Методы измерения ускорения силы тяжести. Приборы. Классификация статических гравиметров

Методы измерения ускорения силы тяжести делятся на:

- динамические – тут наблюдают за движением тела в реальном гравитационном поле;

- статические - тут наблюдают за состоянием равновесия тела в реальном гравитационном поле под действием силы тяжести и некоторой компенсирующей силы.

К динамическим методам относятся:

- маятниковый основан на формуле Гюйгенса (),

где Т – период колебаний, g – ускорение силы тяжести,

l – приведенная длина.

Маятниковый методпозволяет получить абсолютные

значения ускорения силы тяжести с точностью порядка

0,1-0,3 мГал. Маятниковый метод в настоящее время, в

основном, применяется для относительных измерений

ускорения силы тяжести.

- баллистический – основан на уравнении свободно падающего тела

( где S – путь, пройденный свободно падающим телом,

S_о – начальный путь, начальная скорость, t – время падения тела). Баллистический метод – основной метод абсолютных измерений ускорения силы тяжести. Современные баллистические гравиметры являются стационарными и транспортабельными и представляют собой вакуумную установку, где свободно падает некоторое тело и с высокой точностью фиксируется путь, пройденный телом и время. Точность 0,01-0,02 мгал.Приборы – ГАБЛ ИАЭ, стационарная баллистическая установка в Севре.

По видам измерения ускорения силы тяжести делятся на: абсолютные (определяется полное значение силы тяжести),относительные (определяется приращение силы тяжести между двумя точками).

СХЕМА СТАТИЧСКОГО ГРАВИМЕТРА(основан на принципе сейсмографа Галицина)

\ В гравиметрах, использующих этот принцип, на горизонтальной нити подвешивают маятник с грузом на конце единичной массы, который неустойчиво удерживается в горизонтальном положении с помощью основной пружины с таким коэффициентом упругости, что при некотором номинальном значении g = g _o ее длина равна и индекс маятника находится на нуле шкалы. Изменение ускорения силы тяжести вызовет растяжение или сжатие основной пружины до длины (при g₁ g _o она удлинится, а при g₁ g _o — укоротится), что зафиксируется изменением положения индекса маятника относительно нуля шкалы. В конструкциях современных гравиметров, как правило, используют нулевой или компенсационный способ измерения, при котором отсчет по гравиметру берут, когда индекс маятника находится на нулевом штрихе шкалы. Для этого гравиметр снабжается еще измерительной пружиной и измерительным устройством с микрометренным винтом и отсчетным приспособлением. Вращением микрометренного винта измерительного устройства пружина удлиняется или укорачивается, возвращая индекс маятника в исходное нулевое положение, соответствующее g = g _o, и берется отсчет по отсчетному устройству в оборотах пружины.

Классификация статических гравиметров:

по типу компенсирующей силы – механические, газовые, электромагнитные,

по материалу из которого изготовлена упругая система – из кварца и металлические,

по диапазону измерительного устройства – узко-диапозонные, широко-диапозонные и комбинированные,

в соответствии с областью применения – наземные, морские, аэрогравиметры, донные, скважинные, специального назначения, для регистрации приливных изменений ускорения силы тяжести,

по классу точности – А(0,01-0,02мгал); В(0,02-0,0302мгал); С(0,03-0,0602мгал)

Наиболее распространенные кварцивае астазированные гравиметры, которые основаны на принципе сейсмографа Галицина и состоит из: упругой системы, устройства для регистрации малых перемещений, диапазонного устройства, устройство для компенсации и измерения силы тяжести, устройство для компенсации температуры, устройство для компенсации влияния атмосферного давления.

Современные гравиметры: ГНУКА, ГНУКБ, ГНУКС, ГНШКА, ГНШКВ, ГНШКС, ГНККС.

Из современных металлических зарубежных гравиметров: Северная Америка, Лакоста Ромберга.

23. Основные положения гравиметрии. Связь гравиметрии с геодезией. 49