Устройство для измерения силы тяжести

 

ОПИСАНИЕ изовеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социвлистииеских

Республик (11 575596 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.07.74 { 21) 2049970/18-25 с присоединением заявки № ,(23) Приоритет (51) М. Кл.

G 017 7/04

Государственный номнтет

Совета Министров СССР оо делам нзооретений н атнрытий (43) Опубликовано05.10.77. Бюллетень №37 (53) ygK 550.831 (088.8 ) (45) Дата опубликования описания 03,11.77

Н. А. Гусев, Б. В, Ефимов, 0, Н, Здравол!Ыс-(ов, В..М,: !Плахов и М Е,? е!<|фен (72) A вторы изобретения

Центральный научноц(01(едОьа < е(! ьсl.ий 1жститут Г (" <.." ., (< э< 00 Ье

Изобретение относится к областп гравиметрич=ского приборостроения.

У боль<пипства современных статистических гравиметров чувствительпьш элемент выполнен в виде горизонтального маятника с компенсационной пружиной, а В последние м?одели введена схема автоком

СИЛЫ TSI?K(1C i It В ItCXOI

Регистрация показаМий Г!эяз;: <(:- |"ра пронзво-» цится iio -Пслу . мг<у

Ос!!Овным над<1

|<с<ля i," <10ср<эпстве.:! 0 Г <пр- зц=-- ": «!«Орепнй.

< 1.-.-веcтeн Грези?.(етр (2, 1(с <роенный по «» (Ок мпе!<сгt!(It(? <но | (:"е< !<. 0< з У1<РУГОГО элемента, соде ржац :; I ()",< 3(1!! < <(Л(нный pbt чаг, бесконтак 1ны(! да . H iK переме(цен!!й, ycIIлитель, ttoraeit-;t! bt<< электрический преобразователь„включаюц(ий обмотку и постоянный MGI пит. датчик Пере!:е|цепи!»! преобразует угол

Отклонен!!!т ры ?зГе НОдвижной OBcTeìoé От горнзо«та(!Вного НО. IO?eniw в ".- лек |-рический с!(<

В качестве момент«ОГО преобразователя может быть It pm> encl! магнитоэт!ектрн !еск1«

575596 силовой преобразователь, Обмотка, обтекае мая током, укреплена на рычаге и расположена в зазоре постоянного магнита магнит ного преобразователя, который развивает усилие, уравновешивающее воздействие постоянной и . переменной составляющих ускорений силы тяжести на чувствительную систему. Выходным сигналом гравиметра является падение напряжения, создаваемое током на измерительном сопротивлении, Недостатком устройства является невозможность разделения уходов, связанных с нестабильностью начального уровня и постоянной )составляющей измеряемого ускорения. контроль стабильности нуль-пункта этого гравиметра должен осуществляться либо по контрольным пунктам, либо путем сопоставления с показаниями другого прибора, например маятникового. Кроме того, регистрация показаний такого гравиметра должна осуществляться прибором, у которого чувстви-Л тельность была бы ниже 5.10 % и aoqroвременная стабильность не хуже 1.10 %, Целью изобретения является повышение точности измерений. 5

Поставленная цель достигается тем, что на, горизонтально расположенном маятник установлена дополнительная обмотка, помещенная в поле постоянного магнита, подключенная к источнику тока и измерительной схеме. При взаимодействии тока этой обмотки с полем высокостабильного постоянного магнита возникает постояннь.i момент, противодействующий моменту ускорения силы тяжести, и не зависящий от изменений силы 35 тяжести и от воздействия возмущающих уско рений, Поскольку основное компенсирующее воздействие создается посредством дополнитель. ной обмотки, питаемой от независимого ис- 0 точника, ток в ней можно контр опир овать непрерывно с помощью измерительной схемы, а по величине тока судить о постоянстве компенсирующего момента.

На чертеже приведена функциональная схе- М5 ма устройства.

Предложенное устройство для измерения силы тяжести содержит чувствительный элемент 1 в виде горизонтально расположенного маятника, основную 2 и дополнительную 50

3 обмотки, моментный электрический преобразователь 4, бесконтактный датчик 5 перемещений, усилитель 6, постоянный магнит 7, высокостабильный источник тока 8, мостовую схему 9, регистратор 10, 55

Основная обмотка 2 служит для компенсации постоянной составляющей ускорения силы. тяжести, а обмотка 3 — для измерений переменной составляющей ускорения силы тяжести и компенсации возможных от- ао клоиений горизонтального маятника, которые возникают под влиянием возмущающих ускорений, B данном гравиметре, как и в известных устройствах с силовой обратной связью, любые отклонения горизонтального маятника воспринимаются бесконтактным датчиком 5, преобразующим перемещение в электрический сигнал, который затем усиливается, и ток с выхода усилителя 6 поступает в обмотку 3. При взаимодействии тока обмотки 3 с полем постоянного магнита 7 возникает сила, которая уравновешивает силу воздействия ускорений. Ток или напряжение в цепи обратной связи измеряется соответствующим прибором моментного электрического преобразователя 4. Благодаря обмотке 2, которая питается от высокостабильного источника тока 8, можно осуществлять непрерывный контроль стабильности тока, сравнивая его с эталонным током другого источника при помощи мостовой схемы 9. Измерение отклонения тока обмотки

3 от эталонного, являющегося мерой непостоянства момента компенсации, фиксируется с, помощью регистратора 10.

Устройство для измерения силы тяжести с контролируемым нуль-пунктом работает следующим образом. На исходном пункте на маятник действует момент ускорения силы тяжести, величина которого равна я "т яо где m -инерционная (несбалансированная) масса: о — ускорение силы тяжести на исходном пункте: E -приведенная длина горизонтального маятника. Дпя компенсации этого момента используется обмотка 2, которая создает момент Мк, равный и про— тивоположно направленный моменту Mq, л = м, где Мк = НИхЭх . Здесь  — индукция в зазоре постоянного магнита: h -активная длина витков обмотки компенсационного

I электрического преобразователя: 3к -ток высокостабильного источника, Изменения ускорения силы тяжести и действие возмущающих ускорений вызывает отклонение рычага от горизонтального положения. Эти откпонения компенсируются моментным электрическим преобразователем, в попе постоянного магнита 7 которого расположена обмотка 3, обтекаемая током

Уравнение движения горизонтального маятника гравиметра в положении равновесия,имеет вид лМоt -. rnîq(= Щкgê(i Щ„ g, где Ь < -активная-длина витков обмотки

3, Эо -ток в цепи обратной связи. На исходном пункте ЬЦ =О, поэтому по величине тока Зк в обмотке 2 можно контролировать стабильность нуль-пункта гравиметра. формула изобретения

Устройство для измерения силы тяжести, содержашее горизонтальный маятник, бесконтактный датчик перемешений, усилитель, моментный электрический преобразователь, включающий основную обмотку и постоянныймагнит, отл ичаюшееся тем

6 что, с целью повышения точности из. .и р— ний, на горизонтальном маятнике устаноьл .— на дополнительная обмотка, помешенная в поле постоянного магнита, подключенная к источнику тока и измерительной схеме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельство СССР

N 119933110000, кл, 501 Ч 7/04,,02.03.1967.

2. Авторское свидетельство СССР

М 164973, кл, G 01 V 7/04, 04.09.1964.

Составитель А. Чупрунова

Редактор Т. Орловская Техред 3. Фанта Корректор С. Шекмар

Заказ 4028/31 Тираж 717 П од и исное

Ш1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4