Гравиметр

ГРАВИМЕТР (от латинского gravis - тяжёлый и ...метр), прибор для измерения силы тяжести, приходящейся на единицу массы тела (ускорения силы тяжести). Различают абсолютный и относительный способы измерения. В последнем случае можно определить лишь приращение значения силы тяжести в одной точке относительно другой, где она известна. Такие гравиметры нуждаются в калибровке (эталонировании).

По методам измерения гравиметры разделяют на статические и динамические. К динамическим гравиметрам относят баллистический гравиметр и маятниковые приборы, в которых используется зависимость периода свободных колебаний маятника от ускорения свободного падения. В динамических гравиметрах измерения выполняют абсолютным способом, для получения результата измерения используют эталоны длины и времени.

В статическом гравиметре измерения выполняют относительным способом. Приращение веса пробного тела, используемого в качестве чувствительного элемента гравиметра, измеряют по деформации пружины (или углу закручивания упругой нити), компенсирующей это приращение. Применяют также струнные гравиметры, в которых используется зависимость частоты колебаний струны от веса растягивающего её груза. Изменение веса пробного тела вызывает изменение так называемого отсчёта гравиметра в условных единицах (обороты микровинта, изменение электрического напряжения, смещение пера самописца и так далее). Сравнение отсчётов статического гравиметра с результатами измерений баллистического гравиметра позволяет прокалибровать условные единицы отсчётов статического гравиметра, определить его масштабный коэффициент (цену деления) и выразить отсчёты в принятых в гравиметрии единицах ускорения - миллигалах (1 мГал = 10^-5 м/с²).

Точность и диапазон гравиметра зависят от его назначения. Как правило, чувствительность гравиметра составляет около 10^-4 диапазона. Гравиметр, в котором верхний предел измерений без перестройки диапазона составляет не менее 500 мГал, называют широкодиапазонным, в противном случае - узкодиапазонным. В гравитационной разведке измерение малых приращений силы тяжести осуществляется узкодиапазонными приборами с высокой чувствительностью. При установке гравиметра на дне водоёмов применяется дистанционное управление. Широкодиапазонные гравиметры используются, например, для измерения силы тяжести на подвижных носителях аппаратуры (вертолётах, самолётах, морских судах, подводных лодках). Для геодезических работ также применяют широкодиапазонные гравиметры, причём предпочтение отдаётся баллистическим гравиметрам, не требующим эталонирования. Для измерения малых вариаций силы тяжести (например, вызывающих приливы) применяют стационарные гравиметры, чувствительность которых составляет десятые доли микрогала. Для специальных исследований, прежде всего для решения задач геодинамики, применяют особо чувствительные стационарные криогенные гравиметры, в которых вес пробного тела уравновешивается магнитными силами, создаваемыми сверхпроводящими элементами в условиях низких температур.

В. Л. Пантелеев.