重力仪器校验
重力仪器校验系统服务于各种重力测量仪器尤其是高精度重力测量仪器的性能指标检测和评价,是重力基准校验平台对外服务的主要窗口。该系统以PGMF中频率/长度标准溯源系统、引力标准溯源系统、重力测量仪器系统和重力测量基准站系统筹作为基础。重力仪器校验系统的服务内容有重力仪器自身性能参数评估校验和背景环境物理场对重力仪器测量耦合评估,对应的装置为PGMF原重力仪性能校验装置和重力仪环境校验装置。
重力仪器校验系统可以提供比较完备、系统、规范的针对重力仪器的性能参数检验和评测。对于商业重力仪器,重力仪器校验系统可以对用户购买的重力仪器进行性能指标检测和评价,一方面可以检验其相关性能是否与标称值相符,另一方面可以补充校验其未标称的其它重要性能参数;对于相关单位自行研制的重力仪器,重力仪器校验系统可以对其各方面性能指标进行比较完备、系统地校验,提供给研制单位和其用户单位参考。
重力仪性能校验装置的建设目的是实现重力仪自身性能参数的检测或校验服务能力,为重力仪提供准确的频率/长度、基础性能参数、重要性能参数的校验服务。此装置是重力仪器校验系统的重要组成部分,将与重力仪环境校验装置组成统一整体,对重力仪提供完备、系统、规范的检验和评测服务。装置分为溯源标定单元,基本参数检测单元,重要参数校验单元。重力仪环境校验装置建设目的是提供重力仪器与环境耦合的校验能力。重力仪器所处环境,广义上讲,包括地下水、气压、温度、湿度、电磁场等,这些环境的变化都会在一定程度上影响重力仪器测量结果。在重力测量基准站系统中,对各种环境都会进行监测,而在重力仪器校验系统中,主要关注四种环境对重力仪器的影响,即振动、转动、温度和电磁场,不仅可以提供对应的低影响环境,还可以对相关量进行调制。振动调制系统可以对重力仪器自身携带隔振装置能力进行测试,同时也给出在振动环境足够好的情况下,重力仪器所能达到的分辨率水平,转动调制系统可以检验地球自转或者平台转动对重力仪器测量结果的影响,温度调制系统可以测试重力仪器对外界温度变化的响应,而电磁场调制测试包括重力仪器对静电磁场响应和时变电磁场响应的测试。重力仪器对背景物理场的响应,是重力测量仪器使用的关键指标之一。重力仪环境校验装置利用环境调制,为重力仪器提供环境耦合测试,给出用户重力仪的环境耦合参数,并根据需要给出重力仪与环境耦合相应的修正值,以提高仪器测量数据的可靠性和提升仪器的性能。
重力仪器校验系统可提供的服务内容及性能参数如下表
序号 |
服务内容 |
性能参数 |
1 |
重力仪长度及频率溯源 |
溯源精度好于0.2微伽 |
2 |
重力仪质量称量 |
量程300kg, 精度好于0.1kg |
3 |
重力仪电流、电压、功耗测量 |
最大电压1000V, 最大电流32A |
4 |
重力仪高度测量 |
1m量程,10微米精度 |
5 |
重力仪分辨力校验 |
附加加速度范围±20μGal,精度优于0.2μGal |
6 |
绝对重力测量偏差校验 |
优于2μGal |
7 |
振动调制 |
负载300kg,范围10-5~10-9g/Hz1/2@1Hz |
8 |
转动调制 |
方位范围0~360o,转速范围-0.01~0.01rad/s |
9 |
温度调制 |
温度范围-10℃~50℃,精度0.1℃ |
10 |
电磁场调制 |
弱磁环境残余磁场≤1mG,磁场调制范围0.1~10G |
案例:朔源标定