ГКИНП (ГНТА)-04-122-03 ИНСТРУКЦИЯ ПО РАЗВИТИЮ ВЫСОКОТОЧНОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ГРАВИМЕТРИЧЕСКОЙ СЕТИ РОССИИ - часть 16

Приложение 10. Юстировка осветителя и проверки импульсов с ФЭУ 

1.  Юстировка  осветителя.  При  правильно  установленном  осветителе  резкое  изображение  нити  накала 

лампочки должно быть совмещено со щелью передающей диафрагмы. 

Юстировку производят следующим образом. 
Вводят маятниковый прибор в рабочий режим. Для этого: 
- устанавливают его на жесткое основание; 
- подключают к электропитанию и включают термостат; 
- нивелируют по имеющимся на нем цилиндрическим уровням; 
- откачивают воздух. 
Далее снимают передающую диафрагму и вместо нее устанавливают папиросную бумагу. На ней получают 

четкое изображение нити накала, перемещая патрон осветительной лампочки. Закрепляют патрон. Извлекают 
папиросную бумагу и устанавливают на место передающую диафрагму. Юстировочными винтами осветителя 
совмещают изображение нити накала со щелью передающей диафрагмы. 

2.  Поверка  и  исправление  светового  блика  на  ФЭУ.  При  правильно  установленном  осветителе  на  ФЭУ 

должен  быть  четко  сфокусированный  световой  блик.  Поверку  производят  следующим  образом.  Извлекают 
ФЭУ  (предварительно  снимают  защитный  колпачок  и  крепящий  кронштейн),  вместо  него  устанавливают  (до 
упора)  юстировочный  тубус  с  матовым  стеклом.  Включают  освещение  и  приводят  маятники  в  рабочее 
положение.  На  матовом  стекле  юстировочного  тубуса  проверяют  наличие  светового  блика.  Перемещая 
осветитель и поворачивая его вокруг оси вращения, находят положение, при котором на матовом стекле будет 
виден  сфокусированный  световой  блик.  Останавливают  и  блокируют  маятники.  Извлекают  юстировочный 
тубус и устанавливают ФЭУ. 

3.  Проверка  и  регулировка  электрических  импульсов  для  измерения  периода  колебаний  маятников. 

Амплитуда импульса должна быть не менее 2В, его длительность - не более 2 мс, форма - колоколообразная, 
полярность - отрицательная.  Поверку  производят  таким  образом:  приводят  маятниковый  прибор  в  рабочее 
положение, запускают маятники. Устанавливают переключатель рода работ Н-А-П на панели ПФР в положение 
П  (измерение  периода).  С помощью осциллографа  определяют  амплитуду,  длительность  и  форму  импульса  с 
ФЭУ.  Перемещением  осветителя  получают  максимальную  амплитуду  импульса  и  минимальную  его 
длительность. После этого осветитель закрепляют винтом. 

Для каждого маятникового прибора и ПФР устанавливают оптимальную амплитуду импульса, при которой 

счетное  устройство  ПФР  работает  уверенно.  При  этом  амплитуду  импульсов  регулируют,  изменяя  величину 
высокого напряжения, подаваемого на ФЭУ, или изменяя напряжение, подаваемое на осветительную лампочку. 

4.  Поверка  и  регулировка  электрического  импульса  для  измерения  амплитуды  колебаний  маятников. 

Параметры импульса должны быть такими же, как и импульса для измерения периода колебания маятников. 

Приводят  маятниковый  прибор  в  рабочее  положение,  пускают  маятники.  Устанавливают  переключатель 

рода работ в положение А («измерение амплитуды») и измеряют амплитуду и длительность пары импульсов. 

Амплитуды всех импульсов не должны отличаться по величине более чем в два раза друг от друга. 

Приложение 11. Проверка работы фотоэлектронного регистратора 

Фотоэлектронный  регистратор  должен  считать  импульсы,  получаемые  от  кварцевого  генератора,  без 

ошибок.  Проверку  выполняют  так:  с  кварцевого  генератора,  установленного  в  пульте  управления  с 
фотоэлектронным  регистратором  (ПФР),  импульсы  частоты 1000 кГц  подают  на  делитель  частоты.  С 
последнего снимают импульсы частотой 1 Гц и подают на вход ПФР вместо импульсов с ФЭУ. Измеряют 32-х 
секундный интервал времени между этими импульсами. 

Показание счетчика должно быть равно 32000000 ± 2. 
Если погрешность измерения более 2 импульсов, то необходимо настроить фотоэлектронный регистратор. 

Эту операцию выполняет специалист по электронике. 

Приложение 12. Проверка параллельности осей цилиндрических уровней плоскости вспомогательной 

агатовой площадки 

Оси цилиндрических уровней маятникового прибора должны быть параллельны плоскости вспомогательной 

агатовой площадки. 

Поверка  выполняется  с  помощью  автоколлимационного  уровня,  в  фокальной  плоскости  которого  имеется 

стеклянная  пластинка  с  нанесенными  на  ней  индексом  и  координатной  сеткой.  Для  этой  цели 
автоколлимационный уровень устанавливают над вспомогательной агатовой площадкой маятникового прибора 
с  помощью  стойки,  не  связанной  с  маятниковым  прибором.  Между  агатовой  площадкой  и 
автоколлимационным  уровнем  ставят  сосуд  с  маслом.  С  помощью  подъемных  винтов  автоколлимационного 
уровня  световой  индекс,  отраженный  от  поверхности  масла,  совмещают  с  нулевым  штрихом  координатной 
сетки. Затем сосуд с маслом убирают. Световой индекс, отраженный от вспомогательной агатовой площадки, 
совмещают  с  нулевым  штрихом  координатной  сетки,  наклоняя  маятниковый  прибор  при  помощи  его 
подъемных  винтов.  Тогда  горизонтальная  плоскость  поверхности  масла,  плоскости  вспомогательной  и 

основных  агатовых  площадок  станут  параллельными.  При  этом  пузырьки  двух  цилиндрических  уровней 
маятникового прибора должны быть на середине. 

Если  при  этом  пузырек  цилиндрического  уровня маятникового  прибора  уходит  от  середины более  чем  на 

два деления, то выполняют юстировку уровня, устанавливая соответствующие прокладки под оправу уровня. 

Приложение 13. Определение коэффициента термостатирования маятникового прибора 

Качество термостата маятникового прибора характеризуется коэффициентом термостатирования 

К = 

∆Т

н

 /  Т

вн

 

т.е. отношением изменения наружной температуры 

∆Т

н

 к изменению температуры внутри прибора 

∆Т

вн

. 

Коэффициент К определяют так. 
Устанавливают маятниковый прибор с включенным термостатом в термокамеру, понижают температуру в 

термокамере до +10 °С и выдерживают маятниковый прибор в течение 10 часов. Затем измеряют температуру 
внутри  прибора  по  двум  ИТС,  температуру  окружающего  воздуха  по  ртутным  термометрам,  расположенным 
вверху и внизу маятникового прибора. Повышают температуру в термокамере до +35 °С. 

При этой температуре выдерживают маятниковый прибор в течение 10 часов и затем измеряют температуру 

внутри прибора и вне его. 

Коэффициент термостатирования определяют по каждому ИТС и берут среднее из полученных результатов. 

Средний  коэффициент  термостатирования  должен  быть  больше 50. После  ремонта  термостата  или  смены 
сосуда Дьюара коэффициент термостатирования определяют вновь. 

Пример определения коэффициента приведен в таблице 13.1. 

Таблица 13.1 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ МАЯТНИКОВОГО ПРИБОРА 

Температура наружного воздуха, С° 

Темп. внутри прибора 

По ИТС (дел. реох.) 

Дата 

Время 

верхний 

нижний 

средний 

верхний 

нижний 

4.05.98 

19 часов 

+ 34,4 

+ 33,0 

+ 33,7 

5,23 

5,14 

6.05.98 

12 часов 

+ 10,6 

+ 10,4 

+ 10,5 

5,20 

5,02 

Разность 

  

  

Разность  Т °С 

23,2 

0,03 

0,12 

  

  

  

  

0,06 

0,24 

К

верх

 =  Т

н

 /  Т

вн

 = 387.                  К

нижн

 =  Т

н

 /  Т

вн

 = 97.                      К

ср

 = 242. 

Приложение 14. Определение скорости изменения давления остаточного газа внутри маятникового 

прибора 

Производят  откачку  воздуха  из  маятникового  прибора  с  помощью  форвакуумного  насоса  до  остаточного 

давления менее 1 мм рт. ст. (25 делений микроамперметра). Измеряют это остаточное давление. Спустя 24 часа 
берут повторный отсчет по вакуумметру. Разность давлений не должна превышать 1,5 мм рт. столба. 

Пример определения скорости изменения давления воздуха внутри маятникового прибора 

Отсчет давления 

Дата, время 

Деления микроамперметра 

мм ртутного столба 

20.11.98 г. 15 часов 

17,5 

0,42 

21.11.98 г. 15 часов 

29,0 

1,41 

Разность                                                                                                                 0,99 

Примечание: Перевод делений микроамперметра в мм рт. столба выполняют с помощью градуировочной 

кривой, приведенной в технической документации комплекса. 

Приложение 15. Определение температурных коэффициентов среднего маятника прибора 

Зависимость периода колебаний маятника от температуры определяется соотношением S

0

 = S - (α

в

 t

в

 + α

н

 t

н

), 

где 

S

0

 - период, исправленный всеми поправками, кроме поправки за температуру; 

T

в

 и t

н

 температура, измеренная верхним и нижним ИТС; 

α

в

 и α

н

 - соответствующие температурные коэффициенты. 

Температурные коэффициенты среднего маятника определяют следующим образом. 

1.  Вводят  маятниковый  прибор  в  рабочий  режим  не  менее  чем  за  пять  суток  до  начала  определений. 

Маятниковый прибор с работающим термостатом при температуре +35 °С помещают в термокамеру. 

2. Устанавливают в термокамере температуру +20° ± 2 °С и выдерживают маятниковый прибор в течение 10 

часов. 

3. Измеряют 5 раз период колебания маятника. 
4. Снимают сосуд Дьюара и выдерживают маятниковый прибор в течение 10 часов при температуре +15° ± 2 

°С. 

5. Измеряют 5 раз период колебания маятника. 
6. Устанавливают в термокамере температуру +30° ± 2 °С и выдерживают маятниковый прибор в течение 10 

часов. 

7. Измеряют 5 раз период колебания маятника. 
8.  Устанавливают  сосуд  Дьюара,  повышают  в  термокамере  температуру  до +20 ± 2 °С  и  выдерживают 

маятниковый прибор в течение 10 часов. 

9. Измеряют 5 раз период колебания маятника. 
10.  Заменяют  контактный  термометр  в  термостате  маятникового  прибора  на  другой,  отличающийся  по 

температуре контактирования на 2 ÷ 5 °С. 

11. Выдерживают маятниковый прибор при температуре +20 ± 2 °С в течение 10 часов. 
12. Измеряют 5 раз период колебания маятника. 
13. Снимают сосуд Дьюара и выдерживают маятниковый прибор в течение 10 часов при температуре +15 ± 

2 °С. 

14. Измеряют 5 раз период колебания маятника. 
15. Устанавливают в термокамере температуру +30 

± 2 °С и выдерживают маятниковый прибор в течение 10 

часов. 

16. Измеряют 5 раз период колебания маятника. 
17.  Снимают  контактный  термометр,  на  его  место  устанавливают  ранее  снятый  термометр (+35 °С)  и 

устанавливают сосуд Дьюара. 

18. Выдерживают маятниковый прибор при температуре +20 ± 2 °С в течение 10 часов. 
19. Измеряют 5 раз период колебания маятника. 
По  материалам  измерений  составляют  систему  уравнений  погрешностей  вида  α

в

  t

в

 + α

н

  t

н

 + S

0

 - S = V и 

решают ее по способу наименьших квадратов относительно неизвестных α

в

, α

н

, S

0

. 

Температурные коэффициенты маятников определяют один раз в пять лет. 
Пример  вычисления  температурных  коэффициентов  приведен  в  прилагаемой  таблице 15.1. Периоды S и 

отсчеты t

в

 и t

н

, приведенные в таблице, получены как среднее из пяти наблюденных значений. 

Таблица 15.1 

ВЫЧИСЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ МАЯТНИКА 

Прибор № 5 

Вычислил ______________________                                       Дата _________________ 

Отсчеты по ИТС (обор. 

Реохорда) 

№№ 

изм. 

Периоды колебаний 

маятников, S (c) 

верхи. t

b

 

нижн. t

H

 

а = t

в

 - t

вср

. 

об. р. 

в = t

Н

 - t

Нср

 

об. р. 

l = S

cp

 – S 

1·10

-8

 c 

V 

1·10

-8

 c 

0,4820 

1 

62731 

4,345 

4,309 

+ 0,589 

- 0,077 

+ 32,8 

+ 0,878 

2 

63695 

3,268 

5,700 

- 0,488 

+ 1,314 

- 63,6 

+ 0,404 

3 

62954 

4,127 

4,660 

+ 0,371 

+ 0,274 

+ 10,5 

+ 0,081 

4 

63396 

3,633 

5,283 

- 0,123 

+ 0,897 

- 33,7 

- 0,571 

5 

62728 

4,350 

4,317 

+ 0,594 

- 0,069 

+ 33,1 

+ 1,167 

6 

63153 

2,225 

2,138 

- 1,531 

- 2,248 

- 9,4 

- 0,033 

7 

62754 

4,344 

4,295 

+ 0,988 

- 0,091 

+ 30,9 

- 1,792 

Ср. 

63059 

3,756 

4,386 

  

  

  

  

Σ 

  

  

  

0 

0 

- 0,2 

- 0,2 

Нормальные уравнения 

[аа] α

в

 + [ав] α

H

 + [al] = 0 + 3,780α

в

 + 2,651α

H

 + 110,383 = 0 

[ав] α

в

 + [вв] α

H

 + [вl] = 0 + 2,651α

в

 + 7,678 α

H

 - 97,370 = 0 

Если обозначим N = [aa] [вв] - [ав]

2

, 

то 

         

 

                              n = 7                        [v

2

] = 5,840944 

                               

 

                                                

 

α

в

 = (-50,27 ± 0,72)·10

-8

    с./обор.

 

реох. α

H

 = (+ 30,04 ± 0,50)·10

-8

 с./обор.

 

реох. 

Приложение 16. Определение барометрического коэффициента маятников 

Определение барометрического коэффициента маятников выполняют при давлении воздуха в маятниковом 

приборе, равном 0,1 ÷ 5,0 мм рт. ст., что соответствует 10 - 45 делениям шкалы микроамперметра ПФР. 

Вводят маятниковый прибор в рабочий режим не менее чем за пять суток до начала определений. 
Измеряют  период  колебания  среднего  маятника  при  различных  уровнях  давления  в  приборе.  Давление 

изменяют ступенями с шагом в 5 ÷ 10 делений микроамперметра. При каждом уровне давления измеряют 5 раз 
период колебаний маятника как при повышении, так и понижении давления. 

Давление  в  приборе  понижают  при  помощи  насоса.  Для  повышения  давления  впускают  воздух  через 

вакуумный  кран.  После  откачки  воздуха  дают  отстойку 20 минут,  после  впуска  воздуха - 2 часа.  Деления 
микроамперметра переводят в мм рт. ст. по градуировочной кривой прибора или по таблице. 

Зависимость периода маятника от давления определяется соотношением 
S

0

 = S - βВ,  где S - период  колебания  маятника,  исправленный  всеми  поправками,  кроме  поправки  за 

давление; S

0

 - значение периода при В = 0; 

В - давление остаточного воздуха в приборе; β - барометрический коэффициент. 
По данным наблюдений составляют систему уравнений погрешностей вида 
βВ + S

0

 - S = V, из  решения  которой  по  способу  наименьших  квадратов  определяют  барометрический 

коэффициент. 

Барометрический коэффициент переопределяют через каждые два года. 
Пример обработки наблюдений приведен в таблице 16.1. 

Таблица 16.1 

ПРИМЕР ВЫЧИСЛЕНИЯ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА МАЯТНИКОВ 

Прибор № 02 
Вычислитель ______________________                          дата ____________ 

№№ набл. 

Периоды колебаний маятников, S 

(c) 

Давление (мм рт. 

ст.) 

а = В - В

cр

 

l = S - S

cp

 

V 

0,4834 

1 

20990 

0,28 

- 1,94 

- 8,1 

+ 0,8 

2 

21002 

0,51 

- 1,71 

- 6,9 

+ 1,0 

3 

21029 

1,07 

- 1,15 

- 4,2 

1,1 

4 

21027 

2,16 

- 0,06 

- 4,4 

- 4,1 

5 

21042 

2,98 

+ 0,76 

- 2,9 

- 6,4 

6 

21206 

3,54 

+ 1,32 

+ 13,5 

+ 7,4 

7 

21198 

5,02 

+ 2,80 

+ 12,7 

- 0,2 

0,4834 

Ср. 

21071 

2,22 

  

  

  

  

  

  

+ 0,02 

+ 0,03 

- 0,04 

Нормальное уравнение [aa] β + [аl] = 0. 
Решив нормальное уравнение, получают значение неизвестного и его ср. кв. погрешность.