Экспедиционные “ОВМ” и “Агат”.
Маятниковый метод относительных измерений силы тяжести основан на наблюдении свободных колебаний одного и того же маятника неизменной приведенной длины на разных пунктах.
Пусть на пункте 1 известно значение , силы тяжести, а на пункте 2 требуется определить. Измерим периоды колебаний на пунктах 1 и 2.
Возведем эти выражения в квадрат
Правые части равны, значит, равны и левые
На основании этой формулы можно сделать вывод, что определять приведенную длину маятника нет необходимости, тем более, что определение связанно с большими трудностями.
Метод основан на постоянстве величины .
На практике чаще всего находят приращение и вычисляют приращение силы тяжести .
Для маятника с периодом колебания 0.5 сек, с которыми обычно выполняют маятниковые измерения, при =980 Гал = 980 000 мГал. Первый член
т.е. изменение периода колебаний на сек сила тяжести изменится на ≈0.04 мГал.
На земной поверхности максимальное приращение силы тяжести равно
Значит, максимальное изменение периода колебаний полусекундного маятника будет равно:
;
;
Погрешность приращения силы тяжести равна:
если примет погрешность приращения силы тяжести равной 0.01 мГал, то погрешность определения силы тяжести на начальном (первом) пункте должна быть
100 |
1000 |
… |
5300 |
мГал |
|
98 |
9.8 |
… |
1.8 |
мГал |
Такие работы показывают, что для вычисления приращения силы тяжести знать не обязательно.
Условие постоянства длины маятника не соблюдаются, возможны малые изменения ее при перевозке из-за сотрясений, поэтому эту неточность ликвидируют путем своеобразной методики работы:
- используют в работе обычно 3-5 прибора
- периодически возвращаются на исходный пункт для повторных наблюдений.
Но в измеренный период колебаний маятника вводятся поправки:
- поправка за амплитуду
Наблюдения надо выполнять при одной и той же средней амплитуде, т.к. иначе поправки за единицу не исправляет полностью наблюдения.
α₁ - амплитуда в начальный период наблюдения;
α₂ -амплитуда в конечный момент наблюдений.
- поправка за температуру.
– линейный температурный коэффициент маятника при температуре
- температура наблюдений
Чтобы уменьшить влияние температуры, степень маятника изготовляют из кварца.
Температура измеряется с точностью 0.02° -0.03° интегральным термометром.
- поправка за плотность окружающей среды
- эквивалентный барометрический коэффициент
- давление в миллибарах
– условное постоянное давление
- поправка за частоту квадратного генератора
- разница частота эталона и генератора
– частота колебаний маятника.
§2. Назначение и устройство гравиметров.
Гравиметр состоит:
- упругой системы
- устройство для регистрации малых перемещений
- устройство для компенсации и измерения силы тяжести
- диапазонного устройства
- устройства для компенсации влияния температуры
- устройства для компенсации влияния атмосферного давления.
В соответствии с областью применения различают гравиметры:
- наземные (измерения на суши)
- донные (измерения на дне водоемов)
- морские (с надводных и подводных судов)
- скважинные
- аэрогравиметры
- гравиметры специального назначения (для исследования планет).
Достоинства гравиметров:
- высокая чувствительность;
- портативность;
- высокая производительность;
- простота в обращении.
Недостатки:
- изменяются свойства материала с течением времени (изменяется система отсчета);
- разность силы тяжести измеряется в единицах шкалы, надо калибровать шкалы.
Развитие гравиметров.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.