重力勘探中通常使用相对重力仪

从理论上说，一切与重力有关的物理现象都可应用于重力测量，但由于精度要求等原因，只有少数的原理可实际应用于重力仪器的制造中。

根据所测物理量，重力测量分为动力法和静力法两种。动力法一般是根据重力作用下物体的运动情况测定重力的全值，即绝对重力值。静力法则是根据重力作用下物体的平衡情况来测定两点间的重力差值，也就是相对重力值。重力勘探一般都是相对重力测量，然后可根据绝对重力值已知点进一步转换为绝对重力值。相应于这两类重力测量方法的仪器分别称为绝对重力仪和相对重力 仪。

绝对重力仪

最早的绝对重力仪是摆，后来又有了根据自由落体定律而制作的自由下落法绝对重力仪和上抛法绝对重力仪。绝对重力测量的精度已由最初的10－4 Gal数量级达到了10－6 Gal数量级。我国是当今少数几个进行绝对重力测量的国家之一。

摆能进行绝对重力测量的原因是摆的摆动周期T与重力g具有确定关系（参看高中物理课本相关内容）。同理高中物理课本中自由落体一课中也介绍了相应的计算重力的方法。

相对重力仪

相对重力仪种类繁多，从构造上分，可分为平移式和旋转式两大类；从制作材料及工作原理上讲，又可分为石英弹簧重力仪、金属弹簧重力仪、振弦重力仪及超导重力仪等。各类仪器的具体形式可能差别很大，但它们都具有相类似的原理和系统结构，下面以石英弹簧重力仪为例进行介

绍。该型重力仪当重力发生变化引起摆杆偏离水平位置时，指示丝随之偏转，通过一套光学系统即可发现指示丝形成的“亮线”在刻度片上偏离零线的位置。这时调节测量弹簧的长度，就可以使温度补偿杆绕测量扭丝作微小偏转，从而改变主弹簧的弹力矩，使摆杆又回到零点位 置。

仪器测量精度的影响因素及消除措施

测量过程中，影响重力仪精度的因素很多，最主要的有温度、安置状态、零点漂移、气压和电磁力 等。

（1）温度

各部件的热胀冷缩，会导致各着力点间的相对位置的变化和弹簧的弹性系数的变化。温度变化影响仪器内空气密度，从而改变平衡体所受到的浮力。另外，温度变化还会使仪器内产生对流，给平衡体造成冲击力。

图5-7　石英弹簧重力仪

为了减小温度影响，仪器内常采用温度变化影响小的弹性元件，附加自动温度补偿装置，进行恒温控制等。

（2）安置状态

由于重力仪在各测点上的安置状态不可能完全一致，使平衡体的杆臂与重力方向的交角发生变化，从而会产生重力测量误差。为减免这种误差，重力仪都装有纵横水准器和两个底脚螺丝。

（3）零点漂移

由于仪器的弹性元件在力的长期作用下会产生或多或少的永久形变，重力仪在一点观测时就会出现读数随时间改变的现象，这就是零点漂移。为消除这一影响，在制造仪器时，应选择适当材料并经过时效处理，尽量使零漂变小并努力做到使它为时间的线性函数。野外工作要在重力值已知的重力基点网的控制下进行，这样才有可能进行零点校正。

（4）气压

气压改变会引起空气密度改变，使平衡体浮力改变，并可产生气流，从而导致测量误差。通常采用真空装置或气压补偿装置来减免这种影响。

（5）电磁力

如果重力仪的平衡系统有绝缘材料，其运动会产生静电，使平衡体受到附加的静电力作用。为此，通常在平衡体附近放适量的放射性物质，使空气游离而移走电荷。

如果平衡系统含有铁磁性材料，就会受到地磁场变化的影响，故要将弹性系统消磁，并用磁屏进行屏蔽，野外工作时尽量让平衡系统的摆杆顺着地磁场方向摆动。