Устройство для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести

 

Изобретение относится к гравиметрии . Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени измерений на подвижном основании. Изобретением предусматривается установка вблизи расщепителя интерферометрической системы регистрации призмы с тремя отражающими гранями, которая возвращает световой луч обратно на светоотражатель падающего тепа. В результате устраняется смещение луча на фотодетекторе , вызываемое горизонтальными ускорениями и наклонами прибора, вследствие чего повышается точность измерений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. « (Л ю (Х со ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3884604/24-25 .(22) 16.01,85 46) 30.01.88. Бюл. 9 4 (72) О.Н.Мирошниченко и А.В.Подгаецкий (53) 528.563 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 258644, кл. G 01 V 7/14, 1968.

Авторское свидетельство СССР

У 1030753, кл. G 01 V 7/14, 1982.

I Ф

„„SU„„1299319 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛ10ТНОГО ЗНАЧЕНИЯ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ (57) Изобретение относится к гравиметрии. Цель изобретения — повышение точности и сокращение времени измерений на подвижном основании. Изобретением предусматривается установка вблизи расщепителя интерферометрической системы регистрации призмы с тремя отражающими гранями, которая возвращает световой луч обратно на светоотражатель падающего тела. В результате устраняется смещение луча на фотодетекторе, вызываемое горизонтальными ускорениями и наклонами прибора, вследствие чего повышается точность измерений. 1 s.ï. ф-лы, 2 ил.

1299319

Изобретение относится к гравиметрии, в частности к абсолютным измерениям силы тяжести.

Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени измерений в условиях горизонтальных ускорений и наклонов основания устройства.

На фиг,l представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 приведен вид сверху на призму и уголковый отражатель падающего тела (знаками о показаны лучи, идущие вверх, а знаками

З вЂ” идущие вниз, указаны области их расположения).

При некотором смещении центра уголкового отражателя (как указано стрелкой и показано штрих-пунктиром) происходит в два раза большее смеще- 20 ние луча, идущего снизу от уголкового отражателя на призму.

Устройство содержит катапульту 1, падающее тело 2, помещенное в вакуумную камеру 3, лазерный источник 4 25 монохроматического света с коллиматором, формирующим параллельный пучок, и стабилизатором длины волны лазера (на чертеже не показан), светоделитель 5, размещенный на пути 30 коллимированного лазерного пучка призму 6, уголковый отражатель 7 референтного плеча, фотоприемник 8 с усилителем-формирователя импульсов (на чертеже не показан), размещенный 35 на выходе интерферирующих пучков и подсоединенный к измерителю 9 пути и система измерения времени 10, к которой подключены генератор эталонной частоты 11 и система обработки

12, соединенная с системой вывода 13.

Лазерный источник 4, светоделитель

5, призма 6, уголковый отражатель 7 и фотоприемник 8 размещены в корпусе

1, установленном на гироплатформе !5. 45

Устройство работает следующим образом.

Катапульта 1 подбрасывает падающее тело 2 со световозвращателем, 50 которое начинает свободное движение в вакуумной камере 3. Пучок света от лазера 4, стабилизированного по длине волны, пройдя коллиматор, разделяется светоделителем 5 на два луча.

Первый луч (рабочий) направляется на световозвращатель падающего тела 2 и, отразившись от него, возвращается обратно призмой 6 на световозвращатель и затем возвращается на светоделитель.

Второй луч (опорный) пройдя светоделитель 5, попадает на уголковый отражатель 7 референтного плеча интерферометра, который возвращает его к светоделителю 5, где он интерферирует к первым лучам. Возникающая при совмещении световых лучей интерференцированная картина проецируется на фотоприемник 8, где происходят преобразование модулированного светового потока в электрические сигналы с частотой, пропорциональной скорости падающего тела, и усиление этих электрических сигналов, которые затем попадают в измеритель 9 пути. В измерителе формируются сигналы интервалов пути, пройденные свободно падающим телом 2, которые измеряются системой измерения времени 10,синхронизированной генератором эталонной частоты 11.

После этого в системе 12 происходит обработка информации, а в системе 13регистрация и вывод результатов измерений. В течение всего процесса измерения происходит стабилизация корпуса 14 относительно горизонтальной плоскости гироплатформой 15.

При измерениях на подвижном основании возникают горизонтальные смещения тела 2 относительно корпуса 14.

Вследствие таких перемещений рабочий луч, отразившись от световозвращателя падающего тела 2, также смещается от своего исходного положения в ту же сторону на двойную величину, куда смещается световозвращатель падающего тела, Призма обеспечивает попадание отраженного от нее луча на световозвращатель с тем же смещением, что и у вышедшего из световозвращателя луча.

При этом суммарное смещение луча после повторного отражения от световозвращателя всегда равно нулю, вследствие чего первый луч интерферирует со вторым всегда в одной и той же точке поверхности фотоприемника 8, независимо от относительных горизонтальных перемещений падающего тела

В качестве световознращателя применяется уголковый отражатель, который делится ребрами и их отражениями в противоположных им граням на шесть секторов. Луч предпочтительно направ1299319 лять на линию, разделяющую сектор пополам..

Наиболее простой призмой для компенсации горизонтальных перемещений

5 падающего тела является призма с тремя отражателями, имеющая в главном сечении вид,равнобедренного треугольника. Она осуществляет постоянное смещение луча, равное по величине ее базису. При попадании луча на ребро призмы измерения становятся невозможными. Поэтому области,в которых располагались бы падающий на призму и отраженный ею луч, представляли бы собой области, ограниченные непересекающимися цилиндрами, направляющие которых являлись бы окружностями с радиусом, в два раза большим максимально допустимого горизонтального смещения падающего тела.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения абсо- 25 лютного значения ускорения силы тяжести, содержащее источник излучения, падающее тело со световозвращателем, приводимым к прямому триэдру,помещенное в вакуумную камеру, интерферо- gp метр с оптическим блоком компенсации горизонтального смещения падающего тела, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений в условиях горизонтальных ускорений и наклонов основания устройства, оптический блок компенсации горизонтального смещения падающего тела выполнен в виде призмы с отклонением луча на а

180, приводимой к эквивалентному зеркалу с базисом эквивалентной призмы, установленной так, чтобы плоскость указанного зеркала была перпендикулярна рабочему лучу и отклоненный от нее луч падал на триэдр падающего тела, причем призма с источником излучения, интерферометром и фотоприемником установлена на гироскопически стабилизированной относительно горизонта платформе.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что базис призмы равен учетверенному максимальному горизонтальному смещению падающего тела, при этом призма расположена так, чтобы плоскость, содержащая падающий и отраженный лучи, и плоскость, содержащая оптический центр указанного триэдра, и луч, идущий от светоделителя на падающее тело, не совпадали.

7299379

Составитель Н,Колосницын

Техред M.Õîäàíè÷

Редактор Т.Иванова

Корректор М.Пожо заказ 739

Тираж 522

BI7HHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæroðoä, ул.Проектная, 4