТОМЕТР (57) Изобретение позволяет повысить точность измерений и уменьшить габариты устройства за счет измерения частоты свободных колебаний коромысла 1 с грузиками 2,3 на концах свободно установленного на оси вращения коромысла 1. При этом частота свободных колебаний пропорциональная hg, где Др — вертикальный градиент поля тяготения. l ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3731544/24-25 (22) 29.04.84 (46) 23,04,86. Бюл, Р 15 (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (72) В.Д.Ляховец (53) 528 ° 563(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 212663, кл. G 01 V 7/08, 1966.

Веселов К.Е. И Сагитов М.У, Гравиметрическая разведка. — М.: Недра, 1968, с. 216-217.

Г

f )

l

/

122638!3 разом.

Коромысло 1 выводят из состояния равновесия. Коромысло начинает ко- 25 лебаться. При этом частоту колебаний измеряют с помощью зеркальца 4?, связяннога оптической системой с системой 5 регистрации. По частоте судят о вертикальном градиенте силы тяжести.

Величину градиента определяют следующиM ОбразОм.

Если установить коромысло вдоль нектар-. силы тяжес»H, а зятем отклонить от положения равновесия на угол ч „ та уравнение движения маятника определяется вторым законом

??ьютана дл?т Грящятельнага движения

T «Zl () о

Где à — мОмент инРрции кОрОмысля Относительно "гочки подвеса О; М вЂ” сумма моментон сил тяжести

ГI?)f SHKOB Ш Н Ш 0TH OC14TPJIbHO О .

8$ значения момента инери моментов сил н

ПОДСTЯBЛЯЯ ции коромысла

УPЯBнеHHP. (?) получают следую?цее Ныражение

, Y =- (ш, р, l„sin 9+ (). (2) ри малых значениях угла с sin - -, g то уравнение реписать н виде

f «г i ш„ ., + m 1 „ т

TRK его сину (2) можно пе. ш, l, (1„+ 1, ) Ч --(ш„ г г (3) Изобретение относится к устройствам для измерения пяраметрон гравитационного паля Земли, н частности к устройствам для измерения вертикальКОГО i pýäèeíòÿ силы тяжести, Цель изобретения — повышение точности иэмРрений и уме?ньшение ra6aритон устройства, . Иа чертеже схематически изображен

Грядиентометр. 10

Устройство включает жесткое коромысло 1 с закрепленными на концах

Грузиками 2 H 3 мяссями III и ш cooT— ветстненна., С?сь коромысла находится на расстоянии 1 от центра тяжести грузика 2 и на расстоянии 1„ ат центра тяжести грузика 3. Устройство имеет также зеркальце 4, установленное у оси вращения коромысла 1, и систему 5 реГистрации частоты кОлебания, рО включающую частотомер.

Устройство работает следующим обПри соблюдении условия m, 1, 3„ уравнение (3) упрощается:

m 1,(1. + 1, ) f = -m„l (g — p )< ! (4)

Иэ вь?ражения (4) следует, что угловое ускорение IF" связано с угловым отклонением от положения равновесия формулой — — — — (5)

1, + 1,, An

Решением уравнения (5) является гармоническое колебание с круговой частотой ii, ураннение которого макет быть записано н виде

Сравнивая (5) и (6), можно заключить, что коромысло совершает гар?лоничеc:<èå колебания с круговой частотой,3, связанной с градиентом силы тяжести формулой

?.? p

„, Qп

7) Для связи градиента с частотой « и периодом Т колебаний иэ (7) можно получить формулы — ? г Af 4(i

Qn (8) Измеряя частоту или период колебаний маятника известными способами по формулам (8), находят значение вертикального градиента силы тяжести.

Кяк следует из формул (8), значение вертикального градиента связано с частотой колебаний маятника и не зависит от его раэмерон, что открывает Bosìoæíoñòè для конструирования ? ялогабаритнь?х градиентаметрав.

Формула изобретения

Гравитационный градиентометр, содержащий вертикально расположенное на горизонтальной оси жесткое коромысло с грузиками на концах и систему реги"тряции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, чта, с целью повышения точности измерении и уменьшения его габаритов, коромысло свободно установлена на оси., a система регистрации выполнена в виде измерителя частоты сноб?аднь?х колебаний коромысла.