DE1111408B

DE1111408B - Device for gravity measurement on a moving platform, especially sea gravimeter

Info

Publication number: DE1111408B
Application number: DEA32673A
Authority: DE
Inventors: Dr Anton Graf
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1959-08-15
Filing date: 1959-08-15
Publication date: 1961-07-20

Description

Einrichtung zur Schweremessung auf bewegter Plattform, insbesondere Seegravimeter Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Messung der Erdschwere auf schwankendem Fundament, bei der die der Schwerewirkung unterworfene Gravimetermasse elastisch an eine Gleichgewichtslage gefesselt und durch Richtkräfte, vorzugsweise durch Verspannungen mittels Fäden, so in ihrer Bewegungsfreiheit eingeengt ist, daß sich die Masse unter dem Einfluß äußerer Kräfte im wesentlichen nur in vertikaler Richtung verlagern kann, wobei Mittel zur starken Dämpfung dieser Bewegung vorgesehen sind.Device for gravity measurement on a moving platform, in particular Sea gravimeter The subject of the invention is a device for measuring the gravity of the earth on a fluctuating foundation, with the gravimeter mass subjected to gravity elastically tied to a position of equilibrium and by directional forces, preferably through tension by means of threads, so is restricted in their freedom of movement, that under the influence of external forces the mass is essentially only vertical Can shift direction, means provided for strong damping of this movement are.

Bekanntlich haben sich solche Gravimeter nach A. Graf - wie sie beispielsweise im deutschen Patent 1006170 beschrieben sind - in jüngster Zeit zur Schweremessung auf See eingeführt, wobei es die Besonderheiten in der Konstruktion dieses Gravimetertyps mit sich bringen, daß horizontale Beschleunigungskomponenten, die etwa durch Stampf- und Rollbewegungen des das Gravimeter befördernden Fahrzeuges entstehen, keinen Einfluß auf die Bewegung der Gravimetermasse nehmen, solange sich diese nur in vertikaler Richtung bewegen kann. Es wird deshalb mit Gravimetern dieser Art im wesentlichen neben dem Einfluß des statischen Schwerewertes der Einfluß vertikal ausgerichteter Beschleunigungskomponenten erfaßt, die im wesentlichen zu harmonischen Schwingungen der Gravimetermasse Anlaß geben. Die Schwingungen werden aufgezeichnet und aus der Aufzeichnung der statische Schwerewert ermittelt. It is well known that such gravimeters according to A. Graf - like them, for example are described in German patent 1006170 - recently for gravity measurement introduced at sea, whereby there are special features in the construction of this type of gravimeter bring with them that horizontal acceleration components, which are caused by and rolling movements of the vehicle transporting the gravimeter arise, none Influence the movement of the gravimeter mass, as long as it is only in a vertical position Direction can move. It is therefore essentially with gravimeters of this type In addition to the influence of the static gravity value, the influence of vertically aligned Acceleration components are recorded, which essentially lead to harmonic oscillations give cause for the gravimeter mass. The vibrations are recorded and taken from the Recording of the static severity value determined.

Es ist auch bekannt, daß die Auswertung der Gravimeterregistrierung hinsichtlich zweier Effekte, die bei statischen Schweremessungen nicht vorkommen, korrigiert werden muß. Sie sind unter dem Namen Eötvös-Effekt und Browne-Effekt bekannt (second order corrections). It is also known that the evaluation of the gravimeter registration with regard to two effects that do not occur in static gravity measurements, must be corrected. They are under the name Eötvös effect and Browne effect known (second order corrections).

Der erste Effekt betrifft die Verringerung der zu messenden Erdbeschleunigung durch die Fliehkraftänderung. Fährt man das Gravimeter mit einem Fahrzeug von West nach Ost, also in Richtung der Erddrehung, so wird die Fliehkraft vergrößert, die Erdbeschleunigung also verkleinert, und die Korrektion, die von der Schiffsgeschwindigkeit, der geografischen Breite und dem Schiffskurs abhängt, muß zum Meßwert addiert werden. Das umgekehrte ist bei einer Ost-West-Fahrt der Fall. Praktisch bemüht man sich deshalb, das Gravimeter während der Messung auf einem Nord-Süd-Kurs zu transportieren. The first effect concerns the reduction of the acceleration due to gravity to be measured due to the change in centrifugal force. If you drive the gravimeter with a vehicle from the west to the east, i.e. in the direction of the earth's rotation, the centrifugal force is increased The acceleration due to gravity is reduced, and the correction that depends on the speed of the ship the latitude and the course of the ship must be added to the measured value. The opposite is the case on an east-west journey. Practically one tries therefore to transport the gravimeter on a north-south course during the measurement.

Der sogenannte Browne-Effekt bewirkt, daß auf einer schwankenden Plattform nicht die gleiche Erdbeschleunigung gemessen wird wie auf festem Untergrund. Ein kardanisch aufgehängtes Gravimeter stellt sich dort wegen des Vorhandenseins von Horizontalbeschleunigungskräften in ein Scheinlot ein, in dem der Meßwert nicht frei von Anteilen horizontalgerichteter Beschleunigungskomponenten ist. In diesem Scheinlot ist der Meßwert also größer als auf nicht schwankendem Fundament. The so-called Browne effect causes on a fluctuating The same acceleration due to gravity is not measured on the platform as on solid ground. A gimbal-mounted gravimeter appears there because of its presence of horizontal acceleration forces in a dummy perpendicular in which the measured value is not is free from proportions of horizontally directed acceleration components. In this The measured value is therefore larger than on a non-fluctuating foundation.

Zu einem beliebigen Zeitpunkt setzt sich der Meßwert auf schwankendem Fundament unter gewissen Annahmen über die Natur der äußeren Kräfte wie folgt zusammen: In (1) bezeichnet g die gemessene Erdbeschleunigung, gz die Schwerkraft im wahren Lot, hx und hy Beschleunigungsbeträge von orthogonalen Horizontalkomponenten und Zx bzw. zy die Beträge vertikal gerichteter Komponenten entsprechender Frequenz.At any given point in time, the measured value on a fluctuating foundation is composed as follows under certain assumptions about the nature of the external forces: In (1) g denotes the measured acceleration due to gravity, gz the force of gravity in the true perpendicular, hx and hy acceleration amounts of orthogonal horizontal components and Zx and zy the amounts of vertically directed components of the corresponding frequency.

Da Zx und zy mit gz gleichgerichtet sind, ist der Mittelwert, über eine Schwingungsperiode genommen, gleich gz. Da ferner der Mittelwert von hX2 cos2 w1 und h 2 co hy % ist e und hy2 cos2 C1)2 , t gleich hX212 bzw. 2 ist, ergibt sich unter Berücksichtigung der Tatsache, daß gz wesentlich größer als alle anderen Größen ist, aus der binomischen Entwicklung der Quadratwurzel in (1) 4g=g-g=(h2th2)/4/g. (2) Zur Erfassung der Browne-Korrektion ist deshalb also eine Messung der Horizontalbeschleunigungskomponenten hx und hy erforderlich. Vening-Meines z gelang die Ermittlung der Horizontalbeschleunigungskomponenten indirekt durch Messungen an Pendeln langer Schwingungsdauer. Diese Methode läßt sich jedoch nur auf U-Booten anwenden, da Pendel an der Wasseroberfläche sehr.wenig stabil sind. Eine solche Erfassung der Browne-Korrektion ist zudem aus theoretischen Gründen -problematisch.Since Zx and zy are rectified with gz, the mean is about an oscillation period is taken, equal to gz. Furthermore, since the mean value of hX2 cos2 w1 and h 2 co hy% is e and hy2 cos2 C1) 2, t is equal to hX212 or 2, results under Taking into account the fact that gz is much larger than any other size is, from the binomial expansion of the square root in (1) 4g = g-g = (h2th2) / 4 / g. (2) To record the Browne correction, a measurement of the horizontal acceleration components is therefore necessary hx and hy required. Vening-Meines z succeeded in determining the horizontal acceleration components indirect by measurements on pendulums with long periods of oscillation. However, this method can be only use on submarines, as pendulums are very unstable on the surface of the water. Such a recording of the Browne correction is also for theoretical reasons -problematic.

Untersucht man nämlich, wie genau die Horizontalkomponenten zur Durchführung der Korrektur bekannt sein müssen, so -findet man, daß gerade, wenn diese Komponenten relativ leicht zu ermitteln sind, nämlich bei kleinen Werten, der Betrag dieser Komponenten nur relativ grob bekannt sein muß (auf 1000 bis 2000 mGal), daß aber, wenn diese Komponenten relativ schwer zu bestimmen sind, nämlich bei großen Beschleunigungen, diese auch relativ sehr genau bekannt sein müssen (bei Beschleunigungswerten von etwa 60 000 auf etwa 33 mGal). Diese ist darauf zurückzuführen, daß die Beschleunigungskomponenten quadratisch in die Browne-Korrektur eingehen.One examines namely, how exactly the horizontal components for implementation the correction must be known, one finds that just when these components are relatively easy to determine, namely in the case of small values, the amount of these Components only needs to be known roughly (to 1000 to 2000 mGal), but that if these components are relatively difficult to determine, namely at high accelerations, these must also be known relatively very precisely (with acceleration values of about 60,000 to about 33 mGal). This is due to the fact that the acceleration components go into the Browne correction as a square.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist es deshalb auch bereits bekannt, auf die kardanische Aufhängung des Gravimeters zu verzichten und das Gerät auf einer kreiselstabilisierten Plattform anzuordnen. Das Gravimetersystem stellt sich dann nicht in das erwähnte Scheinlot ein, sofern die Stabilisation genügend exakt ist. Diese Methode hat sich bislang allgemein bei seegravimetrischen Messungen eingeführt. Die erzielbare Horizontierung des Instrumentes ist mit den zur Verfügung stehenden technischen Mitteln hinsichtlich der Browne-Korrektur befriedigend. It is therefore already to avoid these difficulties known to do without the cardanic suspension of the gravimeter and the device to be arranged on a gyro-stabilized platform. The gravimeter system represents then does not engage in the mentioned dummy solder, provided that the stabilization is sufficient is exact. This method has so far generally been used in marine gravimetric measurements introduced. The achievable leveling of the instrument is available with the the available technical means with regard to the Browne correction are satisfactory.

Neuere dynamische Untersuchungen von C. Harrison und B. Loncarevic zeigten jedoch die Notwendigkeit einer weiteren Korrektion, die höhere Anforderungen an die Stabilität der Plattform stellt. Ist die Plattform nicht genau horizontal und weicht die Lage der Plattform etwa um den Winkel a vom Horizont ab, so mißt man für den Fall, daß die Horizontalkomponenten mit diesem Winkel in Phase sind, noch die Sinuskomponente der Beschleunigung mit und erhält so eine Korrektion, die dem Produkt des halben Neigungswinkels mit dem Betrag der Beschleunigungskomponente im zeitlichen Mittel proportional ist. Recent dynamic studies by C. Harrison and B. Loncarevic however, showed the need for further correction, the higher the requirements to the stability of the platform. Is the platform not exactly horizontal? and if the position of the platform deviates from the horizon by approximately the angle a, then measure one for the case that the horizontal components are in phase with this angle, nor the sine component of the acceleration and thus receives a correction that the product of half the angle of inclination with the magnitude of the acceleration component is proportional to the time average.

In diese Korrektion geht sonst der Betrag der Beschleunigungskomponente - im Gegensatz zur Browne-Korrektur - lediglich linear ein, und die Bestimmung dieser Komponente ist deshalb praktisch relativ unkritisch, jedoch ist es schwierig, den Neigungswinkel der Plattform gegen den wahren Horizont auf offener See zu messen. Man ist deshalb bereits so vorgegangen, daß man den verwendeten Kreiseltisch an Land hinsichtlich seiner Abweichungen bei künstlich erzeugten Horizontalbeschleunigungen untersuchte und die Abweichungen vom wahren Horizont in Tabellenform festhielt. Dieses Vorgehen ist umständlich und unsicher, wobei zudem die einfache Harrison-Korrektur nur bei der Phasendifferenz Null zwischen dem Neigungswinkel und der Horizontalbeschleunigungskomponente gültig ist, so daß man praktisch immer mit Korrekturfehlern nicht vernachlässigbarer Größe rechnen muß. Die Untersuchungen über diese Erscheinungen und über deren praktische Auswirkungen sind noch im Gange. Otherwise the amount of the acceleration component goes into this correction - in contrast to the Browne correction - only linear one, and the determination of this Component is therefore practically relatively uncritical, but it is difficult to To measure the angle of inclination of the platform against the true horizon on the open sea. One has therefore already proceeded in such a way that the gyro table used is turned on Land with regard to its deviations in the case of artificially generated horizontal accelerations and recorded the deviations from the true horizon in tabular form. This procedure is cumbersome and unsafe, with the simple Harrison correction only at zero phase difference between the inclination angle and the horizontal acceleration component is valid, so that one practically always with correction errors cannot be neglected Size has to be reckoned with. Investigations into these phenomena and their practical ones Effects are still ongoing.

Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem obigen Sachverhalt resultierenden Schwierigkeiten zu beseitigen. It was the object of the present invention to learn from the above Eliminate factual resulting difficulties.

Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zur Messung der Erdschwere auf schwankendem Fundament. bei der die der Schwerewirkung unterworfene Gravimetermasse elastisch an eine Gleichgewichtslage gefesselt und durch Richtkräfte vorzugsweise durch Verspannungen mittels Fäden so in ihrer Bewegungsfreiheit eingeengt ist, daß sich die Masse unter dem Einfluß äußerer Kräfte im wesentlichen nur in vertikaler Richtung verlagern kann, wobei Mittel zur starken Dämpfung dieser Bewegung vorgesehen sind, vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß das Gravimetersystem starr oder in kardanischer Aufhängung auf einem nach zwei Richtungen horizontal verschiebbaren Schlitten gelagert ist und daß Horizontalbeschleunigungsfühler über eine Servosteuerung den Schlitten gegenphasig zu den Fundamentbewegungen verschieben. According to the invention a device for measuring the gravity of the earth is provided on a shaky foundation. where the gravimeter mass subjected to gravity elastically tied to a position of equilibrium and preferably by directional forces is so restricted in its freedom of movement by tension by means of threads that Under the influence of external forces, the mass is essentially only vertical Can shift direction, means provided for strong damping of this movement are proposed, which is characterized in that the gravimeter system is rigid or in cardanic suspension on a horizontally displaceable in two directions Slide is mounted and that horizontal acceleration sensor via a servo control move the slide out of phase with the foundation movements.

Der Einrichtung nach der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Wirkung von Horizontalbeschleunigungskräften auf das Gravimetersystem durch Kompensation der Kräfte selbst zu vermeiden. Auf die Ausbildung des Gravimetersystems kommt es hierbei nicht an, sofern dieses nur zur Schweremessung auf schwankendem Fundament geeignet ist. The device according to the invention is based on the idea that Effect of horizontal acceleration forces on the gravimeter system through compensation to avoid the forces themselves. It depends on the formation of the gravimeter system this does not apply if this is only for gravity measurement on a fluctuating foundation suitable is.

In den Figuren sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In the figures are preferred embodiments of the invention shown.

Fig. 1 zeigt das Gravimetersystem schematisch im Detail; in Fig. 2 ist ein Beispiel einer Anordnung nach der Erfindung dargestellt; Fig. 3, 4 und 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele. Fig. 1 shows the gravimeter system schematically in detail; in Fig. Figure 2 shows an example of an arrangement according to the invention; Figs. 3, 4 and 5 show further exemplary embodiments.

In Fig. 1 bezeichnen 1 und 1' zwei Torsionsfedern. deren Federachsen horizontal angeordnet sind. Sie sind mit ihren freien Enden sowohl an einem Rahmen 2 als auch an der Gravimetermasse 3 befestigt und so weit vortordiert, daß der Schwerpunkt der Gravimetermasse 3 und die Federachse eine horizontale Ebene bilden. Die elastischen Kräfte der Federn halten also der Gravimetermasse unter dem Einfluß der normalen Erdbeschleunigung in einer Horizontalebene das Gleichgewicht. In Fig. 1, 1 and 1 'denote two torsion springs. their spring axes are arranged horizontally. Their free ends are both on a frame 2 and attached to the gravimeter mass 3 and so far vorordiert that the center of gravity the gravimeter mass 3 and the spring axis form a horizontal plane. The elastic Forces of the springs keep the gravimeter mass under the influence of the normal Gravitational acceleration in a horizontal plane the equilibrium.

Um den störenden Einfluß von Horizontalbeschleunigungen aus dem Meßergebnis zu eliminieren, ist die Gravimetermasse 3 durch Verspannungen 4, 4', 5, 5'. About the disturbing influence of horizontal accelerations from the measurement result to be eliminated is the gravimeter mass 3 due to tension 4, 4 ', 5, 5'.

6, 6' und zwei weitere, nicht sichtbare Verspannungen so in ~ ihrer Bewegungsfreiheit eingeengt, daß sie sich nur in einer vertikalen Richtung bewegen kann.6, 6 'and two other, invisible tensions in ~ their Freedom of movement restricted so that they only move in a vertical direction can.

Da es nur schwer möglich ist, einen den Anforderungen entsprechenden völlig linearen Ausschlag über den gesamten Bereich der praktisch auftretenden Beschleunigungsänderungen zu verwirklichen, ist das Meßsystem nach einem Vorschlag von A. Graf unter Verwendung von Dämpfungsmitteln extrem stark in seiner Schwingungsfähigkeit gedämpft. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient hierzu die magnetische Dämpfung 7, die so ausgebildet ist, daß sie proportional der Geschwindigkeit des bewegten Systems wirkt. Since it is difficult to find one that meets the requirements completely linear deflection over the entire range of practically occurring changes in acceleration to realize, the measuring system is based on a proposal by A. Graf using extremely strongly damped in its ability to vibrate by damping means. In the present Embodiment serves this purpose, the magnetic damping 7, which is so designed is that it acts proportionally to the speed of the moving system.

Nur in diesem Falle ist der Mittelwert der gedämpften Schwingung unabhängig vom Dämpfungsgrad des Systems.Only in this case is the mean value of the damped oscillation independent the degree of damping of the system.

In die Anzeige des Gravimeters gehen also infolge seiner Ausbildung nun nur noch Vertikalbeschleunigungen ein, die sich durch die diesen Beschleunigungen entsprechenden mehr oder weniger periodischen Bewegungen der Gravimetermasse um diejenige Lage, die dem gerade vorherrschenden Erdschwerewert entsprechen würde, zu erkennen geben. Infolge der linearen bzw. symmetrischen Anzeige des Gravimeters lassen sich jene Beschleunigungen durch Mittelwertbildung in einfacher Weise aus den Messungen eliminieren. So go into the display of the gravimeter as a result of its training now only vertical accelerations, which result from these accelerations corresponding more or less periodic movements of the gravimeter mass the position that would correspond to the currently prevailing gravity of the earth, make known. As a result of linear or symmetrical display of the gravimeter, those accelerations can be made easier by averaging Way to eliminate from the measurements.

Die Bewegungen der Gravimetermasse werden hierzu auf den Lichtzeiger 8 übertragen, der über einen mit der Gravimetermasse 3 fest verbundenen Reflektor 9 läuft und am ortsfesten Spiegel 10 reflektiert wird. Der über den Spiegel zurücklaufende Lichtzeiger 11 wird im Gesichtsfeld eines (nicht dargestellten) Ablesemikroskops beobachtet, wobei beispielsweise die Umkehrpunkte der Lichtzeigerbewegung an einer Skala beobachtet werden können. The movements of the gravimeter mass are for this purpose on the light pointer 8 transmitted via a reflector firmly connected to the gravimeter mass 3 9 runs and is reflected on the stationary mirror 10. The one running back over the mirror Light pointer 11 is in the field of view of a reading microscope (not shown) observed, for example the reversal points of the light pointer movement at a Scale can be observed.

Im allgemeinen werden die Schwingungen der Gravimetermasse z. B. über fotoelektrische Einrichtungen registriert, so daß aus der Registrierung die zu ermittelnden Schwerewerte entnommen werden können. In general, the vibrations of the gravimeter mass z. B. registered via photoelectric devices, so that from the registration the gravity values to be determined can be taken.

Hierzu kann entweder der Lichtzeiger 11 direkt zur fotografischen Registrierung benutzt werden oder aber auch auf eine lichtelektrische Einrichtung einwirken, die je nach Lage des Lichtzeigers 11 einen mehr oder weniger großen elektrischen Strom liefert, der seinerseits zur Aussteuerung eines Schreibers herangezogen werden kann. For this purpose, either the light pointer 11 can be used directly for the photographic Registration can be used or on a photoelectric device act, depending on the position of the light pointer 11 a more or less large electrical Supplies current, which in turn can be used to control a recorder can.

In Fig.2 ist in der rechten Hälfte ein Kreuzschlitten und in der linken eine kreiselstabilisierte Plattform dargestellt. Der Kreuzschlitten besteht aus einer Bodenplatte 12 mit den Seitenteilen 13, 14, in welche Führungsstangen 15, 16 eingelassen sind. Auf diesen Stangen sind die Teile 17, 18 mit Hilfe von Kugellagern verschiebbar gelagert. Diese Teile tragen eine Platte 19, die wie die Bodenplatte 12 mit Seitenteilen 20, 21 und Führungsstangen 22, 23 versehen ist. Auf den Stangen 22, 23 sind die eine Platte 28 tragenden Teile 24, 25 ebenfalls mit Hilfe von Kugellagern, von denen zwei, 26, 27, dargestellt sind, gelagert. Mit der Platte 28 ist ein Träger 29 mit dem an einem Kugelgelenk 31 aufgehängten Gravimetersystem 30 verbunden. In Fig.2 is a cross slide in the right half and in the a gyro-stabilized platform is shown on the left. The cross slide consists from a base plate 12 with the side parts 13, 14, in which guide rods 15, 16 are embedded. The parts 17, 18 are on these rods with the aid of Ball bearings slidably mounted. These parts carry a plate 19 which, like the Base plate 12 is provided with side parts 20, 21 and guide rods 22, 23. The parts 24, 25 carrying a plate 28 are also on the rods 22, 23 with the help of ball bearings, two of which, 26, 27 are shown, stored. With of the plate 28 is a carrier 29 with the gravimeter system suspended from a ball joint 31 30 connected.

Das Teil 19 kann mit Hilfe des Motors 32 über die Antriebswelle 33, Rollen 34, 35, 36, einer weiteren nicht sichtbaren Rolle und Ketten 37, 38, die an den Teilen 17, 18 befestigt sind, verschoben werden. Ganz analog wird Teil 28 auf den Stangen 22, 23 bewegt. The part 19 can with the help of the motor 32 via the drive shaft 33, Rollers 34, 35, 36, another not visible roll and chains 37, 38, the are attached to the parts 17, 18, are moved. Part 28 will be analogous on the rods 22, 23 moved.

Es sind 39 der Motor, 40 die Antriebswelle, 41, 42 die Rollen - zwei weitere Rollen sind nicht sichtbar -und 43, 44 die Ketten.There are 39 the motor, 40 the drive shaft, 41, 42 the rollers - two further rollers are not visible - and 43, 44 the chains.

Die kreiselstabilisierte Plattform besteht aus einem Fuß 45 und einem mit ihm fest verbundenen Rahmen 46. Auf diesem Rahmen ist ein Motor 47 befestigt, der über ein aus den Zahnrädern 48, 49 bestehendes Getriebe einen zweiten Rahmen 50 mit darauf befestigtem Motor 51 um die Achse 52 verdrehen kann. The gyro stabilized platform consists of a foot 45 and a frame 46 firmly connected to it. A motor 47 is attached to this frame, which has a second frame via a transmission consisting of the gears 48, 49 50 can rotate about the axis 52 with the motor 51 mounted thereon.

Der Motor 51 verstellt die Plattform 53 über die Zahnräder 54, 55 um die zur Achse 52 senkrechte Achse 56. Die beiden Motoren werden von einem Neigungsmesser, der mit 57 angedeutet ist, über die leitenden Verbindungen 64, 65 derart gesteuert, daß die Plattform 53 stets horizontal gerichtet ist.The motor 51 adjusts the platform 53 via the gears 54, 55 about the axis 56 perpendicular to the axis 52. The two motors are controlled by an inclinometer, which is indicated with 57, controlled via the conductive connections 64, 65 in such a way that that the platform 53 is always directed horizontally.

Mit der dargestellten Anordnung wird erreicht, daß an dem Gravimetersystem und somit auch an der Gravimetermasse keine Horizontalbeschleunigungen die bei der Bewegung des Fundamentes 63, etwa ein Schiffsboden, auftreten, angreifen. Es handelt sich hierbei um eine Anordnung, bei der die Horizontalbeschleunigung in zwei zueinander senkrechte Komponenten zerlegt wird. With the arrangement shown it is achieved that on the gravimeter system and thus no horizontal accelerations at the gravimeter mass as with the Movement of the foundation 63, such as a ship's bottom, occur, attack. It deals This is an arrangement in which the horizontal acceleration in two to each other vertical components are disassembled.

Zwei Beschleunigungsmesser 58, 59, die die Beschleunigung in Richtung ihrer größten Ausdehnung messen sollen, sind auf der kreiselstabilisierten Plattform angeordnet. Sie sind so eingerichtet, daß sie eine der Beschleunigung proportionale Spannung erzeugen, die zur Steuerung der Motoren ausgenutzt wird, und zwar wird die von dem Beschleunigungsmesser 59 erzeugte Spannung durch die leitende Verbindung 66 einem diese Spannung in eine über die leitende Verbindung 68 den Motor 32 beeinflussende, geeignete Steuerspannung umformenden Gerät 60 zugeführt. In gleicher Weise steuert der Beschleunigungsmesser 58 über die Verbindung 67, das Gerät 61 und die Verbindung 69 den Motor 39. mindert das Fundament 63 seinen Bewegungszustand, so tritt eine Horizontalbeschleunigung 4 auf. Diese wird von den Beschleunigungsmessem 58, 59 in zwei zueinander senkrechte Komponenten zerlegt gemessen. Two accelerometers 58, 59 showing the acceleration in the direction to measure their greatest extent are on the gyro-stabilized platform arranged. They are set up in such a way that they are proportional to the acceleration Generate voltage, which is used to control the motors, that is the voltage generated by the accelerometer 59 through the conductive connection 66 this voltage is converted into a motor 32 which influences the motor 32 via the conductive connection 68, Suitable control voltage converting device 60 is supplied. Controls in the same way accelerometer 58 via link 67, device 61 and link 69 the motor 39. if the foundation 63 reduces its state of motion, then a Horizontal acceleration 4 on. This is provided by the accelerometers 58, 59 Measured broken down into two mutually perpendicular components.

Bezeichnet f;1 den von dem Beschleunigungsmesser 58 gemessenen Anteil und 02 den von 59 gemessenen, so ist f,fT), bl+1)2=t. Die Beschleunigung t greift auch an dem Gravimetersystem an. Die Beschleunigungsmesser 58 bzw. 59 erzeugen den Beschleunigungen , bzw. b, proportionale Spannungen, die nach Umformung in den Geräten 61 bzw. 60 die Motoren 39 bzw. 32 steuern. Es greifen also an dem Gravimetersystem auch noch die durch diese Motoren geregelten Beschleunigungen an, die f 2 entgegengerichtet sind und deren Beträge gleich denen von 15 2 sind. Die an dem Gravimetersystem angreifende Summe der Horizontalbeschleunigungen ist also immer 1)1 + 1)2L) 2 = 0.F; 1 denotes the portion measured by the accelerometer 58 and 02 is the one measured by 59, then f, fT), bl + 1) 2 = t. The acceleration t takes effect also on the gravimeter system. The accelerometers 58 and 59 generate the Accelerations, or b, proportional voltages that occur after reshaping in the devices 61 and 60 control motors 39 and 32, respectively. So it affects the gravimeter system also the accelerations regulated by these motors, which f 2 counteracts and whose amounts are equal to those of 15 2. The one attacking the gravimeter system The sum of the horizontal accelerations is always 1) 1 + 1) 2L) 2 = 0.

In Fig. 2 ist mit 62 der vorgenannte Schreiber bezeichnet, dem der Strom, der ein Maß für die Lage der Gravimetermasse ist, über die Verbindung 70 zugeführt wird. In Fig. 2, the aforementioned writer is designated by 62, which the Current, which is a measure of the location of the gravimeter ground, via connection 70 is fed.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Hier bedeutet 28 wieder die Platte des in der rechten Hälfte der Fig. 2 dargestellten Kreuzschlittens. Auf diesem Teil 28 ist die kreiselstabilisierte Plattform 53 angeordnet, auf der die Beschleunigungsmesser 58, 59 und das Gravimetersystem 30' angeordnet sind. Das Gravimetersystem braucht hierbei nicht kardanisch aufgehängt zu werden. Die für die kreiselstabilisierte Plattform notwendigen Stellmotoren sind nicht dargestellt. Bei dieser Anordnung müssen die Motoren (32, 39 in Fig. 2) das Teil 28 so beschleunigen, daß die Beschleunigungsmesser 58, 59 stets die Beschleunigung Null messen, was durch eine geeignete Ausbildung der Nachlaufsteuerung erreicht wird. Another embodiment of a device according to the invention is shown in FIG. 3. Here again 28 means the plate of the one on the right Half of the Fig. 2 cross slide shown. On this part 28 is the gyro-stabilized Platform 53 is arranged on which the accelerometers 58, 59 and the gravimeter system 30 'are arranged. The gravimeter system does not need to be gimbaled to become. The servomotors required for the gyro-stabilized platform are not shown. With this arrangement, the motors (32, 39 in Fig. 2) must Part 28 accelerate so that the accelerometers 58, 59 always the acceleration Measure zero, which is achieved through a suitable design of the follow-up control will.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung. Hier ist auf einer größeren kreiselstabilisierten Plattform 53 der Kreuzschlitten angeordnet (die Antriebsmittel des Schlittens sind nicht dargestellt). Auf dem Teil 28 des Kreuzschlittens ist das Gravimetersystem 30', das wie beim zweiten Ausführungsbeispiel nicht kardanisch aufgehängt ist, angeordnet. Die Beschleunigungsmesser können entweder auf der Plattform 53 (gestrichelt gezeichnete Lage) oder auf dem Teil 28 angebracht sein. Im ersten Fall muß die Nachlaufsteuerung wie im Beispiel 1, im zweiten dagegen wie im Beispiel 2 ausgebildet sein. Fig. 4 shows a further embodiment of a device according to the invention. Here is the 53 on a larger gyro-stabilized platform Cross slide arranged (the drive means of the slide are not shown). On part 28 of the cross slide is the gravimeter system 30 ', which is the same as in the second Embodiment is not gimbaled, arranged. The accelerometer can either on the platform 53 (dashed line location) or on the Part 28 be attached. In the first case, the follow-up control must be as in the example 1, in the second, however, it can be designed as in example 2.

Diese Anordnung hat trotz ihres äußeren technischen Aufwandes den Vorzug, daß man zur Bewegung des Gravimeters nur sehr geringe Kräfte aufzubringen hat, da weder Gewichtskomponenten (bei einer Neigung von 5' beträgt der Gewichtsanteil nur 75 g, bei einer Gesamtlast des Gravimeters plus Kreuzschlitten von 50 kg) noch Trägheitskräfte auftreten. Es sind lediglich Reibungskräfte zu überwinden, die unter den erwähnten Verhältnissen kleiner als 1 kg gehalten werden können. Despite its external technical complexity, this arrangement has the The advantage is that only very small forces are required to move the gravimeter Has, since neither weight components (with a slope of 5 'the weight fraction is only 75 g, with a total load of the gravimeter plus cross slide of 50 kg) Inertial forces occur. There are only frictional forces to be overcome, which are below the mentioned ratios can be kept less than 1 kg.

Möglicherweise kann man in dem Fall, wo die Beschleunigungsmesser auf dem Teil 28 angeordnet sind, auf einen mit elektrischen Mitteln selbsttätig vor sich gehenden Nachlaufmechanismus ganz verzichten, da die Steuerung des Gravimeters auf der Plattform wegen der geringen Kräfte leicht von Hand vorgenommen werden kann. In diesem Falle würden zwei Beobachter die beiden Beschleunigungsmesser von Hand durch Vornahme von kleinen Verschiebungen des Gravimeters auf dem Kreuzschlitten auf Null einregeln. Possibly you can in the case where the accelerometer are arranged on the part 28, on one with electrical means automatically completely dispense with the follow-up mechanism, since the control of the gravimeter can easily be done by hand on the platform because of the low forces. In this case, two observers would manually operate the two accelerometers by making small shifts of the gravimeter on the cross slide adjust to zero.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung dargestellt. Das Teil 28 des Kreuzschlittens trägt das kardanisch aufgehängte Gravimetersystem 30. Auf dem Teil 28 ist ferner eine kleine kreiselstabilisierte Plattform 53 angeordnet, die die Beschleunigungsmesser trägt. Die anderen Bezugszeichen bezeichnen bereits beschriebene Teile. Die Nachlaufsteuerung muß wie bei dem zweiten Beispiel ausgebildet sein. In diesem Fall hat man zwar größere Steuerungskräfte aufzubringen, aber die gesamte Anlage hat den Vorzug, daß sie gewichtsmäßig leichter und transportabler wird, denn die kreiselstabilisierte Plattform für die Beschleunigungsmesser kann sehr klein gehalten werden. In Fig. 5 is a further embodiment of a device shown according to the invention. The part 28 of the cross slide carries the cardanic suspended gravimeter system 30. On part 28 is also a small gyro-stabilized one Platform 53 is arranged which carries the accelerometer. The other reference numbers denote parts already described. The follow-up control must be as with the second Example be trained. In this case you have greater control powers to apply, but the entire system has the advantage that it is lighter in weight and is more portable, because the gyro-stabilized platform for the accelerometer can be kept very small.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for measuring the gravity of the earth on a fluctuating Foundation in which the gravimeter mass subjected to gravity is elastic tied to a position of equilibrium and by straightening forces, preferably by bracing nations by means of threads, is so restricted in its freedom of movement that the mass is underneath shift the influence of external forces essentially only in the vertical direction can, wherein means are provided for strong damping of this movement, thereby characterized in that the gravimeter system (30, 30 ') rigid or in cardanic suspension (31) mounted on a slide (28) which can be horizontally displaced in two directions and that the horizontal acceleration sensor (58, 59) via a servo control (60, 32; 61, 39) move the slide (28) out of phase with the foundation movements.

2. Device according to claim 1 with a gimbal-mounted gravimeter system, characterized in that the acceleration sensors (58, 59) on an automatic leveled platform (53) are arranged.

3. Device according to claim 1, wherein the gravimeter system is rigid is stored, characterized in that the system (30 ') on an automatic leveled platform (53) is arranged on the carriage (28) (see. Fig. 3).

4. Device according to claim 3, characterized in that the acceleration sensor (58, 59) are arranged on the platform (53).

5. Device according to claim 1, characterized in that the carriage (28) with the gravimeter system (30 ') on an automatically leveled platform (53) is arranged (cf.

Fig 4).

6. Device according to claim 5, characterized in that the acceleration sensor (58, 59) are rigidly attached to the carriage (28).

7. Device according to claim 1, wherein the gravimeter system with the slide is arranged on the foundation, characterized in that the Acceleration sensors (58, 59) on a gyro-stabilized platform (53) the carriage (28) are arranged (see. Fig. 5).