Способ измерения ускорения свободного падения на подвижном объекте



Способ измерения ускорения свободного падения на подвижном объекте

 


Владельцы патента RU 2544262:

Попов Анатолий Борисович (RU)

Изобретение относится к области гравиметрических измерений и касается способа определения абсолютного значения ускорения свободного падения. Измерения проводят баллистическим лазерным гравиметром с помощью нескольких непараллельных лазерных лучей, которые образуют плоскости в виде треугольников. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к области абсолютной гравиметрии и может быть использовано при измерении ускорения свободного падения (УСП) в морских условиях.

Известен способ измерения УСП с помощью баллистического гравиметра, в котором луч лазерного интерферометра раздваивается на реперном зеркале, один из двух новых лучей направляется вертикально на уголковый отражатель пробного тела и затем на экране совмещается со вторым лучом, образуя интерференционную картину [1]. При работе в морских условиях этот способ требует высокоточной стабилизации в горизонте и сложной юстировки в случае ухода луча из вертикали.

Известен способ измерения УСП гравиметром с двухканальным интерферометром [2], в котором прежде чем поступить на делительный элемент луч разделяется на два параллельных луча. Этот способ обладает теми же недостатками, что и первый.

Изобретение направлено на обеспечение измерения УСП при снижении требований к вертикальности луча.

Эта цель достигается тем, что измерения проводят более чем двумя непараллельными лазерными лучами.

На фиг.1 приведена геометрическая картина, образующаяся при измерении УСП с помощью четырех лучей. На картине изображены: oz - вертикаль, zx, z(-x), zy, z(-y) - измерительные лучи, o1z - биссектриса углов расхождения лучей, zx1, zy1 - линии пересечения наклонных и вертикальных плоскостей.

При отклонении лазерного луча от вертикали на угол α возникает погрешность Δ g = g 2 2 . При допустимой погрешности Δg=0,5 мкГал угол не должен превышать α=7 угл.с. Гиростабилизатор такой точности создать можно, если использовать, например, акселерометры с чувствительностью 1 угл.с. [3]. Но и при таком стабилизаторе остается необходимость периодической проверки и юстировки гравиметра в связи с изменением его геометрии во времени.

Так как ошибка от наклона квадратичная, то она не может быть уменьшена осреднением и всегда дает завышенное значение силы тяжести. Ее можно уменьшить, если при измерении использовать, например, четыре расходящихся луча, как показано на фиг.1. Каждый луч измеряет одно значение УСП:

x z = g cos o z x , ( x ) z = g cos o z ( x ) , y z = g cos o z y , ( y ) z = g cos o z ( y )

Лучи образуют две плоскости, представленные треугольниками xz(-x) и yz(-y). Если обозначить угол расхождения лучей β, а углы между высотами треугольников и лучами β1 и β2, то в этих плоскостях измеренные значения приобретают вид:

x z = g cos β 1 , ( x ) z = g x cos ( β β 1 ) , y z = g y cos β 2 , ( y ) z = g cos ( β β 2 )

Взяв отношения измеренных величин, можно вычислить gx, gy, β1, β2:

x z ( x ) z = cos ( β β 1 ) cos β 1 , y z ( y ) z = cos ( β β 2 ) cos β 2

Взаимный наклон плоскостей в углах, расположенных в наклонных плоскостях:

o 1 z x 1 = Δ β 1 н = β 2 β 1 , o 1 z y 1 = Δ β 2 н = β 2 β 2

Наклон в вертикальных плоскостях:

o z y 1 = Δ β 1 = Δ β 1 н cos Δ β 2 н , o z x 1 = Δ β 2 = Δ β 2 н cos Δ β 1 н

Величина УСП определится:

g=gxcosΔβ2, g=gycosΔβ1

Погрешность рассмотренного способа измерения УСП определяется, в основном, мощностью вычислителя.

Источники информации

1. А.П. Юзефович, Л.B. Огородова. Гравиметрия. М.: Недра, 1980.

2. В.Б. Гужов, Н.Н. Кокошкин, В.Д. Шурубкин. Баллистический лазерный гравиметр. Пат. РФ 2193786 C1, 2001.

3. Ривкин С.С., Берман З.И., Окон И.М. «Определение параметров ориентации объекта бесплатформенной инерциальной системой». СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 1996.

Способ определения абсолютного значения ускорения свободного падения, содержащий измерения баллистическим лазерным гравиметром, отличающийся тем, что измерения производят больше чем двумя непараллельными лазерными лучами, которые образуют плоскости в виде треугольников.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гравиметрии и может быть использовано для измерения в морских условиях абсолютных значений ускорения свободного падения. Сущность: на корабле устанавливают абсолютный лазерный и относительный гравиметры.

Изобретение относится к области гравиметрии и касается способа выставки в вертикаль лазерного луча баллистического гравиметра. Способ заключается в том, что проводят серию бросков пробного тела при различных наклонах платформы гравиметра, в каждом броске определяют ускорение свободного падения, находят минимальное значение ускорения в серии бросков и соответствующий ему наклон платформы, при этом наклоне фиксируют платформу.

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, а именно к области гравиметрии, и предназначено для выставления вертикали лазерного луча в баллистическом гравиметре при проведении высокоточных абсолютных измерений силы тяжести или ее приращений.

Изобретение относится к гравиметрии и может быть использовано для измерений абсолютных значений ускорения свободного падения. .

Изобретение относится к области гравиметрии, а именно к средствам абсолютных измерений ускорения свободного падения (ускорения силы тяжести). .

Изобретение относится к области гравиметрии и может быть использовано в баллистических лазерных гравиметрах для измерения абсолютных значений ускорения свободного падения (g).

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения вертикального градиента ускорения силы тяжести WZZ. .

Изобретение относится к гравиметрии и может быть использовано для измерений абсолютных значений ускорения свободного падения. Баллистический гравиметр содержит вакуумную камеру, устройство сбрасывания пробного тела, источник излучения, фотоприёмник, устройство синхронизации и обработки сигнала. На пробном теле закреплён оптический элемент, который выполнен в виде дифракционной решётки. Штрихи указанной решётки расположены горизонтально. На пути лучей света, дифрагирующих на решётке при работе устройства, установлен оптический мультиплексор, выход которого подключён к фотоприёмнику. Технический результат заключается в увеличения временной разрешающей способности, уменьшения габаритов устройства и упрощения алгоритма обработки сигналов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх