JPH0454912B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は重力計に関し、特に、弦振動式に係
るものである。

(ロ) 従来技術 従来よりこの種の重量計は、剛性支持体に弦が
連接され、この弦が永久磁石を通つて設けられ、
この弦下端に錘が吊下されて構成されている。そ
して、この弦に電流を流すと、この弦が磁界を通
つているので起電力が発生し、この信号を増幅し
て再び弦に帰還することにより、弦が定められた
振動数で自励発振する。この振動数が√に比例
するところから、重力Ｇを求めるようになつてい
る。

しかし、この重力計においては、弦を直接支持
体に連接しているので、計器自体の特性として数
100Hzの固有共振点を有するという欠点があつた。
つまり、剛性支持体が外部要因などで振動し、弦
がこの振動で何らかの影響を受けることになる。

従つて、この共振を取り除く処理が必要とな
り、その方法として弦を剛性支持体より切り離す
ことが考えられる。そこで、剛性支持体に取付け
られた板バネに弦を連接する一方、錘の下部に電
磁ダンパを取付けたものがある。この板バネはロ
ーパスフイルタを構成し、高い振動数が弦に伝達
されないようにしている。また、電磁ダンパは錘
に固設された銅リングが永久磁石に囲繞されて成
り、銅リングが移動すると、この移動を抑止して
振動が弦に伝達されないようにしている。

この重力計において、錘は２枚の板バネを十字
状に連接して成るゼロクロス板バネによつて支持
され、錘が変動しないように支えている。

ところが、弦が連接された前記板バネは温度変
化によつて先端が変位するため、錘が変動する場
合がある。その際、ゼロクロス板バネによつて錘
にモーメントが作用することになる。つまり、ゼ
ロクロス板バネのバネ力が錘を元に戻すように作
用することになり、弦に作用する錘の張力が実際
の錘の質量と異なることになる。これでは正確な
重力Ｇを測定できないという問題があつた。

逆に、錘にゼロクロス板バネのモーメントが作
用しないようにすると、このゼロクロス板バネの
バネ力を極めて弱くしなければならない。これで
は錘の支持が不十分となり、輸送等に耐えられな
いという問題があつた。

(ハ) 目的 この発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、弦が連接された板バネが温度影響を受けても
錘が変動しないようにして、正確な重力測定が行
え且つ錘の支持を正確に行えるようにした重力計
を提供するものである。

(ニ) 構成 この発明は、上述した目的を達成するために、
支持体に板バネがその基端にて水平方向に取付け
られ、この板バネの先端に弦が連接され、この弦
が磁石を通り、この弦の下端に錘が吊下され、こ
の錘に、磁界内に導体が位置して成る電磁ダンパ
が設けられると共に、この錐を静止状態に支持す
る静止保持手段が連接される一方、前記板バネの
先端上面に接して押さえ部材が設けられ、この押
さえ部材に対して予め設定された温度範囲内で板
バネの押圧力が作用すると共に、この板バネの押
圧力に抗して押さえ部材によつて板バネが水平方
向に支持されて成り、前記弦に振動電流を流して
この弦を振動させ、この振動数より重力を測定す
るように構成されている。

(ホ) 実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図及び第２図に示すように、１は重力計で
あつて、弦振動式で、弦２の振動数より重力を測
定するものである。

この弦２の上端は板バネ３に連接され、下端に
は錘４が吊下されている。更に、弦２は永久磁石
５を通つて設けられており、この永久磁石５は縦
溝５ａを有する平面視略コ字状に形成されて支持
体６に取付けられている。この縦溝５ａ内に弦２
が位置して磁界を鉛直方向に縦断している。

前記板バネ３は、基端が支持体６に取付けら
れ、先端に弦２が連接され、ほぼ水平方向に延設
されている。この板バネ３はローパスフイルタを
構成している。

更に、この板バネ３は、所定の温度雰囲気内で
先端がやや上方に湾曲した形状に形成されてお
り、予め設定された微小の温度上昇変化が生じた
際、湾曲状態から水平状態までの変位に構成され
ている。

板バネ３の先端上方には押さえ部材７（剛体）
が支持体６に取付けられて設けられている。この
押さえ部材７の下面には板バネ３の先端が接して
おり、板バネ３を水平状態に保持している。即
ち、所定の温度状態で板バネ３が上方に付勢して
も押さえ部材７で規制されて水平状態に維持さ
れ、予め設定された温度変化内では板バネ３は常
時水平状態に保持されるようになつている。

前記錘４の下部には電磁ダンパ８が設けられて
おり、この電磁ダンパ８は永久磁石８ａと銅リン
グ８ｂとより構成されている。この永久磁石８ａ
は周回溝８ｃを有して支持体６に設置されてい
る。銅リング８ｂは錘４の下面に穿設されて周回
溝８ｃに位置し、支持体６の高い振動に対して銅
リング８ｂが移動すると、この銅リング８ｂが磁
界を縦断しているので、この移動が抑止され、弦
２の減衰を阻止している。

さらに、錘４には静止保持手段９が連繋されて
おり、この静止保持手段９はゼロクロス板バネ９
ａで構成され、このゼロクロス板バネ９ａは２枚
の板バネが十字状に連接されて構成されている。
このゼロクロス板バネ９ａは一端が支持体６に取
付けられ、他端が連接部材９ｂを介して錘４に取
付けられ、錘４を外部負荷が作用することなく支
持している。

次に、この重力計１の重力測定動作について説
明する。

錘４が吊下された弦２に電流を流すと、永久磁
石５より生ずる磁界内を弦２が通つているので、
この弦２が振動することになる。そして、この張
力を電気信号として導出し、図示しない帰還回路
の増幅器で増幅した後、再び弦２に戻して振動電
流を通すと、この弦２は定められた振動数で自励
発振する。

この発振周波数ｆは次式で表される。

ｆ＝1/2√ ：弦２の長さ ρ：弦２の線密度 Ｍ：錘４の質量 Ｇ：重力加速度 従つて、周波数ｆを求めることにより、重力加
速度Ｇ（単に重力という）を計測する。

この重力計１において、計器自体が固有共振点
（例えば数100Hz）で振動しても、高周波数は板バ
ネ３で除去される一方、低周波数は銅リング８ｂ
の移動で抑止されて除去されることになり、弦２
に対する共振周波数が取り除かれる。

一方、板バネ３は所定温度で上方に湾曲する
が、押さえ部材７で規制されて水平状態に支持さ
れており、しかも、予め設定された温度変化内に
おいては、先端の変位が生じることがない。つま
り、上方への変位は押さえ部材７で規制される一
方、下方への変位は予め備えられた上方への押圧
力が減少するのみで、水平状態より下方に生じな
い。よつて、板バネ３は常時水平状態に保持さ
れ、錘４が常に定位置に保持され、外部負荷の作
用が防止されている。

尚、板バネ３が許容する温度変化は微小であ
り、それ以上の温度変化は計器全体の外部制御で
行うようになつている。

またなお、この実施例の静止保持手段９はゼロ
クロス板バネを用いたが、この発明はこれらに限
られず、無負荷で錘を支持できるものであればよ
い。

(ヘ) 効果 以上のように、この発明重力計によれば、弦が
連接された板バネが温度変化によつて変化しない
ので、錘が変動しないことになり、弦の振動数か
ら重力を正確に測定することができる。例えば、
数μGALの分解能を得ることができるから、精度
を著しく向上させることができる。

また、板バネの有するローパスフイルタとして
の機能を保つたまま錘の変動を防止することがで
きるから、より信頼性を高めることができる。

また、ゼロクロス板バネを用いた際、この板バ
ネのバネ力を強めにすることができるので、計器
自体の機械的強度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示しており、第１
図は重力計の概略側面図、第２図は同概略正面図
である。 １：重力計、２：弦、３：板バネ、４：錘、
５：永久磁石、６：支持体、７：押さえ部材、
８：電磁ダンパ、８ａ：永久磁石、８ｂ：銅リン
グ、９：静止保持手段、９ａ：ゼロクロス板バ
ネ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持体に板バネがその基端にて水平方向に取
   付けられ、この板バネの先端に弦が連接され、こ
   の弦が磁石を通り、この弦の下端に錘が吊下さ
   れ、この錘に、磁界内に導体が位置して成る電磁
   ダンパが設けられると共に、この錘を静止状態に
   支持する静止保持手段が連接される一方、前記板
   バネの先端上面に接して押さえ部材が設けられ、
   この押さえ部材に対して予め設定された温度範囲
   内で板バネの押圧力が作用すると共に、この板バ
   ネの押圧力に抗して押さえ部材によつて板バネが
   水平方向に支持されて成り、前記弦に振動電流を
   流してこの弦を振動させ、この振動数より重力を
   測定することを特徴とする重力計。 ２ 前記静止保持手段は、２枚の板バネが十字状
   に連接されて成るゼロクロス板バネで構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の重力計。