Гравиметр для измерения абсолютного ускорения свободного падения баллистическим методом

 

Использование: область измерительной техники для измерения абсолютного ускорения свободного падения на неподвижном основании. Целью изобретения является повышение точности измерений и долговечности гравиметра. Сущность: у гравиметра для измерения ускорения свободного падения баллистическим методом, содержащего подбрасываемое тело, катапульту, вакуумированную камеру и систему сьема показаний , подбрасываемое тело выполнено в аиде ферромагнитного шарика с зеркаль- Тюй поверхностью, а система съема показаний состоит из лазерных измерителей времени свободного падения фиксированного отрезка, установленных попарно в диаметрально противоположных точках, я плоскостях, проходящих через начальную и конечную точки мерного отрезка и перпендикулярных траектории свободного падения шарика, причем над катапультным механизмом размещен постоянный магий с воронкообразным отверстием в центре. 1, з.п.ф-лы, 5 ил. сл с

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 V 7/ 14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) 0АИВ3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4920780/25 (22) 21.03.91 (46) 15.07.93. Бюл, М 26 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) А.Л.Каргу (56) Авторское свидетельство СССР

И . 1030753, кл. 6 01 Ч 7! 14, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N. 1080104, кл. 6 01 Ч 7/14, 1982, (54) ГРАВИМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ (57) Использование: область измерительной техники для измерения абсолютного ускорения свободного падения на неподвижном основании. Целью изобретения является повышение точности измерений и долговечИзобретение относится к измерительной tåxíèêå и может быть использовано для измерения абсолютного значения ускорения свободного падения на неподвижном основании, Цель изобретения — повышение точности измерений и долговечности гравиметра.

Конструктивная схема предлагаемого гравиметра изображена на фиг. 1-5.

Гравиметр содержит подбрасываемое тело в виде ферромагнитного шарика 1 с зеркальной поверхностью, вакуумированную ампулу.2, жесткий центр 3 ферромагнитной мембраны с выемкой под шарик, ферромагнитную мембрану 4, источник света 5 фото-реле, приемник излучения 6 фотореле, контакты 7 фото-реле, обмотку 8 электромагнита катапультного механизма, Я2,„, 1827660 А1 ности гравиметра. Сущность: у гравиметра для измерения ускорения свободного падения баллистическим методом, содержащего подбрасываемое тело, катапульту, вакуумированную камеру и систему съема показаний, подбрасываемое тело выполнено в виде ферромагнитного шарика с зеркальной поверхностью, а система съема показаний состоит из лазерных измерителей времени свободного падения фиксированного отрезка, установленных попарно в диаметрально противоположных точках, в плоскостях, проходящих через начальную и конечную точки мерного отрезка и перпендикулярных траектории свободного падения шарика, причем над катапультным механизмом размещен постоянный магф с воронкообразным отверстием в центрд. 1, з.п.ф-лbl, 5 ил. постоянный магнит 9 цилиндрической формы с воронкообразным отверстием. лазерные измерители времени 11, магнитный экран 10, оптические прозрачные окна 12, лазерный источник света 13, полупрозрачное зеркало 14, плоское зеркало 15, индикатор 16, система съема показаний 17, счетчик времени 18, генератор опорной частоты 19, ЭВМ 20.

Ферромагнитный шарик 1 находится в вакуумированной ампуле 2 на жестком центре 3 ферромагнитной мембраны 4. которые закреплены на тооце ампулы 2. В той же части ампулы на ее боковых частях помещены источник света 5 и приемник излучения 6 фото-реле, С целью повышения долгове .ности приборо путем уменьшения износа чувствительной массы. над обмоткой 8

1827660 установлен постоянный магнит 9 цилиндрической формы с воронкообразным отверстием. Ампула 2 закрыта магнитным экраном 10, На двух уровнях ампулы 2 в диаметрально противоположных. в плоско- 5 стях, проходящих через начальную и конечную точки мерного участка и . перпендикулярных траектории свободного падения шарика установлены лазерные измерители времени 11, на этом же уровне в 10 магнитном экране 10 имеются оптические прозрачные окна 12, Лазерные измерители времени 11 содержат следующие элементы: лазерный источник света 13, полупрозрачное зеркало 14, плоское зеркало 15, индика- 15 тор 16, электрически связанный с системой съема показаний 17, состоящей из счетчика времени 18, генератора опорной частоты 19 и 3ВМ 20, 20

Ускорение свободного падения шарика можно вычислить по следующим формулам:

go 2п/ 4то г

91 2Ь/ Ь т1, 25

@ 2 / г где h — заранее заданное расстояние между измерительными станциями, фиксирующи; ми пролет шарика в моменты времени t> и тг:

Л ti 42I 1Я (! = 1, 2, З...п)

n — число измерений.

Гравиметр работает следующим обра- 35 зом.

Ферромагнитный шарик 1 с зеркальной . поверхностью находится в вакуумированной ампуле 2 в выемке под него на ферромагнитном центре З.мембраны 4. При этом 40 источник света 5 подает сигнал на приемник излучения 6 фото-реле, который выполнен в виде фотоприемника ФД3. Когда шарик 1 занимает нижнее положение, соответствующие чертежу 1 срабатывают контакты фо- 45 то-реле 7 (см.фиг,2) и подключают обмотку 8 электромагнита к источнику электрического тока с напряжением U. Ферромагнитный центр 3 и мембрана 4, втягиваясь силами магнитного поля обмотки 8, подбрасывает 50 шарик 1 вверх. В магнитном экране 10 для попадания шарика в поле измерительных . станций 11 врезаны оптические прозрачные окна 12.

Конструктивная схема измерительных 55 станций 11 показана на чертеже 3. Луч от лазерного источника света Не-Ne 13 поступает на полупрозрачное зеркало 14, с которого падает на шарик 1. а затем отразившись от зеркальной поверхности шарика 1, возвращается к полупрозрачному зеркалу 14 только в том случае, если падающий луч попадает в оптический центр шарика. Падающие лучи, не попавшие в оптический центр шарика не фиксируются, Отраженный луч попадает на индикатор 16 момента встречи лазерного луча, попавшего в оптический центр шарика 1, с em зеркальной поверхностью. На фиг.4 показано расположение лазерных измерительных станций 11, установленных, например, в двух диаметрально противоположных направлениях, в плоскостях, проходящих через начальную и. конечную точки мерного отрезка и перпендикулярных траектории свободного падения шарика.

Выходы измерительных станций 11 связаны со входами измерителей 16 (GM.ôèã.5), которые подключены к системе сьема показаний 17, работающей следующим образом. Время пролета шарика 1 мерного участка между двумя измерительными станциями

11 определяется счетчиком времени 18, а его запуск осуществляется с помощью генератора опорной частоты 19. Далее сигнал поступает на ЭВМ 20, где происходит обработка информации, снимаемой со всех измерителей 11, Таким образом, за счет применения в качестве пробного тела ферромагнитного шарика с зеркальной поверхностью и лазерных измерителей времени можно избежать несовпадения оптического центра пробного тела с его центром масс, вызванное наличием начального момента закрутки катапульты, которое измеряется по мере выработки ресурса. Сопротивление остаточного газа в ампуле также снижает точность измерений у прототипа, так как уголковый отражатель в отличие от ферромагнитного шарика имеет несовершенную аэродинамическую форму.

Постоянный магнит, размещенный над катапультой, демпфирует удар шарика о подставку, что уменьшает его износ, а следовательно, повышает долговечность прибора.

Формула изобретения

1. Гравиметр для измерения абсолютного ускорения свободного падения баллистическим методом, содержащий пробное тело, катапульту, вакуумированную ампулу, систему съема показаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, пробное тело выполнено в виде ферромагнитного шарика с зеркальной поверхностью. катапульта выполнена в аиде ферромагнитной мембраны с расположенной в центре выемки под ферромагнитный

1827660 шарик и электромагнита. а система съема показаний содержит лазерные измерители времени свободного падения фиксированного отрезка, установленные попарно в диаметрально противоположных точках, в плоскостях, проходящих через начальную и конечную точки мерного отрезка и перпендикулярных траекторий свободного падения шарика.

2, ГравиметрnoaЛ,отличающийся тем, что, с целью повышения его долговеч5 ности, над катапультным механизмом размещен . постоянный магнит с воронкообразным отверстием в центре.

1827660

Составитель А.Карчу

Техред М,Моргентал Корректор Л.Ливринц

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1р1

Заказ 2359 Тираж . Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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