5. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРИОДА КОЛЕБАНИЙ ЧАСОВОГО МАЯТНИКА (1957 год)

ГЛАВА VII ОСНОВЫ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ЧАСОВОГО МАЯТНИКОВОГО РЕГУЛЯТОРА (1957 год) - часть 2

5. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРИОДА КОЛЕБАНИЙ ЧАСОВОГО МАЯТНИКА (1957 год)

Наиболее распространенным способом регулирования периода колебаний маятника является способ подъема или опускания груза
(линзы) маятника (фиг. 87)

Ниже показаны изменения приведенной длины маятника часов при изменении суточного хода на 1 минуту [20]:

Число ударов маятника в один час	Приведенная длина маятника в мм	Изменение приведенной длины маятника при изменении суточного хода на 1 минуту	Число колебаний маятника в один час	Приведенная длина маятника в мм	Изменение приведенной длины маятника при изменении суточного хода на 1 минуту
3600	994	1,35	9000	159,0	0,22
4000	805.0	1.09	9 400	145,9	0,20
4500	636,1	0,86	10 000	128,8	0,18
4800	559,1	0,76	10 600	114,6	0,16
5000	515,2	0,70	11 800	99,5	0,13
5400	441,7	0,60	12 300	85,1	0,12
6000	357,8	0,48	12 500	82,4	0,11
6500	304,9	0,41	12 900	77,4	0,11
7000	262,9	0,36	13 000	76.2	0,10
7200	248,5	0,34	13 400	71,7	0,10
7500	229,0	0,31	14 000	65,7	0,09
8200	191,6	0,26	14 400	62,1	0,09
8600	174,0	0,24	15000	57,3	0,08

6. ТОЧНОСТЬ ХОДА ЧАСОВ. ПОПРАВКА И СУТОЧНЫЙ ХОД

Точность часов — главная характеристика качества часов как прибора измерения времени. Основным параметром в этой характеристике является поправка показания часов, т. е. величина, которую следует прибавить к показанию часов, чтобы получить точное время.

7. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПЕРИОД КОЛЕБАНИЯ МАЯТНИКА

При повышении или понижении температуры окружающей среды стержни маятников (как металлические, так и деревянные) изменяют свои линейные размеры, что приводит к изменению периода колебаний маятника, а следовательно к нарушению точности хода часов.

Следует иметь в виду, что длина маятника здесь состоит в знаменателе и поэтому короткие маятники особенно чувствительны к изменениям температуры. Изменения температуры оказывают, кроме того, и косвенное воздействие на период колебания маятника, так как с изменением температуры увеличивается или уменьшается плотность воздуха. Влияние же изменения плотности воздуха на маятник проявляется в следующих видах:

1) Аэростатическое влияние — подъемная сила воздуха уменьшается или увеличивается, и маятник становится соответственно «тяжелее» или «легче».

2) Аэродинамическое влияние — масса воздуха, увлекаемая маятником, соответственно становится «легче» или «тяжелее».

3) Работа трения, которую производит маятник при движении в воздухе, соответственно уменьшается или увеличивается.

С этими же явлениями мы встречаемся при изменении барометрического давления. Барометрическая компенсация маятника будет рассмотрена в параграфе 9 настоящей главы.

Приращение суточного хода при повышении температуры на 1°С называется температурным коэффициентом маятника.

Температурный коэффициент для маятника со стальным стержнем составляет 0,5 сек., для маятника с деревянным стержнем —0,2 сек., для маятника со стержнем из инвара — 0,05 сек.

8. КОМПЕНСАЦИЯ МАЯТНИКА НА ТЕМПЕРАТУРУ

В целях устранения температурных влияний на ход часов, стремятся осуществить такую конструкцию маятника, при которой приведенная длина его была бы по возможности независима от изменения температуры окружающей среды. Широко распространено несколько типичных конструкций таких компенсационных маятников.

Маятник со стержневой компенсацией, или маятник Гаррисона (фиг. 88). Стальной стержень 1 имеет вверху серьгу для соединения с подвесом маятника, а внизу поперечину 2, на которую опираются два латунных стержня 3 и 4.

Расчет по этой формуле дает для секундного маятника высоту уровня ртути: при стеклянном стакане — 140 мм, при стальном — около 145 мм.

Инварные маятники. После того как академик Шарль Эдуард Гильом изобрел новый сплав — инвар, состоящий из 35,7% никеля и 64,3% железа и отличающийся чрезвычайно малым коэффициентом термического расширения, доктор Рифлер удачно применил этот сплав для компенсации маятников. Инварный компенсированный маятник Рифлера (фиг. 90) состоит из массивного инварного стержня 1, компенсационной трубки 2, удерживаемой в надлежащем положении при помощи гайки 3, линзы 4, опирающейся на эту трубку.

Коэффициент расширения компенсационной трубки должен быть в определенном соотношении с коэффициентом расширения инварного стержня. Чаще всего трубка делается составной из двух разных металлов, что дает возможность по желанию установить ее средний коэффициент линейного расширения.

Таблица параметров инварных компенсированных маятников Рифлера

9. барометрическая компенсация маятника

Период колебаний маятника часов, не заключенных в воздухонепроницаемый футляр, зависит от изменений атмосферного давления. С повышением давления период колебания маятника увеличивается, и наоборот, с понижением давления уменьшается. Величина изменения хода часов за сутки, выраженная в секундах, под влиянием изменения атмосферного давления на 1 мм ртутного столба называется барометрической постоянной.

Вполне очевидно, что при увеличении атмосферного давления, согласно закону Архимеда, маятник как бы потеряет часть своего веса.

Период колебания при нормальном давлении можно выразить, как

В настоящее время барометрическая компенсация маятников осуществляется двумя способами: при помощи ртутного манометра и при помощи анероида или сильфона.

Принцип барометрической компенсации при помощи ртутного манометра изображен на фиг. 91, а.

Манометрическая ртутная трубка закрепляется ниже середины стержня маятника. При изменении атмосферного давления ртуть

в закрытом колене трубки соответственно поднимается или опускается, что изменяет положение центра тяжести маятника и его приведенную длину, а следовательно и период колебания. Барометрическая компенсация маятника при помощи анероидной коробки или сильфона изображена на фиг. 91, б.

Груз (фиг. 91,6) поднимается или опускается в зависимости от расширения или сжатия коробок анероида, тем самым изменяя положение центра тяжести маятника, его приведенную длину и период колебания. Анероид также закрепляется на стержне маятника, немного ниже его середины.

Наилучшим способом устранения влияния атмосферного давления на колебания маятника является установка часов вместе с маятником в воздухонепроницаемом футляре, где создают разрежение до 600—650 мм рт. ст.

Кроме того, необходимо отметить, что, изменяя давление, можно очень точно регулировать ход часов.

Создавать же полный вакуум в герметическом футляре часов нельзя, так как при этом резко возрастает испаряемость смазки часов.

Фиг 91. Барометрическая компенсация маятника.

Фиг. 92. Фазовая диаграмма системы баланс — спираль.

содержание .. 10 11 12 13 ..