СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ БАЛАНСА ЧАСОВ Советский патент 1973 года по МПК G04D7/12 

1

Известен способ измерения амплитуды колебаний баланса часов путем преобразования в напряжение времени между импульсами, основанный на амплитудной модуляции этих импульсов пилообразным напряжением.

При работе анкерного спуска часового механизма на каждое прохождение баланса через точку равновесия возникают три характерные импульса в виде вибрации корпуса и отдельных деталей механизма. При установке работающих часов на специальный датчик, который в часовом производстве принято называть «микрофон, эта вибрация преобразуется в электрические затухающие импульсы (А, В, С), примерная форма которых изображена на фиг. 1, а. Эти импульсы будут повторяться через каждые полпериода колебания баланса (А , В , С и А, В, С на фиг. , а). Передний фронт импульса Л соответствует моменту входа в зацепление импульсного камня баланса с анкерной вилкой, а передний фронт импульса С -моменту выхода баланса из зацепления с анкерной вилкой. Таким образом за время TI баланс двигается в зацеплении с анкерной вилкой и поворачивается на угол ф, который называется углом подъема баланса. Этот угол постоянный для каждой конструкции часового механизма. Амплитуда колебания баланса выражается через TI и ф по известной формуле:

ir

где Т - период колебания баланса, тоже постоянная величина для каждой конструкции часового механизма.

Большинство промышленных приборов для измерения амплитуды колебания балансов основаны на косвенном способе измерения, где

время TI между первым и третьим импуль:.ом преобразуются в значение амплитуды колебания баланса. Для этой цели из всех импульсов, поступающих от часов, предварительно выделяют первый и третий характерные импульсы и далее время между ними тем яли иным путем преобразуют в показания амплитуды колебания баланса.

Однако в реальных часовых механизмах величина и форма импульсов, возникающих

при работе анкерного спуска, не постоянны, так как величина всех импульсов различна для различных часов и меняется во времени для каждых конкретных часов. Не постоянны и отношения между величинами всех трех

импульсов. Кроме того, в работающих часовых механизмах имеются всегда внутренние шумы, которые наряду с внешними шумами производственного помещения создают на микрофоне дополнительные случайные импульсы. Все это вместе взятое не позволяет

четко и без ошибок выделять требуемые импульсы. Эти ошибки приводят к сбоям в показаниях, что до последнего времени являлось препятствием для внедрения амплитудомеров с индикацией по стрелочному прибору.

Целью изобретения является повышение помехозапдиш,енности (уменьшение числа сбоев в показаниях) приборов.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу все импульсы от часов формируют в импульсы .прямоугольной формы одинаковой длительности, задним фронтом первого импульса каждого 1полуп.ери1ода колебаний баланса запускают генератор пилообразного напряжения, которым модулируют по амплитуде все остальные импульсы данного полупериода, получают во времени ряд возрастаюш,их по амплитуде импульсов, которыми заряжают запоминаюшую емкость, сбрасывают пилообразное напряжение до нуля задним фронтом последнего из импульсов, а об искомом параметре судят по величине напряжения на запоминающей емкости.

.При этом способе все импульсы от помех, находящиеся по времени между первым и последним регулярно повторяющимся импульсами часов, не влияют на напряжение запоминающей емкости, так как имеют амплитуду меньше последнего импульса. Импульсы от помех, появляющиеся после регулярно повторяющегося последнего импульса в каждом полупериоде, не пройдут, так как модулирующее напряжение для них будет равно нулю.

На фиг. 1 изображены графики работы прибора, реализующего предложенный способ; на фиг. 2 - блок-схема амплитудомера.

Сигналы (фиг. 1, а) с микрофона / (фиг. 2), на который установлены проверяемые часЪ 2, усиливаются усилителем 3, детектируются детектором 4 и поступают на формирователь 5.

Формирователь 5 формирует импульсы постоянной амплитуды и длительности Т2 (фиг. 1, б). Задним фронтом первого импульса запускают генератор 6, который формирует пилообразное напряжение (фиг. 1, в). Амплитудный модулятор 7 модулирует пилообразным напряжением все импульсы, при этом величина первого импульса получается равной нулю, как показано на фиг, 1, г. Промодулированные импульсы через выпрямитель 8 заряжают запоминающую емкость С. Напряжение t/i с емкости С через усилитель постоянного тока 9 подается на стрелочный индикатор 10.

.Постоянная времени разряда запоминающей емкости Тразр. равна C-R и выбирается так, что напряжение на ней за время Т/2 (полпериода колебания баланса) будет падать на величину f/2, значительно меньшую, чем разность амплитуд модулированнь х импульсов {/3. В этом случае запоминающая емкость будет подзаряжаться всегда одним последним импульсом от часов, как показано на фиг. 1,д.

Изменение напряжения на запоминающей емкости в момент подзарядки выделяется и специальным форМирователем И формируется в прямоугольный импульс длительностью тз (фиг. 1, е). Задним фронтом этого импульса пилообразное напряжение сбрасывается до нуля. Если подзарядки запоминающей емкости при данном замере не происходит, то пилообразное напряжение сбрасывается самим

генератором пилообразного напряжения по истечении времени т.). Для того, чтобы запоминающая емкость могла всегда зарядиться до полной амплитуды последнего промодулированного импульса от часов, соблюдают два

условия при формировании импульсов:

и Тз Т2.

При неустановившемся режиме работы прибора, т. е. при замерах, следующих сразу после установки часового механизма на микрофон, подзарядка запоминающей емкости и сброс пилообразного напряжения будет происходить от второго В импульса (фиг. 1, а). Время между первым Л и вторым В импульсами от часов всегда менее стабильно, чем

время TI между нервым А и третьим С импульсами. Следовательно, после формирования и модуляции пилообразным напряжением второй импульс В будет иметь меняющуюся амплитуду. Это вызывает пропуск в подзарядке запоминающей емкости от второго импульса В и соответствующий пропуск сброса пилообразного напряжения. В этом случае заломияающа.я -емкость (подза рядится от третьего импульса С, и прибор переходит в

установившийся режим работы.

При таком методе преобразования времени ti между первым А и третьим С импульсами в напряжение f/i случайные импульсы помех, возникшие в любой момент времени Т4 (например, импульсы Д и на фиг. 1, а), не вызывают изменений в напряжении Ui.

Предмет изобретения

Способ измерения амплитуды колебаний

баланса часов путем преобразования в напряжение времени между импульсами, основанный на амплитудной модуляции этих импульсов пилообразным напряжением, отличающийся тем, что, с целью увеличения помехозащищенности, все импульсы от часов формируют в импульсы прямоугольной формы одинаковой длительности, задним фронтом первого импульса каждого полупериода колебаний баланса занускают генератор нилообразного напряжения, которым модулируют по амплитуде все остальные импульсы данного полупериода, получают во времени ряд возрастающих по амплитуде импульсов, которы ми заряжают запоминающую емкость, сбрасывают пилообразное напряжение до нуля задним фронтом последнего из импульсов, а об искомом параметре судят по величине напряжения на запомииающей .емкости.

А 5 С

аГ