Лабораторная работа
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОГА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ГРАВИМЕТРА
Общие сведения.
При детальных гравиметрических съемках, создании опорной гравиметрической сети, при исследованиях на геодинамических полигонах требуется измерять приращения силы тяжести гравиметрами с ошибкой 0,02-0,06 мГал, а с группой гравиметров — ошибкой 0,01 мГал (1.10-8g) и даже еще меньше.
Точность измерений зависит от класса точности и характеристик гравиметра, опытности наблюдателя и от условий наблюдений в гравиметрической рейсе (длительность рейса, температурный режим, условия транспортировки).
Номинальная точность отсчета по гравиметру 0.001 оборота микрометренного (измерительного) винта, т.е. 0,005-0,010мГал. Реальная точность отсчета, называемая порогом чувствительности, зависит от механической чувствительности упругой системы, от опытности наблюдателя, а такте от целого ряда инструментальных ошибок. Инструментальные ошибки зависят, в свою очередь, от постоянства упругих свойств чувствительной системы, качества изготовления микрометренного винта, регулировки оптической системы и отсчетного, устройства. Упругое последействие в чувствительной системе, люфт, тугой или неравномерный ход измерительного винта, нерезкое изображение рычага в поле зрения сильно сказываются на величине порога чувствительности.
Порог чувствительности может значительно различаться даже в гравиметрах одного класса точности. В высокоточных гравиметрах ГНУ-КВ, ГНУ-КС он должен составлять 0,01-0,02 мГал.
Определив порог чувствительности, можно сделать предварительное заключение о пригодности гравиметра для полевых работ.
Цель лабораторной работы — получить навык наблюдений с гравиметрической аппаратурой, требующей внимательного и аккуратного обращения, и определить порог чувствительности астазированвого гравиметра типа ГНУ-КС (гравиметр наземный, узкодиапазонный, кварцевый, класса С).
Порядок наблюдений и обработка
Для определения порога, чувствительности нужно получить надежный статистический материал, т.е. достаточно большую серию отсчетов S по гравиметру.
Отсчет берут после того, как с помощью микрометренного винта тщательно совместят изображение рычага (индекс) гравиметра с нулевым делением окулярной шкалы. Наведение всегда завершают вращением винта по часовой стрелке, добиваясь, чтобы индекс был неподвижен. Если в момент отсчета индекс совершает даже небольшие колебания, точность наблюдений будет невысокой.
После каждого отсчета микрометренный винт поворачивают против часовой стрелки на 1/4 — 1/3 оборота. В журнале отсчеты записывают; по три в строчке.
Оценка порога чувствительности по отклонениям отсчетов от среднего для всей серии не будет правомочной из-за смещения нуль-пункта, которое содержит как регулярную, так и периодические составляющие. В примере наблюдений смещение нуль-пункта проявляется в постепенном уменьшении отсчетов.
Чтобы выделить случайные вариации, отсчетов, надо исключить ход нуль-пункта гравиметра. Считая ход нуль-пункта неизменным для каждых трех отсчетов серии наблюдений, найдем по ним отклонения второго (среднего) отсчета от полусуммы крайних:
Величины выражены, как и отсчеты, в оборотах микрометренного винта.
Порог чувствительности найдем как среднее квадратическое значение из N определений:
Чтобы величину g определить достаточно надежно, нужно получить не менее 10 значений . В примере (см. таблицу) определение g сделано по 15 значениям , для чего взято 45 независимых отсчетов по гравиметру.
Пример наблюдений и обработки
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОГА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ГРАВИМЕТРА
Гравиметр ГНУ-КС № 689 Дата 4 декабря 1998 г.
С = — 6.581 мГал/обНаблюдал Ковалев К.,
Записывал Литвинская Е.
|
Показание гравиметра |
, |
|||
|
|
|
|
10-3об |
|
|
5.657(1) |
5,660(2) |
5,650(3) |
+6 |
|
|
5.659(4) |
5,661(5) |
5,657 |
+3 |
|
|
5.666 |
5,648 |
5,652 |
-11 |
|
|
5.657 |
5,654 |
5,649 |
+1 |
|
|
5,645 |
5,651 |
5,645 |
+6 |
|
|
5,641 |
5,641 |
5,647 |
-3 |
|
|
5,640 |
5,645 |
5,636 |
+7 |
|
|
5,621 |
5,628 |
5,631 |
+2 |
|
|
5,623 |
5,632 |
5,629 |
+6 |
|
|
5,625 |
5,628 |
5,638 |
-4 |
|
|
5,626 |
5,617 |
5,627 |
-9 |
|
|
5,623 |
5,626 |
5,621 |
+4 |
|
|
5,620 |
5,613 |
5,618 |
-6 |
|
|
5,623 |
5,616 |
5,617 |
-4 |
|
|
5,615 |
5,624 |
5,618(45) |
+8 |
|
|
|
|
||||