Gravimeter

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Ein Gravimeter ist ein Messgerät, mit dem die Schwerebeschleunigung an einem geographischen Ort bestimmt wird. Sie setzt sich zusammen aus

Siehe auch Gravimetrie.

Der Begriff Gravimeter bezeichnete früher auch eine besondere Form des Aräometers (Flüssigkeitsdichtemeßgerät), das Gewichtsaräometer.

Absolutgravimeter[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Absolutgravimeter messen den absoluten Wert der Schwerebeschleunigung. Sie sind daher an jedem Ort, auch außerhalb der Erde, ohne weitere Kalibrierung einzusetzen.

Ein Typ von Absolutgravimetern vermisst den Fall bzw. die Fallgeschwindigkeit von Körpern (meist Reflektoren). Auch ist es möglich, ein Objekt (Reflektor) in die Höhe zu schießen und anhand der an zwei Punkten gemessenen Durchgangszeiten (= vier Zeitpunkte) die Gravitation zu bestimmen. Solche Absolutgravimeter sind meist groß und unhandlich. Sie werden oft nur auf festem Untergrund eingesetzt. Es gibt aber auch Absolutgravimeter für den Einsatz in Flugzeugen (Absolute Airborne Gravimetry).

Ein anderer Typ von Absolutgravimetern nutzt das Prinzip der Pendelschwingungen, siehe Pendelgravimeter.

Relativgravimeter[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schematischer Aufbau des LaCoste-Romberg-Gravimeters

Relativgravimeter messen die Veränderung der Schwerebeschleunigung gegenüber einem Nullpunkt.

Relativgravimeter beruhen auf dem Prinzip der newtonschen Federwaage. Dabei wird aber nicht die Änderung der Federlänge gemessen, sondern die Änderung kompensiert und gemessen, wie stark man kompensieren muss.

Die einfache Form einer vertikal aufgehängten Feder ist zu ungenau, um zufriedenstellende Messgenauigkeiten zu erzielen. Um z. B. Schwerebeschleunigungen im mGal-Bereich auflösen zu können, müsste man Veränderungen der Auslenkung im µm-Bereich messen.

Ein Ausweg ist die Astasierung von Gravimetern. Die Feder wird so angebracht, dass eine geringe Änderung der Schwerebeschleunigung eine große Auslenkung der Feder zur Folge hat. Im LaCoste-Romberg-Gravimeter wird dies durch die schräge Aufhängung der Feder erreicht. Mit Hilfe der Stellschraube wird das Gravimeter zum Ablesen des Wertes der Schwerebeschleunigung in die Nullposition gebracht. Mit Hilfe eines reflektierten Lichtstrahles kann die Erdbeschleunigung auf einer relativen Skala sehr genau abgelesen werden.

Supraleitendes Gravimeter[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Durch kapazitive Vermessung der Schwebehöhe einer Niobkugel von etwa 25 mm Durchmesser über einem supraleitendem Ring, in dem ein Strom bei der Temperatur flüssigen Heliums widerstandslos fließt, wird die Schwerkraft sehr präzise gemessen. Die Messauflösung beträgt 0,1 nm/s².[1][2]

Kipp Gravimeter[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei einem Kipp Gravimeter wird an der linken Unterseite eines nichtmagnetischen Gewichts (Blei oder Glas) vorzugsweise eine Nadel als "Fuß" angebracht, so dass das Gewicht nach rechts kippen würde. An der rechten Seite des Gewichts sind mindestens 2 Dauermagneten leicht schräg so angebracht, dass sie mit einer Polseite nach unten schauen. Direkt unter dieser Polseite befinden sich am Boden ebenfalls leicht schräg angebracht 2 oder mehr Dauermagneten, deren obere Polseite die gleiche ist wie die ihnen zugewandte Seite der oberen Magneten. Dadurch wird das Gewicht an der kippenden Seite gefedert und gleichzeitig schwebend zentriert. Auf der rechten Oberseite des Gewichts befindet sich eine Laserdiode oder ein Laserpointer deren Strahl als verlängerter Hebel gilt und der entgegen der Position der Nadeln strahlt. Wenn der Laser z. B. in 50 Meter Entfernung auf einer Fläche einen Lichtpunkt erzeugt, kann die geringste Änderung der Schwerkraft, beispielsweise durch die Annäherung des Mondes, angezeigt werden, da der Lichtpunkt steigt, wenn das Gewicht leichter wird und die Magneten es dadurch weiter nach oben drücken können.[3]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. https://www.bkg.bund.de/DE/Observatorium-Wettzell/Messsysteme-Wettzell/Lokale-Messsysteme/Gravimeter/gravimeter_cont.html Das supraleitende Gravimeter, Geodätisches Observatorium Wettzell (BRD), (c) 2017, abgerufen am 23. Mai 2017
  2. http://www.dgg2009.uni-kiel.de/DGG-Tagungsband.pdf DGG-Tagungsband, 2009, abgerufen am 17. Juni 2013
  3. Graviemeter.de / Kipp-Gravimeter. Abgerufen am 15. April 2022.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wiktionary: Gravimeter – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen