Лабораторная работа №4
ЭТАЛОНИРОВАНИЕ ГРАВИМЕТРА МЕТОДОМ НАКЛОНА.
Цель работы – изучение одного из способов эталонирования гравиметров и получение практических навыков при работе с прибором.
Основы теории.
Под эталонированием гравиметров обычно понимают определение цены деления их отчетного устройства. В методе наклона используются те же теоретические положения, что и при регулировке уровней. Как известно из теории гравиметров, наклон гравиметра эквивалентен уменьшению силы тяжести (см. лаб. раб. №2, рис. 5). Уменьшение силы тяжести g при наклоне гравиметра на угол можно вычислить по приближенной формуле:
,
(1)
где g – абсолютное значение силы тяжести в точке эталонирования.
Таким образом, если наклонить гравиметр на известный угол , можно вычислить изменение силы тяжести g. Записав отсчеты по отсчетному устройству прибора в горизонтальном положении (S0) и при наклонном положении (S1), цену деления можно вычислить следующим образом:
(2).
Для определения угла наклона гравиметра в настоящее время применяются установки УЭГП-1, где измерение угла осуществляется с помощью высокоточных оптических устройств. Однако приближенно угол наклона можно определить, зная базу гравиметра А и шаг винта d (рис. 7) и учитывая, что при малых углах наклона справедливо равенство t=.
Порядок эталонирования.
Устанавливают гравиметр на прочном основании, выводят уровни в нулевое положение, подключают питание, берут и записывают отсчет S0.
Поворачивают ближний к оператору установочный винт на 1-2 оборота (в любую сторону). При этом пузырёк продольного уровня уйдет от нулевого положения, фиксируя наклон гравиметра. Поперечный уровень должен оставаться на месте. Берут и записывают отсчет S1.
Зная базу гравиметра А и шаг его установочного винта d, вычисляют угол :
,
где n – угол поворота установочного винта гравиметра при наклоне (в долях оборота). Для повышения точности определения угла поворота на верхней поверхности винта у многих гравиметров нанесены риски.
Вычисляют цену деления гравиметра по формуле (2). Затем ещё дважды повторяют эталонирование с соответствующими вычислениями. По трём полученным значениям С вычисляют среднюю квадратическую погрешность определения цены деления по формуле:
,
где Ci – отклонения цены деления от её среднего значения,
k – количество определений цены деления.
При работе удобно заполнять таблицу по следующей форме:
Таблица 4.
Номер приема |
S0 |
S1 |
n |
|
C |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Написать отчёт, где описать, как проводилась работа, привести полученные данные, расчёт погрешности и ответить на следующие вопросы:
А. Какие другие способы эталонирования гравиметров Вы знаете? В чём их отличия и сходство со способом наклона?
В. Вы проводили эталонирование, наклоняя гравиметр вдоль оси продольного уровня. А можно ли это проделать, наклоняя гравиметр вдоль оси поперечного уровня? Почему?
С. Проведено исследование цены деления на установке УЭГП-1 и на эталонировочном полигоне. Средние значения цен деления, полученные одним и другим способом, значительно различаются между собой. Почему? Какому из значений следует доверять?