[go: up one dir, main page]

SU693323A1 - Ring balance - Google Patents

Ring balance

Info

Publication number
SU693323A1
SU693323A1 SU772496246A SU2496246A SU693323A1 SU 693323 A1 SU693323 A1 SU 693323A1 SU 772496246 A SU772496246 A SU 772496246A SU 2496246 A SU2496246 A SU 2496246A SU 693323 A1 SU693323 A1 SU 693323A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
weights
evacuated
torsion
rod
temperature
Prior art date
Application number
SU772496246A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Анатольевич Духовской
Валерий Петрович Измайлов
Олег Всеволодович Карагиоз
Олег Васильевич Петров
Аскольд Александрович Силин
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8584
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-8584 filed Critical Предприятие П/Я В-8584
Priority to SU772496246A priority Critical patent/SU693323A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU693323A1 publication Critical patent/SU693323A1/en

Links

Landscapes

  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

(54) КРУТИЛЬНЫЕ ВЕСЫ(54) TORQUE SCALES

1one

Изобретение относитс  к метрологии и может быть использовано при определениИгравитационной посто нной, разработке гравитационных вариаметров , исследовании взаимодействи  света с веществом.The invention relates to metrology and can be used in the determination of the Gravitational constant, the development of gravitational variameters, the study of the interaction of light with matter.

Известны крутильные весы в форме рычага с грузами на концах, подвешенкого с помощью крутильной нити 1, 2. .Им свойственен высокий уровень погрэдшостей при измерении, вызываемых в частности, конвективными движени ми воздуха, возникающими при изменении температруы.Torsion scales in the form of a lever with weights at the ends, suspended by means of a torsion thread 1, 2, are known. They are characterized by a high level of loss when measuring, caused in particular by convective air movements that occur when the temperature changes.

Известны также крутильные весы, содержащие коромысло с грузами и зеркалом , подвешенное с помощью крутильной нити в вакуумированн м корпусе f3iAlso known are torsion scales containing a yoke with weights and a mirror, suspended by means of a torsion thread in an evacuated body f3i

Целью изобретени   вл етс  уменьшение темп.чратурной по грешностипри измерени х.The aim of the invention is to reduce the error rate in measurement.

Дл  достижени  зтого в крутильных весах установлено термокомпенсирующее устройство, выполненное в форме .массивнозго тела, укрепленного на кон .це стержн , который расположен вдоль линии равновеси  коромысла и соединен с корпусом посредством регул то ,ра положени  и длины стержн ; кроме того последний выполнен в формеTo achieve this, a thermal compensating device in the form of a massive body mounted on the end of the rod, which is located along the balance line of the rocker arm and connected to the body by means of the adjustment, position and length of the rod, is installed in the torsion balance; besides, the latter is made in the form

штатива, снабженного стоиорными и ходовыми вйнтами и кареткой.tripod, equipped with stoor and running gears and carriage.

На чертеже изображена схема крутильных весов.The drawing shows a diagram of torsional weights.

Предлагаемые крутильные весы содержат коромысло 1 с грузами 2 и 3, подвешенное в вакуумированном корпусе 4 на крутильной нити 5, и термокомпенсирующее устройство, со0 держащее массивное тело 6, укрепленное на конце температурочувствительного стержн  7. Последний выполнен, например, из оргстекла, фторопласта или эбонита, и установленного вдольThe proposed torsion balance contains a beam 1 with weights 2 and 3, suspended in an evacuated body 4 on the torsion thread 5, and a thermal compensating device containing a massive body 6 fixed at the end of a temperature-sensitive rod 7. The latter is made, for example, from organic glass, fluoroplast or ebonite and set along

5 линии равновеси  коромысла 1. Другой конец стержн  7 фиксируетс  во втулке 8 стопор щим винтом 9. Стойка 10 соедин ет втулку 8, зафиксированную винтом 11 с кареткой 12, насаженной 5 equilibrium lines of the rocker arm 1. The other end of the rod 7 is fixed in the sleeve 8 by a locking screw 9. A stand 10 connects the sleeve 8 fixed by the screw 11 with the carriage 12 mounted on

0 на ходовой винт 13 и расположенной внутри направл к цего цилиндра 14. Стойка 10 проходит через сквозной направл ющий паз цилиндра 14 и вместе с кареткой 12 может перемещатьс  0 onto the lead screw 13 and inside the direction toward the cylinder 14. The rack 10 passes through the through-guide groove of the cylinder 14 and together with the carriage 12 can move

5 без вращени  в пределах этого паза только в осевом направлении цилиндра 14, Ходовой винт 13 закреплен во внутреннем кольце подшипника 15. Фланец 16 прижимает наружное кольцд5 without rotation within this groove only in the axial direction of the cylinder 14, the lead screw 13 is fixed in the inner ring of the bearing 15. The flange 16 presses the outer ring

0 подшипника 15 к цилиндру 14, стопорна  гайка 17 фиксирует внутреннее кольцо подшипника 15, На ходовом вин те 13 укреплен маховик 18 тонкой настройки температурной компенсации. Штатив 19, соединенный с направл ющи цилиндром 14, укреплен на корпусе 4. Штатив 19, цилиндр 14 с кареткой 12 и втулка 8 с винтом 9 служат в ка честве механического регул тора поло жени  и длины стержн  7, При излюрени х с помсадью данных крутильных весов изучаемой величины, например посто нной т готени /, в к честве меры могут быть использованы либо период Т колебаний коромысла (динамический режим), либо отклонени коромысла 1 от исходного положен11  равновеси  (статический режим). t) б а эти параметра ощ едел ютс  размерами крутильных весов и крутильной жесткостью X нити 5. Однако известно, что и размеры, и жесткость измен ютс вмегте с изменением TeMnejpaTyjMii. дл  компёйсации этого В;редног6 температурного влийни  служит массив кое тело б, которое Добавл ет к кру типьной  сесткости нити 5 1С1Двеса йрйвитацибннуюжёсткбсть, равную (пр малых амплитудньцс крутильных колебаний ) ..; Уп1 мее, /1 () : : где Х -гравитационна  йсесткость; т,М - масса ГРУ§oj3 2 или 3 и масс тела б соответственно t, Bj - рассто ние от оси вращени  коромысла 1 до центров масс грузов 2,3 и тела б соответственно. Стержень 7, коэффициент линейного расширени  которого значительно превосходит коэффициент линейного расши рени  . материала коромысла 1, при колебани х температуры перемещает те б вдоль линий равновеси  корогФлсла При этом измен етс  рассто ние ,что обурлавливает (при 3L а) согла но формуле (1) температурный коэффи TTMotTt W.. ттаимт  ттмгчии «f ar Tv/M-tif тл циент (i гравитационной жесткости равный где оС- длина участка стержн  7 от стопор щего винта, 9 до конца, несущего тело б. При температурна  погрешность крутильных весов в динамическом режиме работы при изменении тем ратуры на составит величину AT о(., X Аг rf.3: . . Т - ТГ--2. где лт - изменение периода колебани коромысла 1 при изменении температуры на 1C; температурный коэффициент модул  упругости материала нити 5 подвеса; o(.j - коэффициент линейного расш рени  материала нити 5. Из формулы (3) видно, что дл  до- тижени  температурной компенсации есов необходимо, чтобы первый член равой части был равен сумме трех стальных членов. У вольфрамовой ити подвеса изготовить оромысло из легких немагнитных материалов (кварц стекло, ситал) с маым коэффициентом линейного расширеи  то из выражений (2) и (3) получаем уравнение температурной компенсации в виде., . A .() 3di.x При условии () справедливо и дл  статического режима работы весов. Из уравнени  (4) следует, что температурна  по грваность весов может быть сведена к минимуму выбором длины L стержн  7 (груба  компенсаци ) с последую14ей настройкой рассто ни , . а между взаимодействующими массами 3 и б с помощью маховика 18. ПустьY 0rlf что легко обеспечить дл  весов с. 10 С, а -2 см, d. -1 .-lOT Тогда дл  обеспечени  температурной компенсации потребуетс  стержень длиной ,4 см. Если Х-5., .В-10 см, in-1 г, то дл  получени  X,-5 ..10-CGS тело б должно иметь массу M-5d г (радиус тела б при плотности 8,5 гсм составит 1,1 см). Такую массу можно разместить так, чтобы а«2 см. После отжига нити 5 подвеса током высокой частоты, когда в ней .снимают  внутренние напр жени , устран етс  Лрейф нуль-пункта и устанавливаетс  окончательное положение равновеси  коромысла 1, тело б вМесте со стержнем 7 устанавливаетс  на линии равновеси  коромысла 1, Критерием правильности такой установки  вл етс  равенство между интервалами времэни, в течение которых движущеес  коромлсло находитс  по разные стороны от начального положени  равновеси . Предложенные крутильные весы обеспечивают уменьшение температурной погрешности, обусловленной в основном термоэластическим коэффициентом вольфрамовой нити подвеса ( ,б . 10 ) , примэрно, на два пор дка. Следовательно, погроиность на составит величину 4. При наличии оптимальной геометрии и магнитного демпфировани  качаний такие весы обеспечат проведение метрологических измерений в обычных лабораторных услови х. Точность определени  гравитационной посто нной на длиннопериодных вакуутрованных весах может составить 10 . Погрешность измерений у полевых гравитационных вариометров, изготовленных на базе предлагаемых крутильных весов. ПОНИЗИТСЯ До сотых долей ответа.0 of the bearing 15 to the cylinder 14, the lock nut 17 fixes the inner ring of the bearing 15. On the running screw 13, the flywheel 18 of the fine tuning of the temperature compensation is fixed. A tripod 19 connected to the guides of the cylinder 14 is mounted on the housing 4. The tripod 19, the cylinder 14 with the carriage 12 and the sleeve 8 with the screw 9 serve as a mechanical regulator of the position and the length of the rod 7. During eruptions with these torsion bars the weights of the quantity being studied, for example, the constant tension /, as a measure can be used either the period T of oscillations of the rocker arm (dynamic mode), or the deviation of the rocker arm 1 from the initial set of equilibrium (static mode). t) bb these parameters are the dimensions of the torsion balance and the torsional rigidity X of the thread 5. However, it is known that both the dimensions and the rigidity change in the year with a change in TeMnejpaTyjMii. To compensate for this B; reddn of the temperature effect, an array of body b is used, which adds to the core the 5 s of the thread 5 1С1 the weight of the piston rigidity equal to (for small amplitudes of torsional oscillations); Pack 1, / 1 ():: where X is the gravitational intensity; t, M is the mass of GRU§oj3 2 or 3 and body mass b, respectively, t, Bj is the distance from the axis of rotation of the rocker arm 1 to the centers of mass of the goods 2.3 and body b, respectively. Pin 7, the linear expansion coefficient of which far exceeds the linear expansion coefficient. The material of the rocker arm 1, with temperature fluctuations, moves te b along the equilibrium lines of the korogFlash. This changes the distance, which (at 3L a) agrees formula (1) to the temperature coefficient TTMotTt W .. timttmgchii "f ar Tv / M- tif t cient (i gravitational rigidity is equal to where OS is the length of the section of the rod 7 from the locking screw, 9 to the end carrying the body) B. At temperature, the torsion balance error in the dynamic mode of operation when the temperature changes by the value AT о (., X Ar rf.3: ... T - TG - 2. where lt is the change in the period of oscillation of the core when the temperature changes by 1 ° C; the temperature coefficient of the elastic modulus of the material of the suspension yarn 5; o (.j is the linear expansion coefficient of the material of the yarn 5. From formula (3) it can be seen that, in order to achieve temperature compensation of the ests, it is necessary that Equal part was equal to the sum of three steel members.In a tungsten iti suspension, manufacture an Ormoscale of light non-magnetic materials (quartz glass, sital) with a linear linear expansion coefficient. From expressions (2) and (3) we get the temperature compensation equation in the form.,. A. () 3di.x Provided () is also true for the static operation mode of the balance. It follows from Eq. (4) that the temperature diminution of the balance can be minimized by choosing the length L of rod 7 (coarse compensation) with the subsequent setting of the distance,. and between the interacting masses 3 and b with the help of a flywheel 18. Let Y 0rlf which is easy to provide for scales with. 10 C, and -2 cm, d. -1.-LOT Then, in order to provide temperature compensation, a rod with a length of 4 cm is required. If X-5.,. B-10 cm, in-1 g, then to obtain X, -5 .10-CGS, body b must have mass M-5d g (body radius b at a density of 8.5 gsm will be 1.1 cm). Such a mass can be placed in such a way that a 2 cm is established on the balance line of the rocker arms 1. The criterion for the correctness of such an installation is the equality between the time intervals during which the moving arm is located on opposite sides of the initial equilibrium position. The proposed torsion balance provides a reduction in temperature error, mainly due to the thermoelastic coefficient of the tungsten suspension thread (, b. 10), approximately by two orders of magnitude. Consequently, the magnitude of the magnitude will be 4. In the presence of optimal geometry and magnetic damping of oscillations, such scales will provide metrological measurements in conventional laboratory conditions. The accuracy of determining the gravitational constant on long-period vacuum scales can be 10. Measurement error at field gravitational variometers, made on the basis of the proposed torsion weights. Will drop to the hundredths of an answer.

Claims (3)

1. Крутильные весы, содержащие коромысло с грузами и зеркалами, подвешенное с помощью крутильной нит в вакуумированном корпусе, отличающиес  тем, что, с целыб уменьшени  температурной погрешности при измерени х,в них установлено термокомпенсиругацее устройство, в&полненное в форме массивного тела, укрепленного на. концестержн , который расположен вдоль линии равновеси  коромысла и соединен с корпусом1. Torsion scales containing a yoke with weights and mirrors, suspended using torsional nit in an evacuated body, characterized in that, with the aim of reducing the temperature error in the measurements, they are equipped with a thermal compensating device in the shape of a massive body reinforced on. concession, which is located along the balance line of the rocker and is connected to the body посредством регул тора положенийthrough position adjuster и длины стержн .and rod lengths. 2. Весы поп,1, отличаюJI и е с   тем, что механический2. Libra pop, 1, is different from JI and e with the fact that mechanical регул тор псшожени  и длины стержн  выполнен в форме штатива, снабженно .го стопорйшжтГ-Ш-дЬ-йНШ-в-йнтамии кареткой.The pszhozheni and rod length regulator is made in the form of a tripod, equipped with its stopset-G-db-ynsh-in-piece and carriage. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1. Сагитов М.У. Посто нна  т готени  и масса земли, 1969, с.48-85.1. Sagitov M.U. Permanent and ground mass, 1969, pp.48-85. 2.Брагинский В.Б. Физические экспе4)именты с Пробными телами, 1970, с.67.2. Braginsky V.B. Physical experiments4) with Test Bodies, 1970, p.67. 3. Карагиоз О.в..и др. Об определений гравйтац ион ной посто нной вакуумированными футильными весами. Извести  АН СССР Физика Земли, № 5, 1976, с.108. 3. Karagioz, O., et al., On the definitions of gravity ion constant evacuated by vacuum futile weights. Lime USSR Academy of Sciences Physics of the Earth, № 5, 1976, p.108.
SU772496246A 1977-06-13 1977-06-13 Ring balance SU693323A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772496246A SU693323A1 (en) 1977-06-13 1977-06-13 Ring balance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772496246A SU693323A1 (en) 1977-06-13 1977-06-13 Ring balance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU693323A1 true SU693323A1 (en) 1979-10-25

Family

ID=20713282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772496246A SU693323A1 (en) 1977-06-13 1977-06-13 Ring balance

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU693323A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691622C2 (en) * 2018-08-01 2019-06-17 Олег Всеволодович Карагиоз Method for determining gravitational constant based on contribution of carriages at moments of attraction
RU2714518C2 (en) * 2019-07-01 2020-02-18 Олег Всеволодович Карагиоз Method of gravitational constant determination with addition of oscillation period in the absence of carriages

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691622C2 (en) * 2018-08-01 2019-06-17 Олег Всеволодович Карагиоз Method for determining gravitational constant based on contribution of carriages at moments of attraction
RU2714518C2 (en) * 2019-07-01 2020-02-18 Олег Всеволодович Карагиоз Method of gravitational constant determination with addition of oscillation period in the absence of carriages

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fitzgerald et al. Newton's gravitational constant with uncertainty less than 100 ppm
US3897681A (en) Force measuring apparatus of the vibratory string type
JPS647329B2 (en)
Luo et al. Status of measurement of the Newtonian gravitational constant G
Richter et al. The Frankfurt calibration system for relative gravimeters
SU693323A1 (en) Ring balance
Arnautov et al. " Gabl", an absolute free-fall laser Gravimeter
Milyukov et al. The Newtonian gravitational constant: modern status of measurement and the new CODATA value
Xu et al. Analysis of vibration sensitivity induced by the elastic deformation of vertical optical reference cavities
US4815549A (en) Portable weighing device having improved resolution
Fitzgerald et al. A method to measure Newton's gravitational constant
Wyckoff The Gulf gravimeter
US2624564A (en) Balance
Luo et al. Scheme of G measurement with large amplitude torsion pendulum
US3354698A (en) Mass measuring system
Rivetti et al. An Inertial, low-capacity balance designed to be accommodated on board the International Space Station
Probst et al. Investigation of a hydrostatic weighing method for a 1 kg mass comparator
US1998345A (en) Gravity meter with compensator
US3580095A (en) Constant meshing force rack and pinion
Sakuma Recent developments in the absolute measurement of gravitational
Cahn et al. The Cahn Gram Electrobalance
SU1086397A1 (en) Method of determination of gravity acceleration relative value
SU492837A1 (en) The method of determining the gravitational constant
Cook Recent developments in the absolute measurement of gravity
US2959961A (en) Gravimeter