цифровой гравиметр
Классы МПК: | G01V7/02 элементы конструкции гравиметрических устройств G01V7/04 электрические, фотоэлектрические или магнитные индикаторные или регистрирующие измерительные приборы |
Автор(ы): | Базанов Ю.В., Коршунов В.Н., Тельминов В.В. |
Патентообладатель(и): | Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Ленинского комсомола |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-07-27 публикация патента:
10.11.1997 |
Использование: для создания быстродействующих малогабаритных прецезионных гравиметров. Сущность изобретения: устройство содержит вакуумную зкранированную камеру дрейфа, в которой последовательно размещены в направлении оси чувствительности источник электронов, моделирующий электрод и анод, управляемый генератор модулирующих импульсов, счетчик импульсов и цифровая вычислительная машина, шина "подтверждение передачи" которой подключена к объединенным общей связью управляющему входу генератора модулирующих импульсов, входу сброса R счетчика импульсов, счетный вход C которого соединен с модулирующим электродом и подключен к выходу управляемого генератора модулирующих импульсов, а вход разрешения счета CE подключен к аноду, при этом выход счетчика импульсов подключен к шине данных цифровой вычислительной машины, на выходе которой формируется численное значение ускорения силы тяжести 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Цифровой гравиметр, содержащий вакуумную экранированную камеру дрейфа, в которой последовательно размещены в направлении оси чувствительности источник электронов, модулирующий электрод и анод, отличающийся тем, что он дополнительно содержит управляемый генератор модулирующих импульсов, счетчик импульсов и цифровую вычислительную машину, шина "подтверждение передачи" которой подключена к объединенным общей связью управляющему входу генератора модулирующих импульсов и входу сброса R счетчика импульсов, счетный вход С которого соединен с модулирующим электродом и подключен к выходу управляемого генератора модулирующих импульсов, а вход разрешения счета СЕ подключен к аноду, при этом выход счетчика импульсов подключен к шине данных цифровой вычислительной машины, на выходе которой формируется численное значение ускорения силы тяжести, определяемое из выражения![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095829/2095829-10t.gif)
где g значение ускорения силы тяжести;
L0 расстояние между модулирующим электродом и анодом;
fм частота модуляции;
N0 число импульсов за интервал времени калибровки;
N1 число импульсов за интервал времени измерения ускорения силы тяжести.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области физики и может быть использовано для создания малогабаритных прецезионных гравиметров. Известен гравиметр, содержащий пробное тело, вакуумированную камеру, систему съема показаний на основе лазерных измерителей временных интервалов (1). Данный гравиметр для измерения абсолютного ускорения свободного падения баллистическим методом имеет достаточно сложные схемную реализацию и комплектацию оборудования, низкую помехоустойчивость от механических колебаний, что затрудняет создание малогабаритных прецезионных устройств для измерения ускорения силы тяжести. Наиболее близким техническим решением, является гравиметр с электростатическим астазированием, выполненный на основе электронно-лучевой лампы, содержащий в вакуумированном баллоне источник непрерывного потока электронов, один подвижный электрод, закрепленный на пружине, и один неподвижный, между которыми установлен дополнительный электрод для нейтрализации силы электростатического притяжения, два анода с расположенной между ними антидинатронной сеткой. В цепях анодов включены нагрузочные резисторы и регистрирующий вольтметр, проградуированный в единицах измерения ускорения действием силы тяжести (2). Недостатками указанного гравиметра является низкая помехоустойчивость при амплитудной форме выходного сигнала, зависимость его показаний от динатронного эффекта с одного из анодов и неопределенность требуемой напряженности электрического поля для нейтрализации силы электростатического притяжения подвижного электрода в условиях отсутствия априорной информации о величине ускорения силы тяжести. Наличие подвижного электрода усложняет конструкцию гравиметра, процесс его изготовления и эксплуатации. Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия определения ускорения силы тяжести при одновременном упрощении конструкции. Поставленная цель достигается тем, что цифровой гравиметр, включающий в себя вакуумную экранированную камеру дрейфа, в которой последовательно размещены в направлении оси чувствительности источник электронов, модулирующий электрод и анод, дополнительно содержит управляемый генератор модулирующих импульсов, счетчик импульсов и цифровую вычислительную машину, шина "подтверждение передачи" которой подключена к объединенным общей связью управляющему входу генератора модулирующих импульсов и входу сброса R счетчика импульсов, счетный вход C которого соединен с модулирующим электродом и подключен к выходу управляемого генератора модулирующих импульсов, а вход разрешения счета CE подключен к аноду, при этом выход счетчика импульсов подключен к шине данных цифровой вычислительной машины, на выходе которой формируется численное значение ускорения силы тяжести, определяемое из выражения![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095829/2095829-2t.gif)
где
g значение ускорения силы тяжести;
L0 расстояние между модулирующим электродом и анодом;
fм частота модуляций;
N0 число импульсов за интервал времени калибровки;
N1 число импульсов за интервал времени измерения ускорения силы тяжести. Анализ существующих гравиметров свидетельствует об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом изобретении, что позволяет сделать вывод о существенном отличии данного цифрового гравиметра от известных. Его новизна заключается в наличии новых элементов и связей. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого цифрового гравиметра. В состав цифрового гравиметра входят вакуумная экранированная камера дрейфа 1, в которой последовательно размещены в направлении оси чувствительности источник электронов 2, модулирующий электрод 3 и анод 4, управляемый генератор модулирующих импульсов 5, счетчик импульсов 6 и цифровая вычислительная машина 7, шина "подтверждение передачи" которой подключена к объединенным общей связью управляющему входу генератора модулирующих импульсов 5 и входу сброса R счетчика импульсов 6, счетный вход C которого соединен с моделирующим электродом 3 и подключен к выходу управляемого генератора модулирующих импульсов 5, а вход разрешения счета CE подключен к аноду 4, при этом выход счетчика импульсов 6 подключен к шине данных цифровой вычислительной машины (ЦВМ)7. Цифровой гравиметр работает в режиме калибровки статический режим и в режиме определения ускорения силы тяжести динамический режим. В режиме калибровки статическом режиме определяют число импульсов N0, соответствующее ортогональному расположению вектора ускорения силы тяжести
![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095829/2095829-3t.gif)
![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095829/2095829-4t.gif)
![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095829/2095829-5t.gif)
![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095829/2095829-6t.gif)
![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095829/2095829-7t.gif)
![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095829/2095829-8t.gif)
![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095829/2095829-9t.gif)
где
g значение ускорения силы тяжести;
L0 расстояние между модулирующим электродом 3 и анодом 4;
fм частота модуляции;
N0 число импульсов за интервал времени калибровки;
N1 число импульсов за интервал времени измерения ускорения силы тяжести. Следовательно, после реализации алгоритма вычислений на основе приведенного соотношения на выходе ЦВМ 7 будет сформирована информация о значении ускорения силы тяжести. В условиях практической реализации при L 0,2 м, при частоте модуляции f 40 мГц точность измерений составит 1,25
![цифровой гравиметр, патент № 2095829](/images/patents/377/2095006/183.gif)
Класс G01V7/02 элементы конструкции гравиметрических устройств
гравиметр - патент 2413961 (10.03.2011) | ![]() |
гравиметр - патент 2370794 (20.10.2009) | ![]() |
гравиметр - патент 2345387 (27.01.2009) | ![]() |
способ гравиметрических измерений и струнный гравиметр - патент 2342683 (27.12.2008) | ![]() |
гравитационный вариометр - патент 2290674 (27.12.2006) | |
чувствительный элемент устройства для измерения гравитационной постоянной - патент 2282219 (20.08.2006) | |
гравиметр - патент 2253882 (10.06.2005) | ![]() |
гравиметр - патент 2253138 (27.05.2005) | ![]() |
способ выявления горизонтов полезных ископаемых (варианты) и устройство для его осуществления - патент 2232410 (10.07.2004) | |
способ и устройство для измерения гравитационного поля - патент 2221263 (10.01.2004) |
Класс G01V7/04 электрические, фотоэлектрические или магнитные индикаторные или регистрирующие измерительные приборы