LaCoste重力計での重力測定PDF版はこちら, 2006/6/28 基礎地学実験@九州大学用に作ったもの)
LaCoste重力計の検定・調整PDF版はこちら, 2008/7/22 作成,2012/11/14 修正)
LaCoste重力計の検定台 (マイクロメータを100μm上下させると,10秒傾斜させることができる)


東京大学 地震研究所
渡邉 篤志
初版 2008/08/06
改訂版 2012/11/14
二訂版 2013/07/19
三訂版 2017/06/05

LaCoste重力計での測定手順

  1. 測定基準点の近くに,がたつかないように台(お皿)を置きます.
  2. ケースから重力計本体を取り出し,静かに台の上に置きます.
  3. 検流計を接続します.
  4. 傾斜計の針が中央になるように黒いノブを回して整準します.
  5. 移動時にビームが動かないようにしているクランプを外します. クランプを外すには,クランプねじを反時計方向に一杯まで回します.
  6. ダイヤルを回して検流計の針が0μAになるように調整します. ダイヤルは必ず時計回りで合わせるようにします. 針が0μAになったときの値が,読み取り値です. 値はカウンターとダイヤルの両方から読み取ります. 読み取る値は,カウンターの上4桁と,ダイヤルの目盛から3桁です. ダイヤル読み取り値の最後の1桁は,目盛の間を10等分して目分量で読みます. 下図の場合,“3129 777”です. カウンターの4桁はmgal単位,ダイヤルの3桁はμgal単位です.
  7. 読み取った値と時刻を野帳に記入します.
  8. ダイヤルを反時計方向に1回転させ,再度4〜7を繰り返します.
  9. クランプねじを時計方向にまわしてクランプをかけます.
  10. 重力計の器械高と大気圧を測定します. (ほとんどの場合,基準点の上面からトッププレート上面までの高さを器械高にします.)
  11. 重力計をケースに納めます.

補足事項

データ処理
1. 生データ
 i. 野帳の記録
観測点名時刻読み取り値器械高気圧
hh:mmcmhPa
G-018:403004.59825.31011.4
8:423004.597
G-079:292956.01211.71004.7
9:342956.010
G-0410:162908.6797.6991.3
10:202908.678
G-0711:012955.95611.71003.6
11:082955.955
G-0111:323004.50525.61010.0
11:353004.504

 ii. 各測定記録を平均 /tr>
観測点名時刻読み取り値器械高気圧
hh:mmcmhPa
G-018:413004.59825.31011.4
G-079:322956.01111.71004.7
G-0410:182908.6797.6991.3
G-0711:052955.95611.71003.6
G-0111:343004.50525.61010.0

2. 各種補正
 読み取り値から相対重力値を求めるために,係数換算値への変換(c),器械高補正(d, e),気圧補正(f〜h),潮汐補正(i),ドリフト補正(k〜o)を行います. その他に極運動(極潮汐)(周期は1年以上,最大振幅は数μgal)が測定値に影響しますが,短時間の往復測定ではその影響が無視できるので補正しません.

 i. 係数換算,器械高補正,気圧補正,潮汐補正
観測点名abcdefghij
時刻読み取り値係数換算値器械高器械高補正大気圧気圧差気圧補正潮汐補正補正済み重力
hh:mmmgalcmmgalhPahPamgalmgalmgal
G-018:413004.5983036.52325.30.0781011.4---0.0213036.580
G-079:322956.0112987.41911.70.0361004.7-6.7-0.002-0.0262987.427
G-0410:182908.6792939.5847.60.023991.3-20.1-0.006-0.0452939.556
G-0711:052955.9562987.36411.70.0361003.6-7.8-0.002-0.0642987.334
G-0111:343004.5053036.42925.60.0791010.0-1.40.000-0.0743036.434

 ii. ドリフト補正
観測点名klmnop
往復時間差往復差ドリフト係数ドリフト補正量ドリフト補正後平均値
hourmgalmgal/hmgalmgalmgal
G-012.88-0.146-0.05090.0003036.5803036.581
0.1473036.581
G-071.55-0.0930.0432987.4702987.463
0.1222987.458
G-040.000.000.0822939.6382939.638

補足事項



LaCoste重力計の検定・調整
(前川さん@UVOの文書を再構成したものです.検定用紙は
PDFの最後のページにあります.)

リーディングラインの粗調整

  1. 検定台のマイクロメーターをゼロに合わせる.
  2. 重力計の整準をとり,いつものようにダイアルを回して検流計をゼロに合わせる.
  3. ロングレベルを左右に40秒ずつずらす. 検流計が両傾斜とも同じくらい+側に振れたならば,現在のリーディングラインは正しい.
  4. 傾斜計の気泡がの時,検流計が大きく+側に振れたならば,リーディングラインは低すぎる.
  5. 傾斜計の気泡がの時,検流計が大きく+側に振れたならば,リーディングラインは高すぎる.
    傾斜方向と同じ方向に検流計が振れたならば,リーディングラインは大幅にずれている.
  6. 大幅にずれているときは,重力計の整準をとり,検流計を-2〜3μAに合わせてから,ロングレベルを左右に40秒ずつずらす.
    傾斜と同じ方向に動いても
     * 小さくなる ⇒ 近付いた
     * 大きくなる ⇒ 遠ざかった
    大きくなる時は,+2〜3μAに合わせる. 2〜3μAでも近付かない時は5〜10μAで合わせてみる.
  7. 6. を繰り返して,リーディングラインを大まかに合わせておく.
    次の検定で正確に合わせることができる.
次に,オフセット角,リーディングラインを決定する.

オフセット角・リーディングラインのずれの算出

  1. 検定台のマイクロメーターをゼロに合わせて,重力計の整準をとる.
  2. ロングレベルを40秒左へずらし,検流計を-10μAに合わせてダイアル読み値を記入する. レベルはそのままにして,ダイアルを回して検流計を+10μAに合わせてダイアル読み値を記入する.
  3. ダイアルはそのままで,ロングレベルを40秒右へずらす.(検流計は+10μA付近にあるはず) 検流計を+10μAに合わせてダイアル読み値を記入する. レベルはそのままにして,ダイアルを回して検流計を-10μAに合わせてダイアル読み値を記入する.
  4. 電卓で計算する.
    -40秒 (⇐ ) +40秒 (⇒)
    +10μA 3879.352 3879.468
    -10μA 3879.219 3879.110
    133358

    x1=-40 x2=40
    y1=133/40 y2=358/40
    =3.325 =8.950
オフセット角(θ)の算出
(x1, y1), (x2, y2)を以下の式に代入して,
 α = (y1-y2)/(x1-x2) = 0.0703125
 β = y1-y2 = 6.1375
 θ = -β/α = -87.3 (")

リーディングラインのずれの算出
 a = 3879.352 - 3879.468 = -116
 b = 3879.219 - 3879.110 = 109
 Δ = (a+b)/(a-b)×-10 = -0.31μA

オフセット角の調整(-100秒くらいが安定して読み取れる)
もし,オフセット角の計算結果が-60秒であれば,傾斜計を右に40秒ずらす.
  1. 検定台のマイクロメーターをゼロに合わせて,重力計の整準をとる.
  2. マイクロメーターでロングレベルの気泡を40秒右にずらす.
  3. 本体の気泡管(と傾斜計)をゼロに合わせる.
オフセット角の計算結果が-150秒であれば,ロングレベルの気泡を50秒左にずらして,本体の気泡管(と傾斜計)をゼロに合わせればよい.

リーディングラインの調整
ずれの計算結果が-10μAならば,検流計を-10μA振った位置をリーディングラインとする.
  1. 重力計の整準をとり,検流計を-10μAに合わせる.
  2. ZEROの調整ネジを回して検流計を0μAに合わせる.

クロスレベルのチェック
  1. 重力計を90度横向きに検定台に載せ直したら,いつものように整準をとり,検流計が±0μAになるようにダイアルを合わせる.
  2. クロスレベルを60秒ずらして検流計の読み取り値を記入する.
  3. 10秒戻して検流計の読み取り値を記入する. これを繰り返して+60〜-60秒まで13点の読み取り値を記入する.
  4. 0秒付近が極小値になっていれば良好で,精密測量でも安心して測定できる.

調整の確認
  1. ここまで調整ができたら,もう一度最初(リーディングラインの粗調整)から繰り返して,正しく調整されているか確認する. 一回で正しく調整できることは極めて稀であるので,根気良く調整を繰り返そう.
  2. 最後に,重力計の整準をとり,ダイアルを回して検流計をゼロに合わせる. 検定台のマイクロメーターを左右に10秒ずつ回してアンメーターを読む. ±0.5μA位なら安定して読み取りができる.(±0.0μAなら最高です!)
  3. オフセット角を変えると,リーディングラインも変わる事をお忘れなく…



LaCoste重力計の検定台

LaCoste重力計の検定・調整には数秒の精度で傾斜できる検定台が必要です. 火山の重力グループが使用している検定台から採寸して,図面を引きました. これはシンプルかつコンパクトな検定台で,マイクロメータを100μm上下させると左右に約10秒傾きます. 加工・組立の精度や板ばねによって傾きが若干違いますので,傾斜計で確認して下さい. 手元にある検定台は,105μmで10秒傾きます.

検定台の設計図(PDF)

完成品はこんな感じ.


LaCoste重力計を載せるとこんな感じ.

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