(57)【要約】  重力グラジオ・メータおよびグラジオ・メータのためのピボット屈曲ウエブを形成する方法において、グラジオ・メータは、容器４５、４７にサポートされた測定バー４１、４３と、バーの移動を測定して重力勾配テンソルの表示を与えるトランスジューサ７１とを有する。バー４１、４３は、屈曲ウエブ上に搭載される。ウエブは、容器およびバーと別の要素中に形成される。
2010510499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重力勾配テンソルの成分を測定する重力グラジオ・メータであって、
重力勾配に応答して移動する少なくとも１つのセンサ・バーと、
センサ・バーの移動を測定して重力勾配テンソルの少なくとも１つの成分の測定値を与えるトランスジューサと、
センサ・バーをサポートする容器と、
容器およびバーと分離して形成され屈曲ウエブを有する屈曲ウエブ要素であって、バーおよび容器に接続されバーが屈曲ウエブの周りにピボット移動できるようにバーを容器にサポートする屈曲ウエブ要素と、
を含む重力グラジオ・メータ。
【請求項２】
請求項１記載のグラジオ・メータであって、屈曲ウエブ要素は、二重の鳩の尾の形をしており、屈曲ウエブの場所を除いて二重の鳩の尾の形状の鳩の尾を分離するカットを備え、容器は、鳩の尾のチャネルを有し、センサ・バーは、要素を受け入れる鳩の尾のチャネルを有し、要素を容器およびバーに接続するようにしてなる前記グラジオ・メータ。
【請求項３】
重力勾配テンソルの成分を測定する重力グラジオ・メータに屈曲ウエブを形成する方法であって、重力グラジオ・メータは、容器に搭載されたセンサ・バーを有し、センサ・バーは、重力勾配に応答して容器に相対的に移動でき、重力勾配テンソルの少なくとも１つの成分の測定値を与えるようになっており、
バー上に１つの接続部品および容器上に１つの接続部品を形成し、バー上の部品に対応する部品と容器上の部品に対応する部品を有する分離した屈曲ウエブ要素を、容器およびバーの１つと要素とを加熱し容器およびバーの他方と要素とを冷却してバーおよび容器に接着し、容器、バーおよび要素が本質的に同じ温度に戻ったとき、容器、バーおよび要素の収縮および膨張を利用して要素がバーおよび容器に接続されるように対応する部品を一緒に配置する工程、
を含む方法。
【請求項４】
請求項３記載のグラジオ・メータであって、バーおよび容器上の部品は、二重の鳩の尾の形をしたチャネルであり、容器上の部品は、屈曲ウエブの場所を除いて、カットによって分離された対応する鳩の尾の形をした要素である前記グラジオ・メータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、重力グラジオ・メータに関するものであって、詳細には、航空機で使用する重力グラジオ・メータに関するが、これに限定しない。本発明は、重力勾配テンソルの対角および非対角成分を測定する用途に特に適している。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
重力グラジオ・メータは、我々の国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２００６／００１２６９号および同時出願のいくつかの出願に開示されている。国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２００６／００１２６９号の内容は、参照によってここに取り込まれる。
【０００３】
重力計は、地質学調査で地球の重力場の一次導関数を測定するために広く用いられる。地球の重力場の一次導関数を測定できる重力計の開発においていくらかの進歩があるが、場の空間的変動を移動車両の加速度の一時的な変動から区別することが困難なため、その測定は、地上に静止した機器による有用な調査に十分な精度でのみ行われるのが通常である。
【０００４】
重力グラジオ・メータ（重力計と区別して）は、重力場の二次導関数を測定するために用いられ、重力間の差を通常重力の１０１２分の１まで測定するのに必要とされるセンサを使用する。
【０００５】
典型的な場合、このような装置は、鉄鉱石を含む鉱床や炭化水素を含む地質学的構造を発見しようとして用いられてきた。
【０００６】
上述のグラジオ・メータは、センサ・マスの形をしたセンサを有し、重力勾配に応答して動くようにピボット回転するように固定されている。
【０００７】
上述の国際出願に開示された重力グラジオ・メータは、センサ・バーの形をしたセンサ・マスをサポートする容器を含む。バーは、一体となった屈曲ウエブによってセンサ・マスに接続される。屈曲ウエブが破れれば、容器およびバーは、従って有用であり、完全な置き換えを必要とするが、これは、バーおよび容器を形成する材料の性質上、比較的高くつく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
（発明の概要）
本発明の目的は、グラジオ・メータと、この問題を克服するグラジオ・メータのための屈曲ウエブ・ジョイントを形成する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って、本発明は、重力勾配テンソルの成分を測定する重力グラジオ・メータであって、
重力勾配に応答して移動する少なくともセンサ・バーと、
重力勾配テンソルの少なくとも１つの成分の測定値を提供するためにセンサ・バーの移動を測定するトランスジューサと、
センサ・バーをサポートする容器と、
容器およびバーと別に形成され屈曲ウエブを有する屈曲ウエブ要素であって、容器およびバーに接続されバーが屈曲ウエブの周りにピボット運動できるようにバーを容器にサポートする屈曲ウエブ要素と、
を含む重力グラジオ・メータを提供する。
【００１０】
分離された屈曲ウエブ要素が提供されるため、屈曲ウエブが破れても、古い要素を取り外し、グラジオ・メータを修理するためのスペア・パーツとして保有できる新しい要素を挿入するだけでよい。従って、このことは、一体となった屈曲ウエブを有する完全な新しい容器およびバーの時間の掛かる加工の必要性あるいは比較的高くつく完全なスペアの容器および屈曲ウエブを保持する必要性を回避できる。
【００１１】
好ましくは、屈曲ウエブ要素は、二重の鳩の尾の形状を有し、屈曲ウエブの場所を除いて二重の鳩の尾の形状の鳩の尾を分離するカットを備えており、容器は、鳩の尾のチャネルを有し、センサ・バーは、要素を受け入れる鳩の尾のチャネルを有し、要素を容器およびバーに接続している。
【００１２】
本発明は、また重力勾配テンソルの成分を測定する重力グラジオ・メータに屈曲ウエブを形成する方法を提供し、重力グラジオ・メータは、容器に搭載されたセンサ・バーを有し、センサ・バーは、重力勾配に応答して容器に相対的に動くことができ、重力勾配テンソルの少なくとも１つの成分の測定値を与える。本方法は、
バー上に１つの接続部品および容器上に１つの接続部品を形成し、バー上の接続部品に対応する部品と容器上の接続部品に対応する部品を有する分離した屈曲ウエブ要素を、容器およびバーの１つと要素とを加熱し容器およびバーの他方と要素とを冷却してバーおよび容器に接着させ、容器、バーおよび要素が本質的に同じ温度に戻ったとき容器、バーおよび要素の収縮および膨張を利用して要素がバーおよび容器に接続されるように、対応する部品を一緒に配置する工程を含む。
【００１３】
好ましくは、バーおよび容器上の部品は、二重の鳩の尾の形をしたチャネルであり、容器上の部品は、屈曲ウエブの場所を除いて、カットによって分離された対応する鳩の尾の形をした要素である。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら例を挙げて説明しよう。
【実施例】
【００１５】
（好適な実施の形態の詳細な説明）
図１は、本発明の１つの実施の形態に従う重力グラジオ・メータの模式図である。
【００１６】
図１に示されたグラジオ・メータは、外部プラットフォーム２にサポートされた二重壁のデュワ１を含む。外部プラットフォーム２は、デュワ、従って、デュワの内容物の３つの直交する軸の周りの調節を可能にする。外部プラットフォーム２は、一般に既知であり、適当なモータやその他の同様な手段によって調節することも知られている。従って、詳細な説明は、行わない。
【００１７】
デュワには、真空キャニスタ３が備えられ、またデュワには、液体ヘリウムＨｅのような液化ガスが供給され、グラジオ・メータが低温で動作できるようになっている。デュワ１は、エンド・プレート４によって閉じられ、後者は、電気リード線（図示されていない）を外部コンポネント（図示されていない）に接続するコネクタ５ａを含んでいる。
【００１８】
キャニスタ３は、エンド・プレート９によって閉じられ、後者は、電気リード線（図示されていない）をコネクタ５ａに接続するコネクタ５ｂを含んでいる。グラジオ・メータは、１２角形のリング６２と半球ドーム６３から形成されるメイン・ケーシング６１を有する（図１２参照）。内部マウンティング５がリング６２に接続される。リング６２は、１つのサポート６５を備え、これに対してフィード・スルー・フランジ９が接続される。バッフル１１ａがフォーム１１ｂを挟んだ形のネック・プラグ１１がキャニスタ３の上方に配置される。キャニスタ３まで延びてキャニスタ３を排気するためにも使用される中空ロッド９３の上にバッフル１１ａがサポートされる。
【００１９】
図２を参照すると、グラジオ・メータの回転可能なマウンティング５（図７）の第１のマウント１０が示されており、ベース１２と直立する周壁１４とを含む。周壁１４は、複数の切欠き１６を有する。ベース１２は、ハブ１８をサポートする。
【００２０】
図３および図４は、周壁２２および上部壁２４を含む第２のマウント２０を示す。周壁２２は、マウントをケーシング６１に接続する４つのラグ１３を有する。上部壁２４および周壁２２は、開口部２８を定義する。周壁２２は、第１のパーツ２５、第２のパーツ２６および第３のパーツを有する。第２のマウントは、一体型の統合された構造物であり、第１のパーツ２５は、あとで説明するように、屈曲ウエブの形成を除いて、周壁を貫通する円周状カット１９を行うことによって形成される。第３のパーツ２７は、これもあとで説明するように、屈曲ウエブの形成を除いて、周壁２２を貫通する第２の円周状カット２９を行うことによって形成される。第２のマウント２０は、図７に示すように、ハブ１８を開口部２８に合わせ、ラグ１３を対応する切欠き１６に通すことによって第１のマウント１０上に搭載される。
【００２１】
第１のマウント１０は、第２のマウント２０に結合される。第１のマウント１０に第１の屈曲ウエブ３１が形成され、マウント１０の一次マウント部がウエブ３１の回りでマウント１０の二次マウント部に相対的にピボット回転できるようにされる。このことについては、図１３から図２１に示された第２の実施の形態を参照しながらより詳しく説明する。
【００２２】
ラグ１３は、キャニスタ３のマウンティング５に接続し、次にグラジオ・メータの低温動作のためのデュワ１に位置する。
【００２３】
デュワは、次に３つの直交する軸ｘ、ｙおよびｚの周りにグラジオ・メータの粗い回転制御を行うように第１の外部プラットフォームに搭載される。マウンティング５は、特にグラジオ・メータが空中にある場合に測定を実行する間のグラジオ・メータを安定させるためにｘ、ｙおよびｚ軸の周りのかなり細かい回転調節を行うように、センサ４０（これについては、のちにもっと詳しく説明するが、四重極マスとするのが望ましい）を搭載する。
【００２４】
第１の屈曲ウエブ３１は、図７に示すように第１のマウント１０が第２のマウント２０に相対的にｚ軸の周りに動くことを可能にする。
【００２５】
図５および図６は、それぞれラインＩＶおよびＶに沿った断面図であり、図３に示したカット１９、２９に沿ったものである。周壁２２は、ワイヤ・カッタや同等品のような任意の適当な切断器具によってカットされる。図５は、カット２７によって形成される底面１９ａを示す。図３および図５から明らかなように、カット２７は、２つの逆Ｖ字形のピーク３４を有する。ピーク３４の頂点は、カットされず、従って、第１のパーツ２５を第２のパーツ２６につなぐ第２の屈曲ウエブ３３を形成する。このように、第２のパーツは、図７でｘ軸の周りに第１のパーツ２５に相対的にピボット回転できる。第２のカット２９が図６に示されているが、ここでもカット２９によって形成された底面２９ａが見えている。ここでも、第２のカット２９が２つのＶ字形のピーク３５を形成し、ピーク３５の頂点は、カットされず、従って第２のパーツ２６を第３のパーツ２７につなぐ第３の屈曲ウエブ３７を形成する。こうして、第３のパーツ２７は、図７に示されたｙ軸の周りにピボット回転できる。
【００２６】
図８は、マウンティング上に搭載されたセンサ４０を示す。センサ４０は、第１のバー４１および第１のバー４１に直交し、バー４１と同じ形の第２のバー（図８に示されていない）の形をした第１のマスおよび第２のマスを含む直交四重極レスポンダＯＱＲセンサである。
【００２７】
バー４１は、第１の容器４５内に形成され、バー４２は、第２の容器内に形成される。バー４１および容器４５は、バー４２および容器４７と同じであるが、一方が他方に対して９０度回転しているため互いに直交する点が異なる。従って、容器４５についてのみ説明する。
【００２８】
容器４５は、末端壁５１および周辺の側壁５２ａを有する。末端壁５１は、第１のマウント１０の壁１４の縁７５（図２および図７）にネジ等（図示されていない）によって接続される。バー４１は、バー４１を壁５１につなぐ第４の屈曲ウエブ５９を除いて、壁５１にカット５７によって形成される。屈曲ウエブは、図９のバー４１の上面図に拡大して示されている。従って、バー４１は、重力場の変動に応答して容器４５に相対的にピボット回転できる。バー４２は、上で述べたのと同じように搭載され、これも第５の屈曲ウエブ５９の回りに重力場の変動に応答して、その容器４７に相対的にピボット回転できる。容器４７は、第１のマウント１０のベース１２（図２）に接続される。
【００２９】
バー４１および容器４５は、この実施の形態で屈曲ウエブ５９と一緒に統合された一体型構造になっている。しかし、ウエブ５９は、図２４および図２５の実施の形態で説明するように、容器４５と分離して作成して、容器４５およびバー４１に接続してもよい。
【００３０】
バーの移動を測定し、移動量、従ってバーによって検出された重力場の差分の測定値を表す出力信号を生成するために、トランスジューサ７１（図２から図６に示されていない）が設けられる。
【００３１】
図１０は、３つの直交する軸（ｘ、ｙ、ｚ）の周りにマウンティング５を回転させることによってグラジオ・メータを安定化するためのアクチュエータ制御を示す模式的ブロック図である。コンピュータ、マイクロ・プロセッサ又は同等物であるコントローラ５０は、アクチュエータ５２、５３、５４、５５に信号を出力する。アクチュエータ５２は、マウンティング５をｘ軸の周りに回転させることができ、アクチュエータ５４は、マウンティング５をｙ軸の周りに回転させることができ、アクチュエータ５４は、マウンティング５をｚ軸の周りに回転させることができる。しかし、好適な実施の形態では、４つのアクチュエータ５２、５３、５４、５５のうちの２つが用いられてマウンティングを各軸の周りに回転させるため、各軸の周りの回転は、２つのアクチュエータで提供される２つの線形運動の組合せで引き起こすことができる。各アクチュエータによって提供される線形運動については、図３１および図３２を参照しながら説明する。マウンティング５の位置は、適当なフィードバックをコントローラ５０に提供することができるようにモニタされ、航空機内部にあるか又はその後方に曳航されるかのいずれかによって空中を移動する場合のサポートを安定化するために必要とされるように、サポート１０を回転させるための適当な制御信号がアクチュエータに提供される。
【００３２】
好適な実施の形態は、また角加速度計を含み、バー４１、４２と類似した形状をしているが、その形状は、四重極モーメントをゼロとするように調整される。線形加速度計は、屈曲するヒンジとして働く単一マイクロ・ピボットを備えた単純な振り子デバイスである。
【００３３】
図１１は、好適な実施の形態に使用されるフィードバック制御の外観である。
【００３４】
図１２は、低温動作のためにデュワ１に搭載し、次に外部プラットフォームに搭載するように準備ができたグラジオ・メータの一部を切除した図である。図２から図８は、上と下にバー４１と４２を備えたグラジオ・メータを示すが、この機器は、実際は、図１２に示すように、その側面を下側にして（９０度回転して）バー４１、４２が端部に来るようにされる。
【００３５】
図１２は、ケーシング６１内部に配置され、リング６２および透明な半球端６３によって形成されたマウンティング５を示す。リング２２は、ケーシング６１内に位置するＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉デバイス）電子回路およびトランスジューサ７１（図８を参照）からの内部配線をコネクタ５ｂ（図１）に接続するコネクタ６９を有する。
【００３６】
トランスジューサ７１は、バー４１、４２の移動の角度を測定し、制御回路（図示されていない）は、その差分を測定するように構成される。
【００３７】
誤差修正は、加速度計および温度センサからのデジタル化された信号に基づいて数値的に実行することができる。
【００３８】
トランスジューサ７１は、ＳＱＵＩＤベースのトランスジューサで、誤差修正は、多分ＳＱＵＩＤベースのトランスジューサの大きいダイナミック・レンジおよび線形性によって行われる。
【００３９】
図１３から図２１は、第２の実施の形態を示しており、同様な部品は、先に述べたものと同様な部品を示す。
【００４０】
この実施の形態で、第１のマウント１０は、切欠き８０を有し、等価的にラグ（図示されていない）を受け入れるスロットを構成し、切欠き８０でマウント１０に接続され、更に図１９から図２１に示された第２のマウント２０に接続される。この実施の形態で、ラグは、分離したコンポネントであるため、それらを小型化することは、第２の屈曲ウエブ３３および第３の屈曲ウエブ３７を構成する第２のマウント・セクション２０でカットされるよりも可能で、更に容易に行うことができる。
【００４１】
図１３で、ハブ１８のパーツ１８ａを定義するようにカット８７が行われる。カット８７は、次に８８において内側に向かって放射状に延びて、次にカット１０１で示されるように中央セクション１８ｃを取り囲む。カット１０１は、次にカット・ライン１８ｄ、１８ｅに沿って中央セクション１８ｃに入ってコア１８を定義する。コア１８ｆは、カット・ライン１８ｅ、１８ｄとの間のカットされていない部分である屈曲ウエブ３１によって中央セクション１８ｃに接続される。従って、パーツ１０ａは、マウント１０の一次マウント部を形成し、部分１８ａが屈曲ウエブ３１によって部分１０ａと結合する場所を除いて、マウント１０の二次マウント部１０ａから分離される。パーツ１８ａは、等価的に、屈曲ウエブ３１周りにｚ軸方向でパーツ１０ａに相対的にパーツ１８ａの回転を許容する心棒を形成する。
【００４２】
図１４に示されたように、カット・ライン８８は、図１４に示された上端部から下端部に外側に傾斜し、またコア１８ｃは、図１７に最も良く示されたように、対応する形状で外側に向かって傾斜する。
【００４３】
図１３から図１８で明らかなように、第１のマウント１０は、先の実施の形態のように丸でなくて六角形の形状をしている。
【００４４】
図１９から図２１は、第２のマウント２０を示す。図１６は、第１のマウント１０に搭載された第２のマウント２０を示す。図１９から図２０に最も良く示されているように、第２のマウント２０は、受入れラグ（図示されていない）に関する切欠き８０と合致する切欠き１２０を有する。ラグは、ラグを貫通してボルト孔１２１に達するボルトによって第２のマウント２０にボルト止めできる。ラグ（図示されていない）は、マウント２０が第１のマウント１０に固定される前にマウント２０に搭載される。
【００４５】
図１９から図２０の実施の形態で、ピーク３４および逆転したピーク３５は、先の実施の形態でそうであったようにＶ字ではなく、むしろ平坦にされる。
【００４６】
この実施の形態で、中央孔１３７および２つの結合孔１３８ａを備えた上部壁２４が設けられる。分解したいときに、パーツ１８ａから容器４５を容易に押し離すことができるように３つの小さい孔１３９ａが設けられる。第２のマウント２０が第１のマウント内に位置するとき、中央セクション１８ｃの上側部分は、図１６に最も良く示されたように、孔１３７を通って飛び出す。マウント２０は、次に孔１３８を貫通してパーツ１８ａの孔１３９ｂ（図１３参照）と結合するファスナによってマウント１０に接続できる。
【００４７】
こうして、第１の容器４５およびそれに付属するバー４１が容器１０の縁７５に接続され、第２の容器４７がベース１２に接続されるとき、容器４５、４７とそれらに付属するバー４１、４２は、それに従って、屈曲ウエブ３１、屈曲ウエブ３３および屈曲ウエブ３７によって定義される３つの直交する軸の周りに動くことができる。
【００４８】
第２のマウント２０を作り上げる３つのパーツ２５、２６、２７の展開図である図２１に最も良く見られるように、開口部は、マウント２０を貫通して延びて、孔１３７、孔１３８および孔１３９で形成されている。図２１に示されたマウント２０が一体型の構造で、屈曲ウエブ３３、３５の場所を明確に示すためだけに、展開図で示されていることを理解すべきである。明らかなように、図２１に示された屈曲ウエブ３３は、パーツ２６と結合し、また図２１に示された屈曲３５は、パーツ２７と結合する。孔１３７、１３８、１３９は、第２のマウント２０を第１のマウント１０中に配置するときに、第１のマウント１０の心棒又は第１の部分１８ａが通過する通路を定義する。
【００４９】
このように、第２のマウント２０がパーツ１８ａに固定されるとき、第２のマウント２０は、屈曲ウエブ３１によって定義されたｚ軸の周りに第１のマウント１０の第１の部分１０ａと一緒にピボット回転でき、他方、パーツ１８ａによって形成される第２の部分は、静止状態に留まる。ｘおよびｙ軸の周りの運動は、先に述べたように、屈曲ウエブ３３、３５の周りの第２のマウントのピボット回転運動によって実現される。
【００５０】
図２２は、容器４５、４７に固定された線形および環状加速度計９０を示す。
【００５１】
重力勾配は、任意のマス分布を有する剛体に対して、非ゼロの四重極モーメントを持てば、トルクを与える。平坦な物体に対しては、ｘ−ｙ面でｚ軸の周りにピボット回転する場合、四重極は、ｘとｙ方向との慣性モーメント間の差分である。このように、四角又は円形は、ゼロの四重極モーメントを有し、長方形は、非ゼロの値を有する。
【００５２】
生成されるトルクがグラジオ・メータで測定される信号を構成するものである。
【００５３】
これもトルクを発生でき、従って誤差の原因となりうる２つの動的擾乱が存在する。
【００５４】
第１のものは、線形加速度である。
【００５５】
これは、マスの中心が回転中心と正確に一致しない、すなわち、バーが「アンバランス」な場合、トルクを生じる。バー４１、４２は、可能な限りバランスするようにされる（マスの中心位置を調節するためにグラブ・ネジを使用して）が、それで十分でなく、従って誤差が残る。この誤差は、線形加速度を測定し、それを用いて信号の誤差部を数値的に取り去ることによって修正することが可能である。
【００５６】
第２のものは、角運動である。
【００５７】
角運動には、２つの面があり、その各々が異なる誤差を生み出す。
【００５８】
第１のものは、アスペクト角加速度である。
【００５９】
角加速度は、その慣性モーメントを通してマス分布に対してトルクを発生する（四重極モーメントがゼロであったとしても）。これは、膨大な誤差であり、それに対抗するために２つの好適な方法が使用される。
【００６０】
第１のものは、内部回転安定化を使用するものである。これは、図１０のブロック図に示されている。ここで、Ｈｏ（ｓ）は、マウンティング５の周りにピボットするセンサ・アセンブリを表す（図９のように）。ブロックＡ（ｓ）は、アクチュエータを表し、加えられた擾乱を打ち消すことによって安定化を実現するフィードバック・トルクを提供する。Ｔ（ｓ）は、加えられた擾乱の効果を測定するセンサ（又はトランスジューサ）を表す。これは、角加速度計である。回転制御に角加速度計を使用することは、通常でない。通常は、ジャイロおよび／又は高度にダンプされたチルト・メータが使用されるが、我々の目的のためには、角加速度計が優れている。これは、誤差が角加速度擾乱に比例するからである。
【００６１】
第２のものは、同相除去ＣＭＲＲを使用するものであり、これが２つの直交するバーが必要とされる理由である。２つのバーに対して、角加速度によって生じる誤差トルクは、同じ方向にあるが、重力勾配によって生じる信号トルクは、逆方向を向いている。
【００６２】
従って、２つのバーの間で偏向差を測定することによって、勾配を検出することができるが、角加速度は、できない。
【００６３】
従って、２つの分離した角加速度計９０（区別が容易になるように図２２に９０’とラベル付けされている）が設けられる。本発明は、ＯＱＲバー４１、４２の対から２つの独立した出力信号を有する。第１のものは、偏向差に比例し、勾配信号を与え、また第２のものは、その偏向の和に比例し、角加速度に比例し、ｚ軸回転制御に関するセンサを提供する。
【００６４】
ｘおよびｙ軸は、別々の角加速度計を必要とする。２つのバーのピボット軸が正確に平行でないため、また以下で議論する角度擾乱によって生じる第２の形の誤差に対抗するために、その軸の周りの回転安定化が必要である。
【００６５】
第２のアスペクトは、角速度である。
【００６６】
角速度は、遠心力を生ずるが、それも誤差の原因である。アクチュエータによって提供される内部回転安定化は、角運動を低減するため、誤差は、１Ｅｏｔｖｏｓよりも小さくなる。
【００６７】
図２３は、半球端を除去したコネクタ６９およびメイン・ボディ６１を示す。
【００６８】
図２４は、本発明の更に別の実施の形態に従う容器４５の平面図である。図２４から明らかなように、容器４５は、図８の実施の形態のケースのように六角形ではなくむしろ円形である。
【００６９】
容器４５は、バー４１のマスの中心に位置する屈曲ウエブ５９に関して説明したのと同じように、バー４１をサポートする。バー４１は、シェブロン形をしているが、このシェブロン形は、先の実施の形態のものと若干異なっており、屈曲ウエブ５９と逆にもっと丸い端部４１ｅを有しており、屈曲ウエブ５９に隣接して槽状の形をした壁セクション４１ｆ、４１ｇ、４１ｈを有する。バー４１の端は、ネジを切った穴３００を有し、グラブ・ネジ又は同等物のようなプラグの形をしたものでよいネジを切った要素３０１を受け入れるようになっている。穴３００は、容器４５の周壁５２ａの孔３０２と組になる。孔３０２は、スクリュ・ドライバやその他の道具でプラグ３０１にアクセスすることを可能とするため、プラグ３０１は、穴３００にネジで出し入れすることができ、マス４１のバランスを取るように穴の中でのその位置を調節することができ、重力の中心が屈曲ウエブ５９にあるようにされる。
【００７０】
図２４に示されたように、穴３００は、図２４の水平および垂直に対して４５度の角度にある。従って、図２４に示された２つの穴３０２は、互いに直角になっている。
【００７１】
図２４は、またバー４１の動きを監視して、ＳＱＵＩＤデバイスに送られる信号を生成するトランスジューサ７１を受け入れる開口部３０５を示す。典型的には、トランスジューサは、コイルの形をしており、バー４１がバー末端における重力の差によってわずかに移動すると、容量変化が発生して、コイルを流れる電流が変化して、バー４１の運動を示す信号を提供する。
【００７２】
図２４の実施の形態で、屈曲ウエブ５９は、バー４１および容器４５と一体化しておらず、むしろ分離したウエブ要素５０１の上に形成される。
【００７３】
この実施の形態で、バー４１（図２４および図２５に示されていない第２の容器内のバー４２）は、容器４５とは、切り離されている。バー４１は、鳩の尾の形をしたチャネル５０２を備えた形に形成されており、容器４５は、それに対応した形の鳩の尾のチャネル５０３を備えている。
【００７４】
図２５に最も良く示されているように、ウエブ要素５０１は、屈曲ウエブ５９によって一緒に結合される第１の鳩の尾部分５０１ａおよび第２の鳩の尾部分５０１ｂを有する二重の鳩の尾形状のものになっている。パーツ５０１、５０１ｂは、カット５０４によって屈曲ウエブ５９の場所から隔てられている。
【００７５】
パーツ５０１ａは、チャネル５０３にフィットするような形状に構成されており、パーツ５０１ｂは、チャネル５０２にフィットするような形状に構成されている。従って、要素５０１がチャネル５０２、５０３の内部に位置するとき、要素５０１は、バー４１を容器４５と結合させ、容器４５内部でのバー４１の運動を可能にする屈曲ウエブ５９を提供する。
【００７６】
要素５０１をチャネル５０２、５０３に固定するために、要素５０１は、低温に冷却され、その雰囲気温度でのサイズに等価的に収縮する。容器４５およびバー４１は、加熱することもできて、そうすれば、拡大し、チャネル５０２、５０３のサイズをそれらの雰囲気温度でのものに拡大させる。このように、縮小した要素５０１は、比較的ぴったりとチャネル５０２、５０３に容易にフィットすることができて、また要素５０１とバー４１および容器４５の両方が雰囲気温度に戻るとき、容器４１およびバー４５は、膨張する要素５０１に相対的に等価的に縮む又は収縮することによって、要素５０１をチャネル５０２、５０３に正確に固定させることになる。
【００７７】
グラジオ・メータが低温で使用されるとき、要素５０１とバーおよび容器の両方とも同じ温度を体験するので、要素５０１がチャネル５０２、５０３にフィットしていたときに発生したその間の温度差は、要素５０１をバー４１および容器４５と接続する一体性および固定状態を保つように維持される。
【００７８】
要素５０１を使用することは、別のコンポネント上に屈曲ウエブ５９が形成されることを意味し、ウエブ５９が破れると、要素５０１は、簡単に取り外されて、新しい要素で置き換えることができる。従って、これは、屈曲ウエブ５９が破れた場合に、容器４５およびバー４１の全体を置き換える必要性を回避する。
【００７９】
屈曲ウエブ３１、３３、３７も、その対応するマウンティング・パーツと一体化する代わりに、要素５０１と同じように、別々になったウエブ要素上に形成することができ、そうすることで、それらのウエブの１つが破れた場合でも、マウンティング・パーツ全体を置き換える必要がない。
【００８０】
図２６は、図２４の容器のパーツのより詳細な図であり、開口部３０５を示している。図２５から明らかなように、開口部３０５は、溝４０２を形成するショルダ部４０１を有する。表面４０６に隣接してバネ４０３が配置される。
【００８１】
図２７から図３３は、本発明の好適な実施の形態に使用されるトランスジューサ７１に関する図面であり、トランスジューサ７１は、容器４５、４７のバー４１、４２の動きを測定する。図２７から図３３には、１つのトランスジューサだけが示されている。
【００８２】
図２７に示されたように、トランスジューサ７０は、２つの検出コイル５１０、５１１を有し、バー４１が重力場の変動に応答してバー４１が屈曲ウエブ５９周りに動くとともに、バー４１の超伝導表面４１ａの運動によって変調されたインダクタンスを有する。コイル５１０は、比較的小さい電流を流すように意図された多いターン数を有する大きいインダクタンスの細かいピッチのコイルである。コイル５１１は、より少ないターン数の低インダクタンスの粗いピッチのパンケーキ・コイルであって、コイル５１０に対して強く結合しているが、薄い絶縁層５１３（図３２に示されている）によってコイル５１０から分離されている。コイル５１０、５１２は、互いに同心であって、シリコン基板５１５（図２８および図２９）をサポートするマコール（Ｍａｃｏｒ）（Ｒ）ブロック５１４（図２９参照）の１つの表面上に設けられる。
【００８３】
コイル５１０と並列にバラスト・インダクタ・コイル５１６が設けられており、コイル５１０およびコイル５１６によって形成されるループに初期電流を入力させる入力リード５１７、５１８が設けられている。入力リードと出力リードとは、加熱スイッチ５１９によって分離されている。加熱スイッチ５１９とリード５１７、５１８の役目については、以下に詳細に説明する。ここでの説明に関してあえて言えば、リード５１７、５１８とスイッチ５１９とは、コイル５１０とコイル５１６で形成されたループの中に初期電流が蓄積されることを可能にし、グラジオ・メータが重力場の変化を検出する低温動作の間のバー４１の運動によって変調される。
【００８４】
コイル５１６は、以下でより詳しく説明するように、コイル５１０、５１６と表面５１２との効率的間隔のチューニングも提供する。
【００８５】
コイル５１１は、ＳＱＵＩＤデバイス３６７の一部を形成するコイル５１８に並列に接続される。任意の大きい電流を流して、その電流がＳＱＵＩＤデバイス３６７に流入しないようにするために、コイル５１１、５１８と並列になったコイル５１９の形の固定されたバラスト・インダクタを設けることができる。コイル５１９のインダクタンスがコイル５１８のそれよりも大幅に大きい場合、固定されたバラスト・インダクタ５１９を加えても感度は、変化しない。
【００８６】
表面５１２の移動を測定するために適切なパンケーキ・コイルを提供するために、非常に多いターン数が必要である。これは、基板上にワイヤを巻き付けて従来のコイルを作製する方法を困難にする。これは、重力グラジオ・メータでコイルを容器４５のバー４１の近傍に配置する上で課されるコイルのサイズおよびサイズに対する制約のためである。
【００８７】
製造および費用の点での困難を克服するために、検出コイルは、薄膜技術を用いて形成され、コイルは、シリコン基板上に良く知られた適当なマスキング製造技術によって形成された集積回路となる。しかし、そのような薄膜技術の欠点は、比較的低い電流制約要求を有することである。この欠点を克服するために、図２７を参照して説明するように、少なくとも２つのコイル５１０、５１１を備えた回路が提供される。コイル５１１は、コイル５１０の電流をＳＱＵＩＤデバイス３６７に適したものに増幅する。このように、コイル５１１は、等価的にコイル５１０の出力電流を増大させる変成器を形成する。これは、また等価的なソース・インダクタンスを低減するが、欠点ではない。これは、高分解能のマイクロ回路を使用することによって、ターン数の大きい非常に大きいインダクタンスを有するコイルを作製することが可能となるからである。
【００８８】
このように、図２８に側面図が示されたマコール・ブロック５１４の平面図である図２９に示されるように、シリコン基板５１５がブロック５１４上に配置され、図３０に示されるように、シリコン基板５１５の上に円形のアルミニウムのキャパシタ電極板５１８ａが次に形成される。電極板５１８ａの周りに循環する電流を減らすために放射状のスロット５１９ａを備えた電極板５１８ａが設けられる。キャパシタの電極板５１８ａの形成と同時に、加熱スイッチ５１９ｂに電流を供給する加熱スイッチ入力５２０、５２１が形成される。コイル５１０およびコイル５１６を通って流れる初期のソース電流を供給するために入力および出力パッド５１７ａも形成される。次に、図３１に示されたように、キャパシタ５１８ａを覆って薄い絶縁層５２２が配置される。次に、絶縁層５２２に細かいコイル５１０を含む層が形成され、コイル５１０、５１６によって形成されたループを通って循環する初期電流を供給する入力および出力リード５１７も形成される。細かいコイル５１０は、ニオブのような超伝導材料から形成され、ターン数１２００、５ミクロンのピッチ、２８μｍの外径および１６μｍの内径を有する。
【００８９】
次にコイル５１０を覆って絶縁層が形成される。次にコイル５１０をコイル５１１から分離するために図３２に示された絶縁層５１３がコイル５１０を覆って配置され、また次に図３２に示されたように、粗いコイル５１１が絶縁層５１３を覆って配置される。
【００９０】
粗いコイル５１１も、またニオブのような超伝導材料を含むことができ、また、例えば、ターン数が３６で、ピッチが１５０ミクロン、外径および内径は、細かいコイル５１０と同じように作成される。
【００９１】
コイル５１０、５１１と反対側の基板５１５にバラスト・コイル５１６が設けられる。これは、厚さが約０．５ｍｍの２枚の基板を用意して、その２つの基板を一緒に接着させるようにして、コイル５１６がコイル５１０、５１１が取り付けられたのと反対の形成された基板の外側の表面にあるようにして行われる。コイル５１０は、ボンディング・ワイヤ５３５（図２８に１つしか示されていない）によってコイル５１６に接続される。ボンディング・ワイヤ５３５を受け入れるようにわずかな窪み５３９を備えたマコール・ブロック５１４が提供される。ボンディング・ワイヤ５３６も基板５１５と、マコール・ブロック５１４に形成されたニオブのコンタクト・ストリップ５３７との間に延びている。
【００９２】
図３３に示されたように、粗いコイル５１１の一部を絶縁ストリップ５３０が覆って、コイル５１１からＳＱＵＩＤデバイス３６７に、パッド５３１およびリード５３２、パッド５３３、パッド５３４およびリード５３５を介するなどによって相互接続を可能にしている。
【００９３】
本発明の最も単純な実施の形態で、上述の層によって形成される集積回路は、すべて、それに対応する絶縁層によって分離されたアルミニウムのキャパシタ電極板５１８とともに、コイル５１０およびコイル５１１を含む単純なものである。
【００９４】
この実施の形態で、この配置は、１に近いＫ１２を有する良好な結合を提供する。粗いコイル５１１とＳＱＵＩＤデバイス３６７で構成されるループを循環する初期電流は、ゼロに設定することができ、検出フラックスは、コイル５１０を流れる電流によって維持される。電流は、小さいが、検出フラックスは、大きい。この理由は、コイル５１０が非常に多いターン数を有するからである。
【００９５】
入力リード５１７を介してループに電流を供給することによって、コイル５１０（又はコイル５１０とコイル５１６で構成されるループ）に初期電流が蓄積される。電流は、またリード５１７、５２１にも供給されて、抵抗５１９ａを加熱させ、図３２に示されたように、リード５１７の下にある加熱抵抗５１９ｂに隣接する図２８に示されたループの一部を加熱し、リード５１７のその部分を加熱して、等価的に超伝導ループを壊す。リード５１７、５１８から供給される電流は、従ってループおよびそのリードを通って循環することができ、ループに初期電流を誘導する。次に加熱抵抗５１９ｂへの電流が切断されて、ループに誘起された電流は、ループの超伝導特性のせいでループを循環し続ける。ループに誘起された電流は、コイル５１０に相対的なバー４１の運動によって変調された電流であり、従って、生成される磁束を変化させ、次にコイル５１１を流れる電流を変化させ、次にＳＱＵＩＤデバイス３６７によって検出されて重力場の変化の測定値を与える。
【００９６】
コイル５１６を含む図２７および図２８に示された実施の形態で、先に説明したように、コイル５１６は、コイル５１０と反対側の基板５１５の表面に搭載されて、コイル５１０を通って流れるバイアス電流が外部リード５１７を流れるのを阻止する。コイル５１６は、等価的にコイル５１０の正確な複製であり、従って好ましくは、基板５１５に堆積された薄膜層から形成される。ストリップ５３７に接続するボンディング・ワイヤ５３６は、コイル５１１をＳＱＵＩＤデバイス３６７に接続させるコネクションを形成する。
【００９７】
コイル５１６は、またバー４１の前面５１２とコイル５１０との効率的な間隔をチューニングするためにも使用され、使用されるすべてのトランスジューサが表面５１２から同じ距離だけ離されるようにできる。このことは、以下でもっと詳しく説明するが、ここでの説明のためにあえて言うなら、コイル５１６、５１０は、コイル５１０と５１６で構成されるループに誘起される電流を適切に選ぶことによって単一の仮想コイルを構成することができる。このように、その電流を変化させることによって、仮想コイルの位置は、等価的にコイル５１０と５１６との間で移動し、面５１２から予め決められた距離に位置すると位置決めされる仮想コイル位置を与える。それぞれ対応するループを循環する電流を適切に選ぶことによって、装置の製造および組立時の許容誤差を克服でき、コイル５１０、５１６によって構成される仮想コイルがそれぞれ対応するバーの面５１２から等しい距離だけ離されることを保証できる。
【００９８】
このように、コイル５１６は、上で述べたように外部リードに流れるバイアス電流を阻止するとともに、表面５１２とコイル５１０との効率的間隔をチューニングするという２つの機能を実行するために利用できる。
【００９９】
上で述べた実施の形態で、キャパシタ電極板５１８ａは、コイル５１０、５１１と同心になっている。キャパシタ電極板５１８ａは、重力場の変化を検出するトランスジューサの動作において何ら役目を持たない。キャパシタ電極板５１８ａは、以下でより詳しく説明するように、バー４１、４２のそれぞれの容器４５、４７でのバランスを校正するために使用される。コイル５１０、５１１と同心状に配置され、それらのコイルと本質的に同一面にあるというキャパシタ電極板５１８ａの位置づけは、コイル（すなわち、表面５１２とコイル５１０との間のギャップ）が見るのと同じ信号をキャパシタ電極板５１８ａが見ることを意味する。こうして、キャパシタ５１８がバー４１、４２のバランスを校正するために使用されるとき、キャパシタは、グラジオ・メータの動作中にコイルが見るのと同じ等価的信号を測定することになる。このことは、バー４１、４２を装置の動作中にコイル５１０によって実際に検出される信号に相対的にバランスさせることを可能とし、バー４１、４２のバランスを従ってグラジオ・メータの動作を改善する。
【０１００】
この実施の形態で、電極５１８とコイル５１０、５１２とが本質的に同じ中心点を有するように作成することによって、電極板５１８ａは、コイル５１０と同心的なものとして提供される。しかし、他の実施の形態では、同心配置は、図３０Ａに示すように、共通する中心ではなくて、キャパシタ電極板５１８ａをコイル５１０、５１１の中心位置の周りに同心状に配置された別の板として提供することによって与えられる。異なる幾何学的配置もまた可能である。
【０１０１】
図３４は、開口部３０５および溝４０２のブロック５１４の位置を示しており、バー４１のエッジ面４１ａに隣接しているコイル５１０と一緒にブロック５１４を所定の位置に保持するようにショルダ部４０１に対してバネ４０３でバイアスされている。
【０１０２】
このように、コイル５１０とバー４１は、ｌｃ回路を構成し、バー４１が移動すると、コイル５１０を流れる電流が変化する。
【０１０３】
図３４Ａおよび図３４Ｂを参照すると、コイル５１０、５１１のより好適な実施の形態が示されている。先に述べた実施の形態では、コイル５１０、５１１が一般に円形のパンケーキ型コイルであった。コイルをもっと容易に形成し、コイルとグラジオ・メータの他の回路部品との相互接続を可能にするために、図３４Ａおよび図３４Ｂのコイル５１０、５１１は、先に述べたような絶縁によって分離された２つの別々の層の中のブロック５１４上に形成された曲がりくねったコイルになっている。
【０１０４】
図３４Ａに最も良く示されるように、粗いピッチのコイル５１１は、一般に曲線を描いてジグザグに曲がりくねり、図３４Ａに示すようにアーム５１１ａの交番する端部における変曲点５１１ｂによって結合されたアーム５１１ａを有する。図３４に、細かいピッチのコイル５１０は、示されていない。しかし、細かいピッチのコイルが単にコイル５１１の曲がりに追随することによって、複数の細かいピッチの曲がりくねったアームができて、各々のアーム５１１ａに付随して逆向きの電流が流れると、細かいピッチのコイルのアームに流れる電流は、単に互いに打ち消しあって、正味ゼロの磁束を生じることになる。
【０１０５】
これを回避するために、細かいピッチのコイル５１０は、コイル５１１に対して図３４Ｂに示すように蛇行する。コイル５１０は、第１のアーム５１０ａを有し、コイルの反対側の端５１１ａまでコイル５１１（図３４Ｂに点線ラインで示されている）の蛇行部分に追随し、そのあと、コイル区分５１０ｂに沿って戻り、別のアーム５１０ａ’を形成し、同じように蛇行しながら、コイル部分５１０ｃに沿って戻り、再び別のアーム５１０ａ’’を形成する。コイル５１０は、次に回路部分５１０ｄに沿って戻り、更に別のアーム５１０ａ’’’を形成する。
【０１０６】
このようにして、コイル５１１のアーム５１１ａと重なり合うコイル５１０のアーム５１０ａを通って流れる電流は、そのアームの各々に矢印の向きで示されるのと同じ方向に流れる。従って、コイル５１１の重なり合うアーム５１１ａに関連する各コイル５１０ａで磁束の打ち消しは、起こらない。更に、図３４Ｂに示すように、コイル５１０から出力電流を供給するために、コイル５１０は、それ自身と１つの場所５１２ａでのみ交差すればよい。コイル部分５１２ａは、コイル５１０の残りの部分と異なる別の層（例えば、粗いピッチのコイル５１１と同じ層）にあるようにすれば、コイル５１０と５１１との間の絶縁層が回部部分５１２ａを図３４Ｂに示したコイル５１０の残りの部分から分離することになる。）
【０１０７】
コイル５１１の寸法は、粗いピッチのコイルのアーム５１１ａの幅Ｗが、バー４１の表面と、図３４に示すように、その上にコイル５１０、５１１が堆積されたブロック５１４の表面との間隔ｄよりも大きくなるようにされる。
【０１０８】
図２４から明らかなように、バー４１の端部に隣接して４つのトランスジューサ７１が配置される。他方の容器４７もまたバー４２に隣接して配置された４つのトランスジューサを有する。このように、グラジオ・メータには、８つのトランスジューサ７１が設けられる。
【０１０９】
図３５は、バー４１、４２の模式図で、それらが使用される状況を示している。開口部３０５に位置するトランスジューサは、図３６および図３７の回路図と一致するように参照符号７１ａから７１ｅで示されている。
【０１１０】
図３６および図３７を参照すると、バー４１に付属するトランスジューサ７１ａ、７１ｂおよびバー４２に付属するトランスジューサ７１ｇ、７１ｅを用いて重力の勾配測定値が提供される。
【０１１１】
入力端子３６１は、図３６に示された超伝導回路に入力電流を供給する。抵抗３６２の形をした加熱スイッチが設けられて、回路内部の超伝導電流を初期設定するために用いられる。加熱スイッチ３６２は、初期に非常に短い時間だけターン・オンされて、抵抗３６２が位置する回路部分を加熱して、その回路部分が超伝導になるのを阻止する。次に電流が超伝導回路に対して供給されて、抵抗３６２によって形成される加熱スイッチがスイッチ・オフされたときに、回路の関連部分が再び超伝導になって、以下で説明するように、重力勾配および角加速度の影響下で、バー４１、４２が移動によって引き起こされる任意の変化に晒される回路を通って電流が循環できるようになる。
【０１１２】
トランスジューサ７１ａ、７１ｂ、７１ｇ、７１ｇは、ＳＱＵＩＤ３６７につながる回路ライン３６５および回路ライン３６６に並列に接続されている。
【０１１３】
このように、バー４１、４２がそれぞれ対応する屈曲ウエブの周りに回転すると、バー４１、４２は、それぞれ、例えば、トランスジューサ７１ａに接近し、従ってトランスジューサ７１ｂから遠ざかり、およびトランスジューサ７１ｈに接近し、トランスジューサ７１ｇから遠ざかる。これは、従って、トランスジューサを通って流れる電流を変化させることになり、その電流は、等価的に差し引きされて、重力勾配の測定値を提供する信号を与えることになる。
【０１１４】
図３７に示されたように、トランスジューサ７１ｃ、７１ｄは、１つの分離した回路を形成し、バー４１とトランスジューサ７１ａ、７１ｂの周波数チューニングのために使用される。同様に、トランスジューサ７１ｅ、７１ｆは、バー４２とトランスジューサ７１ｇ、７１ｈの周波数チューニングのために使用される。バーの周波数チューニングは、角加速度を排除するためにバーが同一でなければならないことから重要である。従って、周波数チューニング回路は、バーを共鳴周波数に一致させ、モード除去を実現する電子的チューニングを可能とし、各バーは、同一のやり方で機能することになる。
【０１１５】
トランスジューサ７１ａ、７１ｂ、７１ｇ、７１ｈは、またマウンティング５の角運動を測定する角加速度計を形成するためにも使用され、この角運動を補償するフィードバック信号が提供される。
【０１１６】
これを行うために、ライン３６６は、変成器３７０に接続される。トランスジューサ７１ａ、７１ｂ、７１ｇ、７１ｈからの信号の極性が反転され、勾配を測定して信号の加算がバーの角運動を与える場合のように、トランスジューサ３７０のライン３７１、３７２上の出力は、信号の減算ではなく加算となる。出力３７１、３７２は、ＳＱＵＩＤデバイス３７５に接続されて、角加速度の測定値を提供し、図１０の回路で使用されてマウンティング５を安定化する補償信号を提供する。
【０１１７】
このように、本発明の好適な実施の形態に従えば、角加速度計９０’は、例えば、ｘおよびｙ軸の周りの角加速度の測定値を提供し、バー４１、４２とトランスジューサ７１ａ、７１ｂ、７１ｇ、７１ｈによって形成される角加速度計は、例えば、ｚ軸の周りの角加速度計の測定値を提供する。
【０１１８】
図３８および図３９を参照しながら、バー４１、４２のバランスを取るやり方について説明する。キャパシタ４００、４１０によって形成される一対の位置ずれセンサが２つの主な目的のために設置される。
１．  低温での動作の前に、図２４を参照して説明したグラブ・ネジ３０１を用いて機械的にバーのバランスを取ることを可能にする各々のバー４１（および４２）の残留線形加速度感度を測定するため。
２．  各バー４１、４２の誘起線形加速度感度を測定するため。
【０１１９】
キャパシタ４００は、先に述べたキャパシタ電極板５１８ａとバー４１の表面４１ａによって形成される。図３９に示されたのと同じ第２の回路がキャパシタ４０１が経験する変化を測定するために使用される。この回路は、図３８と同じであるが、キャパシタ４００がキャパシタ電極板とトランスジューサ７１の別のものに関連する表面４１ａとによって形成されるキャパシタ４０１で置き換えられている点が異なる。
【０１２０】
バー４１、４２は、それぞれの容器内部でジグ（図示されていない）の中で３６０度回転する。これは、２ｇＥの加速度範囲を提供するが、典型的に低温で都合よく印加される加速度の１００倍である。一般的な要求は、キャパシタ４００、４０１が１から２０分の期間にわたって０．１ｎｍを検出できることである。センサのドリフトと区別するために、各バーには、一対のキャパシタ４００、４０１が必要である。これは、バー４１の回転は、図３８に示すように、一方のキャパシタ４００を増大させ、他方のキャパシタ４０１を同じ量だけ減少させるが、熱膨張は、キャパシタ４００、４０１の両方の出力を増大させるためである。キャパシタ４００、４０１は、それが低温で使用できなくても、所定の場所に留まり、従って、その部品は、非磁性でなければならず、グラジオ・メータ、特に、それの近傍にある超伝導回路の動作に干渉しなくなる。
【０１２１】
図３８は、バー４１がピボット回転するときに、キャパシタ４００に適用されるギャップが減少し、キャパシタ４０１のギャップが増大することを示している。
【０１２２】
キャパシタ４００、４０１は、バー４１の面４１ａ（および他方のバー４２の対応する面）と、面４１ａから離れた第２の電極板４０５とによって形成される。それぞれのキャパシタ４００と４０１の電極板間のギャップは、典型的に約１ｐｐｍの分解能まで指定されなければならない。
【０１２３】
キャパシタ４００は、インダクタ４１０と一緒に高いＱ係数の共鳴回路を形成する。インダクタ４１０およびキャパシタ４００は、キャパシタ４１１、４１２と並列に設けられて、キャパシタ４１３を介して増幅器４１４に接続される。増幅器４１４の出力は、周波数カウンタ４１５に供給され、更にライン４１６によってキャパシタ４１２と４１１との間でフィードバックされる。従って、キャパシタ４００は、増幅器４１４の動作周波数を決定し、高精度に読み出すことができる。
【０１２４】
バー４１のバランスが破れれば、周波数カウンタ４５は、バーの不均衡のせいでドリフトする傾向がある。これは、バランスが取れるまで、先に述べたようにグラブ・ネジ３０１を動かしてマスの出し入れを行うことによって調節できる。増幅器４１４は、次に周波数カウンタ４１５から切り離され、図３９に示した回路の他の部品を所定の場所においた状態で、グラジオ・メータをデュワ１に配置することができる。
【０１２５】
図４０は、図２４に示され、円Ａでマークしたバー４１および容器４５の部品の詳細な図である。バー４１が非常に薄い屈曲ウエブ５９によって容器４５に接続されているので、バー４１が移動しすぎると、屈曲ウエブ５９の弾性限界を超えるかもしれない。これは、屈曲ジョイントを劣化させ、従ってバー４１の端部が経験する重力場の差分の影響下でのバー４１の運動を劣化させる。
【０１２６】
通常、発生し重力場の起こりうる変化を表示する信号を提供するために必要なバー４１の運動量は、１０ミクロンのオーダである。典型的には、バー４１は、ワイヤ切断操作によって容器４５から切り離されて、図４０に５５０と付された約６０ミクロンの厚さを有するカットが形成される。従って、バー４１が移動するのに利用できる間隔の大きさは、必要とされる量を大幅に超過して、屈曲ウエブ５９の弾性限界を超える可能性がある。バー４１が弾性限界を超えて（例えば、±１０ミクロンを超えて）移動するのを防止するために、バー４１の端部に隣接してカット５５１が形成される。同様なカットがバー４１の他方の端部にも形成されるが、図４０に示されていない。細長い孔５５２を備えたカット５５１が設けられる。バー４１の端部を定義するカット５５０は、第１の突合せ面５５４および第２の突合せ面５５５を定義するプロファイルを有するセクション５５３を備えるように設けられる。
【０１２７】
カット５５１とカット５５５との間の非常に薄いストリップ材料５５６は、プロファイル５５３に一致するプロファイル５５７を有するが、プロファイル５５７の端部に形成される突合せ面５５８、５５９が突合せ面５５４と５５５との間の間隔よりも小さい２０ミクロンの距離だけ離れている点が異なる。すなわち、突合せ面５５８、５５９は、矢印Ｂの方向に移動することができ（以下で説明するように）、従って突合せ面５５８、５５９は、表面５５４、５５５に隣接し、それらからわずかに離れたプロファイル５５３に移動する。
【０１２８】
薄いストリップ材料５０６は、矢印Ｂの方向に移動して、ピンを孔５５２に挿入することによって突合せ面５５８、５５９を位置決めし、ストリップ材料５５６を矢印Ｂの方向に押し出して表面５５８、５５９を表面５５４、５５５と合致させる。こうして、表面５５４と５５８とは、約１０ミクロンの距離だけ隔てられ、表面５５５と５５９とは、約１０ミクロンの距離だけ隔てられる。このように、バー４１が屈曲ウエブ５９の周りに図４０の双方向矢印Ｃの方向に移動するときは、表面５５４が表面５５８と結合して、その表面の接触によってバー４１がそれ以上移動することが防止されるため、移動量は、１０ミクロンに限定される。同様に、バー４１が逆の方向に移動すれば、表面５５５が表面５５９に接触するため、ここでも移動は、約１０ミクロンに制限される。
【０１２９】
従って、バー４１の移動は、屈曲ウエブ５９の弾性限界内の移動に制限されるため、ウエブは、劣化することなく、グラジオ・メータの動作に悪影響を及ぼすこともない。
【０１３０】
図４１および図４２は、コネクタ５ａを示すより詳細な図で、デュワ１の内部からデュワ１の外部の部品（図示されていない）へ電気信号を接続するために使用される。特に、図４１および図４２の構造および回路は、ＳＱＵＩＤデバイス３６７を単にワイヤ端子がエンド・プレート４を貫通して外部部品につながっている場合に発生するＲＦ干渉からシールドするためのものである。
【０１３１】
コネクタ５ａは、Ｏリング５６２によってエンド・プレート４にシールされた底面壁５６１を有するコンテナ５６０を含む。５６３と符号をつけたリードがデュワ１内部からエンド・プレート４を貫通して底面壁５６１に搭載されたフィード・スルー・フィルタ５６４につながっている。第１のバッフル５６７は、フィード・スルー・フィルタに接続された３端子キャップ５６５をサポートしており、キャップ５６５は、第２のバッフル５６７上にサポートされたリレー５６６に接続されている。リレー５６６は、リレー・スイッチ５６８を含み（図４２を参照）、次にコンテナ５６０上の接続要素５７０を通してリード５７１につながって、外部部品（図示されていない）につながっている。
【０１３２】
図４１に示されたように、リード５６３は、フィード・スルー・フィルタ５６４につながっており、インダクタ５７１と、片側をインダクタ５７１に並列に接続され、反対側をアースに接続されたキャパシタ５７２とを含む。インダクタ５７１は、３端子キャップ５６５につながり、インダクタ５７３、インダクタ５７４およびキャパシタ５７５を含む。キャパシタ５７５は、片側をインダクタ５７３、５７４に並列に接続され、反対側をアースに接続されている。インダクタ５７４は、リレー・コイル５７５およびリレー・スイッチ５６８を含むリレー５６６につながっている。リード５６３からリード５７１に信号を伝えたい場合は、リレー・コイル５７５に電流を流してスイッチ５６８をクローズさせて、信号がフィルタ５６４、３端子キャップ５６５、リレー・スイッチ５６８を通ってリード５７１に通過するようにする。信号が送られないときは、リレーがオープン状態になることでリード５７１からリード５６３への回路を切断し、３端子キャップ５６５およびフィード・スルー・フィルタ５６４は、グラジオ・メータの動作中のデュワ１のＳＱＵＩＤデバイスを更にシールドすることによって、テレビ信号および同等物のような外部ソースからのＲＦ干渉が端子５ａを介してＳＱＵＩＤデバイス３６７に伝わることを防止する。
【０１３３】
他の実施の形態では、キャパシタ５７２、５７５が抵抗によって置き換えられる。
【０１３４】
図４２Ａは、コネクタ５ｂに位置するＲＦシールドの別の部分を示す。ワイヤ５６３（図４１および図４２Ａに１つだけ示されている）は、各々が対になった撚線を含み、各対は、個々に遮蔽されている。ワイヤ５６３の各対の各ワイヤは、インダクタ５７９ａ、５７９ｂと、それぞれ、インダクタ５７９ａ、５７９ｂと並列に接続されて更なるＲＦ減衰を提供する２つの抵抗５７９ｃとに接続されている。
【０１３５】
図４３および図４４は、測定バーの１つ（すなわち、バー４１）の物理的構成および回路図と、各トランスジューサのセンサ・コイルとバー４１の端４１ａとの間の効率的間隔のチューニングを示す回路図とをそれぞれ示している。図示された実施の形態で、トランスジューサ７１ｂは、先に図２８に関連して説明したコイルでよい２つのコイル５１０、５１６を備えて設けられている。コイル５１０、５１６は、約１ｍｍの間隔で隔てられている。コイル５１０、５１６と、バー４１の他端にあるトランスジューサ７１ａのコイル６０１とによって形成されるループ中に、加熱スイッチ３６２が設けられる。コイル６０１、５１０がバー４１の表面４１ａから等しい距離だけ隔てられることを保証するために、コイル５１０、５１６、６０１によって形成されるループを通って流れる電流は、例えば、図４４に示された場所Ｄにおいて仮想コイルを形成するようにコイル５１０と５１６との間で比例配分される。コイル５１０と５１６を通って流れる電流の配分を変えることによって、コイル間のＤの位置は、変化し、その位置に等価的な仮想コイルが形成される。このように、コイル５１０と５１６がそれぞれの表面４１ａから等しい距離だけ隔てられていなければ、ループに誘起される電流を変化させて、コイル５１０と５１６のそれぞれを流れる電流量が変化して、Ｄの位置、従ってコイル５１０、５１６から構成される単一コイルの仮想位置は、間隔がコイル６０１のそれと一致するまで調節される。
【０１３６】
必要であれば、コイル６０１を図４４に示されたトランスジューサ７１ｂを形成するものと同じ二重コイル配置で置き換えることができる。もちろん、トランスジューサ７１ａ、７１ｂは、図２７および図２８に関して説明したものと同じ変成器を構成する粗いコイル５１１がＳＱＵＩＤデバイス３６７に供給される電流をステップ・アップするために設けられるものでよい。説明の便宜上、図２７から図３３に関して説明した付加的コイル５１１およびその他の部品は、図示されていない。
【０１３７】
先に説明したように、ＳＱＵＩＤ３６７は、初期には、コイル５１０、６０１によって形成されるループに電流を誘起することによってチューニングされる。これは、抵抗３６２の位置にあるループの一部を昇温するヒート・ポンプを形成する加熱抵抗３６２に電流を供給することによって、回路のその部分を超伝導遷移温度以上に暖めて、回路のその部分が最早超伝導でないようにすることによって実行される。すなわち、例えば、図２７から図３３に関して説明し、図４４には、示されていない入力５１７からループに電流を供給することができ、ループと端子５１７、５１８に接続された電流源とを通って電流が循環するようにできる。次に加熱抵抗３６２を不活性化して、回路のその部分が再び超伝導状態になって、電流源がループから切り離され、ループに誘起された電流は、超伝導状態にあるループを通って循環し続ける。
【０１３８】
コイル５１０と５１６を通る電流を比例配分するために、別の加熱スイッチ３６２’が設けられ、コイル５１０、５１６によって形成されるループ中に図４４で矢印Ｅの方向に流れる電流が誘起されることを許容する。加熱スイッチ３６２によって誘起される電流は、矢印Ｆの方向に循環する。従って、コイル５１０を通過する電流量は、コイル５１６を通過するそれと比べて異なるようにすることが可能で、コイル５１０、５１６によって形成される仮想コイルのＤ位置をシフトさせることができる。このように、コイルの間隔、従ってコイル５１０、コイル６０１の間隔は、電子的に実現されるものと同じになる。
【０１３９】
この電流は、コイル５１０、５１６を比例配分されて通過し、必要に応じてコイル５１０の仮想位置をＤ位置にセットして、コイル６０１、５０１が等価的に表面４１ａから正確に同じ距離だけ隔てられるようにする。バー４１が重力勾配の影響下で移動すると、これに従ってコイル６０１、５１０は、表面４１ａに相対的に移動して、そのコイルを流れる誘起電流を変化させ、次にＳＱＵＩＤデバイス３６７によって検出されて、移動の測定値、従ってバー４１が経験する重力勾配の測定値を提供する。
【０１４０】
コイル６０１、５１０は、角運動を横方向運動から分離することを可能にする。図４５で右又は左へのバー４１の任意の横方向運動は、両コイルに同じ効果をもたらすが、重力勾配の影響下での角運動は、バー４１の一端をその対応するコイルに接近させ、他方の端をそのコイルから遠ざける。
【０１４１】
先に述べた加熱スイッチ３６２は、従来の抵抗の形をしているが、本発明の１つの実施の形態で、加熱スイッチは、図４５に示すようにホール効果センサ５７０のような半導体材料を含む。ホール効果センサ５７０は、センサに電力を供給するリード５７１、５７２を有し、次にその関連する５７５と付けされた回路部分の温度を超伝導閾値よりも高く上昇させて、その時点で等価的にその回路をオープン状態にし、回路中に外部ソースから電流を誘起することができ、従って、センサがターン・オフされてデバイスが低温動作に戻ると、外部ソースから供給された誘起電流は、超伝導状態にある回路を通って循環し続ける。
【０１４２】
半導体材料、特に、ホール効果センサを使用することは、これが低温環境で働くこと、非磁性であること、そして非常に小型であることの特徴を有する。
【０１４３】
更に、ホール効果センサ５７０は、非磁性で加熱可能という別の特徴を有する。非磁性という特徴は、従って超伝導回路との干渉を回避することであり、また通常は、望ましくないセンサ５７０の加熱可能性という特徴は、センサ５７０を先に説明したようなスイッチとして使用することを可能にする。センサ５７０は、また４Ｋにおいて１キロ・オーム台の高い抵抗値を有し、それもまた有利なことである。
【０１４４】
図４５Ａから図４５Ｅは、加熱スイッチ５７０およびグラジオ・メータにおけるその配置をより詳細に示す。これらの図面、特に図４５Ａを参照すると、容器４５にバー４１がトランスジューサ７１と一緒に示されている。回路基板８５０が溝８６１に容器によってサポートされ（図４５Ｃを参照）、ネジ８６３（図４５Ｃに１つだけ示されている）によって所定の場所に固定されている。回路基板８５０は、ＳＱＵＩＤデバイスおよび同等物のような図４５Ｃにブロック８５９として集合的に示された電子回路をサポートする。図４５Ａおよび図４５Ｂを参照すると、先に述べたように、コイル５１０、５１１の上に堆積されたマコール・ブロック５１４は、回路８５９に電流を流すストリップ５３７をそのエッジに有する。先に説明したように、ブロック５１４は、バネ４０３によって所定の場所にバイアスされている。
【０１４５】
回路基板８５０は、複数の導電性ストリップ８５６を有し、この実施の形態で、例えば、ニオブのような超伝導材料を含み、回路８５９と相互接続される。ストリップ５３７は、これもニオブを含むブリッジ８５２によってストリップ８５６に接続される。ブリッジ８５２は、バネ４０３に塗布されたワニスによってバネから絶縁されるか、ブリッジ８５２をバネ４０３から適切に遠ざける。
【０１４６】
図４５Ｃに最も良く示されるように、回路基板８５０は、銅基板８５６のような伝導性基板を有し、その裏面には、ホール効果センサ５７０が位置している。図４５Ｄに最も良く示されるように、センサ５７０は、４つの端子又はコネクタ・ピン８６７を有する。この実施の形態で、ピン８６７のうちの２つだけを用いて、電流リード５７１、５７２からセンサ５７０に電流を流している。リード５７１、５７２は、８７０においてエッチされパッド８６７を基板８６５の残りから絶縁するように形成された銅基板材料を含むパッド８６９に接続される。図４５Ｅに示されるように、リード５７１、５７２は、回路基板８５０を貫通しており、リード５７１、５７２をピン８６７に結合させるために細かい銅のワイヤ８７３を用いている。
【０１４７】
超伝導回路５７５がピン８６７の１つを包み込んでおり、センサ５７０を通って電流が流れると、センサが加熱されその熱がピン８６７に伝わり、次にピン８６７を包み込んだ回路５７５の部分を加熱することで、先に述べたように回路５７５をオープンさせる。回路５７５は、図４５Ｄの場所８７９においてワニスや同等物によって銅基板８６５に接着され、センサ５７０がスイッチ・オフすると、熱が基板８６５を通って逃げてしまうことから回路５７５は、急速に冷却される。こうして、回路５７５は、そのクローズした超伝導状態に戻る。
【０１４８】
加熱スイッチ５７０の好適な実施の形態は、従って、デバイスの高抵抗値および非磁性とともに、デバイスを加熱するというような通常、望ましくないデバイスの特徴を活用している。
【０１４９】
図４４に示されるように、トランスジューサ７１ａも点線で示すように二重コイル６０１、６０１ａによって形成するとすれば、それぞれコイル５１０、５１６と６０１、６０１ａで形成される各ループだけを通って電流が循環するようにでき、ＳＱＵＩＤデバイスが接続されたリード５７６における電流をゼロにすることができる。従って、ＳＱＵＩＤデバイスに伝わるリードのマイクロ・フォニック雑音の擾乱は、消える。
【０１５０】
本発明の更に別の実施の形態では、バー４１、４２によって形成された一対の測定バーを提供する代わりに、少なくとも１つの直交する追加のバー対が設けられる。第２のバー対は、バー４１、４２と、その対応する容器４５、４７と構成が同じであり、図２２に示した加速度計９０’’の場所に配置される。
【０１５１】
この配置は、図４６に示されている。図２２および図４６に示された容器４５、４７に設けられた第１のバー対は、それぞれテンソル成分ＧＺＺおよびＧＹＹ（ＧＺＺ−ＧＹＹ）間の差の測定値を与え、また図４６に４５’、４７’と記された容器中に設けられた第２のバー対は、テンソル成分ＧＺＺおよびＧＸＸ（ＧＺＺ−ＧＸＸ）間の差の測定値を与える。
【０１５２】
理解すべきことは、上記に言及した成分に与えられた添え字は、水平面にあって直交するＸ軸およびＹ軸と、垂直軸であるＺ軸に対するものであるということである。先に述べたように、容器４５と４７のバー４１と４３は、互いに直交しており、容器４５’と４７’のバーもまた互いに直交している。バー４１、４３は、また容器４５’、４７’のバーが位置し、間隔をおいた面に直交し、間隔をおいた面内に配置される。図４６で更に理解すべきことは、グラジオ・メータが使用時に取る方位には、示されていないことである。使用時に、グラジオ・メータは、図４６に示された位置から等価的に９０度回転されて、図４６の点線がＸ軸又はグラジオ・メータを運ぶ航空機の飛行方向を向くようにされる。容器４５’、４７’のバーの移動がどのように動き測定信号を与えるかは、先の実施の形態で述べたのと全く同じである。典型的には、調査機を飛ばしたとき、航空機は、調査すべき領域のいわゆる地層走行方向を横切って飛行する。図４６に示されたグラジオ・メータに２組のバーを備えることによって、単一飛行で２組の測定バーから同時にデータを測定できるため、データが調査ラインに沿った同じ地点に関連するという特徴を有する。
【０１５３】
本発明の各種の実施の形態で、２組の調査バーから集められるデータは、図４６に示したプロセッサ８００によって操作されて、重力勾配テンソルの一又は複数の成分の測定値を与える。データが２組の測定バーから受信され、処理されるため、テンソルの１つの成分、例えば、ＧＺＺ成分の実際の測定値が調査ラインに沿った個別地点に対して得られる。これは、従って、従来の地質学調査の場合よりもずっと幅広いラインを飛行して調査を実行することを可能とし、従って、図４６の実施の形態のグラジオ・メータは、比較的大きい距離だけ離れた調査ラインで地層額調査および領域調査の両方を行うために使用できる。
【０１５４】
２つのバーのみを使用する状況では、テンソルの単一成分の測定値を得る数学的変換技術による処理を可能とするために、グリッド状のデータを得る必要がある。これは、一般に比較的接近した調査ラインを飛行してグリッドを作成することを必要とし、処理の性格上、データは、通常、調査領域の全体を表示するグリッド状データとして与えられる。このように、本発明の実施の形態で、実際の興味対象地点から収集されたデータを解析して成分が生成される。２つのバーだけを使用した場合、グリッド状データが必要で、フーリエ変換技術又は同等の方法による処理が必要で、成分の測定値を得るために特定地点に加えて周辺地点からのデータが用いられる。このように、測定の精度を上げるために、調査ラインは、互いに接近しなければならない。
【０１５５】
本発明の更に別の実施の形態では、別の組の測定バーが設けられ、６つのバーを用いて測定を行い、ここでも必要とされる重力勾配のテンソルの任意の必要とされる成分に関する測定値を得るために、成分の各種組合せをプロセッサによって操作することが可能になる。これらの付加的測定値も、信号対雑音を改善する付加的処理を許容すべきである。
【０１５６】
先に説明したように、バー４１、４３の動きを検出するトランスジューサ（図４６に示されていない）からのデータは、ＳＱＵＩＤデバイス３６７に供給される。ＳＱＵＩＤデバイス３６７は、説明の便宜上、図４６に模式的にのみ示されている。ＳＱＵＩＤデバイスで生成されたデータは、プロセッサ８００によって操作することができるが、図４６のグラジオ・メータに物理的に接続されるか、どちらかといえば、遠隔場所にある分離したプロセッサである。プロセッサ８００が遠隔場所にあれば、ＳＱＵＩＤデバイス３６７およびグラジオ・メータに付属する他の処理部品からのデータは、追記型のメディア９００上に記録でき、プロセッサ８００にロードされて操作されるか、通信リンクによってプロセッサ８００に送信することができる。プロセッサ８００は、２組の測定バーから得られたデータを次のように処理する。
ＧＸＸ＋ＧＹＹ＋ＧＺＺ＝０    （式１）
ＧＺＺ−ＧＸＸ                （測定１）
ＧＺＺ−ＧＹＹ                （測定２）
【０１５７】
式１は、式１に与えられた重力勾配成分テンソルの成分間の既知の関係である。
測定１は、第１のバー対によって得られた測定値である。
測定２は、第２のバー対によって得られた測定値である。
測定値１と測定値２を加算すると、次を得る。
ＧＺＺ−ＧＸＸ＋ＧＺＺ−ＧＹＹ
＝２ＧＺＺ−ＧＸＸ−ＧＹＹ
＝２ＧＺＺ−（ＧＸＸ＋ＧＹＹ）  （式２）
【０１５８】
式１から  ＧＸＸ＋ＧＹＹ＝−ＧＺＺとなり、式２に代入すると、次を得る。
２ＧＺＺ−（−ＧＺＺ）
＝３ＧＺＺ
【０１５９】
本発明の精神および範囲で当業者は、容易に修正を行うことができるため、本発明は、これまで例示した特定の実施の形態に限定されないことを理解すべきである。
【０１６０】
次の特許請求の範囲または本発明のこれまでの説明の中で言語又は必要とする含意を表現する理由から文脈が別の意味を要求する場合を除いて、用語「含む」又はその変形「含んでいる」は、包括的な意味、すなわち、表現された特徴の存在を指定するが、発明の各種実施の形態に含まれる別の特徴の存在や追加を排除しないという意味で使用されている。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明の１つの実施の形態のグラジオ・メータの模式図。
【図２】好適な実施の形態のグラジオ・メータのマウンティングの一部を形成する第１のマウントの斜視図。
【図３】マウンティングの第２のマウントの外観図。
【図４】図３のマウントの下方からの外観図。
【図５】図３のラインＩＶ−ＩＶに沿った断面図。
【図６】図３のラインＶ−Ｖに沿った断面図。
【図７】組み立てられた構造の外観図。
【図８】ジンバル構造上に搭載されたセンサを示す外観図。
【図９】好適な実施の形態のバーの平面図。
【図１０】アクチュエータ制御を示す線図。
【図１１】回転可能なサポート・システムの動作を示すブロック図。
【図１２】好適な実施の形態のグラジオ・メータの外観図。
【図１３】第２の実施の形態の第１のマウントの外観図。
【図１４】第１のマウントの屈曲ウエブの場所および広がりを示す図１３のマウンティングの一部の外観図。
【図１５】図１３のマウンティングの下方からの外観図。
【図１６】第２の実施の形態の第２のマウントを含む図１３のマウンティングの外観図。
【図１７】図１６に示されたアセンブリを切断した断面図。
【図１８】図１７に示されたセクションの下方からの外観図。
【図１９】第２の実施の形態の第２のマウントの下方からの外観図。
【図２０】図１９の第２のマウントの上方からの外観図。
【図２１】第２の実施の形態の第２のマウントの展開図。
【図２２】第２の実施の形態に従って組み立てられたマウンティングおよびセンサの外観図。
【図２３】外周の真空コンテナのいくつかを取り除いたグラジオ・メータの斜視図。
【図２４】本発明の別の実施の形態に従うバーを支える容器の平面図。
【図２５】図２４の実施の形態の一部の展開図。
【図２６】図２４の容器の一部のより詳細な外観図。
【図２７】本発明の好適な実施の形態に使用されるトランスジューサの回路図。
【図２８】好適な実施の形態のトランスジューサの物理的レイアウトの側面図。
【図２９】本発明の好適な実施の形態のトランスジューサの作成を示す一連のレイアウト図。
【図３０】本発明の好適な実施の形態のトランスジューサの作成を示す一連のレイアウト図。
【図３０Ａ】本発明の好適な実施の形態のトランスジューサの作成を示す一連のレイアウト図。
【図３１】本発明の好適な実施の形態のトランスジューサの作成を示す一連のレイアウト図。
【図３２】本発明の好適な実施の形態のトランスジューサの作成を示す一連のレイアウト図。
【図３３】本発明の好適な実施の形態のトランスジューサの作成を示す一連のレイアウト図。
【図３４】図２６と類似しているトランスジューサを所定の場所に配置した断面図。
【図３４Ａ】図２９から図３３に示されたコイル配置のより好適な実施の形態の図。
【図３４Ｂ】図３４Ａに示された配置の一部の詳細な図。
【図３５】図３６および図３７の回路の説明を補足する図。
【図３６】本発明の好適な実施の形態に関連し特にセンサの１つを角度加速度計として使用する様子を示す回路図。
【図３７】周波数チューニング回路を示す図。
【図３８】好適な実施の形態のグラジオ・メータのセンサのバランスを示す図。
【図３９】グラジオ・メータのバランスを取るときに使用される校正センサの回路図。
【図４０】図２４で環状部分のＡとマークされた部分の詳細な図。
【図４１】本発明の好適な実施の形態に使用されるコネクタの模式図。
【図４２】図４１のコネクタの回路図。
【図４２Ａ】図４２の回路と一緒に使用される回路図。
【図４３】本発明の１つの実施の形態のセンサ・バーおよびトランスジューサ構成の模式図。
【図４４】図４３に示された構成の回路図。
【図４５】本発明の１つの実施の形態の加熱スイッチを示す模式図。
【図４５Ａ】１つの実施の形態に従うグラジオ・メータの容器部分の模式図。
【図４５Ｂ】図４５Ａの実施の形態の一部の詳細な図。
【図４５Ｃ】図４５Ａのライン４５Ｃ−４５Ｃに沿った断面図。
【図４５Ｄ】図４５Ｃに示された配置の一部の下方からの詳細な図。
【図４５Ｅ】図４５Ｄのライン４５Ｅ−４５Ｅに沿った断面図。
【図４６】本発明の１つの実施の形態に従うグラジオ・メータの模式図。
【図１】
2010510499.tif 000003
【図２】
2010510499.tif 000004
【図３】
2010510499.tif 000005
【図４】
2010510499.tif 000006
【図５】
2010510499.tif 000007
【図６】
2010510499.tif 000008
【図７】
2010510499.tif 000009
【図８】
2010510499.tif 000010
【図９】
2010510499.tif 000011
【図１０】
2010510499.tif 000012
【図１１】
2010510499.tif 000013
【図１２】
2010510499.tif 000014
【図１３】
2010510499.tif 000015
【図１４】
2010510499.tif 000016
【図１５】
2010510499.tif 000017
【図１６】
2010510499.tif 000018
【図１７】
2010510499.tif 000019
【図１８】
2010510499.tif 000020
【図１９】
2010510499.tif 000021
【図２０】
2010510499.tif 000022
【図２１】
2010510499.tif 000023
【図２２】
2010510499.tif 000024
【図２３】
2010510499.tif 000025
【図２４】
2010510499.tif 000026
【図２５】
2010510499.tif 000027
【図２６】
2010510499.tif 000028
【図２７】
2010510499.tif 000029
【図２８】
2010510499.tif 000030
【図２９】
2010510499.tif 000031
【図３０】
2010510499.tif 000032
【図３０Ａ】
2010510499.tif 000033
【図３１】
2010510499.tif 000034
【図３２】
2010510499.tif 000035
【図３３】
2010510499.tif 000036
【図３４】
2010510499.tif 000037
【図３４Ａ】
2010510499.tif 000038
【図３４Ｂ】
2010510499.tif 000039
【図３５】
2010510499.tif 000040
【図３６】
2010510499.tif 000041
【図３７】
2010510499.tif 000042
【図３８】
2010510499.tif 000043
【図３９】
2010510499.tif 000044
【図４０】
2010510499.tif 000045
【図４１】
2010510499.tif 000046
【図４２】
2010510499.tif 000047
【図４２Ａ】
2010510499.tif 000048
【図４３】
2010510499.tif 000049
【図４４】
2010510499.tif 000050
【図４５】
2010510499.tif 000051
【図４５Ａ】
2010510499.tif 000052
【図４５Ｂ】
2010510499.tif 000053
【図４５Ｃ】
2010510499.tif 000054
【図４５Ｄ】
2010510499.tif 000055
【図４５Ｅ】
2010510499.tif 000056
【図４６】
2010510499.tif 000057
【国際調査報告】
2010510499.tif 000058
2010510499.tif 000059