Определение цены деления счетчика измерительного устройства гравиметра по пунктам с известными приращениями силы тяжести



Дата16.04.2019
өлшемі269.5 Kb.
#100843

МГУ имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, отделение геофизики

Гравиразведка, 2й курс Работа 3. Определение цены деления гравиметра


РАБОТА 3.

Определение цены деления счетчика измерительного устройства гравиметра

по пунктам с известными приращениями силы тяжести

Цена деления –

это разность значений между

двумя соседними отметками шкалы,

выраженная в единицах измерения.

  1. Цель работы

Изучить методику подготовки гравиметров к полевым работам.


  1. Задачи работы

Вычислить цену оборота (или деления) счетчика гравиметра и точность единичного измерения по данным предложенным преподавателем.


  1. Краткая теоретическая основа

В результате измерений с гравиметром Вы получаете изменения силы тяжести в условной системе единиц, а именно, в отсчетах измерительного устройства, отвечающих оборотам микрометрического винта относительно какого-то уровня. Для перехода от оборотов винта к миллигалам необходимо знать цену деления, т.е. какое число мГал отвечает одному полному обороту измерительного устройства. Определение этого коэффициента или функции, преобразующей условные единицы в миллигалы, называют эталонировкой гравиметра. В настоящее время эталонировку производят одним из двух способов: либо путем измерений на пунктах с точно известными превышениями (приращениями) силы тяжести g между этими пунктами; либо методом наклона на одной опорной точке, где известна абсолютная величина g силы тяжести.

В первом способе цена оборота (или деления) счетчика гравиметра определяется на эталонировочном полигоне, на котором имеется не менее трех опорных пунктов с известными приращениями силы тяжести. Наблюдения осуществляют замкнутыми звеньями, начинающимися и заканчивающимися на одном и том же опорном пункте. Для повышения точности выполняются многократные повторные измерения при этом продолжительность каждого звена по времени не должна превосходить среднего временного интервала линейного сползания нуль-пункта эталонируемого прибора.

Одновременно определяется важная характеристика прибора – среднеквадратическая погрешность единичного измерения, т.е. параметр, который определяет, какое минимальное приращение силы тяжести возможно достоверно измерить.

Также во время этих работ определяется промежуток времени, гарантирующий возможность линейного учета смещения нуль-пункта гравиметра в пределах требуемой точности или определение методики учета криволинейности нуль-пункта с требуемой точностью. Контроль за поведением нуль-пункта осуществляется построением графиков сползания нуль-пункта. График изменения нуль-пункта представляет собой кривую функциональной зависимости отсчета на одной и той же точке (контрольной или опорной) от времени (рис. 1).

Расчет указанных трех параметров (цена деления, погрешность единичного измерения и промежуток времени линейного сползания нуль-пункта) выполняется по следующей схеме.
3.1. Обработка измерений на пунктах с известными приращениями силы тяжести ведется заполнением формы таблицы 1.

- Для каждого пункта звена рассчитывается и вводится поправка за изменение (сползание) нуль-пункта Rj по формуле:



, SRj = Sj + Rj

(1)

где SН и SК – соответственно начальный и конечный отсчеты на исходном пункте полигона в звене; tН и tК - соответствующие этим отсчета времена; (tj – tH ) – интервал времени между измерениями на j-м пункте и начальным измерением в звене на исходном пункте полигона. Sj, SRj – измеренный и исправленный за сползание нуль-пункта отсчеты, соответственно.

- Рассчитывается приращение отсчетов между пунктами измерений: S = SRj – SRj-1.







Рис. 1. Графики сползания нуль-пункта при определении цены деления по пунктам с известными приращениями силы тяжести.



Таблица 1. Ведомость наблюдений и обработки измерений на пунктах с известными приращениями силы тяжести.
Дата 11.07.2014 Гравиметр ГНУ-КС № 465

Звено

п/п

Наименование

опорной точки

Время

Измеренный средний

отсчет,

S

Поправка за сползаниенуль-

пункта,

R



Исправленный

за нуль-пункт

отсчет, SR

S =

SR j

S R j-1



Примечание

абсолютное, чч:мм

Продолжительность, мин

1

1

МГУ

08:23

00

10,168

0,000

10,168







2

ОБСерватория

08:53

30

12,655

-0,012

12,643

+2,475




3

МОСТ

09:22

59

4,392

-0,023

4,369

-8,274




4

МГУ

09:48

85

10,201

-0,033

10,168

+5,799




2

МГУ

09:48

00

10,201

0,000

10,201







5

ОБС

10:12

24

12,695

-0,013

12,682

+2,481




6

МОСТ

10:30

42

4,392

-0,023

4,425

-8,257




7

МГУ

10:52

64

10,236

-0,035

10,201

+5,776




3

МГУ

10:52

00

10,236

0,000

10,236







8

ОБС

11:08

16

12,706

0,008

12,714

+2,478




9

МОСТ

11:29

37

4,438

0,018

4,456

-8,258




10

МГУ

11:48

56

10,209

0,027

10,236

+5,780





3.2. Построение графиков сползания нуль-пункта

- Собираются в единую таблицу (таблица 2) значения отсчетов на каждом из опорных пунктов и рассчитывается относительное изменение отсчетов гравиметра:



S = Si - S1 + Const;

Const (МГУ) = -R1 = 0,0;

Const (ОБС) = -R2;

Const (МОСТ) = -R3,



(2)

- Строятся графики сползания нуль-пункта для каждого опорного пункта (рис. 1).



Обратите внимание, что «сползание нуль-пункта гравиметра» и «поправка за сползание нуль-пункта гравиметра» отличаются друг от друга знаком!
- Оценивается временной интервал, на котором смещение нуль-пункта гравиметра можно считать линейным.

Таблица 2. Относительное изменение отсчетов гравиметра во времени на опорном пункте (для построения графиков сползания нуль-пункта).



Время

S

Const

S

ОГП МГУ

1

08:23

10,168

0,00

0,000

2

09:48

10,201

0,033

3

10:52

10,236

0,068

4

11:48

10,209

0,041

ОГП ОБС

1

08:53

12,655

0,012

0,012

2

10:12

12,695

0,052

3

11:08

12,706

0,063

ОГП МОСТ

1

09:22

4,392

0,023

0,023

2

10:30

4,392

0,023

3

11:29

4,438

0,069



3.3. Вычисление цены деления счетчика гравиметра ведется заполнением Ведомости вычисления цены деления гравиметра по пунктам с известными приращениями силы тяжести (таблица 3). Для окончательного вычисления цены деления и точности ее определения используют формулы 3-5.
Цена деления счетчика гравиметра вычисляется по формуле:

,

(3)

где – известное приращение поля силы тяжести между пунктами (i, j), Sij – разность отсчетов.

Среднеквадратическая погрешность единичного определения цены деления:



,

(4)

где  - разности между Сij и , m – число измеренных приращений, N – число имеющихся приращений с известными значениями (количество связей).
Точность определения среднего значения цены деления прибора:

,

(5)

где .



Таблица 3.

Ведомость вычисления цены деления гравиметра по пунктам с известными приращениями силы тяжести.


Дата 12. 07. 04 Гравиметр ГНУ-КС № 465



Наименование

связи

S=Si - Sj

gi,jоп

мГал

Cij

мГал/дел

мГал/дел





1

МГУ - ОБС

2,475

-20,66

-8.346

-8,330

0.016

0,000256

2,481

-8.328

0.003

0,000009

2,478

-8.338

0.008

0,000064

2

ОБС - МОСТ

-8,274

68,82

-8.317

0.013

0,000169

-8,257

-8.335

0.005

0,000025

-8,258

-8.334

0.003

0,000009

3

МОСТ - МГУ

5,799

-48,16

-8.305

0.025

0,000625

5,776

-8.338

0.008

0,000064

5,780

-8.332

0.002

0,000004

Количество связей N = 3; количество измеренных приращений m = 9.



= ± 0,014 мГал/дел – среднеквадратическая погрешность единичного определения цены деления.

= ± 0,008 мГал/дел – точность определения среднего значения цены деления

C == -8,330  0.008 мГал/дел





3.4. Точность (среднеквадратическая ошибка) единичного измерения гравиметра вычисляется по формуле 6 с заполнением Ведомости определения точности единичного измерения гравиметра (таблица 4):

,

(6)

где  - разности между измеренным приращением gi,jизм. и опорным gi,jоп..


Таблица 4.

Ведомость определения точности единичного измерения гравиметра.


Дата 12. 07. 04 Гравиметр ГНУ-КС № 465 C = -8,330  0.008 мГал/дел



Наименование

связи

S=Si - Sj

Измеренное

gi,jизм., мГал



Опорное

gi,jоп., мГал





2

1

МГУ - ОБС

2,475

2,481


2,478

-20,62

-20,67


-20,64

-20,66

0,04

0,01


0,02

0,00160

0,00010


0,00040

2

ОБС - МОСТ

-8,274

-8,257


-8,258

68,93

68,78


68,79

68,82

0,11

0,04


0,03

0,01210

0,00160


0,00090

3

МОСТ - МГУ

5,799

5,776


5,780

-48,31

-48,12


-48,15

-48,16

0,15

0,04


0,01

0,02250

0,00160


0,00010

= ±0,07 мГал – среднеквадратическая ошибка единичного измерения



  1. Исходные данные

  1. Исходные данные наблюдений при эталонировке гравиметра в трех звеньях (Название и номер гравиметра, дата эталонировки, номер и название пункта, время отсчета, значение отсчета). Пример исходных данных представлен в таблице 5.

ВАРИАНТ РАБОТЫ ВЫДАЕТ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ.
Таблица 5. Исходные данные для определения цены деления гравиметра.

Вариант 1. Гравиметр Scintrex №222. Дата 20.04.2009





Пункт

Зв1 / Т

Зв1 / S

Зв2 / Т

Зв2 / S

Зв3 / Т

Зв3 / S

1

Ц-08

14:08

5136.208

15:00

5136.214

15:39

5136.212

2

28 эт.

14:30

5094.784

15:07

5094.777

15:55

5094.778

3

30 эт.

14:39

5091.686

15:14

5091.683

16:04

5091.686

4

Ц-08

15:00

5136.214

15:39

5136.212

16:17

5136.209




  1. Известные приращения поля силы тяжести между опорными пунктами gi,jоп. (мГал):

Наименование связи

Приращения gi,jоп. (мГал)

Ц-08 – Г15

-57,40

Ц-08 – Г27

-106,32

Ц-08 – 28 этаж

-41,40

Ц-08 – 30 этаж

-44,50

Очаково – Немчиновка

+17,28

Очаково – Мякинино

+60,21




  1. Практическое задание

  1. Получить вариант работы у преподавателя.

  2. Выполнить обработку гравиметрического рейса (ввод поправок за сползаниие нуль-пункта гравиметра) по форме таблицы 1.

  3. Рассчитать и построить графики сползания нуль-пункта гравиметра отдельно для каждой серии наблюдений на опорных пунктах по форме таблицы 2 и рис. 1.

  4. Сделать вывод о характере изменения отсчетов во времени. Определить промежуток времени, гарантирующий возможность линейного учета смещения нуль-пункта гравиметра.

  5. Вычислить цену деления гравиметра, среднеквадратическую погрешность единичного определения цены деления прибора, точность определения среднего значения цены деления по форме таблица 3.

  6. Определить точность единичного измерения гравиметра по форме таблица 4.




  1. Отчетный материал

  1. Графики сползания нуль-пункта гравиметра на опорных пунктах.

  2. Заполненные таблицы.




  1. Контрольные вопросы

  1. Основные типы чувствительных элементов гравиметров. Гравиметры 1-го и 2-го рода.

  2. Элементарная теория кварцевых астазированных гравиметров.

  3. Чувствительность гравиметров.

  4. Устройство компенсации и измерение силы тяжести.

  5. Теплорегуляция. Термостатирование и термокомпенсирование. Герметизация и барокомпенсация.

  6. Струнные гравиметры.

  7. Регулировка и исследование гравиметров.

  8. Установка уровней на минимум чувствительности к наклону.

  9. Регулировка чувствительности.

  10. Способы эталонирования гравиметров.




  1. Рекомендуемая литература

Булычев А.А., Мелихов В.Р., Гайнанов А.Г., Гилод Д.А., Кривошея К.В. Методическое руководство по учебной гравиметрической практике – Издание Геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, 2007 г.
Миронов В.С. Курс гравиразведки. Л.: Недра, 1980.


  1. Замечание о расчетах вручную

В задаче требуется сопроводить автоматизированные расчеты по формулам расчетом, выполненным вручную.

Вручную – означает выписать формулу полностью, подставить расчетные значения и упростить в несколько приемов, доведя до окончательного результата, без использования инженерного калькулятора и других вычислительных устройств; согласовать единицы измерений всех величин, участвующих в расчете.



Такой подход позволяет исключить ошибки, связанные с неправильно введенными формулами в вычислительные устройства и избежать перекладывания собственной ответственности студента на компьютер по принципу: «Компьютер так посчитал».


стр. из



Достарыңызбен бөлісу:




©kzref.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет