ГЛАВА XII ХОДОВЫЕ КАЧЕСТВА ЧАСОВ И ИХ ИСПЫТАНИЯ (1957 год)

ГЛАВА XII ХОДОВЫЕ КАЧЕСТВА ЧАСОВ И ИХ ИСПЫТАНИЯ (1957 год)

Колебания суточного хода часов и других приборов времени можно разделить на две группы:

1) случайные колебания хода, как результат электрических и магнитных влияний, влияния влажности воздуха, морской качки, тряски, ударов и прочих случайных причин;

2) систематические колебания хода, как результат: а) устойчивых изменений, происходящих в спирали, балансе и в смазке; б) влияния износа осей; в) изменений атмосферного давления и г) изменений температуры.

Случайные колебания хода приборов времени имеют произвольный знак и не поддаются вычислению. До известной степени к ним приложимы законы случайных ошибок наблюдений.

1. ФОРМУЛЫ И ПОКАЗАТЕЛИ АТТЕСТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ТОЧНЫХ ПРИБОРОВ ВРЕМЕНИ

Считая все колебания хода первой группы случайными и относя к ним также колебания хода от влияния барометрического давления, ход хронометра можно представить функцией

Практика показывает, что почти у всех хронометров наблюдается ускорение хода с течением времени, что является следствием ряда причин, изложенных выше.

Для наглядности суждения о ходе хронометра вычерчивают график хода, для чего откладывают в определенном масштабе по оси абсцисс температуры, а по оси ординат соответствующие суточные хода; получая точки пересечения и соединяя их, будем иметь параболическую кривую I (фиг. 196).

При малом значении члена второго порядка кривую можно заменить близкой к ней прямой II.

Испытания приборов времени необходимы для оценки характеристик хода с точки зрения изохронизма, температурной компенсации и случайных колебаний хода.

В любой стране, имеющей собственную часовую промышленность, существуют специальные лаборатории для исследования и аттестационных испытаний точных приборов времени, например: в Швейцарии — Невшательская и Женевская лаборатории, в Англии — Нью-Теддингтонская и Гринвичская лаборатории, во Франции — Парижская и Безансонская лаборатории и т. п.

Эти лаборатории организованы либо при астрономических обсерваториях, либо при институтах. В СССР для исследования и аттестационных испытаний точных приборов времени имеется Контрольноиспытательная лаборатория в НИИЧАСПРЭМ (КИЛ).

В регламентах аттестационных испытаний точных приборов времени в каждой стране есть свои особенности и отличия.

В КИЛ НИИЧАСПРОМ установленный регламент испытаний во многом совпадает с регламентом Невшательской обсерватории и очень близок к требованиям регламента Международного конкурса точных приборов времени.

По правилам Международного конкурса любые переносные часы (вне зависимости от конструкции), прошедшие испытания по установленному регламенту и получившие аттестат хода, получают наименование хронометра.

Хронометры классифицируются по так называемому оценочному числу, определяемому по следующим формулам: морские хронометры

Сумма абсолютных значений полученных разностей, деленная на их число, т. е. на пять, и даст искомое значение Р.

Лучшие оценочные числа, полученные до настоящего времени т.е. рекорды), таковы:
Морские хронометры 1-го класса ........................2,6

Палубные часы............................................2,7

Карманные хронометры 1-го класса........... . 2,5

» 2-го й ................ . 3,3

Наручные хронометры ..................................5,0

НИИЧАСПРОМ проведены сравнительные испытания ходовых качеств хронометров различных фирм; для характеристики приводим сводную таблицу качественных показателей образцов этих хронометров.

Точность часов широкого пользования, например, наручных и карманных, оценивается величиной среднего суточного хода за несколько дней и максимальным суточным ходом за этот период. Максимальный суточный ход таких часов ограничивается обычно пределами 1 мин. 45 сек. и 30 сек.

Точность прецизионных часов и хронометров, как мы видели выше, определяется ходовыми качествами в различных положениях, при различных температурах, стабильностью их хода во времени и т. д.

Суточный ход наручных часов-хронометров не выходит из пределов 5—6 сек. Точность первоклассных маятниковых и кварцевых часов по вариации определяется тысячными долями секунды.

2. КОНТРОЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЧАСОВ

Разница между показаниями часов и «истинным» текущим временем называется поправкой часов. Когда часы поставлены точно по текущему времени, их поправка равна нулю. Если часы в данный

момент показывают больше времени, чем есть фактически, —знак поправки отрицательный (минус).

Для того чтобы получить «истинное» время, нужно алгебраически прибавить поправку к показанию часов. Например: часы показывают 12 час. 5 мин. 25 сек. и мы знаем, что по сравнению с «истинным» временем они идут впереди на 1 мин. 20 сек. (их поправка — 1 мин. 20 сек). «Истинное» время будет равно: 12 ч. 5 мин. 25 сек. + + (—1 мин. 20 сек.) = 12 час. 4 мин. 5 сек.

Если часы в данный момент показывают меньше времени, чем есть фактически, — знак у поправки положительный (плюс). Например, часы показывают 10 час. 20 мин. 35 сек. и мы знаем, что по сравнению с «истинным» временем они отстали на 1 мин. 15 сек. (их поправка +2 мин. 15 сек.), то «истинное» время будет равно:

10 час. 20 мин. 35 сек. + 2 мин. 15 сек. = 10 час. 22 мин. 50 сек. Изменение поправки часов за сутки называется суточным ходом часов. Величина суточного хода определяется как разность поправок.

Каким образом нужно подсчитывать суточные хода по поправкам, легко уяснить из примеров:

Пример 1. Часы поставлены 1 ноября по хронометру с поправкой—22 сек. При съемке времени 2 ноября получена поправка — 45 сек. Значит, часы ушли вперед на 45 сек. — 22 сек =23 сек. Суточный ход = — 23 сек.

Пример 2. 2 ноября часы поставлены по хронометру с поправкой — 25 сек. 3 ноября получена поправка — 2 сек. Следовательно, часы отстали (по сравнению с первым показанием) на 25 сек. — 2 сек.= 23 сек. Суточный ход = + 23 сек.

Пример 3. 3 ноября часы по хронометру не ставились. Поправка была — 2 сек. Часы продолжали ходить. 4 ноября была получена поправка + 1 мин. 30 сек. Сначала часы шли впереди хронометра на 2 сек., а затем отстали от него на 1 мин. 30 сек. Следовательно, в общем часы отстали на 2 сек. +1 мин. 30 сек. = 1 мин. 32 сек. Суточный ход будет = + 1 мин. 32 сек.

Пример 4. 4 ноября поправка была + 1 мин. 30 сек., а 5 ноября + 35 сек. Часы отставали от хронометра, а затем отставание уменьшилось. Следовательно, часы ушли вперед (по сравнению с поправкой от 4 ноября) на 1 м. 35 с. — 35 сек. = 55 сек. Суточный ход = — 55 сек.

Пример 5. 5 ноября поправка была + 35 сек., а б ноября получена поправка
— 25 сек.

Часы отставали от хронометра, а затем ушли вперед. Всего часы ушли вперед на 35 сек. + 25 сек. = 1 мин. Суточный ход = — 1 мин.

Из этих примеров можно вывести следующее правило: для нахождения суточного хода нужно алгебраически вычесть первую поправку из второй.

Для лучшего усвоения этого правила приведем таблицу.

Приведенный суточный ход. В практике регулирования для ускорения работы иногда приближенно определяют суточные хода часов следующим образом. Испытуемые часы сверяют по другим точным часам или хронометру за какой-нибудь отрезок времени, а потом подсчитывают так называемый приведенный суточный ход.

Вариация хода часов и ее вычисление. Важнейшим показателем качества часов является постоянство их хода [29].

Например, имеем двое часов: у одних из них постоянный суточный ход, равный 2 мин.; у вторых суточный ход непостоянный, они то уходят вперед, то отстают примерно на 1 мин. за сутки.

Первые часы лучше, так как ход их постоянен и их суточный ход можно легко уменьшить регулированием. При пользовании вторыми часами мы не сможем точно определить «истинное» время. Если эти часы вчера были точно поставлены по хронометру (или по радиосигналам проверки времени), то сегодня мы не знаем, ушли они вперед или отстали. Такие часы регулировать будет трудно. Изменение хода часов за сутки называется вариацией хода. Вариация хода равна разности смежных суточных ходов. Поясним примерами [29 ].

Пример. За 6 час. ход проверяемого механизма равен — 10 сек. В сутках 24 часа, следовательно, за 24 часа суточный ход должен быть в 4 раза больше, т. е. приведенный суточный ход будет

Если суточные хода имеют одинаковые знаки, то для получения вариации нужно• из большего по абсолютной величине суточного хода вычесть меньший.

Если суточные хода имеют разные знаки, то для получения вариации нужно сложить их абсолютные величины.

Постановка часов по хронометру. Обычно в заводской практике для проверки часов пользуются морскими или столовыми полусекунд-ными хронометрами. Хронометр называется полусекундным, потому что его удары совершаются через полсекунды и, соответственно, секундная стрелка хронометра делает скачки через полсекунды. Есть разные способы постановки проверяемых часов по хронометру. В том случае, если для целей регулирования ставят часы по хронометру в то время, когда часы еще не находятся в корпусе и циферблат не закрыт стеклом, применяют следующий простой способ: минутную и часовую стрелки часов ставят по минутной и часовой стрелкам хронометра, вытягивая заводную головку и вращая ее в нужном направлении [46].

Затем головку возвращают в первоначальное положение и деревянной палочкой передвигают секундную стрелку и ставят ее (на ходу) в соответствие с секундной стрелкой хронометра. Данный способ имеет тот недостаток, что при слишком тугой посадке секундной стрелки может произойти порча деталей спускового механизма. Если стрелка сидит слабо, то ее передвигание может еще больше ослабить посадку.

При постановке секундной стрелки часов по секундной стрелке хронометра замечают на глаз положение последней и, считая на слух удары хронометра, устанавливают секундную стрелку часов в нужное положение.

Выполнение этой работы требует специального навыка. Часы, имеющие секундомерные механизмы и секундомеры, ставить по хронометру просто. В этом случае секундная стрелка сбрасывается на ноль, часовая и минутная стрелки переставляются при помощи заводной головки по хронометру, и когда секундная стрелка хронометра проходит через ноль (60 сек.), включается механизм секундомера.

Если не предъявляется высоких требований к точности постановки часов (или секундная стрелка отсутствует, как, например, у маленьких женских часов), то постановка часов по хронометру и съемка времени осуществляются при использовании только часовой и минутной стрелок. Ошибка в отсчете при этом получается довольно значительная, порядка +-10 сек. Этот способ постановки по хронометру является наиболее простым с точки зрения последующих подсчетов.

Нетрудно видеть, что в данном случае 1-я поправка равна нулю, а 2-я поправка получается при съемке времени и равна суточному ходу часов и имеет тот же знак, что и суточный ход.

Несколько сложнее постановка по хронометру таких часов, где невозможна перестановка секундной стрелки (механизм заключен

в корпус, циферблат и стрелки закрыты стеклом, снятие стекла по условиям проверки недопустимо).

В данном случае постановка имеет свои особенности, которые следует учесть во избежание ошибок. Часовая стрелка ставится по хронометру, а минутная — так, чтобы число минут, показываемое хронометром и часами, не отличались более чем на 1 мин. (или на 30 сек.)

При этом необходимо, чтобы показания минутной стрелки проверяемых часов были по возможности точно согласованы с показаниями секундной стрелки. Например, если секундная стрелка часов показывает 15 сек., то минутная стрелка должна быть поставлена на соответствующий штрих минутной шкалы + 1/4 деления. Если же минутная стрелка будет поставлена, например, на 3/4 минутного деления, то при последующей съемке времени возможна ошибка на 1 мин. [46].

Примеры постановки

Пример 1. Хронометр в данный момент показывает 3 ч. 25 м. 50 с. Секундная стрелка часов показывает 15 сек. Мы ставим часовую стрелку часов на 3 часа, а минутную на 26 мин. + 1/4 деления минутной шкалы. Тогда показания стрелок будут согласованы и поправка будет равна — 25 сек.

Можно в данном случае поступить иначе и поставить минутную стрелку на 25 мин. + 1/4 деления. Тогда поправка будет равна + 35 сек.

Пример 2. Хронометр показывает 2 ч. 15 м. 10 с. Секундная стрелка часов показывает 37 сек. Ставим часовую стрелку на 2 часа, минутную на 15 мин. плюс немного более половины деления минутной шкалы. Тогда поправка будет — 27 сек. Можно поставить и иначе — минутную стрелку часов на 14 мин. плюс немного более половины деления шкалы. Тогда поправка будет + 33 сек.

Из этих примеров легко понять, что при постановке часов по хронометру методом поправок всегда возможно установить их так, чтобы поправка была не меньше 30 сек. Но удобнее установить часы на наименьшую поправку, так как это упрощает последующий подсчет суточных ходов по поправкам.

Практически постановку часов по хронометру при методе поправок осуществляют так [29]: сначала вышеописанным способом устанавливают часовую и минутную стрелки, а затем, когда секундная стрелка хронометра подошла к 55 сек., начинают на слух отсчитывать удары хронометра, следя за секундной стрелкой проверяемых часов.

При ударе 55-й секунды хронометра счет начинают с нуля, тогда десятый по счету удар совпадает с ударом 60-й секунды по хронометру. На 10-м ударе замечают на ходу положение секундной стрелки часов и вычисляют поправку. При известном навыке ошибка при таком определении поправок не превышает половины секунды.

Съемка времени в часах при проверке

Секундомеры. Наиболее простой является съемка времени с секундомеров. При пуске секундомера по хронометру 1-я поправка равна нулю. Если через определенный промежуток времени отсчитанный по хронометру секундомер остановить, то по положению стрелок секундомера можно определить 2-ю поправку, которая будет равна ходу секундомера за данный промежуток времени.

Часы с секундомерами (определение хода только за один промежуток времени, часы при начале проверки точно установлены по хронометру, т. е. 1-я поправка равна нулю). Сначала сравнивают положение минутной и часовой стрелок проверяемых часов с положением минутной и часовой стрелок хронометра, для того чтобы определить поправку в минутах (и часах). Затем останавливают секундомерный механизм, когда секундная стрелка хронометра будет проходить через нулевое положение, и по положению секундной стрелки проверяемых часов определяют поправку в секундах. Суммируя обе поправки, находят величину хода часов.

Часы, идущие непрерывно. Сложнее съемка времени с часов, идущих непрерывно в течение нескольких суток, причем они только один раз поставлены по хронометру, а суточные хода подсчитываются по изменениям поправок.

В данном случае для часов АЧХ и ЧСМ 1-я поправка равна нулю, а для карманных часов и АВРМ представляет определенную величину, зафиксированную при постановке часов по хронометру. Для съемки времени сначала проверяют с хронометром положение минутной и часовой стрелок для определения поправки в минутах и часах, а затем находят поправку часов, заметив положение секундной стрелки хронометра и считая удары хронометра на слух. Для следующей проверки нет необходимости вновь ставить часы по хронометру.

Возможно, пользуясь 2-й и 3-й поправками, вычислить следующий ход часов и т. д.

3. ПРИБОРЫ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ВРЕМЕНИ И КОНТРОЛЯ ХОДА ЧАСОВ

Точное время определяется при астрономических наблюдениях. Применяемые методы различны в зависимости от того, ведутся ли наблюдения в стационарной обсерватории или в полевых условиях, на судне, на самолете и т. д. Известно, что благодаря относительно равномерному вращению Земли вокруг своей оси, каждое небесное светило проходит через вертикальную плоскость, проведенную с севера на юг (т. е. через меридианную плоскость) в строго определенный для данного места момент. Звездные каталоги указывают такие моменты прохождения, и достаточно сопоставить их с временем маятниковых часов или хронометра (вообще любого хранителя времени), чтобы произвести коррекцию этих часов, т. е. получить точное время.

В период между двумя определениями времени необходимо сохранять его при помощи хранителей времени, т. е. маятниковых, кварцевых часов или хронометров.

В настоящее время в астрономическом институте имени Штернберга в Москве хранение времени обеспечивается несколькими фундаментальными маятниковыми часами, защищенными от колебаний атмосферного давления и от колебаний температуры. Эти часы находятся в помещении, расположенном глубоко под землей, где круглый год поддерживается нормальная комнатная температура.

Кроме механических часов, астрономический институт имени Штернберга при МГУ имени Ломоносова имеет разработанные НИИЧАСПРОМ кварцевые часы, работающие от пьезо-электриче-ских колебаний кварца.

Для удовлетворения потребностей часового производства и различных научных учреждений недостаточно определения и хранения точного времени в астрономических институтах и обсерваториях. Необходимо также сообщать это время всем нуждающимся в нем. Поэтому сигналы точного времени передаются, как указывалось выше,, по радио и по проводам.

Чтобы дать возможность предприятиям часовой промышленности и потребителям хронометров, полубных часов, радиомаячных часов и других приборов времени, относящихся к классу высокопрецизионных часов, проверять их путем сравнения с контрольным прибором времени и получать на них аттестаты или бюллетени хода, организована хронометрическая служба. Такая служба существует, как указывалось выше, при специальных обсерваториях, а в СССР при НИИЧАСПРОМ и при Научно-исследовательском бюро времени Института мер и измерительных приборов в Москве.

Для регистрации времени применяются хронографы: пишущие — с цилиндром или с лентой — и печатающие. В области измерительной астрономии эти приборы требуются для точной регистрации моментов прохождения звезд через меридиан. В пишущих хронографах регистрация осуществляется при помощи перьев или фотографическим путем.

Обычно хронографы с лентой имеют скорость передвижения ленты до 10 см/сек. При больших скоростях ленточные хронографы не применяются (ввиду большого расхода ленты, бумаги), в этих случаях используются хронографы с цилиндром.

Пишущие перья хронографа приводятся в движение от поляризованных магнитных систем, отсчет производится при помощи шкалы, точно соответствующей длине секунды.

Печатающие хронографы дают возможность регистрации и отсчитывания времени при помощи типографского шрифта.

Для быстрого определения суточных ходов часов применяются различные приборы, действующие по принципу сравнения частоты колебания баланса испытуемых часов с постоянной частотой эталонного кварцевого или камертонного генератора.

При этом каждый удар часов (тиканье часов) регистрируется в виде точки на барабане или на калиброванной диаграммной бумаге, навернутой на барабан, вращающийся с постоянной скоростью.

Наиболее распространены следующие конструкции таких приборов:

Фиг. 197. Схема устройства прибора Вестерн Электрик.

На фиг. 197 показана схема устройства американского самопишущего прибора фирмы «Вестерн-Электрик» [46].

Прибор этот включается в сеть электрического тока. Ток проходит через специальное радиоламповое устройство, называемое усилителем, которое заставляет колебаться камертон и питает отрегулированным на частоту камертона и усиленным электрическим током синхронный мотор. Так как камертон всегда колеблется со строго постоянной собственной частотой, то вал мотора также будет вращаться равномерно

с постоянной скоростью.

От вала мотора вращение через зубчатую передачу сообщается барабану 1, на котором намотана разграфленная диаграммная лента 2. Частота камертона и передача к барабану подобраны так, чтобы барабан совершал полный оборот за 1/5 секунды. Проверяемые часы закрепляются в

держателе 3. Держатель можно поворачивать и, благодаря этому, часы можно испытывать в любом положении. Задняя крышка часов соприкасается с металлической чувствительной пластинкой микрофона, который помещен в держателе. Со стороны стекла часы удерживаются пружинным зажимом держателя 4. Микрофон воспринимает каждый звук удара (тиканье) часов и преобразует его в электрический ток. Ток усиливается, пройдя через усилитель, и заставляет работать электромагнит, помещающийся под барабаном. Одновременно с ударом хода часов электромагнит притягивает пластинку (якорь) 5 с укрепленным на ней ударником, который через копировальную ленту с каждым ударом наносит точку на ленте барабана. В промежутках между ударами часов микрофон не посылает тока, электромагнит не работает, и якорь с ударником оттянут пружинкой от барабана.

Фиг. 198. Примеры записи хода часов.

С правой стороны панели прибора имеются два переключателя. Левым переключателем включают и выключают ток, поступающий в прибор из осветительной сети. Правый переключатель 6

управляет током, посылаемым микрофоном. Можно присоединить к прибору головной телефон и поставить правый переключатель в положение «Слушать». Тогда ток пойдет не в электромагнит, а в телефон, и, надев наушники, можно слушать усиленные удары хода часов.

Усиление звука регулируют, поворачивая рычаг регулирования усиления 7, видимый сверху крышки барабана. Чтобы получить запись хода, правый переключатель 6 ставят в положение «Запись». Затем нажимают вниз на рукоятку управления и отводят ее до отказа влево. При этом электромагнит с ударником передвигается к левому торцу барабана, мотор начинает работать, а барабан — вращаться. Первую точку ударник наносит у левого края ленты. Во время записи электромагнит и рукоятка управления автоматически и равномерно перемещаются вдоль барабана слева направо. Через тридцать секунд ударник наносит последний удар уже у правого края ленты, а барабан автоматически останавливается. Запись на ленте получается в виде линии, состоящей из точек. В том случае, когда часы имеют точный ход, т. е. баланс их делает ровно 18 000 полуколебаний в час, удары часов, а следовательно и нанесение точек на ленте барабана, следуют через каждые 1/5 секунды. Барабан также совершает полный оборот за 1/5 секунды. Поэтому, если бы электромагнит не перемещался вдоль барабана, все наколы ударника попадали бы в одну и ту же точку на ленте.

Благодаря перемещению электромагнита каждая последующая точка располагается правее предыдущей, и вся запись получится в виде составленной из точек прямой, параллельной оси барабана и линиям сетки ленты (фиг. 198, а).

Когда часы отстают, удары хода и нанесение точек ударником следуют друг за другом через промежутки времени, превышающие 1/5 секунды. При неперемещающемся электромагните точки на ленте разместились бы одна под другой, так как барабан, сохраняющий постоянную скорость вращения (1 оборот в 1/5 сек.), успевает повернуться от одного накола ударника до другого на полный оборот и еще какую-то часть оборота. Расстояние по вертикали между двумя точками на ленте барабана равно длине дуги, пройденной барабаном за время опаздывания каждого удара хода часов.

Благодаря тому, что при записи электромагнит движется направо, ход отстающих часов будет представлен прямой, идущей слева направо с наклоном вниз (линия В на фиг. 198, б). Если часы спешат, то барабан не успевает повернуться на полный оборот от одного накола ударника до другого, так как промежутки времени между ударами часов меньше 1/5 секунды.

Каждая последующая точка, наносимая ударником, будет располагаться выше предыдущей. Запись получится в виде прямой, идущей слева направо с наклоном вверх (линия А на фиг. 198, б). Таким образом, расстояние по вертикали (т. е. по длине ленты) между крайней левой и крайней правой точками записи дает возможность судить о ходе часов за время записи, т. е. за 30 сек. Интервал деления сетки диаграммной ленты выбран так, что смещение конца линии записи относительно ее левого конца на одно деление соответствует суточному ходу испытуемых часов в 5 сек.

Если линия записи имеет наклон в несколько делений, то суточный ход в секундах равен числу делений, умноженному на 5. Запись хода позволяет не только быстро (за 30 сек.) и довольно точно определить приведенный суточный ход часов, но и судить о некоторых дефектах часов. При неправильной «выкачке» хода, когда промежутки времени между ударами на входной и выходной палете неодинаковы, получится не одна линия записи, а две параллельные (фиг. 198, в). Эти линии будут горизонтальными или наклонными в зависимости оттого, каков суточный ход часов. Если ход плохо слажен, слабо закреплен волосок и эллипс, изношены отдельные детали, то точки записи не образуют четкой линии, а будут разбросаны в разные стороны (фиг. 198, г).

По окончании записи, когда барабан автоматически останавливается, вытягивают вниз использованную часть ленты, придерживая в то же время барабан рукой, и отрывают ее.

Полученная диаграмма, характеризуя состояние часового механизма, указывает регулировщику на необходимые исправления, а также может быть приложена к паспорту проверяемых готовых часов.

Применение прибора в цеховых условиях значительно ускоряет процесс регулирования часовых механизмов; обслуживание его несложное.

Для испытания очень точных часов, суточный ход которых не должен превышать нескольких секунд, прибор не подходит, так как ошибки самого прибора и расшифровки записи на ленте составляют около 2—3 сек. суточного хода.

Кроме того, запись дает не действительный суточный ход часов, а приведенный, исходя из хода часов за 30 сек.

Поэтому для окончательной проверки часов, отрегулированных при помощи прибора, нужно все же провести длительные (в течение нескольких суток) наблюдения за их ходом.

Прибор для быстрого контроля суточного хода часов и для регулирования периода колебания баланса под индексом П-12 выпускается заводом «Физприбор» Министерства приборостроения и
средств автоматизации (Москва) и представляет собой механизм для записи хода часов на бумажную ленту с непосредственным отсчетом суточного хода и встроенным стробоскопом.

Усилитель прибора выполнен в виде отдельной малогабаритной приставки.

Принципиальная схема прибора П-12 представлена на фиг. 199, где обозначены: микрофон 1, усилитель 2, электромагнит 3, нажимная планка 4, чернильная лента 5, бумажная лента 6, барабан с шестью винтовыми выступами 7, синхронный электродвигатель 8 и стробоскоп 9. Прибор построен на принципе сравнения частоты колебаний баланса контролируемых часов с эталонной частотой сети, питающей синхронный электродвигатель прибора. Барабан с шестью винтовыми выступами и лентопротяжный механизм, продвигающий ленту по барабану, приводятся в действие от синхронного двигателя.

Колебания баланса производят звуковые импульсы, которые посредством микрофона преобразуются в импульсы тока. Импульсы, тока проходят через усилитель и тиратрон, воздействуют на электромагнит, который, срабатывая, печатает точку на движущейся бумажной ленте. Положение точки на бумажной ленте зависит от положения винтового выступа, находящегося под лентой в момент удара.

При правильном ходе часов каждый удар планки 4 будет встречать винтовой выступ барабана в одном и том же положении, и все точки расположатся на одной прямой линии, параллельной кромкам ленты.

Если прямая линия, образованная точками на ленте, будет иметь левый наклон, то, значит, часы отстают, если же правый наклон, то часы спешат.

По величине угла наклона этой прямой и по характеру записи можно определить не только приведенный суточный ход часов, но и судить о дефектах в часовом механизме (отклонения хода в разных положениях, недостатки зубчатой передачи и т. п.). В тех случаях,

когда суточный ход часов выходит за пределы ±10 мин., контроль хода можно произвести с помощью стробоскопа. В этом случае смещение вспышек неоновой лампы стробоскопа в направлении движения часовой стрелки будет означать, что часы спешат, а если смещение идет против часовой стрелки, то часы отстают.

Диск стробоскопа вращается синхронно с электродвигателем, питающимся током эталонной частоты. Во время срабатывания электромагнита зажигается неоновая лампа, укрепленная на диске. Если при каждом обороте диска лампа зажигается в одном и том же месте шкалы стробоскопа, то часы идут правильно. Если зажигание лампы и скорость вращения диска не синхронизированы, то вспышки лампы будут смещаться в ту или иную сторону.

Операция «вибрации» или регулирование узла баланса на период колебаний или на число колебаний выполняется на приборе с помощью стробоскопа.

Когда частота колебаний рабочего баланса достигнет частоты колебаний эталонного баланса (колебаний часов с правильным ходом), вспышки неоновой лампы будут происходить в одном и том же месте шкалы стробоскопа.

Кинематическая схема прибора представлена на фиг. 200.

Фиг. 200. Кинематическая схема прибора П-12.

Фиг. 201. Передняя панель прибора П-12.

Синхронный двигатель 1 дает 1500 оборотов в минуту и приводит во вращение барабан 2, сидящий на оси II. Передача движения от оси I на ось II осуществляется зубчатым колесом z = 22, сцепляющимся с одним из трех зубчатых колес, сидящих на оси II, переключаемых в зависимости от числа колебаний в час баланса проверяемых часов или часового механизма. С вала барабана II движение передается на вал III и далее, через пару конических и пару цилиндрических зубчатых колес, на вал стробоскопа V.

Два эксцентрика, посаженные на ось III, штангами связаны с двумя собачками, поочередно нажимающими на зубья храповика, сидящего свободно на валу барабана VI. Этот барабан 3 подает бумажную ленту. Храповик (z = 150) с помощью кулачковой муфты может быть связан с валом VI непосредственно, либо через перебор (две промежуточные зубчатые пары с общим передаточным отношением 1 : 10). В последнем случае будет замедленное вращение барабана, а следовательно и замедленная в 10 раз подача ленты (что применяется при регулировании хронометров). С вала VI, через две зубчатые пары, движение сообщается валу VIII барабана подачи чернильной ленты 4.

На передней панели прибора (фиг. 201) сосредоточены ручки управления электрической частью, а также расположена поворотная шкала, служащая для определения суточного хода проверяемых часов. Назначение ручек управления следующее: 1—рукоятка включения стробоскопа; 2 — ручка для установки поворотной шкалы; 3 — ручка включения схемы и регулирования накала шкальной лампы; 4 — рукоятка включения записи; 5 — выключатель электродвигателя; 6 — ручка для ручного продвижения бумажной ленты; 8 — винт регулирования четкости отпечатка; 9 — ручка фиксатора электродвигателя.

Проверка часовых механизмов на приборе П-12 производится в полном соответствии с инструкцией завода «Физприбор», приведенной ниже.

Инструкция по работе на приборе П-12

Для пуска прибора в ход необходимо выполнить следующие операции:

1. Поднять крышку прибора и установить фиксатор электродвигателя 9 (фиг. 201) в положение, соответствующее числу колебаний в час баланса проверяемых часов.

Положение фиксатора электродвига теля	Число колебаний баланса в час
1	9000— 18000—36000— 18000— 12000
2	9000 -18000-36000— 12000-14400—21600
3	21600—19 800

2. Поставить на место валик с бумажной лентой. Пропустить ленту в пазу направляющей планки. При этом следует приподнять нажимной ролик, чтобы пропустить ленту между ним и барабаном подачи. Поворотом ручки 7 провести ленту над круглой шкалой прибора.

3. Присоединить усилитель к прибору (усилитель смонтирован

в отдельном корпусе вне корпуса прибора). Проверить правильность

установленного напряжения.

4. Присоединить шнур 11 (фиг. 20) под табличкой «Сеть—генератор» к сети стабилизированной частоты 127 в, 50 пер/сек и вилку 12

нормальной сети 110, 127 или 220 в.

5. Присоединить микрофон к усилителю.

6. Включить электродвигатель поворотом ручки 5.

7. Включить электрическую схему прибора поворотом ручки 3. Дальнейшим поворотом той же ручки регулируется сила накала шкальной лампы,

освещающей круглую шкалу прибора.

8. Закрепить проверяемый часовой механизм в зажимных губках микрофона.

9. Поднять рукоятку 4 в положение «Включено». При этом в приборе должны быть слышны ритмические щелчки, соответствующие колебаниям баланса проверяемых часов; на бумажной ленте отпечатываются точки. Четкость отпечатка регулируется винтом 8.

Если рукоятку 4 опустить вниз в положение «30 сек.», то прибор также включится, но в этом случае проверка будет продолжаться только 30 сек., после чего запись автоматически прекратится

Для определения величины суточного отставания или ухода часов вперед, вращением ручки 2 устанавливают круглую шкалу прибора таким образом, чтобы наклон ее светящихся полос совпадал с наклоном линии, образованной отпечатанными на ленте точками. После этого результат прочитывается против риски указателя.

Наклон линии графика вправо (+) указывает на то, что часы спешат, наклон влево (-) соответствует отставанию часов. В случае проверки хронометров и часов высокой точности целесообразно пользоваться замедленной подачей бумажной ленты. Для этого храповик 10 необходимо передвинуть в левое положение. При этом скорость: подачи ленты уменьшится в 10 раз, а наклон линии, отпечатанной на ленте, соответственно увеличится.

Результат, прочитанный на круглой шкале, должен быть в этом случае уменьшен в 10 раз. Например, если при проверке часов при замедленной подаче отсчет по шкале дает отставание часов на 30 сек. в сутки, то фактическое отставание часов будет 3 сек.

При необходимости точность хода часов можно определить по записи на ленте без пользования круглой шкалой. Отношение отрезка h

Фиг. 202. Запись отклонения хода часов на ленте П-12.

(фиг. 202) к отрезку l, выраженное в процентах, дает величину f отклонения хода часов за сутки в секундах:

f = h/l* 100 сек./сутки.

В тех случаях, когда отклонение хода часов превышает 10 мин. в сутки, величину отклонения можно с достаточной точностью определить, пользуясь стробоскопом. Для этого необходимо с помощью секундомера определить время, в течение которого вспышка неоновой лампы переместится на 180°.

Движение вспышки против часовой стрелки свидетельствует об отставании часов, а по часовой — о том, что часы спешат.

Ниже приведена таблица для определения по полученным замерам времени соответствующих им суточных ходов (для механизмов с числом ударов баланса 18 000 в час.).

содержание .. 28 29 30 31 ..