GT-1A 항공 중력계 중력 센서는 그림 4-4-2에 나와 있습니다. 무거운 하중은 두 개의 반대 방향으로 자기장의 작용을 받아 폭이 50μm인 스프링 두 개로 베이스에 연결됩니다. , 무거운 하중이 정지된 상태입니다.

공장에서는 보상 코일을 통해 37g 부하를 지지하는 균형력을 생성하도록 안정적인 전류 I가 설정되어 부하가 0 위치(휴지점)에 있게 됩니다. 드리프트와 같은 요인의 영향으로 인해 드리프트 보정을 위한 비행 측정 전후에 고정 기준점에서 정적 측정을 수행해야 합니다.

안정적인 전류 I의 계산 공식은 다음과 같습니다.

그림 4-4-2 GT-1A 중력 센서(GSE) 작동 원리 다이어그램

항공 중력 탐사 이론 방법 및 적용

공식에서: I는 안정된 전류이고, m은 무거운 부하 질량이고, k는 상수입니다(보상 코일에 따라 다름).

무거운 하중에 작용하는 중력장이 변하면 LED와 감광 센서가 무거운 하중의 오프셋에 비례하는 전기 신호를 제공하며, 이 신호는 전류로 변환되어 측정 코일에 추가되며, 중량이 0 위치(휴지점)로 돌아가도록 합니다. 이와 같이 수직 겉보기 가속도(Wz)에 비례하는 전류가 중력 센서의 측정 코일(첫 번째 코일)과 코일과 직렬로 연결된 기준 저항을 통해 흐르며 기준 저항에서 생성된 전압 신호는 마이크로프로세서에 입력된다. ADC를 통해 수직 중력 값 Wz로 변환됩니다.

중력 균형을 맞추기 위해 마이크로프로세서에서 생성된 또 다른 기준 전류는 중력 센서 힘 센서의 두 번째 코일(보상 코일)에 실리고 통전된 코일에서 생성된 자기력을 사용하여 오프셋 중량을 조정합니다. 로드하여 0 위치로 되돌립니다.

이 측정은 여전히 ​​아날로그 제어이며 응답 속도는 약 100Hz입니다. 중력 센서에는 일정한 온도가 중요합니다.

진동으로 인한 센서 휘어짐에 대한 보상 계수는 공장에서 진동 테스트를 통해 구합니다. 테스트를 위해 몇Hz에서 거의 100Hz까지 다양한 진동 주파수가 설정되었습니다.

그림 4-4-3은 진동 주파수가 5~70Hz인 다양한 주파수에서 중력 센서의 진동 테스트 결과를 보여줍니다. 서로 다른 주파수에서의 진동 테스트를 통해 서로 다른 주파수에서 중력 센서의 오프셋을 얻습니다. 그림의 파란색 선은 다양한 진동 주파수에서 중력 센서의 판독값을 나타냅니다. 그림에서 볼 수 있듯이 진동 주파수가 60Hz일 때 진동으로 인한 중력 센서 판독 편차는 100×10-5m·s-2에 가깝습니다. 그림의 빨간색 선은 다양한 진동 주파수(단위: m2)에서 측정된 하중 위치 오프셋을 나타냅니다. 보상계수는 다음 공식으로 구해진다.

항공중력탐사의 이론적 방법과 응용

그림의 녹색선은 보상계수를 이용하여 보정한 후 얻은 측정 결과이며, 진동의 영향이 20배 감소합니다.