wiadomościksięgarniaprenumeratareklamakontaktRODOpolityka prywatnościnewsletter
Najnowsze wydarzenia z dziedziny geodezji, nawigacji satelitarnej, GIS, katastru, teledetekcji, kartografii. Nowości rynkowe, technologiczne, prawne, wydawnicze. Konferencje, targi, administracja.
blog

Grawimetry

- «« « część 3 z 4 » »»


Zasada względnych pomiarów grawimetrami statycznymi

W przypadku pomiaru przyspieszenia siły ciężkości metodą statyczną obserwacje dotyczą ustalenia położenia masy znajdującej się w stanie równowagi w systemie pomiarowym instrumentu. Jak podano w pierwszej części niniejszego opracowania, działanie siły ciężkości na masę systemu równoważone jest deformacją sprężyn pomiarowych lub kompensującego przesunięcie masy czujnika pola magnetycznego w przypadku grawimetrów nadprzewodnikowych.
Deformację liniową sprężyny Dz wywołuje różnica wartości przyspieszenia siły ciężkości Dg między punktami pomiarowymi P1 i P2. Jeżeli masa pomiarowa spełnia warunek stałości m = const, to w liniowym przybliżeniu otrzymuje się:

przy czym K oznacza współczynnik skali, nazywany stałą kalibracyjną lub współczynnikiem równania grawimetru. Ta idea wagi sprężynowej, służącej do pomiarów zmian przyspieszenia, wykorzystana została w konstrukcji grawimetrów morskich i w grawimetru marki GS-3 zbudowanego w połowie XX w. przez Niemca A. Grafa.
Natomiast zasada stosowania pomiaru kąta obrotu Da ramienia systemu mierzącego przy zmianie siły ciężkości wykorzystana została przy konstrukcji grawimetrów LaCoste & Romberg. Biorąc pod uwagę materiał użyty do konstrukcji systemu pomiarowego, współcześnie budowane mechaniczne grawimetry dzieli się na metalowe i kwarcowe. Elementy sprężyste wykonane są w kształcie sprężyn płaskich lub spiralnych. Odczyt skali grawimetru wykonywany jest na zasadzie „zerowania wskazań” instrumentu. Śrubą pomiarową licznika grawimetru doprowadza się ramię systemu mierzącego do położenia wyjściowego, najczęściej poziomego, na każdym stanowisku. Skala w okularze (woltomierza, czujnika elektronicznego) służy do ustalania położenia wskaźnika w położeniu „zerowym” skali.

Zarówno liniowe, jak i obrotowe systemy mierzące mogą być astatyzowane lub nieastatyzowane (ástatos po grecku oznacza niestały). W systemach „sprężynowo astatyzowanych” efekt zwiększenia czułości uzyskuje się przez zainstalowanie dodatkowej sprężyny, która zwiększa efekt zmian przyspieszenia siły ciężkości we wskazaniach grawimetru.


Grawimetr LaCoste-Romberg

Przy budowie systemu pomiarowego grawimetru marki LaCoste & Romberg z nieliniowym momentem sił sprężystych sprężyny astatyzującej zastosowano klasyczną już dzisiaj astatyzację przez umieszczenie nachylonej (ukośnej) sprężyny głównej. Konstruktor grawimetru L.J. LaCoste zastosował sprężynę o „zerowej” długości, której działanie astatyzujące znacznie powiększa obrót masy próbnej. Produkcja takiej sprężyny polega na skręcaniu nici w czasie nawijania na formę walcową. Sprężyna stwarza możliwość symetrycznych obrotów Da ramienia systemu pomiarowego względem położenia wyjściowego. Sposób rejestracji deformacji czujnikowych elementów systemu mierzącego pozwala wyróżnić grawimetry z optycznym urządzeniem do obserwacji wskaźnika położenia masy lub z systemem elektrycznym. Współcześnie produkowane grawimetry precyzyjne posiadają fotoelektryczne systemy rejestra cyjne. Wykorzystuje się przy tym zmiany prądu z fotokatody wywołane zmianami deformacji systemu pomiarowego.

Od 1987 r. firma Scintrex Co. produkowała grawimetry Autograv CG-3, a od 2004 – Autograv CG-5, sprzężone z wbudowanymi mikrokomputerami. Jako przenośny system pozyskiwania i kontroli danych zastosowano konsolę sterującą. System pomiarowy wykonany jest z kwarcu i pracuje w myśl zasady sejsmografu Golicyna. Masa próbna zawieszona jest na sprężynach kwarcowych, przemieszcza się przy zmianie przyciągania w polu elektrycznym między okładkami kondensatora. Zmiany pojemności elektrycznej przetwarzane są przez przetwornik pojemnościowo-przemieszczeniowy i rejestrowane automatycznie. Przetwornik ma rozdzielczość równą 0,2 nm. Układ sprzężenia zwrotnego przesuwa masę do pozycji wyjś­ciowej (zerowej). Zmiany napięcia – równoważne zmianom grawitacji – transmitowane są do systemu zbierania danych i przetwarzane na sygnał cyfrowy do licznika. Jego wskazania wyświetlane są na ekranie z ciekłego kryształu – w wersji CG-3M (microGal resolution) z precyzją do 0,01 mm•s-2. Komputer grawimetru (48kb RAM) może zapamiętać odczyty na ok. 450 stanowiskach.

Przed pomiarem do pamięci komputera za pomocą klawiatury (14 dwufunkcyjnych klawiszy) wprowadza się współrzędne stanowiska. Komputer ma zegar kwarcowy, który wspomaga automatyczną eliminację liniowej części dryftu. Również automatycznie uwzględniany jest wpływ przyciągania Słońca i Księżyca. Szybkość zmian czasowych odczytu programuje się po zbadaniu grawimetru przed rejsem pomiarowym. Można także zaprogramować korektę termiczną wskazań. Ponadto naczynie próżniowe z sensorem grawitacyjnym, zespół elektroniczny i sensor pochylenia instrumentu umieszczone są w podwójnie termostatyzowanym pojemniku. Grawimetr nie ma mechanicznej kompensacji zmian temperatury. Kompensacja następuje za pomocą podzespołów elektronicznych. Instrument pracuje w zakresie temperatur od -40° do +45°C. Ma dwie libele elektroniczne o czułości ok. 1˝. Automatyczna korekcja błędów poziomowania jest wykonywana w zakresie + 200˝. Układ elektroniczny ma włas­ny system autokalibracji wewnętrznej. Natomiast wartości współczynników w równaniu grawimetru są wprowadzane do pamięci komputera.

Pomiar odbywa się poprzez rejestrację położenia masy próbnej co sekundę w okresie zaprogramowanym przez obserwatora. Obserwator może również włączyć elektroniczny filtr sejsmiczny, eliminujący sygnały znacznie odbiegające od przeciętnej w próbkowaniu grawitacji. Wyświetlona zostaje średnia ciężkość referencyjna z całego okresu próbkowania, poprawiona ze względu na pływy grawitacyjne, nachylenie systemu i liniową część dryftu. Jeżeli odczyt i dziewięć innych zmiennych (średni moment obserwacji, poprawka pływowa, nachylenia w dwóch prostopadłych kierunkach, nr stanowiska, nr obserwatora, wskazania termometru, liczba próbek wziętych do średniej, liczba próbek odrzuconych i odchylenie standardowe) zostanie wprowadzonych do pamięci komputera, to po zakończeniu pomiarów istnieje możliwość ich transmisji do PC przez telefon lub modem i wydruku w formie dziennika obserwacji. Możliwy jest również wydruk daty i innych wprowadzonych danych o stanowisku. Grawimetr ma zasięg ok. 70 000 µm•s-2, nie wymaga przestawiania zakresu na całym globie. Jego wymiary to: 0,24×0,31×0,32 m, a masa z akumulatorem – blisko 11 kg. Nie ma aretażu systemu pomiarowego. W Polsce (a także m.in. w Chinach i Jordanii) używano grawimetru Autograv CG-3M do pomiaru części podstawowej sieci grawimetrycznej kraju.

część 3 z 4
«« « 1 2 3 4 » »»




dodaj komentarz

KOMENTARZE Komentarze są wyłącznie opiniami osób je zamieszczających i nie odzwierciedlają stanowiska redakcji Geoforum. Zabrania się zamieszczania linków i adresów stron internetowych, reklam oraz tekstów wulgarnych, oszczerczych, rasistowskich, szerzących nienawiść, zawierających groźby i innych, które mogą być sprzeczne z prawem. W przypadku niezachowania powyższych reguł oraz elementarnych zasad kultury wypowiedzi administrator zastrzega sobie prawo do kasowania całych wpisów. Użytkownik portalu Geoforum.pl ponosi wyłączną odpowiedzialność za zamieszczane przez siebie komentarze, w szczególności jest odpowiedzialny za ewentualne naruszenie praw lub dóbr osób trzecich oraz szkody wynikłe z tego tytułu.

komentarze menu_text_pl

Zwycięski projekt studentów AGH
czy wiesz, że...
© 2005-2020 Geodeta Sp. z o.o.
created by BRTSOFT

O nas

  • Właścicielem portalu Geoforum.pl jest Geodeta Sp. z o.o., wydawca miesięcznika GEODETA oraz serwisu egeodeta24.pl
  • Geoforum.pl jest portalem internetowym i obszernym kompendium wiedzy na tematy związane z geodezją, kartografią, katastrem, GIS-em, fotogrametrią i teledetekcją, nawigacją satelitarną itp. Od 2005 roku na bieżąco dostarcza informacji z powyższych dziedzin i umożliwia ich komentowanie.
  • GEODETA (Magazyn Geoinformacyjny) ukazuje się od czerwca 1995 roku i jest największym oraz najbardziej popularnym polskim miesięcznikiem prezentującym aktualne zagadnienia z zakresu: geodezji, kartografii, katastru, GIS-u, fotogrametrii i teledetekcji, nawigacji satelitarnej itp.
  • GEODETA cyfrowy to elektroniczna wersja tradycyjnego wydania miesięcznika. W serwisie egeodeta24.pl można zamawiać zarówno prenumeratę, jak i pojedynczne wydania

Zespół redakcyjny

  • Katarzyna Pakuła-Kwiecińska (redaktor naczelny)
  • Anna Wardziak (sekretarz redakcji)
  • Jerzy Przywara
  • Bożena Baranek (szefowa Działu Prenumeraty)
  • Jerzy Królikowski (redaktor prowadzący Geoforum.pl)
  • Damian Czekaj
  • Bogdan Grzechnik

Kontakt

Geodeta Sp. z o.o.
02-541 Warszawa,
ul. Narbutta 40/20
tel. (22) 849-41-63, 646-87-44
redakcja@geoforum.pl
prześlij newsa

Prenumerata
prenumerata@geoforum.pl
b.baranek@geoforum.pl
Reklama
k.kwiecinska@geoforum.pl

facebook twitter linkedIn Instagram RSS