Выполнить исследования гравиметра
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«сибирский государственный университет геосистем и технологий»
(СГУГиТ)
Кафедра космической и физической геодезии
Лабораторная работа №1
Статический метод определения силы тяжести
Выполнил:
Ст. гр. БГ-31
Бурехина С.В.
Проверил:
Зав. Каф. КиФГ
Ганагина И.Г.
Новосибирск, 2020
Статический метод определения силы тяжести
Цель работы. Освоить методику исследования гравиметра типа ГНУ-КВ.
Содержание работы.
1. Изучить устройство гравиметра типа ГНУ-КВ. Выполнить тренировочные измерения
2. Выполнить исследования гравиметра
2.1. Настроить гравиметр на min чувствительности к наклону по уровню
2.2. Определить цену оборота измерительного микрометренного винта приближенным способом, используя данные пункта a.
2.3. Определить чувствительность гравиметра
2.4. Определить диапазон измерения силы тяжести гравиметра без его перестройки
3. Выполнить гравиметрический рейс
3.1. Выполнить гравиметрический рейс по методике прямой и обратный ход
3.2. Произвести обработку результатов измерений в рейсе и оценить их точность
Порядок выполнения работы
Изучить устройство гравиметра типа ГНУ-КВ. Выполнить тренировочные измерения.
Гравиметр - прибор для измерения силы тяжести. Работа гравиметра основана на статическом методике, в котором наблюдают положение равновесия тела, находящихся под действием силы тяжести и силы, принятой за эталонную. За эталонную силу принимают упругую силу деформации пружин и нитей. Средняя часть гравиметра помещена во внешний кожух (1), который представляет собой цилиндр из нержавеющей стали диаметром 132 мм с зеркальной внешней поверхностью (рисунок 1). Внутрь кожуха помещен, цилиндр из пенопласта (2), в который вставляется сосуд Дьюара (3), а в него плотно входит средняя часть гравиметра (5). Уплотнение достигается с помощью шерстяного чехла (4), одеваемого на среднюю часть.
|
|
|
Рис. 1 Составные части гравиметра
Главной частью прибора является упругая кварцевая система. Она состоит из чувствительного элемента, трех пружин (главной, измерительной и диапазонной), а также устройства для температурной компенсации.
Рис. 2 Кварцевая упругая система ГНУ-КВ
1. – главная пружина
2. – измерительная пружина
3. – диапазонная пружина
4. – нижний отросток рычага
5. – горизонтальный стержень рычага
6. – горизонтальная кварцевая нить
7. – ограничитель
8. – измерительная рамка
|
|
|
9. – нить подвеса маятника
10. – рычаг
11. – кварцевые нити
12. – медная проволочка
13. – вращающиеся нити
14. – температурный компенсатор
15. – устройство температурной компенсации
16. – кварцевый каркас
17. – кварцевая нить
18. – микроскоп
19. – осветитель
20. – рычаг с горизонтальным стержнем на конце
21. – микрометрическое устройство
22. – микрометрическое устройство
23. – призма
24. – платиновый грузик
25. – осевой стержень
26. – задний отросток рычага
27. – кварцевая втулка
28. – защитный стакан
29. – кольцевая гайка
30. – основание корпуса гравиметра
Перед тем как начать работать с гравиметром, его нужно подключать к аккумулятору. Чтобы взять отсчёты необходимо привезти продольный и поперечный уровни в нуль-пункт. Отсчеты берутся по специальному счетчику, который состоит из трех дисков на первом диске штрихи, пронумерованные через один четными цифрами, по этому диску отсчитывают целые обороты микровинта. На основном третьем диске снимаются десятые и сотые доли оборота микровинта. На этом диске нанесено 100 делений, каждый пятый штрих удлинён, каждое десятое деление подписано цифрами от 0 до 90, подписи делений “идут” против часовой стрелки. По второму диску снимаются тысячные доли оборота, тысячная доля оборота должна соответствовать порядковому номеру штриха шкалы, который точно совпал с каким-либо делением основной шкалы.
|
|
|
Рис. 3 Отсчетное устройство гравиметра
Отчет по гравиметру на рисунке равен 7.909 оборота.
Пробные отсчеты: 7.202 обр. 7.207 обр. 7.203 обр.
Между отсчетами допустимая разность 10 делений.
Выполнить исследования гравиметра
2.1. Настроить гравиметр на минимум чувствительности к наклону по уровню.
Настроить гравиметр на минимум чувствительности означает привести главную плоскость гравиметра в горизонтальное положение.
2.1.1. Нивелируем прибор, т.е. приводим поперечный и продольный уровни в нуль-пункт
2.1.2. Вращаем измерительный винт на 6 делений по ходу часовой стрелки и приводим продольный уровень в нуль-пункт (когда делаем настройку поперечного уровня, то наоборот) и берем первый отсчет
2.1.3. Идем против часовой стрелки на 2 деления и берем отсчеты: (+0,6 → +0,4 → +0,2 → +0,0 → -0,2 → -0,4 → -0,6)
2.1.4. Записываем все отсчеты в таблицу и производим расчеты (Приложение 1)
2.2. Определить цену оборота измерительного микрометренного винта приближенным способом, используя данные пункта a.
|
|
|
2.2.1. По результатам юстировки поперечного уровня построить график зависимости (Приложение 2, 3) Sn от n: по оси абсцисс отложить значения углов наклона n в оборотах подъемного винта, а по оси ординат – соответствующие средние значения по отсчетному устройству Sn;
2.2.2. По полученным точкам провести наиболее вероятную параболу и определить ее ось симметрии, положение которой относительно оси ординат определяет горизонтальное положение нити подвеса маятника, β = 0֯
2.2.3. Исправляя все полученные значения угла на разность ∆n между истинным и (теоретическим) горизонтальным положением 
и принятым (практическим) 
при построении графика n= ±∆n, вычислить цену оборота измерительного устройства C для каждого отсчета Si по формуле:
(1)
где 
– отсчет по гравиметру при угле наклона β = 0֯ ,
– средний отсчет по гравиметру, – число оборотов,
k–коэффициент, вычисленный по постоянным k= 
g 
.
(2)
где a – шаг винта a= 0,75мм;
b –расстояние от оси винта до линии b = 125мм;
g – сила тяжести на пункте g = 981000 мГал;
(3)
2.2.4. Вычислить среднее значение С цены оборота измерительного винта из всех значений С, полученных при различных углах наклона гравиметра
(4)
где n – количество значений C= - 12,454 мГал/обор.
Значения взяты из (Приложения 1).
Вывод: поперечный уровень гравиметра ГНУ-КС №1039 установлен на минимум чувствительности. Юстировка уровня не требуется.
2.3. Определить чувствительность гравиметра.
2.3.1. Гравиметр устанавливается на тумбу в рабочем положении.
2.3.2. С помощью измерительного устройства последовательно совместить отсчетный индекс гравиметра с каждым из двух ближайших штрихов окулярной шкалы, расположенных симметрично справа +Nи слева – Nотносительно нулевого отсчетного штриха и снять соответствующие отсчеты 
и 
| Слева | Справа |
| 10,885 обор. | 14,009обор. |
| 10,878 обор. | 14,100обор. |
| 10,884 обор. | 14,098 обор. |
2.3.3. Вычислить средние отсчеты и в делениях отсчетной шкалы по формуле:
(5)
2.3.4. Чувствительность вычисляется по формуле:
(5)
Чувствительность гравиметра ГНУ-КС №1039 не соответствует ГОСТ 13017-83, т.к. <2,5 
.
2.4. Определить диапазон измерения силы тяжести гравиметра без его перестройки.
2.4.1. Установить по шкале гравиметра минимальный и максимальный отчет, каждый раз выводя блик маятника в поле зрения окуляра с помощью диапазонного устройства. 
; 
;
2.4.2. Значение верхнего предела измерений без перестройки вычислить по формуле:
(6)
где 
и 
– соответственно, наибольшее и наименьшее значения отсчетов.
Полученное значение верхнего предела измерения без перестройки диапазона должно быть не менее 80мГал.
Вывод: диапазон измерения силы тяжести гравиметра ГНУ-КС №1039 без перестройки удовлетворяет требованиям ГОСТ 13017-83 (d>= 80мГал).
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 312; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!