Цифровой автоматический гравиметр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<р >934424 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06,80 (21) 2963572/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070682. Бюллетень ¹21

Дата опубликования описания 0706.82

Рй М К з

G 01 V 7/02

Гасударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550. 830 (088.8) (72) Авторы изобретения

М.И. Дорман, О.Н. Игнатьев, Ю.И. Михеев

Научно-производственное объединение Ге (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ГРАВИМЕТР

Изобретение относится к аппара туре для измерения силы тяжести.

Известно также устройство формирования импульсной восстанавливающей силы для управления гравиметром, содержащее упругую :и<:тему для измерения силы тяжести устройства, чувствительное к разбалансу этой системы, устройство для приложения противодействующих сил с целью восстановления равновесия, мостовую схему, многокаскадный усилитель и логичес» кую схему с синхронизатором (I), Недостатком этого устройства является то, что в нем для измерения используются мостовая схема и система формирования импульсов, которые не могут обеспечить достижения вы сокой точности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой автоматический гравиметр для измерения силы тяжести в движении, содержащий чувствительную:систему, выполненную в виде симметричного кварцевого коромысла с гребенками, перемещающимися между аналогичными гребенками, закрепленными неподвижно на корпусе, причем одна пара гребенок образует емкостный датчик, соединенный с генератором, управляемым чувствительной системой, а одна из гребенок второй пары соединена с первым выходом источника стабильного напряжения, последовательно соединенные с,управляемым генератором смеситель, блок формирования импульсов, счетно-решающее устройство, один иэ выходов которого соединен с одним из входов регистратора, генератор стандартной частоты, соединенный с выходом смесителя й3.

Цель изобретения — повышение точности измерения ускорения силы тяжести.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены цифроаналоговый преобразователь напряжения, второй управляемый генератор и управляемый двухсекционный конденсатор.

Пара гребенок чувствительной системы, образующая емкостный датчик, подключена непосредственно к колебательному контуру первого управляемого генератора, первый выход счетно-решающего устройства соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй — с одним из входов регистратора, ротор управляемого

934424 двухсекционного конденсатора вращается магнитоэлектрической системой, соединенной с выходом цифроаналогового преобразователя, одна секция управляемого двухсекционного конденсатора подключена к колебательному 5 контуру второго управляемого генератора, выход которого соединен с другим входом регистратора, вторая секция управляемого двухсекционного конденсатора подключена последова- )О тельно с источником стабильного постоянного напряжения и парой гребенок устройства возвратного потенциала.

На чертеже представлена блок-схе- 5 ма цифрового автоматического гравиметра.

Устройство содержит кварцевое коромысло 1 с грузом 2, кварцевой пружиной 3 и с .подвижными гребенками 2,1

4 и 4, неподвижными гребенками 5.1 и 5.2, образующими емкостный датчик, и неподвижными гребенками 6 ° 1 и 6.2, управляемый чувствительной системой генератор 7, генератор 8 стандартной частоты, смеситель 9, формирователь

10 импульсов, счетно-решающее устройство 11, цифроаналоговый преобра,зователь 12, магнитоэлектрическую систему 13, управляемые двухсекционные конденсаторы 14.1 и 14.2, подвижные пластины которых укреплены на роторе магнитоэлектрической системы, второй управляемый генератор.

15., регистратор 16 и источник 17 стабильного напряжения. 35

Гравиметр работает следующим образом.

Смещение коромысла 1 от исходного горизонтального положения вследствие изменения силы тяжести 40 и ускорений движения приводит к изменению емкости датчика, образованного пластинами 4.1 и 4.2 и 5.1 и

5.2, и соответствующему изменению частоты Управляемого генератора 7 ° 45

На входы смесителя 9 поступают колебания генератора 8 стабильной .частоты и управляемого генератора

7, а на выходе выделяется разностная частота которая блоком 10 Формиро- 50 вания импульсов превращается в последовательность импульсов, подаваемых в счетно-решающее устройство

11. В .счетно-решающем устройстве производится измерение разностной частоты, вычисляется ее отклонение от среднего значения, соответствующего исходному (горизонтальному) положению коромысла чувствительной системы, а по приращению кода в смежных циклах измерения определяет- 60 ся первая и вторая производные. Результат вычисления со счетно-решающего устройства поступает в цифроаналоговый преобразователь 12 и преобразуется в ток, протекающий через 65 рамку магнитоэлектрической системы

13, который отклоняет ее и ротор двухсекционного конденсатора, связанного с ней, на соответствующий угол. Это отклонение приводит к перераспределению электростатического потенциала в устройстве возвратного потенциала, образованном источником 17 стабильного напряжения и двумя последовательно включенными конденсаторами, один из которых связан с упругой чувствительной системой (пластины 4.1, 4.2 и 6.1, 6.2), второй представляет собой одну из секций 14 двухсекционного управляемого конденсатора. Под действием электростатических сил, возникающих на пластинах конденсатора 4.1, 4.2 и

6.1, 6 ° 2 и пружины 3 коромысло чувствительной системы стремится возвратиться в исходное (горизонтальное) положение. Одновременно отклонение ротора секции 14.1 двухсекционного конденсатора, подключенной к коле-. бательному контуру второго управляемого генератора 15, приводит к изменению частоты этого генератора, поступающей на вход регистратора 16.

Команда на снятие отсчета вырабатывается в счетно-решающем устройстве по значению разностной частоты рассогласования, относительно исходной, соответствующей горизонтальному положению коромысла чувствительной системы, и равенству нулю первой и второй производных.

Точность измерения ускорения силы тяжести совершенно не зависит от погрешностей магнитоэлектрической системы и определяется стабильностью источника 17 постоянного напряжения.

Обеспечение высокой стабильности

ЭДС укаэанного источника, работающего на бестоковую емкостную нагрузку, представляет собой значительно более простую техническую задачу, чем обеспечение высокой стабильности Формы импульсов и поддержание постоянства их основных параметров: амплитуды, длительности и др., что требуется в известных устройствах.

Повышение точности гравиметра позволяет обнаруживать более слабые аномалии гравитационного поля, уменьшить расходы времени и средств эа счет сокращения многократных измерений при разбивке опорных сетей и поиске полезных ископаемых.

Формула изобретения

Цифровой автоматический гравиметр для измерения силы тяжести в движении, содержащий чувствительную систему, выполненную в виде симметричного кварцевого коромысла c гребенками, перемещающимися между

934424

Составитель А. Чупрунова

КорректоР И. Муска

Редактор Н. Гришанова Техред Л.Пекарь

Т аж 717 краж Подписное

ССР

ВНИИПИ Государственного комитета ССС по д о делам изобретений и открытий

4/5

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /

Заказ 3930/42

Филиал ППП II ент r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ат

I аналогичными гребенками, закрепленными неподвижно на корпусе, причем одна пара гребенок образует емкостный датчик, соединенный с генера- тором, управляемым чувствительной системой, одна из гребенок второй пары соединена с первым выходом источника стабильного напряжения, последовательно соединенные с управляемым генератором смеситель, блок формирования импульсов, счетно-решающее устройство, один из выходов которого соединен с одним из входов ,регистратора, генератор стандартной частоты, соединенный с выходом смесителя,отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в него введены цифроанало.говый преобразователь напряжения, второй генератор, двухсекционный конденсатор и магнитоэлектрическая система, причем второй выход счетнорешающего устройства соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом магнитоэлектрической системы, выход последней соединен с ротором

5 двухсекционного конденсатора, выход первой секции конденсатора соединен с входом второго генератора, выход которого соединен с вторым входом регистратора, одна из пластин второй

10 секции соединена с вторым выходом источника стабильного напряжения, а другая — с второй неподвижной гребенкой пары.

)5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3495460,кл.73-382, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 193100, кл. G 01 V 7/02, 1967 (прототип) °