Nh trên ta đã đề cập tới, chậu và mặt số nghiêng dùng để đo lực thẳng đứng trong lúc khử độ lệch nghiêng của la bàn đặt ở trên tầu.
Mặt số nghiêng là một hệ thống kim nam châm (hình 2.30) gồm 6 thanh nhỏ gắn trên một cái khung bằng nhôm nhẹ. Mô men từ của hệ thống khoảng 350CGSM. Trên khung có một vấu hình trụ, có lỗ để vặn đinh vít nhỏ, nhờ có vít này ngời ta có thể điều chỉnh đợc vị trí của trọng tâm hệ thống kim từ di chuyển theo chiều thẳng đứng.
Để điều chỉnh vị trí trọng tâm trong mặt phẳng nằm ngang, trên khung có hai vít bằng đồng thau nằm ngang.
Hệ thống kim từ của mặt số đợc treo trên một trục ngang trục ngang này đợc làm bằng hai sợi chỉ bện bằng tơ tự nhiên. Đầu trong của sợi chỉ đợc buộc vào một gút qủa đào gắn ở cạnh khung, còn hai đầu ngoài của sợi chỉ đợc gắn vào ốc tai hồng ở hai giá thẳng đứng. Để mômen xoắn của sợi chỉ không ảnh hởng tới kết quả lực từ đo đợc hai sợi chỉ phải có chiều xoắn ngợc nhau.
Khung mặt số đợc chế tạo bằng nhôm nhẹ có dạng vành khuyên tròn, có hai đờng kính vuông góc nhau, tại tâm của vòng tròn (nơi giao nhau của hai đờng kính) đặt ổ đỡ. Trên vành khuyên của khung ngời ta dán vành chia bộ bằng giấy. Trên một đờng kính giá đỡ vành khuyên ta gắn hệ thống kim lệch.
Dới tác dụng của thanh phần lực thẳng đứng Z hay Z' hệ thống kim từ bị lệch khỏi mặt phẳng nằm ngang. ở bán cầu bắc lực Z dơng nên đầu bắc của hệ thống kim chúc xuống dới, còn ở bán cầu nam thì đầu nam chúc xuống.
Khi sử dụng Cô lông ga để đo Z hay Z', do đó hệ thống kim sẽ nằm cân bằng ở trên mặt phẳng nằm ngang, nhận biết vị trí nằm ngang của hệ thống kim bằng mắt thờng.
Mặt số nghiêng đợc bảo quản trong một hộp gỗ, khi tiến hành đo lực thì nó đợc đặt vào trong một chậu khô (hình 3.21).
61
Chậu mặt số nghiêng chế tạo thân bằng đồng thau, trên mặt bít kín bằng tấm kính trong suốt. ở giữa đáy chậu gắn một kim trụ để đỡ mặt số nghiêng, đỉnh kim vít, ba đinh vít này dùng để gắn ống bạc gắn Cô lông ga.
Chậu có hai cái ngỗng để gắn vào thân la bàn hoặc gắn lên giá ba chân.
Độ chính xác số chỉ mặt nghiêng phụ thuộc vào trọng tâm hệ thống kim tử và độ xoắn của các sợi chỉ treo hệ thống kim.
Vị trí trọng tâm có thể thay đổi do sự biến hình của của khung gắn mặt số, treo hệ thống của các sợi chỉ treo hệ thống kim.
Sợi chỉ bị xoắn thì nó làm thay đổi không chỉ vị trí trọng tâm mà cả giá trị góc nghiêng của hệ thống kim. Độ xoắn của sợi chỉ bị thay đổi do kéo căng trong thời gian lâu do sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm không khí.
Do sự thay đổi chiều dài và độ xoắn của sợi chỉ mà kết quả đo sẽ bị sai khác rất lớn, vì vậy trớc khi tiến hành đo lực phải tiến hành kiểm tra và điều chỉnh lại vị trí của hệ thống kim từ.
Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống kim từ đợc tiến hành theo hai nội dung: điều chỉnh vị trí trọng tâm và điều chỉnh độ xoắn của chỉ.
Điều chỉnh độ cao trọng tâm hệ thống kim từ.
Trọng tâm hệ thống kim từ yêu cầu phải nằm trong mặt phẳng nằm ngang chứa sợi chỉ treo chúng, tức là nằm trên trục quay của hệ thống.
Nếu trọng tâm nằm dới trục quay của hệ thống kim nam châm thì độ chính xác lực thẳng đứng đo đợc sẽ thấp, còn nếu trọng tâm ở cao hơn thì nói chung kim không nằm trong vị trí nằm ngang.
Điều chỉnh vị trí trọng tâm kim đợc tiến hành trên bờ. Công việc đợc tiến hành nh sau: đem chậu và mặt số nghiêng lên bờ đo lực bằng Z Cô lông ga, để kim về vị trí nằm ngang. Sau đó di chuyển thanh đo Cô lông ga về vị trí (Z-25tđ) rồi (Z + 25 tđ), mỗi lần nh thế ta đều quan sát vị trí kim lệch. Nếu trọng tâm ở vị trí bình thờng thì khi để thanh nam châm đo ở vị trí (Z-25tđ) kim sẽ lệch nghiêng, đầu bắc của kim nằm sát vành khuyên, còn khi thanh đo ở vị trí (Z+25tđ) khi kim bị nghiêng ngợc lại, đầu nam của kim nằm sát vành khuyên. Nếu góc lệch của kim nhỏ hơn thì chứng tỏ độ nhậy của hệ thống kim kém do trọng tâm thấp quá, cần phải điều chỉnh lên cao. Muốn điều chỉnh lên cao ta đặt mặt số nghiêng vào trong hộp gỗ, vặn vít tai hồng để làm tăng thêm sợi chỉ, vặn vít hình trụ thẳng đứng lên cao hơn một chút. Sau đón lại tiến hành đo Z và kiểm tra nh trên.
Trờng hợp trọng tâm nằm cao hơn trục quay của hệ thống kim thì kim không thể nằm ngang đợc, do đó không thể đo đợc lực Z. Trờng hợp này ta vặn ốc hình trụ đứng xuống thấp hơn một chút, sau đó tiến hành đo Z và kiểm tra nh trên.
Điều chỉnh mômen xoắn của sợi chỉ treo.
Sợi chỉ treo hệ thống kim từ cần phải có mômen xoắn nh thế nào đó để tổng mômen xoắn của chúng bằng không. Nói một cách khác là khi triệt tiêu hết lực Z thì hệ thống kim từ phải nằm trên mặt phẳng nằm ngang.
Kiểm tra mômen xoắn các sợi chỉ đợc tiến hành ở trên bờ và làm nh dới đây:
Đặt mặt số vào chậu, dùng Cô lông ga đo lực Z của từ trờng quả đất, đạt đợc giá trị Z1. Sau đó đổi từ tính hệ thống kim, để đầu bắc nam châm vào đầu nam kim và đầu nam thanh nam châm vào đầu bắc kim. Đổi từ hệ thống kim đợc thực hiện bằng cách dùng nam châm đặc biệt gỡ nhẹ vào hệ thống kim từ vị trí của các thanh nam châm đặc biệt khi đổi đầu từ đợc thể hiện trên hình 3.22
62 Hình 70
Hình 3.22 Kiểm tra Mômen xoắn sợi chỉ treo
Đầu tiên gỡ vào đầu phía bên phải 5 - 6 lần, sau đó gỡ từ 10 - 12 lần ở đầu kia kim của hệ thống kim, sau đó lại gõ 5 - 6 lần vào đầu kim đã gỡ lần đầu.
Sau khi biến đổi từ tính ta lại tiến hành đo lực thẳng đứng, lần đo này ta đợc giá trị Z2.
So sánh giá trị Z1 và Z2, giá trị mômen xoắn càng nhỏ thì giá trị chênh lệch giữa hai lần đo càng tiến dần tới I.
Mômen xoắn đợc coi là bình thờng khi Z1 - Z2 ≤ 10tđ. Khi hiệu hai giá trị lớn hơn thì ngời ta tính toán giá trị trung bình:
2 +
=Z1 Z2
Ztb (3.4)
Sau đó đặt thanh đo Côlông ga về số chỉ Ztb, vặn ốc tai hồng từ từ cho tới khi hệ thống kim từ nằm trên mặt phẳng ngang. Khi kim đã về vị trí nằm ngang thì ta tháo Cô lông ga tháo mặt số nghiêng cho vào hộp gỗ, biến đổi từ hệ thống kim bằng cách gõ nh đã làm ở trên. Biến đổi từ xong ta lại tiến hành đo lực thẳng đứng lần thứ 3 ta có Z3. Nếu không có mômen xoắn thì số chỉ Z3 sẽ khác số chỉ Zrb không quá 5 đơn vị thớc đo. Nhng trong rất nhiều trờng hợp hiệu số giữa Z3 và Ztb lớn hơn giá trị nh vậy. Nguyên nhân có thể dẫn tới tình trạng trên là do trong quá trình điều chỉnh độ xoắn của chỉ đã làm thay đổi chiều dài của nó, do đó làm thay đổi vị trí trọng tâm của hệ thống kim. Sự thay đổi trọng tâm hệ thống kim đã làm ảnh hởng tới độ nhậy của mặt số dới tác dụng của lực thẳng đứng vì vậy số chỉ theo máy đo Cô lông ga sẽ bị sai lệch.