专利名称：一种基于两点固定差分测量的单摆绝对重力仪的制作方法
一种基于两点固定差分测量的单摆绝对重力仪技术领域
本发明属于重力加速度测量仪器领域，更具体地，涉及一种基于两点固定差分测量的单摆绝对重力仪。
背景技术：
重力加速度是一个重要的物理常数，准确测量重力加速度在地球科学、基础物理、 工程应用等领域都具有重要意义。重力的测量分为重力加速度测量和重力梯度测量，其中重力加速度测量可分为绝对测量和相对测量，对应仪器分别称之为绝对重力仪和相对重力仪。绝对重力仪是指测量重力加速度g的绝对大小，常用方法为摆法(包括单摆法和卡特摆法)和落体法。
落体法测量绝对重力的基本原理是根据落体在某一时间内下落的距离来得到重力加速度g的绝对大小。用该方法设计的仪器精度较高，但结构上非常复杂。
单摆法测量绝对重力的基本原理是根据测出的单摆摆长I和固有周期T来得到重力加速度g的绝对大小。利用该原理测量重力加速度时，由于受悬点、检验质量质心难以确定等因素的影响，摆长I的绝对直接测定受到了悬挂较为困难的影响，使得g值测量精度低，测量精度只能在IOOmGal水平。
卡特摆法测量绝对重力的基本原理是通过两刀口分别悬挂复摆，调节刀口位置使得两次摆动周期相同，测量两刀口距离I及周期T得到重力加速度g的绝对大小。利用该方法测量重力加速度，精度可达到IOmGal,但是周期相同的两刀口位置难以精确确定，且操作比较麻烦。
在单摆法和卡特摆法的基础上，人们总结出利用两次不同摆长周期比较测量来测量重力加速度g的方法，其基本原理是对同一单摆系统，摆长为I1时单摆运动周期为 T1 =2π涵，摆长为I2时单摆运动周期为Γ2 =21·^/^。利用该方法测量重力加速度时，只需测出两次摆长之差I = I1-12 (这里默认I1比I2长)、两次摆动周期！\、T2即可得到重力加速度g值的大小。此时重力加速度g的具体计算表达式为
权利要求
1.一种基于两点固定差分测量的单摆绝对重力仪，其特征在于，包括真空腔、金属丝、检验质量、两对刀口夹具、两对水平位移调节装置、位移传感器、起振器和两个长度基准块； 所述检验质量通过所述金属丝悬挂在所述真空腔中，两对刀口夹具分别经其连接杆的一端固定在所述真空腔的内壁，所述连接杆的另一端连接水平位移调节装置；通过两对刀口夹具分别夹紧所述金属丝并通过位移调节装置移动所述刀口夹具实现固定第一悬点和第二悬点； 两个长度基准块位于一对刀口夹具与另一对刀口夹具之间并附着于所述真空腔的内壁，用于校准两对刀口夹具之间的垂直距离； 位移传感器位于所述检验质量的侧方，用于检测检验质量运动的位移； 起振器位于真空腔的底部，用于使所述检验质量左右摆动。
2.如权利要求1所述的单摆绝对重力仪，其特征在于，所述检验质量为金属质量块。
3.如权利要求1或2所述的单摆绝对重力仪，其特征在于，所述检验质量的形状为立方体或者圆柱体。
4.如权利要求1所述的单摆绝对重力仪，其特征在于，所述位移传感器为电容位移传感器或光电传感器。
全文摘要
本发明公开了一种基于两点固定差分测量的单摆绝对重力仪，包括真空腔、金属丝、检验质量、两对刀口夹具、两对水平位移调节装置、位移传感器、起振器和两个长度基准块；通过两对刀口夹具分别夹紧金属丝并通过位移调节装置移动刀口夹具实现固定第一悬点和第二悬点；长度基准块用于校准两对刀口夹具之间的垂直距离；位移传感器用于检测检验质量运动的位移。本发明根据两个不同高度悬点固定测量的思想通过两对刀口夹具分别将不同高度悬点固定，避免了直接测量绝对摆长的难题，相对摆长的直接测定较易实现，且有效降低了外界环境及悬挂点不确定对摆长的影响，相对摆长精度测量可到10-7m，从而提高了单摆测g值的精度，达到mGal水平。
文档编号G01V7/12GK103018784SQ20121049177
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者周泽兵, 罗俊, 谢彰丹, 白彦峥 申请人:华中科技大学