本論文主要講述了小型化可搬運原子重力儀及其三維主動減振平臺的研制過程,包括其調(diào)試過程以及重力測量結果。本論文詳細描述了第三代小型化可搬運原子重力儀USTC-AG11&12的搭建過程,并敘述了從大光學平臺搭建測試版重力儀裝置到逐步縮小原子重力儀真空裝置,磁場系統(tǒng),光路裝置,電子學裝置,時序控制及數(shù)據(jù)采集存儲裝置等子系統(tǒng)體積的過程,其中部分裝置和系統(tǒng)已經(jīng)進行了自主研制。本論文詳細敘述了可搬運三維主動減振平臺的研制過程,振動噪聲壓制效果以及應用于可搬運原子重力儀后對其測量結果的改善效果。本套主動減振系統(tǒng)通過對稱放置八個音圈電機對平臺進行三個維度的振動壓制,除了能防止平臺的翻轉(zhuǎn)還能抑制水平振動對豎直方向的干擾,有效地提高了主動減振系統(tǒng)的穩(wěn)健性和魯棒性。在我們研制的反饋控制算法中,通過兩路反饋控制信號對豎直方向的振動進行壓制,一路為通常的反饋信號用來壓制全頻段的振動噪聲,另一路利用帶通濾波器將原子重力儀最敏感的0.lHz-lOHz的振動信號選取出來并反饋回去,有效地進一步壓制該頻段的振動噪聲,從而能顯著提高平臺的減振性能。部分水平的信號也加入到了豎直的反饋信號中以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本裝置... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２影響重力加速度值的各種因素??

?第１章緒?論???Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｋｇ?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｏｆ?Ｇ??：Ｈ＊ｒｉ?？—??國ｌ?＾??Ｖｏｌｃａｎｏ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?Ｇｒａｖｉｔｙ?ｗａｖｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ?ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ??ｍｕ?ｉ??ｍｍｍ?ｍｍ?ｊｕ??■ＢＨｉ?ＩＨＭＨ??Ｒｅｓｏｕｒｃｅ?Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ?Ｓｐａｃｅ?ｂａｓｅｄ?ｇｅｏｄｅｓｙ?Ｓｅｉｓｍｉｃ?ｓｅｎｓｏｒ??ｐＰ｜??圖１．３重力測量的應用場景??重力異常點進行分析后就可以推斷礦體的分布和埋藏情況。在礦藏資源的采集??過程中測量重力值監(jiān)測采集過程，保障開采過程順利地進行，在重力監(jiān)測過程中??絕對重力儀的精度越高則得到的礦產(chǎn)資源分布信息的準確性越高。??計量學：重力的測量對于計量學也極其重要，例如過去質(zhì)量單位是由一個實??物裝置進行定義的，但是由于其環(huán)境因素的影響，其質(zhì)量己經(jīng)出現(xiàn)了細微的變??化，無法滿足現(xiàn)代精密測量實驗的要求。第２６屆國際計量大會（ＣＧＰＭ）決議改??用基本物理常數(shù)來重新定義多個基本單位，其中就包括質(zhì)量單位。而利用Ｗａｔｔ??天平實驗可以精確得到質(zhì)量單位［｜８］，實驗中質(zhì)量的測量精度與當?shù)刂亓铀俣??的測量精度直接相關，因此需要對當?shù)兀又颠M行高精度測量。??基礎物理學研究：重力加速度的測量在基礎物理學研究上也有著重要的應??用。精確測量重力加速度還對檢驗等效原理［１９］，以及測量萬有引力常數(shù)Ｇ％：！提??供了新的方法。高精度重力儀還可以用于檢驗牛頓反平方定律，以及用來探測引??力波等等。??３??

?第１章緒?論???１．２重力測量的儀器和手段??重力儀分為相對重力儀和絕對重力儀兩種類型。相對重力儀只能測當?shù)兀??值的相對變化，不能直接測量得到當?shù)兀χ档慕^對值，其靈敏度相對而言較高，??但是相對重力儀存在長期漂移，需要絕對重力儀進行標定。絕對重力儀能直接測??量得到當?shù)兀笾档慕^對值，同時也能得到當?shù)兀笾档南鄬ψ兓??「：?＿?隨?帆ｆ??＼＇?ｂｅａｍ、?Ｊ?．???ＨＥＡＳＬＲＩＮＧ??ｕ?＇ｔ．?＾＾９１１＾９＊?ｉ＾３Ｉ．??！?二?，ＬＥ；［＾ＢＡＬＬ??（ａ）?（ｂ）??圖１．４?ｇＰｈｏｎｅ相對重力儀??如圖１．４所示的為ｇＰｈｏｎｅ相對重力儀，其測量靈敏度優(yōu)于ＯＪｕＧａｌｖ＾，漂??移為１．５毫伽／月。這種相對重力儀米用了?ＬａＣｏｓｔｅ＆Ｒｏｍｂｅｒｇ的專利技術，該裝??置的核心是要制造出性能優(yōu)異的零長彈簧。由于該裝置的關鍵元件零長彈簧對??溫度敏感，所以存在很大的漂移，最新的裝置采用雙層隔熱避免溫度對測量的影??響。??ｆｌ?Ｍ?＇??ｒｊｌ?＿ＩＴ＿?＿?ｖａｃｕｕｍ??Ｉ?ｃａｎ??．??Ｉ?１?ｍ?ｒ?Ｌ—ｓ．ｓ．?ｓｕｐｐｏｒｔ??｜?ｃｏｌｌａｒ??ｌｂ：：??１?Ｋ＾ｙ?—ｈｉ６，ｄ??（ａ）?（ｂ）??圖１．５超導相對重力儀??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3071768