RU2494405C1 - Method and device for measurement of gravity acceleration - Google Patents

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: proposed method involves determination of angular rotation speed of a spinner and angular precession speed of the spinner in straight and reverse positions of the spinner. A disk with through holes in the form of a segment, which is put on an axis, is used as a spinner. Angular rotation speed of the spinner is determined as per the number of intersections of light flux with the disk segments per unit of time. Angular precession speed of the spinner is determined as per the number of intersections of light flux with the spinner axis. Gravity acceleration is calculated by formula $$g=\frac{R^2({\omega }_1{\omega }_2+{\omega }_3{\omega }_4)}{2L},$$

where ω₁ - angular rotation speed of the spinner and ω₂ - angular precession speed of the spinner in straight position, and ω₃ - angular rotation speed of the spinner and ω₄ - angular precession speed of the spinner in reverse position, L - spinner axis length, R - disk radius.

EFFECT: improving determination accuracy of gravity acceleration.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области геофизики, астрономии и астрофизики, а именно к способам и устройствам измерения ускорения силы тяжести.The invention relates to the field of geophysics, astronomy and astrophysics, and in particular to methods and devices for measuring the acceleration of gravity.

Известны способы для измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести, например, к ним относятся баллистический и маятниковый.Known methods for measuring the absolute value of the acceleration of gravity, for example, these include ballistic and pendulum.

Баллистический метод основан на измерении ускорения силы тяжести g, определяемом по результатам измерения пути и времени свободного падения оптического уголкового отражателя.The ballistic method is based on measuring the acceleration of gravity g, determined by measuring the path and time of free fall of an optical corner reflector.

Главными источниками погрешностей баллистического метода являются торможение падающего отражателя окружающим воздухом, взаимодействие с электрическими и магнитными полями, микроколебания фундамента, вращение отражателя, не вертикальность светового луча. Поэтому баллистические гравиметры практически невозможно использовать с подвижных оснований: на надводных и подводных судах, автомобилях, авиатранспорте (Огородова Л.В., Шимбирев Б.П., Юзефович А.П. Гравиметрия. М.: «Недра», 1978, с.82).The main sources of errors of the ballistic method are the braking of the incident reflector by the surrounding air, interaction with electric and magnetic fields, the foundation micro-oscillations, the rotation of the reflector, and not the verticality of the light beam. Therefore, ballistic gravimeters are practically impossible to use with moving bases: on surface and underwater vessels, automobiles, and air transport (Ogorodova L.V., Shimbirev B.P., Yuzefovich A.P. Gravimetry. M .: "Nedra", 1978, p. 82).

Известен маятниковый способ измерения ускорения силы тяжести и устройство «Агат», реализующее данный способ, представляющее собой комплекс высокоточной маятниковой аппаратуры (Грушинский Н.П., Сажина М. Гравитационная разведка. «Недра», 1981, с.97). Принцип, лежащий в основе измерений ускорения силы тяжести маятникового способа, заключается в использовании зависимости периода колебаний свободного маятника от ускорения силы тяжести g. Однако данный способ имеет ряд ограничений. Например, для его осуществления необходимо либо предварительное вычисление силы тяжести в исходной точке, либо для вычисления абсолютного значения g - знание длины маятника с высокой степенью точности, кроме того, способ длителен по времени, так как для получения точных значений g необходимо значительно увеличить время наблюдения. К недостаткам способа можно отнести также необходимость учета поправок, вызванных колебаниями маятника в плоскостях, отличных от плоскости качания, которые часто непредсказуемы, учета силы трения и изменения температуры.The known pendulum method of measuring the acceleration of gravity and the device "Agate" that implements this method, which is a complex of high-precision pendulum equipment (Grushinsky NP, Sazhina M. Gravity reconnaissance. "Nedra", 1981, p. 97). The principle underlying the measurement of the acceleration of gravity of the pendulum method is to use the dependence of the period of oscillations of the free pendulum on the acceleration of gravity g. However, this method has several limitations. For example, for its implementation, it is necessary either to preliminarily calculate the gravity at the starting point, or to calculate the absolute value of g, to know the length of the pendulum with a high degree of accuracy, in addition, the method is time-consuming, since in order to obtain accurate values of g it is necessary to significantly increase the observation time . The disadvantages of the method include the need to take into account corrections caused by oscillations of the pendulum in planes other than the rocking plane, which are often unpredictable, taking into account friction and temperature changes.

Гравиметрический комплекс «Агат» для реализации известного способа включает источник питания, стандарт частоты, измерительную систему, состоящую из запускающего устройства, чувствительного элемента в виде трех двухмаятниковых приборов и оптической системы съема информации, соединенной с пересчетным устройством.The Agat gravimetric complex for implementing the known method includes a power source, a frequency standard, a measuring system consisting of a triggering device, a sensing element in the form of three double-pendulum devices and an optical information retrieval system connected to a conversion device.

К недостаткам известного устройства можно отнести ограниченность области его использования и невысокую точность определения ускорения силы тяжести из-за трудности учета помех, вызванных колебаниями маятника в направлениях, отличных от плоскости качания маятника, а также массивность устройства.The disadvantages of the known device include the limited scope of its use and the low accuracy of determining the acceleration of gravity due to the difficulty of taking into account interference caused by vibrations of the pendulum in directions other than the swing plane of the pendulum, as well as the massiveness of the device.

Наиболее близким к заявляемому способу является маятниковый способ измерения ускорения силы тяжести, основанный на свойстве взаимности точек подвеса и центра качания маятника: если одна из точек лежит на оси качания, то вторая становится центром качания, при этом расстояние между ними равно приведенной длине. На свойстве взаимности точек основано и оборотное маятниковое устройство, реализующее данный способ (Огородова Л.В., Шимбирев Б.П., Юзефович А.П. Гравиметрия. М.: «Недра», 1978, с.74,89).Closest to the claimed method is the pendulum method of measuring the acceleration of gravity, based on the reciprocity of the suspension points and the swing center of the pendulum: if one of the points lies on the swing axis, the second becomes the swing center, while the distance between them is equal to the given length. The rotary pendulum device that implements this method is also based on the property of reciprocity of points (Ogorodova L.V., Shimbirev B.P., Yuzefovich A.P. Gravimetry. M .: "Nedra", 1978, p. 74.89).

Ускорение силы тяжести по известному способу вычисляют, измеряя колебания оборотного маятника, снабженного двумя призмами, лезвия которых параллельны. Колебания маятника наблюдают в прямом и обратном положениях. По измеренным периодам колебаний T₁ и T₂ и расстоянию l между лезвиями вычисляют период колебаний Т маятника с приведенной длиной l и далее по известным зависимостям вычисляют ускорение силы тяжести g.The acceleration of gravity by a known method is calculated by measuring the oscillations of a revolving pendulum equipped with two prisms, the blades of which are parallel. Oscillations of the pendulum are observed in the forward and reverse positions. From the measured oscillation periods T ₁ and T ₂ and the distance l between the blades, the oscillation period T of the pendulum with a given length l is calculated, and then the acceleration of gravity g is calculated from the known dependencies.

Устройство для реализации известного способа включает источник питания, систему измерения времени колебаний, измерительную систему, состоящую из запускающего устройства, чувствительного элемента в виде оборотного маятника, снабженного двумя призмами, лезвия которых, являясь точками подвеса, параллельны. Запись колебаний производится с использованием оптической системы съема информации, включающей источник света, передающей луч света на зеркало, установленное на маятнике, и пересчетное устройство. В прямом и обратном положении маятника измеряют число колебаний по числу световых импульсов, возникающих при прохождениях маятника через положение равновесия. Измерение периода колебаний маятника осуществляется системой измерения времени серии колебаний. Расстояние между лезвиями контролируют по эталону длины. Пересчетное устройство обеспечивает на выходе цифровую величину периода колебаний. Далее по известным зависимостям вычисляют ускорение силы тяжести g. Чувствительный элемент изолирован от внешней среды, размещен в корпусе на жестком основании.A device for implementing the known method includes a power source, a system for measuring oscillation time, a measuring system consisting of a triggering device, a sensing element in the form of a revolving pendulum equipped with two prisms, the blades of which, being the suspension points, are parallel. The oscillations are recorded using an optical information acquisition system, including a light source that transmits a light beam to a mirror mounted on a pendulum and a recounting device. In the forward and reverse positions of the pendulum, the number of oscillations is measured by the number of light pulses that occur when the pendulum passes through the equilibrium position. The measurement of the oscillation period of a pendulum is carried out by a system for measuring the time of a series of oscillations. The distance between the blades is controlled by the standard length. The recalculation device provides at the output a digital value of the oscillation period. Further, according to known dependencies, the acceleration of gravity g is calculated. The sensitive element is isolated from the external environment, placed in a housing on a rigid base.

К недостаткам известного устройства можно отнести ограниченность области его использования и невысокую точность определения ускорения силы тяжести из-за трудности учета помех, вызванных колебаниями маятника в направлениях, отличных от плоскости качания маятника, а также массивность устройства.The disadvantages of the known device include the limited scope of its use and the low accuracy of determining the acceleration of gravity due to the difficulty of taking into account interference caused by vibrations of the pendulum in directions other than the swing plane of the pendulum, as well as the massiveness of the device.

Задача заявляемой группы изобретений состоит в повышении точности определения ускорения силы тяжести g, расширении области использования, а также улучшении удобства эксплуатации.The task of the claimed group of inventions is to increase the accuracy of determining the acceleration of gravity g, expand the field of use, as well as improve ease of use.

Поставленная задача решается способом измерения ускорения силы тяжести g, включающим определение угловой скорости вращения волчка и угловой скорости прецессии волчка в прямом и обратном положениях волчка, при этом в качестве волчка используют насаженный на ось диск со сквозными отверстиями в форме сегментов, угловую скорость вращения волчка определяют по количеству пересечений светового потока сегментами диска в единицу времени, угловую скорость прецессии волчка - по количеству пересечений светового потока осью волчка, а ускорение силы тяжести вычисляют по формуле $$g=\frac{R^2({\omega }_1{\omega }_2+{\omega }_3{\omega }_4)}{2L}$$

, где ω₁ и ω₃ - угловая скорость вращения волчка в прямом и обратном положении, соответственно, а ω₂ и ω₄ - угловая скорость прецессии волчка, соответственно, в прямом и обратном положении, L - длина оси волчка, R - радиус диска.The problem is solved by a method of measuring the acceleration of gravity g, including determining the angular velocity of the gyroscope and the angular velocity of the precession of the gyroscope in the forward and reverse positions of the gyroscope, using a disk mounted on the axis with through holes in the form of segments, the angular velocity of rotation of the gyroscope by the number of intersections of the light flux by disk segments per unit time, the angular velocity of the top of the top precession - by the number of intersections of the light flux by the axis of the top, and the acceleration gravity is calculated by the formula $$g=\frac{R^2({\omega }_{\mathrm{one}}{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="\omega "\; filenames="00000013.png"\; state="\{\{state\}\}">\omega </figure-callout>}}_2+{\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="\omega "\; filenames="00000013.png"\; state="\{\{state\}\}">\omega </figure-callout>}}_3{\omega }_{\mathrm{four}})}{2L}$$

, where ω ₁ and ω ₃ are the angular velocity of rotation of the top in the forward and reverse positions, respectively, and ω ₂ and ω ₄ are the angular velocity of the precession of the top, respectively, in the forward and reverse positions, L is the length of the axis of the top, R is the radius of the disk .

Поставленная задача решается также устройством для измерения ускорения силы тяжести g, содержащим источник питания, пересчетное устройство, соединенное с системой измерения времени колебаний и оптической системой съема информации, размещенной в корпусе измерительной системы, включающей чувствительный элемент и систему запуска чувствительного элемента, при этом чувствительный элемент выполнен в виде волчка в форме насаженного на ось диска со сквозными отверстиями в форме сегментов, установленного на твердой платформе с возможностью переворота вокруг горизонтальной оси, оптическая система съема информации включает два датчика съема информации, каждый из которых состоит из источника и приемника света, при этом один из датчиков установлен с возможностью измерения световых импульсов по количеству пересечений светового потока осью волчка, а другой - с возможностью измерения импульсов по количеству пересечений светового потока сегментами диска в единицу времени, при этом каждый датчик съема информации соединен со своим пересчетным устройством.The problem is also solved by a device for measuring the acceleration of gravity g, containing a power source, a recounting device connected to an oscillation time measuring system and an optical information retrieval system located in the housing of the measuring system, including the sensing element and the sensing element triggering system, while the sensing element made in the form of a top in the form of a disk mounted with an axis with through holes in the form of segments mounted on a solid platform with the possibility a flip around the horizontal axis, the optical information retrieval system includes two information pickup sensors, each of which consists of a light source and receiver, while one of the sensors is installed with the ability to measure light pulses by the number of intersections of the light flux by the top axis, and the other with the ability to measure pulses according to the number of intersections of the light flux by disk segments per unit time, with each information pickup sensor connected to its own conversion device.

Известно, что согласно правилу прецессии гироскопа (Никитин Н.Н. Курс теоретической механики. М.: Высш. шк., 1990, с.607), под действием момента силы тяжести Р относительно основания оси (точка О) волчок прецессирует вокруг вертикальной оси (OZ) согласно уравнениюIt is known that according to the rule of the precession of the gyroscope (Nikitin N.N. Course in Theoretical Mechanics. M .: Higher school, 1990, p. 607), under the influence of the moment of gravity P relative to the base of the axis (point O), the top precesses around the vertical axis (OZ) according to the equation

где l - расстояние от основания оси до центра тяжести волчка и, следовательно,where l is the distance from the base of the axis to the center of gravity of the top and, therefore,

Для плоского однородного диска радиусом R и массой М момент инерции J₀ относительно точки О равен:For a flat homogeneous disk of radius R and mass M, the moment of inertia J ₀ relative to point O is equal to:

И, подставляя (3) в (2), получим:And, substituting (3) in (2), we obtain:

аbut

где ω₁=2πn_1об/мин/60, ω₂=2πn_2об/мин/60.where ω ₁ = 2πn _{1 rpm} / 60, ω ₂ = 2πn _{2 rpm} / 60.

Заявляемый способ измерения ускорения силы тяжести основан на том, что ускорение в точке центра тяжести волчка постоянно, и, приравнивая правые части уравнения ускорения силы тяжести (4) в прямом положении волчка $$g=\frac{R^2{\omega }_1{\omega }_2}{2l}$$

, и обратном $$g=\frac{R^2{\omega }_3{\omega }_4}{2(L-l)}$$

, где L - длина оси волчка, определяют расстояние l от точки опоры до центра тяжести через длину оси волчка L.The inventive method of measuring the acceleration of gravity is based on the fact that the acceleration at the point of the center of gravity of the top is constant, and, equating the right side of the equation of acceleration of gravity (4) in the forward position of the top $$g=\frac{{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="R"\; filenames="00000013.png"\; state="\{\{state\}\}">R</figure-callout>}}^2{\omega }_{\mathrm{one}}{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="\omega "\; filenames="00000013.png"\; state="\{\{state\}\}">\omega </figure-callout>}}_2}{2l}$$

, and vice versa $$g=\frac{{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="R"\; filenames="00000013.png"\; state="\{\{state\}\}">R</figure-callout>}}^2{\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="\omega "\; filenames="00000013.png"\; state="\{\{state\}\}">\omega </figure-callout>}}_3{\omega }_{\mathrm{four}}}{2(L-l)}$$

where L is the length of the axis of the top, determine the distance l from the fulcrum to the center of gravity through the length of the axis of the top L.

Далее, подставляя полученные значения l в уравнения ускорения силы тяжести в прямом и обратном положении волчка, получаем формулу для расчета ускорения свободного падения:Further, substituting the obtained values of l in the equations of acceleration of gravity in the forward and reverse positions of the top, we obtain the formula for calculating the acceleration of gravity:

То есть, для вычисления g заявленным способом необходимо измерить угловые скорости вращения ω₁ и прецессии ω₂ волчка в прямом (первоначальном) положении и угловые скорости вращения ω₃ и прецессии ω₄ волчка в обратном (перевернутом) положении, длину L оси волчка и радиус R диска, что позволяет повысить точность определения ускорения силы тяжести g, поскольку не требуется нахождения расстояния от точки опоры оси волчка до центра тяжести l, которое трудно поддается точному определению. Длину же оси L волчка и радиус R диска можно точно изменить предварительно. Кроме этого, значительное увеличение скорости прецессии (колебаний) волчка относительно частоты колебаний маятника и отсутствие влияния на угловые скорости вращения и прецессии волчка наклонов измерительной системы в разных плоскостях также повышают точность определения ускорения силы тяжести g.That is, to calculate g by the claimed method, it is necessary to measure the angular velocity of rotation ω ₁ and the precession ω _{2 of the} top in the forward (initial) position and the angular speed of rotation ω ₃ and the precession ω _{2 of the} top in the reverse (inverted) position, the length L of the axis of the top and the radius R of the disk, which allows to increase the accuracy of determining the acceleration of gravity g, since it is not necessary to find the distance from the fulcrum of the axis of the top to the center of gravity l, which is difficult to accurately determine. The length of the axis L of the top and the radius R of the disk can be precisely changed previously. In addition, a significant increase in the velocity of the precession (oscillations) of the top relative to the frequency of oscillations of the pendulum and the absence of influence on the angular velocity of rotation and the precession of the top of the tilt of the measuring system in different planes also increase the accuracy of determining the acceleration of gravity g.

На фиг.1 и 2 представлена принципиальная схема измерительной системы для измерения ускорения силы тяжести g в прямом (Фиг.1) и обратном (Фиг.2) положениях, где 1 - система запуска, 2 - ось ОМ волчка, О - основание оси, 3 - диск, 4 - сквозные отверстия в форме сегментов, 5 - платформа, F₁ и F₂ - источники света, D₁ -приемник светового потока, пересеченного сегментами (4) диска в единицу времени, D₂ - приемник света после пересечения света осью (ОМ) волчка, С - центр тяжести волчка.Figure 1 and 2 presents a schematic diagram of a measuring system for measuring the acceleration of gravity g in the forward (Figure 1) and reverse (Figure 2) positions, where 1 is the launch system, 2 is the axis of the top OM, O is the base of the axis, 3 - disk, 4 - through holes in the form of segments, 5 - platform, F ₁ and F ₂ - light sources, D _{1 -} receiver of the light flux intersected by segments (4) of the disk per unit time, D ₂ - light receiver after the intersection of light the axis (OM) of the top, C is the center of gravity of the top.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Система запуска (1) измерительной системы раскручивает волчок, захватывая верхний конец оси (2) волчка и затем, поднимаясь вверх, освобождает его. При этом ось (2) волчка начинает прецессировать вокруг вертикальной оси OZ с угловой скоростью ω₂. Источник света F₂ и приемник D₂ размещены напротив друг друга так, что при прецессии ось (2) волчка периодически перекрывает световой поток D₂, поступающий от источника F₂. А источник света F₁ и приемник D₁ расположены так, что свет от источника F₁ пересекается, проходит через сегменты (4) диска, сегментами диска (4) и попадает в приемник D₁. Затем волчок переворачивают и снова раскручивают. Угловую скорость прецессии ω₂ и ω₄ измеряют по количеству пересечений в единицу времени осью ОМ волчка светового потока от F₁. Угловую скорость вращения ω₁ и ω₃ волчка определяют по количеству пересечений сегментами (4) диска светового потока от F₁, поступивших в D₁ за то же время. Полученные импульсы светового потока поступают в пересчетные устройства (на фигурах не показаны), где вычисляют угловые скорости вращения волчка ω₁ и ω₃, угловую скорость прецессии ω₂ и ω₄. Зная длину (L) оси и радиус (R) диска волчка, по формуле $$g=\frac{R^2({\omega }_1{\omega }_2+{\omega }_3{\omega }_4)}{2L}$$

определяют ускорение силы тяжести.The start-up system (1) of the measuring system untwists the top, capturing the upper end of the axis (2) of the top and then, rising up, releases it. In this case, the axis (2) of the top begins to precess around the vertical axis OZ with an angular velocity ω ₂ . The light source F ₂ and the receiver D ₂ are located opposite each other so that during precession the axis (2) of the top periodically blocks the light flux D ₂ coming from the source F ₂ . And the light source F ₁ and the receiver D ₁ are located so that the light from the source F ₁ intersects, passes through the segments (4) of the disk, segments of the disk (4) and enters the receiver D ₁ . Then the top is turned over and untwisted again. The angular velocity of the precession ω ₂ and ω _{4 is} measured by the number of intersections per unit time axis OM of the top of the light flux from F ₁ . The angular velocity of rotation of ω ₁ and ω _{3 of the} top is determined by the number of intersections by segments (4) of the disk of the light flux from F ₁ received in D ₁ at the same time. The resulting pulses of the light flux arrive in the conversion device (not shown in the figures), where the angular velocity of rotation of the top ω ₁ and ω ₃ , the angular velocity of the precession ω ₂ and ω ₄ are calculated. Knowing the length (L) of the axis and the radius (R) of the top of the top, according to the formula $$g=\frac{R^2({\omega }_{\mathrm{one}}{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="\omega "\; filenames="00000013.png"\; state="\{\{state\}\}">\omega </figure-callout>}}_2+{\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="\omega "\; filenames="00000013.png"\; state="\{\{state\}\}">\omega </figure-callout>}}_3{\omega }_{\mathrm{four}})}{2L}$$

determine the acceleration of gravity.

Волчок представляет собой диск, например латунный, со сквозными отверстиями в форме сегментов, насаженный на ось из твердого, коррозионно-стойкого материала, например, стали.The top is a disk, for example, brass, with through holes in the form of segments, mounted on an axis made of solid, corrosion-resistant material, for example, steel.

Платформу измерительной системы выполняют из материала, обладающего высокой твердостью, прочностью и малым коэффициентом трения пары ось волчка-платформа, например, агата.The platform of the measuring system is made of a material having high hardness, strength and a low coefficient of friction of the axis of the top of the top-platform, for example, agate.

В качестве источников и приемников света используют, например, оптопары с открытым оптическим каналом.As sources and receivers of light, for example, optocouplers with an open optical channel are used.

Система запуска волчка может быть реализована различными путями, например, в виде разгоняющего устройства из двух сопряженных конусов, один из которых находится в верхней части разгоняющего устройства и приводится во вращение, например, электромотором или воздушной турбиной, а другой расположен в верхней и нижней части оси волчка.The start system of the top can be implemented in various ways, for example, in the form of an accelerating device of two conjugated cones, one of which is located in the upper part of the accelerating device and rotated, for example, by an electric motor or an air turbine, and the other is located in the upper and lower parts of the axis top.

Для переворота волчка вокруг горизонтальной оси могут быть использованы, например, внешний или внутренний манипулятор.For turning the top around the horizontal axis, for example, an external or internal manipulator can be used.

Для повышения точности измерения корпус измерительной системы может быть выполнен термостатированным.To increase the accuracy of measurement, the housing of the measuring system can be made thermostatically controlled.

Остальные комплектующие элементы гравиметра: источник питания, стандарт частоты для определения времени измерений, пересчетные устройства являются стандартными, и их параметры зависят от поставленной задачи, а также условий использования. Например, пересчетные устройства могут быть выполнены на базе микропроцессора, что позволит сразу вычислять g.The remaining components of the gravimeter are: a power source, a frequency standard for determining the measurement time, recounting devices are standard, and their parameters depend on the task, as well as the conditions of use. For example, recounting devices can be performed on the basis of a microprocessor, which will immediately calculate g.

По сравнению с прототипом заявляемое устройство отличается значительно меньшими размерами и весом, что даст возможность эксплуатировать его в полевых и морских работах.Compared with the prototype of the inventive device is significantly smaller and smaller, which will make it possible to operate it in field and offshore operations.

Таким образом, совокупность существенных признаков предложенного нового способа и устройства для определения ускорения силы тяжести позволяют получить заявляемый технический результат - повышение точности измерений и удобства эксплуатацииThus, the set of essential features of the proposed new method and device for determining the acceleration of gravity allows to obtain the claimed technical result - improving the accuracy of measurements and ease of use

Claims (2)

1. Способ измерения ускорения силы тяжести g, включающий определение угловой скорости вращения волчка и угловой скорости прецессии волчка в прямом и обратном положениях волчка, при этом в качестве волчка используют насаженный на ось диск со сквозными отверстиями в форме сегмента, угловую скорость вращения волчка определяют по количеству пересечений светового потока сегментами диска в единицу времени, угловую скорость прецессии волчка - по количеству пересечений светового потока осью волчка, а ускорение силы тяжести вычисляют по формуле $$g=\frac{R^2({\omega }_1{\omega }_2+{\omega }_3{\omega }_4)}{2L}$$

, где ω₁ - угловая скорость вращения волчка и ω₂ - угловая скорость прецессии волчка в прямом положении, а ω₃ - угловая скорость вращения волчка и ω₄ - угловая скорость прецессии волчка в обратном положении, L - длина оси волчка, R - радиус диска.1. A method of measuring the acceleration of gravity g, which includes determining the angular velocity of the gyroscope and the angular velocity of the precession of the gyroscope in the forward and reverse positions of the gyroscope, using a disk mounted on the axis with through holes in the form of a segment, the angular velocity of rotation of the gyroscope the number of intersections of the light flux by disk segments per unit time, the angular velocity of the top of the top precession — by the number of intersections of the light flux by the top axis, and the acceleration of gravity is calculated by the formula $$g=\frac{R^2({\omega }_{\mathrm{one}}{\omega }_2+{\omega }_3{\omega }_{\mathrm{four}})}{2L}$$

where ω ₁ is the angular velocity of rotation of the top and ω ₂ is the angular velocity of the precession of the top in the forward position, ω ₃ is the angular velocity of the rotation of the top and ω ₄ is the angular velocity of the precession of the top in the opposite position, L is the length of the axis of the top, R is the radius drive. 2. Устройство для измерения ускорения силы тяжести g, содержащее источник питания, пересчетное устройство, соединенное с системой измерения времени колебаний и оптической системой съема информации, размещенной в корпусе измерительной системы, включающей чувствительный элемент и систему запуска чувствительного элемента, отличающееся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде установленного на твердой платформе с возможностью переворота вокруг горизонтальной оси волчка в форме насаженного на ось диска со сквозными отверстиями в форме сегмента, оптическая система съема информации включает два датчика съема информации, каждый из которых состоит из источника и приемника света, при этом один из датчиков установлен с возможностью измерения световых импульсов по количеству пересечений светового потока осью волчка, а другой - с возможностью измерения импульсов по количеству пересечений светового потока сегментами диска в единицу времени, при этом каждый датчик съема информации соединен со своим пересчетным устройством. 2. A device for measuring the acceleration of gravity g, containing a power source, a recounting device connected to an oscillation time measuring system and an optical information retrieval system located in the housing of the measuring system, including the sensing element and the sensing element trigger system, characterized in that the sensing element made in the form of mounted on a solid platform with the possibility of a revolution around the horizontal axis of the top in the form of a disk mounted on the axis with through holes in The shape of the segment, the optical information retrieval system includes two information retrieval sensors, each of which consists of a light source and receiver, while one of the sensors is installed with the ability to measure light pulses by the number of intersections of the light flux by the top axis, and the other with the ability to measure pulses by the number of intersections of the light flux by disk segments per unit time, with each information pickup sensor connected to its own conversion device.

Images