【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地学仪器核心部件的性能检测技术,尤其涉及一种精密金属零长弹簧温度系数测量仪及其方法。
技术介绍
准确测量重力加速度及其变化在资源勘探、国防建设和地球科学研究等领域具有重要作用。而高精度弹性元件如今被广泛地应用于精密仪器、仪表和精密机械中,其中金属零长弹簧被成功地应用于重力仪去精确测量重力加速度。经过特殊加工工艺制作的金属零长螺旋弹簧具有相对尺寸小、灵敏度高,能克服动态测量的横向扰动,蠕变松弛量极小,是重力测量的理想弹性元件。金属零长弹簧的灵敏度为0.1微米/毫伽(1微伽=10-6伽,1毫伽=10-3伽,1伽=1cm/s-2),分辨率为0.01毫伽,而重力仪要求弹簧的分辨率为0.001微米。这样的精度要求,势必造成零长弹簧在使用时受温度影响其长度变化非常可观,甚至远大于仪器的测量精度,进而对仪器的测量造成误差,因此需要精确地测量弹簧的温度系数去准确地计算重力仪所需要的控温精度水平,从而更准确、有效测量重力加速度的变化,更真实地反应实际重力值或者变化。目前关于金属零长螺旋弹簧研究和应用较为成熟的也仅限于欧美一些发达国家,而国内对该种弹簧的研制和性能研究还处于起步和发展阶段。近年来中国科学院测量与地球物理研究所的科研人员对金属零长弹簧的研制做了系统的研究工作,其综合性能如蠕变和零漂也已达到了设计要求,但是有关零长弹簧温度系数的测量始终处于比较原始的水平,其测量方法也仅限于利用空调控制温度变化,利用读数精度 ...
【技术保护点】
一种精密金属零长弹簧温度系数检测量仪,包括被检测对象零长弹簧000;其特征在于:设置有壳体单元(100)、机械敏感探头单元(200)、温度控制单元(300)和水平调节单元(400);所述的壳体单元(100)包括从上到下依次连接的面盖(101)、外壳(102)、支撑底座(104)和支撑螺母(103);所述的温度控制单元(300)包括温度控制系统(301)、内恒温罐(302)、外恒温罐(303)、外绝热层(304)、内绝热层(305)和金属杜瓦瓶(306);在壳体单元(100)内,从外到里,依次设置有外绝热层(304)、外恒温罐(303)、内绝热层(305)、金属杜瓦瓶(306)和内恒温罐(302);设置于壳体单元(100)外部的温度控制系统(301)分别与外恒温罐(303)和内恒温罐(302)连接;机械敏感探头单元(200)设置于内恒温罐(302内),零长弹簧(000)设置于机械敏感探头单元(200)内;水平调节单元(400)设置于支撑底座(104)上。
【技术特征摘要】
1.一种精密金属零长弹簧温度系数检测量仪,包括被检测对象零长弹簧000;
其特征在于:
设置有壳体单元(100)、机械敏感探头单元(200)、温度控制单元(300)
和水平调节单元(400);
所述的壳体单元(100)包括从上到下依次连接的面盖(101)、外壳(102)、
支撑底座(104)和支撑螺母(103);
所述的温度控制单元(300)包括温度控制系统(301)、内恒温罐(302)、
外恒温罐(303)、外绝热层(304)、内绝热层(305)和金属杜瓦瓶(306);
在壳体单元(100)内,从外到里,依次设置有外绝热层(304)、外恒温罐(303)、内绝热层
(305)、金属杜瓦瓶(306)和内恒温罐(302);设置于壳体单元(100)外部的温度控制系统
(301)分别与外恒温罐(303)和内恒温罐(302)连接;
机械敏感探头单元(200)设置于内恒温罐(302内),零长弹簧(000)设置于机械敏感探
头单元(200)内;
水平调节单元(400)设置于支撑底座(104)上。
2.按权利要求1所述的检测仪,其特征在于:
所述的机械敏感探头单元(200)包括上接丝(201)、上电容定片(202)、电容动片(203)、
下电容定片(204)、管状质量摆(205)、下接丝(206)、下接丝座(207)、微调配重块(208)、电
容位移传感系统(209)、悬挂螺杆(210)、低胀壳体(211)、微调螺杆(212)、压片(213)、上接
丝座(214)和定片连接柱(215);
其位置和连接关系是:
低胀壳体(211)包括通过螺钉连接的上盖(211A)和圆筒容器(211B);由沿圆周按120°
分布的三根悬挂螺杆(210)安装于面盖(101)下面;
在低胀壳体(211)的上盖(211A)设置有中心螺纹孔,微调螺杆(212)的底端穿过压片
(213)的中心通孔和上盖211A的中心螺纹孔和上接丝座(214)连接,上接丝座(214)、上接丝
(201)、零长弹簧(000)、下接丝(206)、下接丝座(207)、管状质量摆(205)和微调配重块
(208)依次连接;
电容动片(203)和管状质量摆(205)的上端连接;
在电容动片(203)的上下空间,分别设置有上电容定片(202)和下电容定片(204),上电
容定片(...
【专利技术属性】
技术研发人员:汪龙,邹舟,吴鹏飞,柳林涛,
申请(专利权)人:中国科学院测量与地球物理研究所,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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