[go: up one dir, main page]

SU1030753A1 - Gravity force acceleration absolute value measuring device - Google Patents

Gravity force acceleration absolute value measuring device Download PDF

Info

Publication number
SU1030753A1
SU1030753A1 SU823405106A SU3405106A SU1030753A1 SU 1030753 A1 SU1030753 A1 SU 1030753A1 SU 823405106 A SU823405106 A SU 823405106A SU 3405106 A SU3405106 A SU 3405106A SU 1030753 A1 SU1030753 A1 SU 1030753A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
measuring
reflector
massive body
time
interferometer
Prior art date
Application number
SU823405106A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вилоринет Николаевич Дударчик
Ирина Григорьевна Люличева
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2539
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2539 filed Critical Предприятие П/Я В-2539
Priority to SU823405106A priority Critical patent/SU1030753A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1030753A1 publication Critical patent/SU1030753A1/en

Links

Landscapes

  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБСбЛЮТНОГО ЗНАЧЕНИЯ УСКОРЕНИЯ СИТШ ТЯЖЕСТИ, содержащее источник излучени , массивное тело, вьтолненное в виде уголкового отражател  и помещенное в вакуумную камеру, интерферометр с измерительным и референтным плечами и систему измерени  пути и времени свободного падени  массивного тела, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  точности измерений, в измерительном пле .че .интерферометра дополнительно установлены второй уголковый отражатель и оптическа  оборачивгиоща  афокальнал система. G р лч tessk, о со о ел со A DEVICE FOR MEASURING THE ABSOLUTE VALUE OF ACCELERATION SITES GENTLE, containing a radiation source, a massive body, filled in the form of an angular reflector and placed in a vacuum chamber, an interferometer with measuring and reference arms and a system for measuring the path and time of free fall of a massive body, characterized by themes and reference arms and the time of a free fall of a massive body, characterized by themes, reference arms and the time of free fall of a massive body, characterized by themes, reference arms and the time of free fall of a massive body, characterized by themes, reference arms and the free fall time of a massive body, characterized by themes. In order to increase the accuracy of measurements, a second corner reflector and an optical locus of the afocal system are additionally installed in the measuring file of the interferometer. G p lh tessk

Description

; Изобретение относитс  к гравимет 1 ри1: и предназначено дл  абсолютных измерений ускорени  силы т жести методом свободного падени  на .подвижном основании, Известно устройство дл  измерени аОсолюткого значени  ускорени  силы т жести методом свободного падени  массивного тела, содержащее катапул ту, вакуумироваиную камеру, падающе тело с отражателем, интерферометрическую систему, соединенную с фотоэлектронным преобразователем, систе му регистрации пути и времени падеima . тела г монохрсчматический источ:ник излучеЕ-ги  tlj, Недостатком этого устройства  вл етс  наличие обратной св зи мелоду икгеноерометром и источником моно-X р ом а т и ч е с к о г о из л у ч е и и  , котора  уху.гдшает стабильliocTb частоты излуч ни  лазерного 1гсточника и не позвол ет осуществить автоматическую ста ;билизацию лазера,- что ограничивает точность измерений. На 1более близким к предлагаемому по те.хртич.еской сущности  вл етс  устро аство,, содержащее падающее тело,- выполненное в виде уголкового светоотражател  и помещенное в вакуумную камеру, интерферометр, систему измерени  пути и времени падени  тела : Недостг тком этого устройства  вл етс  расхо/Ещение интерферирующих пучков в njiocKocTn интерференции (за счет поперечного сдвига рабочег пучка отв{осительно референтного ) пр относительных горизонтальных сме щени х свободно падающего тела или сЭсновани ., Расхождение интерферирую Ьцих пучков приводит к снижению глуби вы световой модул ции, а следователь но, к уме1-1ыиению амплитудвл выходного сигнала и ухудд ению соотношени  сигнал/{шум . При расхождении интерфер ру 11;их пучков на величину диаметра светоного пучка модул ци  светового потока прекращаетс полностью, и амплитуда электрического сигнала на выходе фотоэлектронной системы падает до нул , В результате этого, возраст ет дисперси  результатов измерений, т.е снижаетс  точность измерений. При горизонтальных смещени х большой амплитуды измерени  станов тс  невозможными . . Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерений. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  абсо лютного значени  ускорени  силы т жести , содержащем источник излучени , массивное тело, выполненное в виде уголкового отражател  и помещен ное в 1закуумную камеру,, интерферометр с измерительным и референтным плечами и систему измерени  пути и времени свободного падени  массивного тела, в измерительном плече интерферометра дополнительно установлены уголковый отражатель и оптическа  оборачивающа  афокальна  система. Е качестве оборачивающей афокальной систе.мы может быть использована, например , система, состо ща  из .двух призм Дове, основани  которых параллельны оптической оси и расположены во взаимно перпендикул рных плоскост х , система из двух линз, расположенных так, что передний фокус одной из них совпадает с задним фокусом другой или друга  аналогична  система. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит катапульту 1, систему 2 управлени , св занную с кинематическими узлами, обеспечивающими свободное движение пробного тела , подвижный уголковый светоотражаталь 3 I массивное тело, помещенный в вакуумной камере 4,- лазерный источник 5 монохроматического света, коллиматор 6, формирующий параллельный лазерный пучок, стабилизатор длины волны лазера (не показан}, светоделитель 7, размещенный на пути коллимированного лазерного пучка, оборачивающую систему, выполненнуюиз двух призм Дове 8, основани  которых расположены во взаимно перпендикул рных плоскост х, уголковый отражатель 9, поворотное зеркало 10, направл ющее опорный луч от светоделн тел  7 на референтное плечо интерферометра , уголковый отражатель 11, размещенный на мр-гнитной антивибра-ционной системе 12, снил;ающей вли ние вертикальной составл ющей вибрационных помех, неподвижный уголковый светоотражс1тель 13 референтного плеча интерферометра, фотоприемник с усилителем-формирователем 14 импульсов , размещенный на выходе интерферирующих пучков и подсоединенный к системе 15 измерени  пути., систеьш 16 и 17. измерени  времени к .которым подключен генератор 18 эталонной частоты и система 19 обработки информации , соединенна  с сис1:емой 20 реги страции и вывода результатов измерений , Устройство работз-ет следующим образом Катапульта 1 по сигналу из систеглы 2 управлени  освобождает подвижный уголковый светоотражатель 3, который начинает свободное движение в вакуумной камере 4, Пучок света от лазера 5; -стабилизированного по длине волны, пройд  к-Оллиматор 6.- разде.л етс  светоделителем 7 на два луча Первый луч ( рабочий ) направл етс  на подвижный уголковый отражатель 3 и, отразившись от него, проходит через первую призму системы 8, отражаетс  от отражател  9, проходит вто рую призму системы 8, вновь попадает на подвижный уголковый отражатель 3 и затем возвращаетс  к светоделите лю 7, Второй луч ( опорный) пройд  свето делитель 7, попадает на референтное плечо интерферометра, в котором он вначале направл етс  поворотным зеркалом 10 на уголковый отражатель 11, размеренный на магнитной антивибрационной системе 12, служащей дл  снижени  вли ни  вибраций и микросейме на референтное плечо интерферометра и, следовательно, на точность измерений. Затем второй луч отражаетс  от граней уголкового отражател  11 на неподвижный уголковый светоотражатель 13 референтного плеча интерферометра, после этого снова попадает на уголко.вый отражатель 11, поворотное зеркало 10, которое возвращает его к светоделителю 7, где он интерферирует с первым лучом. Таким образом, референтное плечо интерферометра имеет такое же двухкратное оптическое умножение , что и измерительное плечо. Возникаема  при совмещении обоих световых лучей интерференцион;на  картина проектируетс  на фотоприемник с усил телем-формирователем .14 импульсов, где происходит преобразование модулированного светового потока в электрические сигналы с частотой, пропор циональной частоте прохождени  интер ференционных полос, и усиление этих электрических сигналов, которые затем подаютс  в блоки измерени  пути .системы 15. Система 15 формирует заданные интервалы пути, пройденные свободно падающим отражателем 3, кот рые измер ютс  системами 17, из мерени  времени, синхронизированными эталонным генератором 18 частоты ( времени ) i После этого в системе 19 происходит обработка информации, а в системе 20 - регистраци  и вывод результатов измерений. При измерени х на подвижном основании возникают горизонтальные перемещени  отражател  3 относительно камеры 4. Вследствие таких перемещений первый луч, отразившись от отражател  3, также смещаетс  от своего исходного положени  в ту же сторону куда -сместилс  и отражатель 3. Последующее прохождение луча через оборачивающую систему приводит к его смещению в противоположном направлении на такую величину, что суммарное смещение первого луча после его повторного отражени  .от отражател  3 всегда равно нулю, вследствие чего первый луч интерферирует с вторым всегда в одной и той же точке поверхности фотоприемника 14 независимо от относительных горизонтальных перемещений отражател  3. Таким образом, оптическа  оборачивающа  афокальна  система в измерительном плече интерферометра пред-, ставл ет собой блок компенсации горизонтального (поперечного) смещени  свободно подающего отражател  3. Наличие двух призм, основани  которых взаимно перпендикул рны, позвол ет компенсировать горизонтальные nor перечные смещени  отражател  3, происход щие в любом направлении. .м - Предлагаемое устройство может бь1ть использовано при созданий транспортабельных гравиметров дл  измерени  абсолютного значени  ускорени  силы т жести в стационарных услови х и на подвижном основанииf а также оптических приборов, примен емых дл  измерени  линейных перемещений интерференционны1МИ способами.; The invention relates to gravimetric 1 ri1: and is intended for absolute measurements of gravity acceleration by the method of free fall on a movable base. A device is known for measuring an absolute value of gravitational acceleration by the free fall method of a massive body containing a catapult, evacuated chamber, a falling body a reflector, an interferometric system connected to a photoelectric transducer, a system for recording the path and time of the paveima. The body is a monochromatic source of EE radiation tlj. A disadvantage of this device is the presence of feedback to the melody by an Igenogenometer and a mono-X source source, which is from the ear. The stabilization of the liocTb frequency of the radiation of a laser source and does not allow automatic staging, which limits the accuracy of the measurements. On 1 closer to the one proposed by the technical essence is an arrangement containing a falling body - made in the form of an angled retro-reflector and placed in a vacuum chamber, interferometer, system for measuring the path and time of a body falling: the flow / Estimation of the interfering beams in the njiocKocTn interference (due to the transverse shift of the working beam from the reference reference) relative to the relative horizontal displacements of the free-falling body or the Esnov. Discrepancy interfering the such beam This effect leads to a decrease in the depth of light modulation, and, consequently, to an understanding of the amplitude of the output signal and a deterioration of the signal / noise ratio. When the interfering interconnect 11; their beams by the magnitude of the diameter of the light beam, the modulation of the luminous flux stops completely and the amplitude of the electrical signal at the output of the photoelectronic system drops to zero. As a result, the dispersion of measurement results increases, i.e. the measurement accuracy decreases. With horizontal displacements of large amplitude, measurements become impossible. . The aim of the invention is to increase the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that in a device for measuring the absolute value of the acceleration of gravity, containing a radiation source, a massive body made in the form of an angular reflector and placed in a vacuum chamber, an interferometer with measuring and reference arms and a system for measuring the path and time free fall of the massive body; an angular reflector and an optical reversal afocal system are additionally installed in the measuring arm of the interferometer. We can use, for example, a system consisting of two Dowe prisms, the bases of which are parallel to the optical axis and arranged in mutually perpendicular planes, a system of two lenses arranged so that the front focus of one of the they coincide with the back focus of another or similar system. The drawing shows a block diagram of the proposed device. The device contains a catapult 1, a control system 2 connected with kinematic nodes ensuring the free movement of a test body, a moving corner reflector 3 I a massive body placed in a vacuum chamber 4, a laser source 5 of monochromatic light, a collimator 6 forming a parallel laser beam, laser wavelength stabilizer (not shown}, a beam splitter 7, placed in the path of the collimated laser beam, wrapping the system, made of two Dove 8 prisms, the bases of which are located in perpendicular planes, corner reflector 9, swivel mirror 10, directing the reference beam from the beam-splitting bodies 7 to the reference arm of the interferometer, corner angle reflector 11, placed on an anti-vibration anti-vibration system 12, removed the vertical component vibration interference, fixed angle light reflector 13 of the reference arm of the interferometer, photodetector with amplifier-shaper 14 pulses placed at the output of the interfering beams and connected to the system 15 for measuring the path. Figures 16 and 17. Time measurements to which the reference frequency generator 18 and information processing system 19 connected to the system 1: 20 registration and output of measurement results are connected. The device works as follows: The catapult 1, according to a signal from the control system 2, frees the mobile corner reflector 3, which begins free movement in the vacuum chamber 4, a beam of light from the laser 5; - wavelength stabilized, passing to the Olimator 6.- is divided by the beam splitter 7 into two beams. The first beam (working) is directed to the moving corner reflector 3 and, reflected from it, passes through the first prism of the system 8, is reflected from the reflector 9, passes the second prism of the system 8, again hits the movable corner reflector 3 and then returns to the beam splitter 7. The second beam (reference) passes the light divider 7, hits the reference arm of the interferometer, in which it is first guided by a rotating mirror 10 on corners A reflector 11, measured on an anti-vibration magnetic system 12, serves to reduce the influence of vibrations and the micro-frame on the reference arm of the interferometer and, therefore, on the measurement accuracy. Then the second beam is reflected from the edges of the corner reflector 11 to the fixed corner reflector 13 of the reference arm of the interferometer, then again hits the corner. The first reflector 11, a turning mirror 10, which returns it to the beam splitter 7, where it interferes with the first beam. Thus, the reference arm of the interferometer has the same double optical multiplication as the measurement arm. The interference arises when both light beams are combined; the picture is projected onto a photodetector with an amplifier-driver .14 pulses, where the modulated light flux is converted into electrical signals with a frequency proportional to the frequency of the passage of interference bands, and the amplification of these electrical signals, which then served in the path measurement units of the system 15. The system 15 forms predetermined path intervals, traversed by a free-falling reflector 3, which are measured by the systems 17, from measures audio time synchronized frequency of 18 (time) of the reference oscillator i Thereafter, in the system 19, information processing occurs, and in the system 20 - Registration and outputting measurement results. When measuring on a movable base, horizontal movements of the reflector 3 relative to the camera 4 occur. Due to these movements, the first beam, having reflected from the reflector 3, also shifts from its original position in the same direction to which the reflector 3 has moved. to its displacement in the opposite direction by such a value that the total displacement of the first beam after its repeated reflection from the reflector 3 is always zero, as a result of which the first beam of the inte It always operates at the same point on the surface of the photodetector 14, regardless of the relative horizontal displacements of the reflector 3. Thus, the optical inverting afocal system in the measuring arm of the interferometer represents a horizontal (transverse) displacement compensation unit of the free-reflecting reflector 3. The presence of two prisms, the bases of which are mutually perpendicular, makes it possible to compensate for horizontal nor transverse displacements of the reflector 3, occurring in either direction. . m - The proposed device can be used to create transportable gravimeters to measure the absolute value of the acceleration force of gravity in stationary conditions and on a movable base as well as optical instruments used to measure linear displacements using interference methods.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО ЗНАЧЕНИЯ УСКОРЕНИЯ СИЛЛ ТЯЖЕСТИ, содержащее источник излу- чения, массивное тело, выполненное в виде уголкового отражателя и помещенное в вакуумную камеру, интерферометр с измерительным и референтным плечами и систему измерения пути и времени свободного падения массивного тела, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерений, в измерительном плече интерферометра дополнительно установлены второй уголковый отражатель и оптическая оборачивающая афокальнал система.DEVICE FOR MEASURING THE ABSOLUTE VALUE OF ACCELERATION OF GRAVITY SILES, containing a radiation source, a massive body made in the form of an angular reflector and placed in a vacuum chamber, an interferometer with measuring and reference arms and a system for measuring the path and time of free fall of a massive body, characterized in that In order to increase the accuracy of measurements, a second corner reflector and an optical wrapping afocal system are additionally installed in the measuring arm of the interferometer.
SU823405106A 1982-03-05 1982-03-05 Gravity force acceleration absolute value measuring device SU1030753A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823405106A SU1030753A1 (en) 1982-03-05 1982-03-05 Gravity force acceleration absolute value measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823405106A SU1030753A1 (en) 1982-03-05 1982-03-05 Gravity force acceleration absolute value measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1030753A1 true SU1030753A1 (en) 1983-07-23

Family

ID=21000349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823405106A SU1030753A1 (en) 1982-03-05 1982-03-05 Gravity force acceleration absolute value measuring device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1030753A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116875A (en) * 2009-12-31 2011-07-06 中国科学院测量与地球物理研究所 Falling body prism dropping device for curved surface wheel type absolute gravimeter
CN102323624A (en) * 2011-08-05 2012-01-18 清华大学 Absolute gravity measurement system, measurement method and free fall method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1 Авторское свидетельство СССР 258644, кл. G 01 V 7/14, 1968. 2. Авторское свидетельство СССР 651286, кл. G 01 V 7./14.i976 (прототип). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116875A (en) * 2009-12-31 2011-07-06 中国科学院测量与地球物理研究所 Falling body prism dropping device for curved surface wheel type absolute gravimeter
CN102323624A (en) * 2011-08-05 2012-01-18 清华大学 Absolute gravity measurement system, measurement method and free fall method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3572937A (en) Method and apparatus for interferometric measurement of machine slide roll
CN104808254B (en) High-precision absolute gravimeter optics frequency multiplier type laser interference system and application
US10018647B2 (en) Velocity interferometer for any reflector with variable sensitivity range and time resolution
JP2755757B2 (en) Measuring method of displacement and angle
US3680963A (en) Apparatus for measuring changes in the optical refractive index of fluids
US4436424A (en) Interferometer using transverse deviation of test beam
SU1030753A1 (en) Gravity force acceleration absolute value measuring device
US3535024A (en) Interferometer servo system
JPH04326005A (en) Straightness measuring device
US12216051B2 (en) Dynamic phase-shift interferometer utilizing a synchronous optical frequency-shift
US4052129A (en) Method of and apparatus for measuring the wavelength of a source of radiant energy
RU191766U1 (en) Device for determining ground vibration
SU1299319A1 (en) Device for measuring absolute value of free fall acceleration
US3419331A (en) Single and double beam interferometer means
SU1125580A1 (en) Gravity meter
SU911168A1 (en) Optical vibrometer
SU1559250A1 (en) Device for measuring small mechanic oscillations
SU1762115A1 (en) Displacement meter
JPH02126181A (en) Absolute-gravity accelerometer
SU1397718A1 (en) Interferometer for measuring linear quantities and index of refraction
Corti et al. Description of a coherent light technique to detect the tangential and radial vibrations of an arch dam
GB1265143A (en)
SU679789A1 (en) Interferential device for measuring shifting of objects
SU1435935A1 (en) Method of measuring geometric dimensions of reflecting objects
SU1451541A1 (en) Device for measuring angles of inclination of object