相对重力仪校准方法研究

　　1重力仪

　　重力仪可分为绝对重力仪(absolute gravimeter)和相对重力仪(relative gravimeter)两类。绝对重力仪是用来测定某点重力加速度值的仪器，相对重力仪是用来测定两点的绝对重力加速度差值的仪器。绝对重力值是指某点重力在移除固体潮、海潮负载、漂移影响下，在平均海平面和一个标准大气压，长期平均地下水位，平均土壤湿度的标准环境下的标准重力加速度¨。2]。按使用范围和用途分类，相对重力仪包括海洋相对重力仪、空载相对重力仪以及陆地型相对重力仪等。重力仪广泛用于精密水准测量，区域重力研究及重力填图，固体潮观测，地壳形变观测，油气及矿藏勘探、火山学及地热研究、土木工程勘察、地下水和环境研究、煤田采空区及城市塌陷区等地质灾害调查领域心]。当前，各计量技术机构对相对重力仪校准方法的研究较少，国内还没有相对重力仪的计量检定规程和校准规范，也没有相关的地方和行业检定规程和校准规范，尚未形成一套成熟可行的相对重力仪校准方法。

　　2相对重力仪校准方法研究

　　图1、图2是两种较典型的相对重力仪。

　　绝大多数相对重力仪采用零长弹簧原理实现重力测量。零长弹簧重力仪基本原理示意图如图3。其基本原理是通过测量弹簧在不同重力作用下伸长量的变化来测定重力变化。零长弹簧相对重力仪主要由零长弹簧传感器和灵敏电容传感器组成。所谓零长弹簧就是指未加荷载时，弹簧的长度为零，即自由长度。当弹簧在重力的作用下，长度发生改变，从而导致电容传感器中的电容发生变化，检测到电容变化反映了重力值的变化，电容值经过转化得到重力变化值。

　　相对重力仪校准标准器主要包括相对重力仪校准基线、气压计.钢直尺以及相对重力仪数据处理软件。其中相对重力仪校准基线是相对重力仪校准的主要标准器。校准基线一般由3—5个重力基准点组成，重力基准点需经过精确测量得到绝对重力值，或精确测定各点之间的绝对重力差值。同时，重力点之间的绝对重力差值应足够大，从而能够校准相对重力仪较大的测量范围。校准参数主要包括相对重力仪测量重复性、示值误差和重力仪漂移。

　　2.1测量重复性校准

　　将被测相对重力仪按特定方向安置在重力基准点上，将仪器整平，螺旋读数仪器因存在齿轮啮合间隙，调零应按同一旋转方向完成。连续测量10组以上数据。指针式读数仪器每次读数完成后，应将指针偏离读数位置，再重新找到仪器平衡位置读数。按贝塞尔公式：（1）式中：gi为相对重力测量值;为，1次测量结果算术平均值;s。为测量值标准偏差。计算数据列标准差，取标准差%作为重复性校准结果。