重力仪
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角灵敏度： 单位重力的变化所能引起的平衡体偏角的大小
M g ( g , )dg M g ( g , ) d M ( ) d 0 g g
M g ( g, ) d g dg M g ( g, ) M ( )
Yangtze University
第二章 重力仪
振摆法 数学摆
l T 2 g
l
物理摆
J T 2 mga
4 2 J g maT 2
m
Yangtze University
第二章 重力仪
凯 特 可 倒 摆
Yangtze University
第二章 重力仪
自由下落法绝对重力仪 自由落体运动方程式
重力勘探
长江大学 2011 地球物理与石油资源学院
主讲：习宇飞
Email: xiyufei2008@
第二章
重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
重力测量的方法：动力法、静力法 动力法是观测某种与重力现象有关的运动来测定重力的方 法。测定的物理量是时间 静力法是观测某种与重力观测物体的平衡状态，用以确定 两点间的重力差值(相对重力值)
University
第二章 重力仪
GWR超导重力仪是目前世界上最灵敏的重力仪，其测量 精度可达0.01微伽。仪器采用液氦冷却，有不同尺寸的杜 瓦瓶可供选择。长期观测的台站式安装可加装外部电制冷 装置以减少液氦消耗。轻便的小型杜瓦瓶可构成便携式台 Yangtze 站观测系统。 University
第二章 重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
平衡方程与灵敏度 Mg 表示平衡体所受的重力矩， g和摆杆对水平位置偏角φ 的函数
Mτ 表示平衡体所受的弹力矩， 仅是φ 的函数
平衡体静止时，合力矩为0
M g ( g, ) M ( ) 0
Yangtze University
第二章 重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
仪器适用于高精度观测地震，地壳垂直运动，火山监测，长 周期固体潮运动周期观察，原子能废料清理，油气勘探等， Yangtze 精度可达1x10-8m/s2(MGal),观测时间<2小时
University
第二章 重力仪
LaCoste & Romberg Micro-g (LRS)公司最近研制成功整装航空重力测量系统 交钥匙系统（TAGS）是一套完整的，专门适配固定机翼飞引器的，包括航空重 力实时数据处理在内的高精度航空重力测量系统。 Yangtze
Yangtze University
第二章 重力仪
平移式
Yangtze University
第二章 重力仪
旋转式
Yangtze University
第二章 重力仪
构造上的基本要求
灵敏系统
具有较高的灵敏度以便感受出微小的重力变化
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
第二章 重力仪
测读机构与零点读数法 测读机构包括放大部分(光学放大，光电放大或电容放大等) 和测微部分(测微读数器或自动记录系统)。 现代重力仪都是采用补偿法进行观测、读数，即采用零点读 数法。
零点读数法 选取平衡体的某一平衡位置作为测量重力变化的起始位置 ( 即零点位置) ; 重力变化后, 第一步是通过放大装置观察平衡体对零点位置的偏离情况; 第二步用另外的力去补偿重力的变化, 即通过测微装置再将 平衡体又调回到零点位置, 通过测微器上读数的变化来记录 重力的变化
Yangtze University
第二章 重力仪
影响重力仪精度的因素及消除方法
1.温度影响
2.气压影响
3.电磁力影响 4.安置状态不一致的影响 5.零点漂移
Yangtze University
第二章 重力仪
国产ZSM-V型石英弹簧重力仪器
Yangtze University
第二章 重力仪
SCINTREX继CG-3型重力仪之后的改进型自动电子 读数重力仪，1微伽分辨率，5微伽精度，是当前基 于熔凝石英弹性系统的最好重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
石英弹簧重力仪 机械式重力仪 金属弹簧重力仪 振弦重力仪(海上)
按结构分
电子式重力仪
超导重力仪 激光重力仪(实验室)
按测量原理分
绝对重力仪
相对重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
绝对重力测量仪器
摆的原理：摆仪
自由落体定律：自由下落法
勘探者200型重力仪 Sodin410系列重力仪具有精密准确、设计先进， 灵敏度高，测量范围大，重量轻，体积小的特点。
Yangnk you…
Yangtze University
第二章 重力仪
提高灵敏度有两个途径： 加大上式中的分子 要增大m和L，一般不采用 减少上式中的分母
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
Yangtze University
LRS公司的Micro-G生产的高精度井中重力仪是世界上唯一投 入工业应用的井中重力仪。用于井中微重力测井，为油气开发 提供井下地层密度的空间变化及孔隙度分布变化资料，也可为 剩余油气分布调查提供信息。该仪器测井不受油井铁套管影响， Yangtze University 测量精度为0.04毫伽。
第二章 重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
相对重力测量仪器 工作原理 按物体受力变化而产生位移方式的不同，重力仪 可分为平移式系统和旋转式系统两大类 日常生活中使用的弹簧秤从原理上说就是一种平 移式重力仪
M g ( g , )dg M g ( g , ) d M ( ) d 0 g g
M g ( g, ) d g dg M g ( g, ) M ( )
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第二章 重力仪
振摆法 数学摆
l T 2 g
l
物理摆
J T 2 mga
4 2 J g maT 2
m
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第二章 重力仪
凯 特 可 倒 摆
Yangtze University
第二章 重力仪
自由下落法绝对重力仪 自由落体运动方程式
重力勘探
长江大学 2011 地球物理与石油资源学院
主讲：习宇飞
Email: xiyufei2008@
第二章
重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
重力测量的方法：动力法、静力法 动力法是观测某种与重力现象有关的运动来测定重力的方 法。测定的物理量是时间 静力法是观测某种与重力观测物体的平衡状态，用以确定 两点间的重力差值(相对重力值)
University
第二章 重力仪
GWR超导重力仪是目前世界上最灵敏的重力仪，其测量 精度可达0.01微伽。仪器采用液氦冷却，有不同尺寸的杜 瓦瓶可供选择。长期观测的台站式安装可加装外部电制冷 装置以减少液氦消耗。轻便的小型杜瓦瓶可构成便携式台 Yangtze 站观测系统。 University
第二章 重力仪
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第二章 重力仪
平衡方程与灵敏度 Mg 表示平衡体所受的重力矩， g和摆杆对水平位置偏角φ 的函数
Mτ 表示平衡体所受的弹力矩， 仅是φ 的函数
平衡体静止时，合力矩为0
M g ( g, ) M ( ) 0
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第二章 重力仪
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第二章 重力仪
仪器适用于高精度观测地震，地壳垂直运动，火山监测，长 周期固体潮运动周期观察，原子能废料清理，油气勘探等， Yangtze 精度可达1x10-8m/s2(MGal),观测时间<2小时
University
第二章 重力仪
LaCoste & Romberg Micro-g (LRS)公司最近研制成功整装航空重力测量系统 交钥匙系统（TAGS）是一套完整的，专门适配固定机翼飞引器的，包括航空重 力实时数据处理在内的高精度航空重力测量系统。 Yangtze
Yangtze University
第二章 重力仪
平移式
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第二章 重力仪
旋转式
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第二章 重力仪
构造上的基本要求
灵敏系统
具有较高的灵敏度以便感受出微小的重力变化
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
第二章 重力仪
测读机构与零点读数法 测读机构包括放大部分(光学放大，光电放大或电容放大等) 和测微部分(测微读数器或自动记录系统)。 现代重力仪都是采用补偿法进行观测、读数，即采用零点读 数法。
零点读数法 选取平衡体的某一平衡位置作为测量重力变化的起始位置 ( 即零点位置) ; 重力变化后, 第一步是通过放大装置观察平衡体对零点位置的偏离情况; 第二步用另外的力去补偿重力的变化, 即通过测微装置再将 平衡体又调回到零点位置, 通过测微器上读数的变化来记录 重力的变化
Yangtze University
第二章 重力仪
影响重力仪精度的因素及消除方法
1.温度影响
2.气压影响
3.电磁力影响 4.安置状态不一致的影响 5.零点漂移
Yangtze University
第二章 重力仪
国产ZSM-V型石英弹簧重力仪器
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第二章 重力仪
SCINTREX继CG-3型重力仪之后的改进型自动电子 读数重力仪，1微伽分辨率，5微伽精度，是当前基 于熔凝石英弹性系统的最好重力仪
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第二章 重力仪
石英弹簧重力仪 机械式重力仪 金属弹簧重力仪 振弦重力仪(海上)
按结构分
电子式重力仪
超导重力仪 激光重力仪(实验室)
按测量原理分
绝对重力仪
相对重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
绝对重力测量仪器
摆的原理：摆仪
自由落体定律：自由下落法
勘探者200型重力仪 Sodin410系列重力仪具有精密准确、设计先进， 灵敏度高，测量范围大，重量轻，体积小的特点。
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第二章 重力仪
提高灵敏度有两个途径： 加大上式中的分子 要增大m和L，一般不采用 减少上式中的分母
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
Yangtze University
LRS公司的Micro-G生产的高精度井中重力仪是世界上唯一投 入工业应用的井中重力仪。用于井中微重力测井，为油气开发 提供井下地层密度的空间变化及孔隙度分布变化资料，也可为 剩余油气分布调查提供信息。该仪器测井不受油井铁套管影响， Yangtze University 测量精度为0.04毫伽。
第二章 重力仪
Yangtze University
第二章 重力仪
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第二章 重力仪
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第二章 重力仪
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第二章 重力仪
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第二章 重力仪
相对重力测量仪器 工作原理 按物体受力变化而产生位移方式的不同，重力仪 可分为平移式系统和旋转式系统两大类 日常生活中使用的弹簧秤从原理上说就是一种平 移式重力仪