1.2 Гравиметр астазиялық кварцтік (гак)

Ауырлық күшін өлшегенде динамикалық және статикалық аспаптарды пайдаланады. Математикалық және физикалық маятниктерді динамикалық аспаптар деп санайды. Гравиметр – статикалық аспап. Оны былай жіктейді:

А) серпімді жүйесінің жұмыс жасау принципына сай;

В) серпімді жүйесі жасалған материалына сай;

С) сыртқы әсерлерді жоқ қылу әдістеріне сай.

Серпімді жүйесінің жұмыс жасау принципына сай гравиметрлер бөлінеді:

1) Ауырлық күшінің өзгеруіне пропорционалды, қосымша масса үдемелі қозғалысты жасайтын жүйелерге, яғни

. (1.2.1)

мұндағы m-массаның салмағы, g-ауырлық күш, серіппенің серпімді қасиеттерін белгілейтін коэффициент, серіппенің алғашқы ұзындығы, ұзартылған серіппенің ұзындығы;

2) Қосымша масса әрбір ілгіш нүктесінің айналасында айналмалы қозғалысты жасайтын жүйелерге, яғни

. (1.2.2)

Бірінші жүйелерде деформация массаның әсеріне пропорционалды, яғни осы жүйенің шкаласы сызықтық болады. Екінші жүйелерде шкала сызыктық болады, егер болса. Шкала сызықтық болу үшін жуйені қайта өзінің тепе-тең қалпына келтіреді. Бул әдісті «нольдік» деп атайды. Негізінде, мұндай аспаптардың сезгіштілігін өте жақсы көтеруге болады. Аспаптың сезгіштілігін жасанды көтеруін астазиялау деп атайды. Бул принципті мысалмен қарастырайқ. Мейлі АВ тараз С пышаққа сүйеніп тұрған болсын (1-сурет). Тараздың бір жағында m масса, ал басқа жағында таразды колденең жағдайда ұстайтын серіппе орналасқан. С пышақтың үстінде қосымша масса орналасады. Егер тараз тепе-тең қалпында болса, онда бұл масса пышақтың үстінгі жағына басып тұрады. Егер таразды біртекті емес гравитациялық өріске орналастырсақ, онда тараз әрбір жаққа еңкийеді. Таразбен бірге масса да еңкийеді және бұл нүктеде күшінің моменты пайда болады. Ол таразды тағыда еңкийтуге ұмтылады. Бұл мысалды былай түсіндіруге болады: егер ауырлық күшінің өзгеруі аз болса, онда бұл өзгеруді көрсететін бұрыш да аз болуы керек. Ал астазиялау көмегімен аурлық күшінің аздаған өзгеруі оны белгілейтін бұрышты үлкен қылып көрсетеді.

1- сурет. Астазиялау схемасы

Гравиметрдің серпімді жүйесі жасалған материалына сай гравиметрлерді 3 түрге бөледі: металдық, кварцтік және газдық. Металдық гравиметрлер элинвар деген қорытпадан жасалынған. Элинвардың ішінде 36% никель, 63% темир және әр түрлі қоспалар бар. Элинвардың серпімді коэффициенті өте жоғары, бірақ ол температураға тәуелді болады.

Серпімді қасиеттері қолайлы материалмен кварц болады. Кварцтың серпімділік шегі өте жоғары, кварцтік серіппелердің созылуы уақытқа тәуелді болса да, бірақ өте аз және уақытқа пропорционалды болады. Кварцтің ішкі үйкеліс коэффициенті өте кішкентай, бірақ кварцтің бір неше жетіспеушіліктері бар: ылғал тартқыш, сынғыштық, ауамен үйкелескенде электрлендіру қабілеттілік, температураға ұлкен тәуелділік.

Газдық гравиметрлерде серпімді элементпен газ болады, яғни ауырлық күшінің әсері газдың серпімділігімен компенсацияланады.

Гравиметрлерді сыртқы әсерлерді жоқ қылу әдістермен жіктейді. Сыртқы әсерлер деп температура, ауа тығыздығы, магниттік өрісінің әсерлерін айтуға болады. Магниттік өріс тек қана металдық гравиметрлерге әсер етеді.

Температураның әсерін термостат көмегімен кішірейтуге болады, ал қалдық әсерін термометрмен анықтап, өлшенген ауырлық күшінің мәніне түзетулерді енгізгінде жоқ қылады.