石英弹簧重力仪

石英弹簧重力仪（quartz spring gravimeter）是仪器弹性系统为熔融后的石英制成的重力仪。仪器弹性系统为熔融后的石英制成的重力仪。是使用广泛的重力仪之一,种类多,但工作原理相同。仪器内部主弹簧一端焊接在作为温度补偿用的石英杆上,另一端与拉杆连接。主弹簧的弹力矩与摆杆及重荷的重力矩相平衡。

仪器介绍

石英弹簧重力仪（quartz spring gravimeter）是仪器弹性系统为熔融后的石英制成的重力仪。仪器弹性系统为熔融后的石英制成的重力仪。是使用广泛的重力仪之一,种类多,但工作原理相同,在结构上属于机械式的重力仪。仪器内部主弹簧一端焊接在作为温度补偿用的石英杆上,另一端与拉杆连接。主弹簧的弹力矩与摆杆及重荷的重力矩相平衡。

工作原理

其工作原理：当重力发生变化引起摆杆偏离水平位置时，指示丝随之偏转，通过一套光学系统即可发现指示丝形成的“亮线”在刻度片上偏离零线的位置。这时调节测量弹簧的长度，就可以使温度补偿杆绕测量扭丝作微小偏转，从而改变了主弹簧的弹力矩，使摆杆又回到零点位置。

特点

在地面上测量重力加速度值相对变化的一种高精度的仪器.仪器的弹性系统用石英玻璃制成,采用零点读数,设有精密的补偿装置,灵敏度高,测量范围大,具有精度高,重量轻,体积小,使用方便和计算简单等特点。

构造上的基本要求：

1、灵敏系统：具有较高的灵敏度以便感受出微小的重力变化。

2、测读机构：观察平衡体的移动情况和测量重力变化的部分，应具备足够大的放大能力，测量重力变化的

范围较大，读数与重力变化间的换算要简单。

设备结构

石英弹簧重力仪是使用广泛的重力仪之一，种类多，但工作原理相同。仪器内部主弹簧一端焊接在作为温度补偿用的石英杆上，另一端与拉杆连接。主弹簧的弹力矩与摆杆及重荷的重力矩相平衡。

测量精度

弹簧长度的变化，可以通过连接在它上端的螺旋测微读数器显示出来，这种读数方法称为零点读数法。两次零点读数的差值，就指出了重力的变化量。石英弹簧重力仪的观测精度已达到±0.1重力单位，如美国渥尔登重力仪。中国ZSM型重力仪观测精度为±0.3重力单位，重4.2千克，读数精度为±0.1格，测程范围约50000重力单位。

减小平衡系统稳定性，但又不使其达到不稳定状态，则灵敏度可达到任意需要的程度。采用加助动装置的方法、倾斜观测法以及适当布置主弹簧位置等方法，都可以增加灵敏度。

影响因素

磁场的影响

近年来,随着重力测量情度的提高、测量方法的改进,在较高精度的测量数据处理中,越来越多的实际结果证明,即使是使用石英弹簧重力仪也不能完全排除磁场的影响。

许多事实表明,采用石英弹簧重力仪进行重力测量时,磁场的变化(包括强度和方向)也和温度、气压等一样是一种干扰因素,而且这种干扰的影响强度对于不同型号的仪器不一样,且对同一型号的不同仪器,也有差异。

气压

气压对重力仪格值标定的影响

由于不同的仪器对同一气压差的反映篮不一样,有不同的回归系数,所以即便同时在同一基线场用相同的精度标定仪器,在气压条件不同的地区观测将会增加台差,影响精度。另一方面,如果用不同仪器所测出的观测值去比较重力的时间变化,将使时间变化受到气压影响。

温度

温度对格值的影响

大量重力观测结果表明:石英弹簧重力仪格值与温度密切相关;温度高时格值大,温度低时格值小。

应用领域