Устройство для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести

 

(ii) 535533

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOhAy СВИДЕТЕЛЬСТВ

Союз Советских

Социалистических

Республик,(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.05.75 (21) 2133334/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.76. Бюллстснь № 42

Дата опубликования описания 13.05.77 (51) М. Кл.- "G 0 1Ч 7/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК, 550.830(088 S) по делам изобретений и открытнй (72) Авторы изобретения

Ю. Л, Смелянский и В. Д. Шурубкин (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АБСОЛЮТНОГО ЗНАЧЕНИЯ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Устройство относится к гравимегрии, в частности, к абсолютным измерениям силы тяжести.

Известны устройства (I, 11) для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести методом свободного падения.

Эти устройства содержат катапульту, интерферометрическую систему, соединенную с фотоэлектронным преобразователем, блоками формирования электрических импульсов пути и времени, блоками команд и блоками измерения пути и времени. Техническим несовершенством известного устройства (1) является усложненная интерферометрическая система, соеди ненная с блоком команд, подключенным к схемам совпадений импульсов пути и времени.

Для повьвшения точности измерений в устройстве (II) дополнительно установлены счетчики, дробных долей интерференционных полос. Это усложняет формулу для вычисления ускорения силы тяжести и существенно увеличивает объем аппаратуры для съема и обработки информации.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство (III) для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести, которое содержит катапульту, .падающее тело с отражателем, интерферометрическую систему. На выходе интерферометрической системы последовательно установлены фотоприемники, усилитель, два пороговых элемента, схемы совпадений, управляющие триггером, подключенньтм к ключевым схемам системы ре5 гистрации пути и времени, причем к системе регистрации времени подключен генератор эталонной частоты.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения пути, обусловленная несовпадением моментов начала и конца измерений пути с нулевой фазой сигнала пути, поступающего с фотоприемника, которая не позволяет измерить ускорение силы тяжести с большой точностью.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Согласно изобретению в устройство для измерения ускорения силы тяжести между усилителем и схемами совпадений введен блок

20 синхронизации момента включения и выключения системы регистрации пути и времени с нулевой фазой сигнала пути, состоящей из формирователя нулевой фазы сигнала пути и резонансных фильтров, подключенных парал25 лельно ему и настроенных на частоту начала и конца отсчета пути, причем выходы фильтров через формирователи нулевой фазы сигнала подключены к схемам совпадений.

На чертеже представлена блок-схема уст30 ройства.

535533

Устройство для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести содержит катапульту 1, падающее тело с отражателем 2, помещенное в вакуумной ка мере 3, интерферометрическую систему 4, ф ото приемник 5, выход которого соединен с широкополосным усилителем 6. Выход этого усилителя связан с формирователем 7 импульсов нулевой фазы сигнала пути и с резонансными фильтрами 8 и 9, выходы которых соединены с формирователями 10 и 11 импульсов нулевой фазы сигнала. Входы схем совпадений И 12 и 13 связаны с формирователями 7, 10 и 11 импульсов нулевой фазы сигнала, а выходы — с триггером 14, который подключен к ключевым схемам 15 и 16. Формирователь 7 через схему

15 связан со счетчиком 17, а эталонный генератор 18 через ключевую схему 16 со счетчиком 19.

Резонансный фильтр 8 настроен на частоту сигнала начала измерений, резонансный фильтр 9 — на частоту сигнала окончания измерений.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении свободно падающим телом с отражателем 2 последовательных отрезков пути, равных половине длины волны источника монохроматического света, на выходе фотоприемника возникает сигнал синусоидальной формы, фазы которого циклически изменяются от 0 до 360, а длительность периода или частоты зависит от скорости движения отражателя. После усиления усилителем 6 сигнал поступает на вход формирователя 7 импульсов нулевой фазы и на входы резонансных фильтров 8 и 9 начала и конца измерепн|ь По достижении частоты сигнала с усилителя 6, равного частоте начала измерений, на входе резонансного фильтра 8 появляется сигнал, фаза которого совпадает с фазой сигнала от фотоприемника.

Формирователь 10 формирует импульс нулевой фазы сигнала с резонансного фильтра

8, совпадающий с импульсом на выходе формирователя 7. Схема совпадений И 12 выдает команду, которая опрокидывает триггер 14.

На выходе триггера 14,появляется импульс, открывающий ключевые схемы 15 и 16. В результате начинается регистрация импульсов нулевой фазы сигнала пути с выхода формирсвателя 7 счетчиком 17 и одновременная регистрация импульсов времени счетчиком 19 от высокочастотного эталонного генератора 18.

При достижении частоты сигнала с фото4 приемника, равного частоте конца измерений, на выходе резонансного фильтра 9 появляется сигнал, фаза которого совпадает с фазой сигнала от фотоприемника. Формирователь 11

5 формирует импульс нулевой фазы сигнала с резонансного фильтра 9, совпадающий с импульсом на выходе формирователя 7.

Схема совпадений И 13 переводит триггер

14 в исходное состояние. Ключевые схемы 15 и 16 закрываются, в результате чего прекращается регистрация импульсов нулевой фазы сигнала пути и импульсов времени от эталонного генератора.

Устройство позволит повысить точность измерения ускорения силы тяжести на 1,5 — 2,0 порядка:по сравнению с выбранным прототипом благодаря введению в устройство блока с.пхронизации моментов включения и выключения счетчиков пути и времени с нулевой фа2О зой сигнала пути, проходимого падающим телом, что дает повышение точности измерения пути.

Формула изобретения

Устройство для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести, содержащее катапульту, падающее тело с отражателем, интерферометрическую систему, фотоприемник, усилитель, два пороговых элемента, схе3о мы совпадений, управляющие триггером, подключенным к ключевым схемам системы регистрации пути и времени, причем к системе регистрации времени подключен генератор эталонной системы частоты, о т л и ч а ю щ е е35 ся тем, что, с целью повышения точности измерения, между усилителем и схемами совпадений введен блок синхронизации момента включения и выключения системы регистрации пути и времени с нулевой фазой сигнала

40 пути, состоящий из формирователя нулевой фазы сигнала пути и резонансных фильтров, подключенных параллельно ему и настроенных на частоту начала и конца отсчета пути, причем выходы фильтров через формировате45 ли нулевой фазы сигнала подключены к схемам совпадений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 258644, кл.

50 G 01V 7/14, 1962.

2, Авторское свидетельство Мо 436311, кл.

G 01Ч 7/14, 09.10.72.

3. Авторское свидетельство М 332410, кл.

G 01V 7/11, 02.07.70.

535533

Составитель А. Чупрунова

Техред Л. Котова

Редактор И. Шубина

Корректор Л. Денискина

Типография, ир. Сапунова, 2

Заказ 1399/6 Изд. к,"е 388 Тираж 690 Подиисиос

1(11ИИПИ Государственного комитста Совета Министров ССС1

IIo делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раугиская IIIIo., д. 4/5