Пьезоэлектрический гравиметр

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (п) 532069

Союз Советскнк

Социалистических

Ресаублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.12.74 (21) 2088565/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 18.10.76 (51) М. Кл.з G 01V 7/02

Государственный комктет

Совета Министров СССР (53) УДК 550.830(088.8) во делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Г. Смагин и В. С, Теренько

Всесоюзный заочный инженерно-строительный институт (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛ ЕКТРИ ЧЕСКИЙ ГРАВ ИМЕТР

Изобретение предназначено для измерения гравитационных сил в стационарных полях, например, в гравитационном поле Земли и может быть также использовано в прецизионных приборах различного назначения (гео- 5 логическая разведка, астрофизические и гравиметричеокие измерения, гравиориентация .в космическом пространстве и т. д.).

Известные пьезоэлектрические гравиметры (1) не обеспечи|вают необходимую точность 1о наблюдений.

Известен также пьезоэлектрический гравиметр, включающий в себя вакуумированный корпус и размещенную в нем чувствительную систему, состоящую из груза и,восприни- 15 мающего элемента (активной кварцевой пластины) (2).

Однако такой гра виметр не дает необходвмой точности из-за высокого уровня, помех: температурных, электрических, магнитных и 20 т. д.

Для повышения точности измерений силы тяжести предлагаемый гравиметр снабжен дополнительной компенсирующей кварцевой пластиной, прои этом обе пластины жестко присоединены с одной стороны к фланцу, смонтированному на основании корпуса, а с другой стороны к металлическому кольцу, прикрепленному к грузу ia точках выхода механической оси Х кварца на периметре ак- 3О тивной кварцевой пластины и точке выхода проекции оптической оси Z на .периметре компенсирующей пластины, при этом каждая пластина подключена к своему кварцевому генератору.

Предложенный гравиметр изображен на чертеже.

В вакуум ированном стеклянном корпусе 1 размещена чувствительная система, состоящая из груза 2 и активной и компенсирующей пластин 3 и 4, жестко соединенных с опорным фланцем 5 и металлическим кольцом

6, прикрепленным к грузу 2. Груз может перемещаться по опорному стержню 7, опирающемуся также на фланец 5. Для ограничения качания груза в горизонтальном напра влении использована цилиндрическая пружина 8, зажатая с двух сторон гайками 9. Предотвращает смещение чувствительной системы в корпусе упорная плоская пружина 10, закрепляемая упорной шайбой с резьбой 11.

Гравиметрический датчик посредством электрических выводов 12 включается в радиоэлектронную схему, представляющую собой два кварцевых генератора, сигналы с которых смешиваются и детектируются. Продетектированный сигнал разностной частоты подается на усилитель низкой частоты и далее — на микросхему, вырабатывающую прямоугольные импульсы. Последние подаются

532069

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 2257/15 Изд. № 1695 Тираж 690 Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 на вход блока интервалов времени элекпронно-счетного частотомера и производятся измерения периода следования фронтов импульсов, Гра виметричеаиий датчик и радиоэлектронная схема помещаются,в термостат.

Гравиметр работает следующим образом: на колеблющиеся пьезоэлектрические пластины,;возбуждаемые IB радиоэлектронной схеме, груз оказывает гравитационно-за висимое давление, при этом частота колебаний активной пластины зависит от величины этого давления, частота же компенсирующей пластины при изменении силы давления не изменяется, так как силовой коэффициент частоты кварцевой, пластины максимален при напра|влении силы давления вдоль оси Х и ра вен нулю вдоль оси Z . Таким образом, измеренная разностная частота определяется величиной гравитационно-зависимого давления груза. Проградуировав прибор по абсолютному гравиметру, можно проводить непосредственные измерения силы тяжести и другие гравиметрические измерения.

Предлагаемый пьезоэлектрический гравиметр по сравнению с известными позволяет существенно повысить точность;измерений.

Использование дифференциального принципа измерений позволило существенно понизить влияние помех (влияние давления, электромагнитных полей), компенсируя за счет идентичности пьезоэлементов систематический сдвиг частоты, обусловленный изменениями их физических свойств.

Пьезоэлектрический гра виметр, включающий в себя вакуумированный корпус и размещенную |в нем чувствительную систему, состоящую из груза и активной кварцевой пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений силы тяжести, он снабжен дополнительной компенсирующей кварцевой пластиной, при этом обе пластины жестко присоединены с одной стороны к фланцу, смонтированному на основании корпуса, а с другой стороны — к металлическо му кольцу, прикрепленному к грузу в точках выхода механической оси Х кварца

20 на периметре активной иварцевой пластины и точке выхода проекции оптической оси Z на периметре компенсирующей пластины, при этом каждая пластина подключена к своему кварцевому генератору.

25 Источник и информации, принятые:во внимание при экспертизе.

1. Авт. свид. СССР Хо 397868, N, Кл. G01V

1/02, 1973.

2. Авт. авид. СССР М 118623, М. Кл. G 01V

30 7/04, 1958.