7. Дослідження, регулювання і визначення основних характеристик гравіметрів

Перед початком виконання польових робіт необхідно ретельно провести дослідження, регулювання і визначити основні характеристики гравіметрів. Але деякі дослідження і регулювання проводять під час виготовлення самих приладів. Якщо врахувати результати цих досліджень і юстировок як під час підготовки, так і в процесі виконання гравіметричних робіт, то фактична точність вимірювання різниці прискорення сили ваги буде підвищуватись. У процесі таких досліджень повинні бути визначені основні характеристики гравіметрів і їх регулювання. Основними приладами для вимірювання приросту сили ваги, які використовуються в Україні і в інших державах світу, є астазовані кварцові гравіметри. Тому' ми розглянемо основні дослідження і регулювання стосовно цього типу приладів^ а саме

1. регулювання о етичної системи;

2. регулювання рівнів на мінімум чутливості до кута нахилу;

3. контроль чутливості гравіметра;

4. визначення часу стабілізації відліку;

5. еталонування гравіметрів;

6. дослідження нелінійності відлікової шкали;

7. визначення температурної характеристики і температурного коефіцієнта;

8. розрахунок діапазону вимірювань і його зміни.

4.7.1. Регулювання оптичної системи

Перед початком роботи з гравіметром необхідно окуляром і освітлювачем відрегулювати чіткість зображення окулярної шкали і рухомого індекса, а також освітленість поля зору. Це регулювання виконують, змінюючи відносне розміщення лампочки освітлювача і окуляра мікроскопа. Це регулювання можна виправити, якщо повернути гніздо лампочки або її замінити новою. Крім цього, чіткість зображення індекса підвищують шляхом підняття і опускання окуляра по висоті. Внаслідок регулювання окулярна шкала повинна добре освітлюватись, а ширина рухомого індекса

72

не повинна бути більшою від потрійної ширини штриха окулярної шкали. Якщо в полі зору помітні плями, то для усунення їх треба протерти лінзи окуляра.

4.7.2. Регулювання рівнів на мінімум чутливості до кута нахилу

С

Рис. 17. Схема розміщення деяких пристроїв гравіметра (а) і положення його осі чутливості в площині обертання важеля (б)

Важливим етапом підготовки гравіметрів до польових вимірювань є юстування рівнів. Таке регулювання рівнів на мінімум чутливості до кута нахилу виконують у заводських умовах для нульового штриха окулярної шкали. Але це юстування порушується через температурні та інші деформації і тому його необхідно дуже часто контролювати. Регулювання рівнів полягає в суміщенні горизонтального положення площини, в якій повинні лежати вісь обертання і центр ваги важеля, з нульовим положенням рівнів, Взаємне розміщення підіймальних гвинтів рівнів і важеля чутливої системи представлено на рис. 17

Поздовжній рівень 7 є рівнем чутливості і паралельним до площини важеля 4 чутливої системи, Його бульбашку приводять в нуль-пункт за допомогою підіймальних гвинтів (6). Поперечний рівень 2 є паралельним до осі обертання важеля 3. В більшості приладів видимий індекс у полі зору 5 окуляра розміщений паралельно до поздовжнього рівня. Якщо рівні встановлені правильно, то при приведенні їх бульбашок в ну ль-пункт вісь обертання 3 і важіль 4 будуть горизонтальними, а вісь чутливості вертикальна. Положення буде таким, при якому чутливість до нахилу' буде мінімальною, а відлік гравіметра відповідатиме повній величині g. При цьому рухомий індекс повинен бути суміщеним з нульовим штрихом у полі зору окуляра. Рівні гравіметра повинні бути відрегульовані так, щоб при нахилі приладу' на певний невеликий кут зміна відліку була мінімальною. Для малих кутів нахилу відлік гравіметра буде змінюватись косинусоїдальною залежністю, яка добре апроксимується параболою (рис. 18), вершина якої відповідає горизонтальному положенню важеля. Тоді

д ¹ З

^д£ = g-gcosa = -ga

12 J

(4.21)

Рис. 18,

(4 22)

При регулюванні рівнів спостерігають залежність уявної зміни Ag від зміни кута нахилу в напрямі поперечного і поздовжнього рівнів. Кут нахилу гравіметра задасться і вимірюється на екзаменаторі або з допомогою установчих гвинтів гравіметра.

Юстування рівнів виконують у такій послідовності:

1. Гравіметр встановлюють за рівнями в горизонтальне положення за допомогою підіймальних гвинтів на стійкій основі.

2. Суміщають рухомий індекс з нульовою поділкою окулярної шкали за допомогою гвинтового мікрометра.

3. Знімають покази лічильника відлікового пристрою гравіметра Sj

4. Нахиляють прилад у площині поперечного рівня на 1-2 поділки рівня, а бульбашка поздовжнього рівня при цьому повинна залишатись на середині

5. Знімають покази відлікуякий повинен бути меншим від $,.

6. Нахиляють прилад на 1 -2 поділки у протилежному напрямі.

7. Знімають покази відліку Si- Якщо цей відлік S3 с меншим від вихідного і наближається до А?, то це означає, що рівень встановлений правильно. Якщо не виконується ця умова, то тоді необхідно встановити рівень на мінімум чутливості до нахилу.

8. Методом послідовних проб нахиляють прилад до положення, для якого відлік лічильника є найбільшим.

9. Для максимального відліку S за допомогою виправних гвинтів приводять бульбашку рівня в горизонтальне положення.

10. Контроль регулювання рівнів і повторення цілого циклу.

Аналогічні дослідження виконують і для поздовжнього рівня. Таке регулювання, _Як правило, проводять в безвітряну погоду в тіні на певній віддалі від працюючих двигунів, дерев і т.п. Крім цього, юстування рівнів проводять при температурі, яка близька до температури при польових вимірюваннях. У відповідності до формули (4.21), неточність регулювання рівнів з похибкою до 0,5' складає 0,01 мГал, а при високоточних вимірюваннях з похибкою 0,001 мГал рівні регулюють з похибкою до 9". Для цього використовують рівні, ціна поділки яких відповідно дорівнює 40" і 10".