Гравиметр голицина-романова
Итобрртеиие птноситгя к морским набортным грявимгтрАм. Полью H3o6pf T 3HM я япляйтся ПОПЫ11М1ИР точности и:1мгрении грапиг стрсч ня гюдвижном осиояллии путей ncrni PicHun совместного плипния на инг ртную магсу чупстпитрлЫ ой гистемм г-притонтальннх и прртикал -ньгх потг(у1цающих ускорении и С1днояр( м1. много ГсИнонип дсйстпия горигчонтлл .иг.о: иоямущающих ускорештй п осеснммотрич1гом подвесе инертной массы. Гравиметр гклкгчает корпус, чунстпнтельную систему с iipywrnHaffn нулевой начллр.ноп длины, пылолн нной по сх - ме маптникл Голипнна с инертной массоя, сл-чбже О1ой ог симметрилш м подлогом к чупстпителг.иой сис.тсмм и маглитоэлектричоеки: дсмл(1рром, спятаниь м со схемой упраплслия, усилит-слем и датчикo перемещений инертней , главную и1тлилдрическум зтружину с те1)моко - прнсатором, компе) 10шИ1 Дрическу|о пр жипу с икpoмeтpи- ЧЕСким приводом и устройстпо ре ,гистрации полезного сигнала. Дня достижения постаплелной пели л гра осегимметричпый полнее илертло ) мпсс1-1 липолнен л форме тррхтиенлот о ь (1лг0ател .логч :i nt Fi.i таким обраяом, что чеТ1,|ре раллонс- 1гиких штчи под леса перлого колеРатольлог о :1лелл раглолижгль; п гори- )онтал 1П()й ллоскоети лпцтрл парал- JTenfiHci и лстроепь л шмлшлричегкие грани леркней клалратлсл г плоскости рпг Ь лулгтлителгаюй ги( емы. Каждая подлета ;:eppofo i;oji( Плт ел iinoro зигла гнаб-келл проти ;о р;:ом п симметричль.ии ему парами paiMinncjfMKnx р,1чаго;, ла колпа : раглолоуелм ралнолеликие нити лолл- i-a лтпрого ко.леОате. ьлог о , к ко- TopiTf прикреплены ппл одним лалал)- ным углом наклГ На раннонечикие и симгштрично расп(1Пожгч1Н)Л щ-ногителг.но центра инерт.ччи магсы калаюпсиеся жесткие свл-зи, ла глгжлих колдах которых устаноплены раиппнеликие 1Л1ТИ полпеса rpeif.ei о кячеПлто-гплюго зпена, прикрепacHiii.ie попарно симметрично к лерхлему горцу ци- ;л1лд11лческой илертно1( масгм. Ири птом между ДЛУМЯ ПрОТИ ЛОЛ-iriil КИМГ Л НИТЯГ-Л подлеса перпого колеб.ггч-чыиччялена установлена жест1чая сяччь, которой pacпoл(5жeFл. один гл.( л д;)уго1 ниже горизонтальной л ип-к ;с ти , п которой лежат укатанныр ) ;nii norineca, причем эти нити лоднеса жестко скрепшекы с раллопе чикими р; MI/MMMH , гня- .занньг ги ocenhie : ог гнопн с концами жесткой сплти, rif .,.;, i я ось которой л 1гуле11(м л i tсн.ш ммертной массы nepneH, iHf:s |при 11;1одольосям равногзеликиу pi: M iM.2 ил. с « сл о о СГ5 vj
* )-}<,)
Я<„(," gy+ . :ô СО(ОЗ Cu;3Е ТСНИХ .".- <(},. -".. Я СОЦИАЛИСТИс3ЕСНИХ . (ф-," ..(=:2 РЕСПУБЛИН (51) ", - (; 01 (7/}12
OCV/l ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ}с.(ПРИ ГННТ СССР - 1 )(< ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (<<о) 07.0}), 92. (К«п, «j ? 1 (21) «310079/2 5 (2?) 1(1,08.87 (75) 1;. (:. Гс>манов (53) 52Я.?7 (0ЛВ.g) (56) <1)«тnpc vn<. с виГ(г те и <,<:т Г<г с., (" (;Г << Зз 385> кл. с 01 3, 7/О",, 1970. патент (:Il!A h" 371 703(), кл, Г 01 V 7/0?, 1973. (5« ) ГPA Hj!hi i. ТГ Г01)1ЩЫ!1Л - Г(",/<1 I(« il . (57) Илобретсн)(е (тн.>г Ho(ти и3мгре>н(й граг<и><с Tp(l нл подвижнОм ос)1овл ftt)и EI)<т с м и(I .1> с(с. ни я совместнс<гo вi)F»B)ll(B нл ин.ртнук< млссу чу)зствитеп) и и Гигтс мм г«ри3онтальн) (х и вс ртикап нмх воэ><у!!(лк«)((их ускоре}(ий н одновре;, .Иного г,«п)ения действия гори Зонта:(.Е !х }<ос«}>у(((л)(<(!(1»х усKopo>Btt» в ocåñt»>t}toòр)>чном псдвесе инс ртной млссь!. Гравим(тр Гклк>чает кс рпус, чувст(«)»телкину)(1 систему с нружинлми нулевой ffë÷ }«ь(полненноЙ пО с КГ мс «>)>(тяп) <3 i OJI)3 ИИНЛ С ИНЕРтНОй МЛССой, СН )6жЕ}>НОЙ} ос.есимметрнч)н» пс>дв. гам к рамс чувст!«Итс.< f>)lot! Г Г)от< м! f и «;) г нито элект1)}3 чс«ки:1 демп<1 Гром, гвл«я(!нл;м .о схемой упрлвления, усипите}(см If датчиком иерем )>(<11?ИЙ! )(нс.ртной массf.l г?(лвну) )ц illtндри }ескук) пр,ж) .ну с т е 1) л! 0 к О)(Г1 е н «. 3 т о р 01 > к of?}E <» c <3 ((}! О н н) )<3 Щ)ЛИНДРИ<(Е -КУ)С> ПРУЖИНУ С Л)ИКРОМЕТР>3чесKHM принс«дом и угтройство ре, гистра)(и)! П(1<«..ЛНОГС> СИГ>(Л})Л. Д}>я достижения пос тлвлс }<ной t(i?}и !«граним тре ocp<.>f; метричн),!)Й полвег. )tBpртно 3 млггll )«}(поппе>3 и форм Tpi )с ti«e Hltol-о } ),l(< (1лт с .Г! t <(< < «Be >i,} т,)к!)1(e>t)p(E!«Or(, i(тп (с т(.lpi глвновеJilt«EtX )П(! Et I}Of(<«С СЛ П(PВО! О КО<)ЕГ<<3— T(П(,НОГО 3B(НЛ Р:1< и< Л <3(CII!, В ГOPI(3 0 н т л <3 ь f l i 1 l f il! I o c v o (t l f t f < « l (7 l! < > и 3 11;3 <)— J. (. I fз НО (3 ( )и!ть }(од(«егл;((р) о! с ко<) вл >i ;I )!or< 3<»Ã>(Л Г <Л(С FP)t:1 IEPO 1<1 > <.. !! И ГИМметрпчн> I! е")у плрл«и рлвн В "пкик Pf< IЛГ .) > НЛ Vi>Н)f, « ... )(Рт j>i Г<С РЛГПО JE0 (>3(! РЛВНО «("(ИКИ(illlT)3 i
НММ УГЛО (IIBVJt! НЛ PBI f!(E3ec>(жесткие гв:(-п, нл lllt КИ< Нити ПОЛВЕГ1 тр< тf i I, Кс >ЕГ>Л тельногo ввеия, прикргп )Гн>(л)с попар}}О ГИМ (<>ТРИЧ)»О К ВРРХ>(Г». ) ГоР ((У ЦИ— JtHH;il1пчеГкоЙ инс j>THoit 1! i! < I.!iPtl «то)» МС<жfi)> j+B)!)>f ПРОТИВ:II) lit<1 <:!< I>! 3 Нити!))3 псд!}есл первого колс го.:.Тг» ll< гс «}<вил )> c та н о В. (с . I I л ж с . с т 1(л я Г» « t, v < I! g 1) к о тороЙ рлГполож
ТОРОЙ ЛгжЯТ ) ÊB «<3>l)lbt()«;3 il П(1>(>«ЕГЛ > ПРИЧЕМ ")Tlf >!Итн П<1 (B(С -. ж ГТК С КРЕП ЛЕНИ С P 3 1 070 И «бр тс 1«1(ОТН«. 1< rc я К Об..(Л<. ТИ граним< Tplt 1!< Нгв изобретения ян3(яется покышеIIIfp т(эчногти измерений грлкиметром подгэижном с>сновании пут(м исклв(!ег(ия сог<мес тного влияния нл ин -pT ! О нуv! Më, ccv гAptf«ottòëëüttttõ и «ертикапг,— ltblx ноэмущ(и
ЩЛЭШ<<1! Х У(!(0РР 1П! !! Н ОС.С. С:ИЛ!М(>Tt! H Нл фиг.1 изображена конструктивнля схсмл грлкиметрл, Вид cIIBpxg на фиг.2 — грякиметр, Вид с:боку н рлэреэ(. Когн трук<гин грлг<им(<тря включает раму чуксткитепьной системы, Выполнен»ух< к форме параллелепипеда с Верхи Й кг<лдрктной ппосKncтt t<3. Каждая грань плряплепепипедл выполнена Виде цилиндра H иэготонпеtt<»fэ 25 ила»пенного кгглрцл или сппл ко!3 метлллок, исполу«уемых к прецизионном приборостроении. Н клждув грлнь верхней к нлдрлтнОЙ fIJl ОГ кР(Tt! рамы 1 чувствительной системы гр;1 ги(мстрл 30 встроеьнг сснгтв<.тственно нити поднесл 2, 3, 4 и 5 пс рг<ого копеблтепьного эвс ня Tppx»np!Ittor o осесимметричног 0 нодгзе<-л чукгтвитепьной Системы грл»иметрл. Нити под»есл 2, 3, 4 и 5 снабжены соответственно осев!!ми шарнирами (гантелями) 6, 7, 8 и 9. Грлггг!л!е rp г<ключлет г!нертнуго массу 10 чукствительной системы, выПОЛ НЕ Н НУЮ К I 40 строитепьнл(х металлических спллвов, к вс рxll(.MQ торцу которого прикреп— лpн трехзв(Iгн»11! Осpсимм< тричный поjl, вес чукствительной системы, содержащг!и рлкновепикие p»t tart! 11, 12, 13 и 14, соединяю(ш!е нити поднесл первогo колебательного зкенл с cnoTI3PTcT» в юшими нитями подкеса 15, t 6, 17 и 1((Второго колебательного звеня подвеся. 50 К нитям поднесл 15, 16, 17 и 18 прикреппеньt равновеликие жесткие связи 19, 20, 21 и 22, устлновленные под одним начлльг!ым углом наклона к горизонтальной плоскости и симметрич-55 но расположенные относительно центра инертной массы. НЛ нижних концах наклонных жестких связей 19, 20, 21 и 22 установ67 Л
1,1<.:гиг(дри 1< ской ин(ртной массы. ! :Н Г Т»tiТ РП ЬIIЛ Я (. If(Т PМЛ ГР ЯIÇИМPТРЛ ГЭ К 31
r It«э» 27, yc Tatlc 133!pl!!IyKI наклонно Mr жду нитя "ttf поднеся 2 и 3 Ггервого к<»геблтеггьного эг<енл. Нри этом один конец ж(сткой связи 27 рагпопожен »< II!!o а другой — IIJKp гориэонтальII0I t!.<3 0cêñ cти, в кс торой Jlpжят нити под»(с л первого коггебл1 ель»ого 313Рнл. Нл концах жесткой синхрониэируt< IIIE и сttttэи раснопожсги! осевь(е торсионы 28 и ?9, свяэлннл1е с соответсткуюшггми равновеликими рычагами 30 и 31, которь(е жестко скреплены с Г<н тв тстнувщггми нитями подвеса первого колеблтелг.ного звена. Б конструкции чу»с;твитспьной систс мы грлвиметрл предусмотрены протикокесы 32, 33, 34 и 35, жестко cKp<3rI!IpII1tIIp с соответствую!
P RI3 Itn I3PJII IKIf M Р»1ЧЛ ГЛМ . Грлкил!етр также содержит традиционные элементы и узлы типа главной пипи!!прической пружины 36 с T(.ðMîêoMllåíñ«ToðoM 37, кронштейном 38 и рычагом 39, жестко скрепленным с нитью подваса первого колебательного звена.Свободный конец рычага 39 скреплен с нижним витком глави эг! цилиндрической пружины, верхний гиток которой с»я эан через термокомпенслтор с кронштейном. Грлкиметр включает также компенсационную цилиндрическую пружину 40 с рычагом э1 и микрометригеским IIpt1I3oJJoM 42, уста но»ленным на корпусе грлгнгметра (не показан) и связанным с устройством регистрации полезного сигнала. Инертная масса гра»иметра снабжена магнитоэлектрическим ипи газожидкостным пассивным демпфером. На фиг.1 и 2 показан магнитоэлектрический демпфер инертной массы гравиметрл, включающий катушки 43 .н 44, постоянный магнит 45, токоподводы катушек 46, 4 7, 48 и 49, выполненные в виде кварцевых пружин с металлизированным токопроводящим покрытием, и схему управления, совмещеннув с усилителем 50, подклвчен1 ) 0 7 (I 6 i> H) t() )lРp(э ток )пс /!НО>»ь> !(клт> «пкам деми(>ерл, р;1»lpf.lett«(t,t«f и:1 к<)рпус(. ци«fttHytPJ«t(CKOJf J»JtPPTtInJi «f;I(:ГЫ. Дят п(к перс.ме«цеций 11нертпой t!! C-сь« (фиг. 2) можс т быть р:1: >и!H< го типа, например ог«троии«1«», 1>кп«7члн) 1«им держатpJI!I 51 и 5?, жестко креплепиые с pa»otf чунствительпой сис7 емы ) светоиэлучатели 53 > 54 и (1»;ToftpJIPJ»г = пики э 5, 5t>, размещенные C Jl«f«»e Tp J«t H<3 на указанных держателях, и полусферические зерклла 57 и >8, жестко скреплеииыс» с ц>»яицдрической ииертиой млссой. ГГ яш»метр работает следу«»<щ<м образом. В исходном )fyrrp.t»os lr<>!rome»t»tf Iteред началом измср(«1>»й )г >л пакпопл p(tI3Hof>PatItKttx pJI tot.< и 1, < 2, 13 и 14 рлвец нулю (7= 0>, вс(квлрцевне пити поднесл 2-5, 15-18, ?3-26, пе имеют пред«>лрит льцс го угла ); кручивания, жес ткал cl»llxpoииэирун щля связь 27 и(рпепдикулнрпл рлн«овениким рьп»лг1м 30 и 31. В этом пгножеНИИ СИГН;1.:1 РЯССОГЛЛСОВЛШ«Я ПЛ НЫХОдах фотоГ«рис м«(3»ков 55 и 56 датчика перемещ иий инертной млггы рлпец Нулю, à также равен пулю Tot(в катушках 43 и "«4, yc Ta»ot»»et»«t«,tx в зазоре постоянного магци7а 45. Этому положеиию соответствуют состоя«сил статического равновесия чувствительной системы. 0fIJfcaJtttoe исходное состолш»е гранимс трл ?Iожет б>ыть э «фlfкс>lр(>1<я но только на жестком неподш(=.)«toì осиовлш»и, Например при Jtèc«;ðpòttûx измерениях ил суше или E!л >f«tp водоема. В этих случаях иэмецепие ускорения силы тлжест»» выводит гигтему иэ ltc ходного нуле )ого положс.пия. Допустим, происходит увеличецие силы тя" жести, тогда иперт««ля масса 10 смеИаРТС Я fr tttr:3 «То 131 «э«!1!л(Г CÌ(I>»PE 26, и через tr! I TI» п>д««еся 15, 16, 17 и 18 поворот на соответствующий угол (g pill!JtoR
5 в огевых шлрпирях 6, 7, 8 и 9. Поворот на угол ц нитей подвеса, в частиости 2 и 3, вызывает соответстГ ву)> щий поворот равновеликих рычагов 30 и 31 и сме!!Ip!I!t(жесткой свя!H 27, си«(хроц1»эирун>11(ей рлботу всех элемен } H ч н< тгц«1 „t),!<»! («1(г,i! !р11 и >f Г рл lt пред.>г«ращаюш 11 «х 11 pс . (<)т ве1>т»»клл>» и вс)к1)) Г пее При смеп,, tr:tlr и . рт«1 и !!7(ct t 1О »>«)иг, 1, 2,«с лот )ет(тf>ctt:«о 1(ереме —щлются зякреп Геипые «»л пей 1»ос(ус(Г)еричес кие RPp>.ëë 57 и )8 и клту«1«ки 43 и 4<4 н зазоре п()с7 оя«««огn млг пита 10 4 5 . Ото приводит K troH f3HP ttt»K) нл R6f хс)длх фотопри мп(11;он 55 и 56 cooTRP T стиующих сигtt7>r < в рлсгol >tлспвя «и» н, п()ступлю«щ«х н угтройгтt о регигтрл— 11tH, и к поянлеш»ю t) к;>туп«клх 43 и 44 «(лв< депцt»x ЗДС. 11лн<-де IHI «й ток с K!t TVtltKJf 43 ЧЕРЕЗ тоКОП<)ПГ <)дЫ 46 И 48 п<)ступ;»ет пл нхс)д уги>п«тела 50. С вн::oJ! a уг илитс)3»я 0 в против с 7 ie ток цс стуlf;. åò черс з токс подвод«1 47 и 49 20 пл клту«««ку 44< и создает противодейс t!))K>tttpp млгш»тпсе ttoltp. Тлким образом реалиэуpt(ÿ м;«гH!(T() >лектри ipc кос. демпфиронл t!1. P ипс ртпой массы 10. Компен(.ируюшес ftooäåéc TE(èP иа чув28 ст!>ит(льцую. гис: TP <у, обр,)тн() nponoptp«n«ra>fJ.Hop ltnc TyttR«<7I<: сигt»7. 41, / г и з, а также рлвп не. Н««,«rx рычлгов 11, 12, 13 и 14. (1г ре- ж <>ТК»е качаюI13toся связи 19, ?О, 21 и ?2 ипертняя масса 10 Воэнрлщлстгя н (сход««ое положепие, когдл угол ц = О, что фиксируется oTcyTCTJ)ttp!r сигпллл рлгсоглас ова EMH иа вьсхо»»ах >1! RTPI!pl t p >! ликов 46 55 и 56 ° Устройство работает (.лс д)ющим образом. На подвижпом гир()c T1f>llлl17èp< влнном ос «tnt)a «rJf J» ип(p Tt!;r Jt мл(<. 10, >>одвеgp llJ(! ицля с и() 4>.>l!th«» витей 1> о I l) c c .. ) Ф 24, 25 и 26 нл клчл«»:>11(х-.я 1«як outr«.tx ж стких CR>IR«tx 19, "0, 21 и 22 также подвсшеп«н«х «!;l !!:(Г (х псдвеса 15, 16, 17 и 18 с с тв<.—.(TI>ix.!.((х paREtnRP7tfr рвеf;,гон 11, 1-, t 3 и .1с«, закрепле« ш х H.1 !!1(1 R.. Н<)лвс сл 2, 3, 4 и 5, c<)f Гассмс«грим наиболее невл«годные для чувствительной системы варианты ВОЗДс йотс«И«1 ГОРИЭОНтаПЬНОГО УСКОРЕния, например ff плоскости фиг.2 в наг«раис«с «<и«1 с Во<действие горизонтальнсго ускорения иа инертную массу 10 привоДИТ К BO l!!H К ИОВР «lff«O ПЯРЫ СИЛ ПРН» лс«жеи«исх к нитям подвеса 23 и 24, стремящейся повернуть массу против часов .и стрелки . Зтому противодействуют peакция ff разнесенных нитях ffof,f«<-,1 25 и ?6, 17 и 18 и осевых е!ар! и1 а. 7 и 9 (<1«иг. 1) и реакция ff Осr 1:с торсиоиах 28 и 29 жесткой сиихр< 1<и.<иру 11«ей связи 27. 1 авиозиа 1«l!. .е и ра«!«11<. ио абсол«с«т««ой вели20 30 чиие «««мс HThl сил, f««зникаю««псе под дейс тг<ис и яо«му<паю«<«его горизонтального ускорения ня расположенные под уг««ом ц противовесы 32 и 33, с одной гт<.р< «;ы, pff 19 и 21), с другой стороны, взаимно комле ис«гр уютс я. 45 Соот««с тс гf 34 ч-р<« цс и«1< . а<.с«1 10 к прс<тино- . 50 весу 3, но..<ии«с«1«с«111<-й в нитях подвеса 25 и 6 парс с««д г«ротияс«действуют рс акции в «fffl «f:с г«<«д«<еса 23 и 24, 15 и 1Г и и бис«с е <сп«поко разне55 сенил«х Ос с
Taf ffw <1с«раз<«м, чу<<с тги«ельная с иc тe "<я г р 1 f ДЕйг тВИЮ Г«
36 и компенсационной цилиндрической пружины 40. Действие пружин передаетс:я через рычаги 39 и 41 на нити поднс < а 2 и 3 и уравновешивается син" хроии зирующей жесткой связью 27, 10 Действие горизонтальных возмущающих ускорений подвижного основания на массу 10, на качающиеся жесткие гвяw 19, 2Г), 21 и 22, на равновеликие рычаги 11, 12, 13 и 14, на рычаги 39 и 41, на противовесы 32, 33, 34 и 35 гасится самими элементами конyr rope fffff1 c любогО иапраялеffffff и ° следояагельно, показания гравиметра свободны от искажеиий, обусловленных совместным действием горизонтальных и вертикальных возмущающих ускорений (эффектом кросс-каплинг) как первого, так и второго типа, и тем самьсч обеспечивает суп«ественное повл«шени<е точности измерений гравиметром на подвижном Основании., Гравиметр может применяться для измерений на суше, на дне водоемов в водонепроницаемом контейнере, но его основное назначение — непрерыв»ые измерения на борту корабля с установкой на гиростабилизированном ooновании. Формул а из с«бретение Гравиметр, включающий корпус, чувствительную систему с пружинами нулевой начальной дли«1ы, установленными по схеме маятника Голицына с демпфированной и1гертной массой, снабженной осесимметричный подвесом к раме чувствительной системы, схему управления, датчик перемещений инертной массы, термокомпенсатор и устройство регистрации полезного сигнала, о тл н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения влияния на инертную массу горизонтальных и вертикальных возмущений подвижного основания граяиметра эа счет гашения действия гсзризонтальнь«х возмущающих ускорений в осесимметричном подвесе инертной массы, подвес выполнен в форме многозвенного колебательного устройства таким образом, что равновссчикие нити подвеса первого колебательного звена расположены в горизонтальной плоскости попарно параллельно и встроены в раму чувствительной системы, кадая нить подвеса первогo колебательного звена снабжена противовесом и симметричными ему парами рави<«г<сликих р«:гчагов, на концах которых расположены равновеликие нити подвеса следующего колебательного звена, к которым прикреплены под одним начальным углом наклона равново«гикие и симметрично расположенные относительно центра инертной массы качающиеся жесткие связи, на нижних концах которых установлены равновелиi St) 7tí) 7 кие нити полне а нижеследук <него v(..÷ °-бательного звена, прикрепл !t!I! (е попарно симметри it<< инертной масcе, I при этом между двумя протн. ополпжньми нитями подвеса пер вог
< а, причем нити иодвега жестко с! реплены г. pattie <ëèãè, и рмчагами, связанньмп через о" et
150706 7 Гоета итель A. Горока Реддк тс р I, ilë;,æ; рл ti Техред 1(,Копании Корректор М ° Максимивп цец Заки -R0 Тираж 3 i 7 Подлиеное ВНИ1ПШ Г»счцлргтя< и11гп комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1 1 1, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Проняло;и тя нн -и пят льский комбинат Патент, r. Уятороп, ул. Гагарина, 101
