Измерение постоянной дрейфа.

Главной частью любого гравиметра является его упругая, или чувствительная система, деформация которой, под действием веса груза служит мерой изменения силы тяжести. Упругая система должна обладать высокой степенью постоянства упругих свойств во времени, линейной зависимостью деформации от изменения нагрузки и неизменностью упругих свойств от изменения температуры, давления и магнитного поля Земли. Для изготовления систем выбирают или специально разрабатывают материалы, наилучшим образом удовлетворяющие этим требованиям.

Изменение упругих свойств вызывает так называемый дрейф (дрифт) или сползание нуль-пункта показаний гравиметра, происходящего, главным образом, вследствие необратимых изменений, обусловленных “старением” материала, из которого изготовлена упругая система гравиметра. Дрейф нуль-пункта присущ, в большей или меньшей степени, всем гравиметрам, и он проявляется в том, что даже у неподвижного прибора показания изменяются с течением времени. Для учета дрейфа нуль-пункта гравиметра необходимо делать повторные наблюдения на пунктах съемки, выявлять функциональные зависимости этого сползания и вводить поправки, пропорциональные соответствующему временному интервалу.

Нелинейный дрейф, так же как и его скорость, является одной из основных проблем высокоточной наблюдательной гравиметрии. Причинами нелинейности могут являться:

1. Упругое последействие, которое заключается в том, что под действием постоянной силы деформация продолжается в течение длительного промежутка времени.
2. Явление усталости заключается в изменении упругих свойств под влиянием переменной нагрузки. В гравиметрах такие переменные нагрузки возникают при транспортировке, при действии микросейсм.
3. Ползучесть представляет собой процесс непрерывной пластической деформации под действием постоянной нагрузки. Обычно в начале, после изготовления пружины и приложения к ней нагрузки, деформация идет с большей скоростью; затем она уменьшается и ее скорость стабилизируется. (Рис.7.)

Рис.7. График эволюции стационарного дрейфа CG-5 № 222 за период 20.03.2007 – 21.05.2010 (три года). (По оси У – дрейф, мГал/день, по оси Х – дни).

Постоянные наблюдения за дрейфом CG-5 № 222 начались с января 2007 года, через два месяца после его отправки с завода. Данный график (рис. 7) можно разделить на две части: первая – приближенно гиперболическая зависимость, когда чувствительная система прибора еще находилась в неустойчивом состоянии, вторая – приближенно линейная, уже после того как прибор “успокоился”. Со временем чувствительный кварцевый элемент гравиметра перестает растягиваться, что и иллюстрирует данный график. На данный момент, дрейф прибора за 3 года постоянных наблюдений уменьшился более чем в два раза.

Калибровка 21 мая 2010 года дала следующие величины постоянных дрейфа:

Таблица 2. Постоянные дрейфа гравиметров Scintrex к маю 2010 г.

CG5 № 222	0,226  0,002 мГал/день
CG5 № 430	0,485  0,001 мГал/день

Обработка любого измерения начинается с вычисления и введения во временную последовательность отсчетов поправок за изменение нуль-пункта.Поправка на j-м пункте наблюдения будет равна:

Где S1H и S1K - соответственно начальный и конечный отсчеты на “опорном” пункте полигона в звене; t1H и t1K - соответствующие этим отсчетам времена; (t j – t1H)- интервал времени между измерениями на j-м пункте и начальным измерением в звене на исходном пункте полигона. 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 (опорной) от времени.

Задание 2.Определить дрейф по каждому из приборов. Значения занести в таблицу (см. Табл.2)

Определение постоянной дрейфа.

Для ее определения необходимо поставить прибор на 12 часов на постаменте и включить опцию калибровки постоянной дрейфа.