S.Mihal' "Chasy.
Ot gnomona do atomnyh chasov",
Znanie/NiT<< Elektricheskie hronoskopy i hronografy | Oglavlenie | Elektronnye chasy s mehanicheskim kamertonnym oscillyatorom >>
Elektricheskie i elektronnye naruchnye chasy
V 1952 g. poyavilis' v special'noi pechati soobsheniya, chto firmy "Lip-Bezanson" vo Francii i "Eldzhin Uotch Kompani" v SShA nachali rabotat' nad proizvodstvom elektricheskih naruchnyh chasov. Odnako proshlo eshe celyh 12 let, prezhde chem pervye tipy etih chasov poyavilis' na rynke. Glavnoi prichinoi takoi zaderzhki bylo otsutstvie miniatyurnyh istochnikov elektroenergii. Zamena pruzhiny energiei gal'vanicheskogo elementa tozhe byla svyazana s bol'shimi problemami. Pervye elektricheskie elementy byli krupnogabaritnymi i obladali maloi emkost'yu. Chtoby spravit'sya s etim prepyatstviem, chasovye firmy stali izyskivat' razlichnye puti. Firma "Doitche Uren-Roverke" v Pfor-shhaime razmestila, naprimer, gal'vanicheskii element v braslete chasov, a fabrika brat'ev Yunghans v Shramberge vybrala dlya etoi celi prostornyi korpus chasov dekorativnoi formy. Nekotorye francuzskie i shveicarskie chasovye firmy razmeshali mikrobatarei v kryshkah pod chasovym mehanizmom ili zhe uhitryalis' razmeshat' ih v samom mehanizme. Odnako vo vseh sluchayah batareya uvelichivala razmer chasov i ih ves po sravneniyu s pruzhinnym privodom.
Ris. 36. Shema elektronnyh naruchnyh chasov s diodnym vypryamitelem
Primerno okolo 1960 g. mnogie francuzskie chasovye firmy stali rabotat' nad ideei zameny gal'vanicheskogo elementa malen'kim akkumulyatorom s bol'shim kolichestvom zaryadnyh ciklov. Leon Hato v Parizhe vstroil v elektricheskie naruchnye chasy malen'kii akkumulyator s diodnym vypryamitelem (ris. 36), kotoryi imel lish' vtorichnuyu obmotku transformatora dlya zaryadki ot seti. Pervichnaya obmotka, prisoedinyaemaya k seti, nahodilas' v otdel'nom shtative, v kotoryi chasy vkladyvalis' pri dozaryadke akkumulyatora. Po neskol'ko bolee slozhnomu puti resheniya etoi zhe problemy poshla firma "Ebosh S.A." v Nevshatele. Ona razmestila v kryshke futlyara malen'kii akkumulyator, kotoryi zaryazhalsya tokom ot polutoravol'tovoi karmannoi batarei cherez privod, idushii v polosti knopki dlya upravleniya strelkami.
Tehnicheski oba sposoba dozaryadki akkumulyatorov etih chasov osushestvimy, no oni byli ves'ma neudobny. Popytka uprosheniya etih sposobov zapatentovana upomyanutoi vyshe firmoi "Doitche Uren-Roverke": 12 kremnievyh solnechnyh elementov byli raspolozheny posledovatel'no vmesto cifr neposredstvenno na ciferblate. Dlya polucheniya elektroenergii, neobhodimoi dlya pitaniya etih chasov v techenie celyh sutok, dostatochno bylo poderzhat' eti chasy neskol'ko minut v sutki pod deistviem intensivnogo dnevnogo sveta.
Drugoi sposob, zaimstvovannyi u avtomaticheskogo zavodnogo mehanizma mehanicheskih chasov, zaklyuchalsya v tom, chto v futlyar chasov vstraivalsya malen'kii generator elektricheskogo toka. Eto malen'koe dinamo vyrabatyvalo elektroenergiyu, razumeetsya, lish' pri dvizhenii pribora na ruke i pri etom zaryazhalo miniatyurnyi akkumulyator.
Vse eti uzhe na pervyi vzglyad dovol'no slozhnye puti vyrabotki i akkumulirovaniya elektricheskoi energii imeli svoi obosnovaniya v period nachinayushegosya razvitiya miniatyurnyh elektricheskih chasov, kogda effektivnost' ih osnovnyh sistem byla po sravneniyu s nyneshnimi prenebrezhimo maloi.
Pri analize raboty mehanicheskih chasov my ukazali, chto zubchatyi mehanizm peredaet znachitel'nuyu energiyu gruza ili pruzhiny. Poetomu kolesa teh chasov nahodilis' drug s drugom v postoyannom zaceplenii, a postoyannoe davlenie v oporah vyzyvalo znachitel'noe trenie, chto velo k iznashivaniyu soprikasayushihsya poverhnostei. U elektricheskih i elektronnyh chasov rol' peredatochnogo mehanizma analogichna, no v otlichie ot mehanicheskih chasov oni peredayut lish' pokazanie vremeni, a ne usilie pruzhiny. Takim obrazom, zubchatye kolesa i opory v elektricheskih i elektronnyh chasah ispytyvayut znachitel'no men'shuyu nagruzku, a potomu obladayut znachitel'no bol'shim srokom sluzhby.
Itak, elektricheskie ili elektronnye chasy. Pora vyyasnit' razlichie mezhdu etimi dvumya tipami chasov. U elektricheskih chasov dozirovkoi energii, neobhodimoi dlya ih hoda, upravlyaet elektricheskii kontakt mehanicheskogo tipa. Peredatochnyi mehanizm yavlyaetsya prostym mehanicheskim reduktorom, oscillyatorom v obychnyh sluchayah byvaet balans. Perehod ot elektricheskih chasov na elektronnye harakterizuetsya zamenoi sravnitel'no malo nadezhnogo elektricheskogo kontakta elektronnym poluprovodnikovym elementom – tranzistorom. Funkcii ostal'nyh elementov elektricheskih i elektronnyh chasov s balansovymi oscillyatorami, po sushestvu, analogichny.
Vazhnym i pritom ves'ma chuvstvitel'nym elementom kazhdyh elektricheskih chasov yavlyaetsya kontaktnyi mehanizm, otpirayushii i preryvayushii elektricheskuyu impul'snuyu set'. Pri otpiranii etoi cepi nachinaet prohodit' tok cherez katushku i v nei i vokrug nee voznikaet magnitnoe pole. Esli eto pole svoimi silovymi liniyami peresekaet ferromagnitnoe yarmo na balanse, to voznikaet silovoi impul's, neobhodimyi dlya podderzhaniya postoyannoi amplitudy oscillyatora. Impul'snaya sistema dolzhna imet' libo stacionarnuyu katushku i ferromagnitnoe yarmo na oscillyatore, libo, naoborot, obmotka katushki dolzhna byt' zakreplena na balanse, a ferromagnitnoe yarmo dolzhno byt' nepodvizhnym. Vo vtorom sluchae volosok balansa vypolnyaet dvoyakuyu funkciyu: on deistvuet, sozdaet, kak v mehanicheskih chasah, vozvrashayushii moment i odnovremenno soedinyaet elektricheski katushku s Drugimi elementami elektricheskoi shemy chasov. Yarmom byvaet postoyannyi magnit, chashe vsego ferritovyi. Ego sobstvennoe magnitnoe pole skladyvaetsya s polem katushki, v rezul'tate chego voznikaet prityagivayushaya ili ottalkivayushaya sila. Impul'snyi harakter etoi sily dostigaetsya kratkovremennym pereklyucheniem kontaktov.
Nedostatki elektricheskih kontaktnyh shem v chasovom dele sovershenno yasny. Poetomu uzhe vskore posle 1950 g. stali prodelyvat' mnogochislennye eksperimenty po beskontaktnomu upravleniyu balansovymi oscillyatorami v malogabaritnyh chasah. Udovletvoritel'nym resheniem yavilos' tol'ko primenenie poluprovodnikovoi tehniki, pri kotoroi tranzistor polnost'yu zamenil nesovershennoe i nenadezhnoe mehanicheskoe kontaktnoe ustroistvo.
S nachala pervyh eksperimentov voznikla obshirnaya seriya tipov elektricheskih i elektronnyh shem podderzhaniya kolebanii balansovyh oscillyatorov. Po sposobu peredachi energii ot istochnika na oscillyator mozhno podrazdelit' eti sistemy na dve osnovnye gruppy, a imenno sistemy s elektrodinamicheskim privodom i sistemy s elektromehanicheskim privodom. Elektrodinamicheskii princip uspeshno ispol'zovan dlya stacionarnyh elektricheskih chasov eshe v konce proshlogo veka1. Dlya naruchnyh chasov etu sistemu vpervye ispol'zovala v 1957 g. amerikanskaya firma "Gamil'ton Uotch Kompani", a teper' etu sistemu mozhno videt' v chasah marki "Rula", "Taimeks", "Leicher" i t.d. Elektromagnitnyi privod otlichaetsya ot elektrodinamicheskogo tem, chto ego katushka soderzhit ferromagnitnyi serdechnik, koncentriruyushii magnitnye silovye linii. Yarmo zhe izgotovlyaetsya iz magnitnogo myagkogo materiala. Elektrodinamicheskim sistemam chasto otdayut predpochtenie potomu, chto oni men'she poddayutsya vrednym vliyaniyam postoronnih magnitnyh polei.
Elektronnye shemy sovremennyh balansovyh naruchnyh chasov imeyut mnogo variantov, no vse oni vypolnyayut rol' togo ili inogo elektronnogo klyucha.
Interesnoe reshenie predlozhila izvestnaya elektrotehnicheskaya firma "Filippe" v Eidhovene, Gollandiya. Izluchenie nebol'shogo kolichestva radioaktivnogo veshestva, nanesennogo na balans, vosprinimaet osobyi miniatyurnyi vstroennyi priemnik, kotoryi transformiruet eto izluchenie v elektroenergiyu, privodyashuyu v deistvie balansovyi oscillyator neposredstvenno cherez tranzistornyi usilitel'.
Ne menee interesnyi princip, osnovannyi na magnitostrikcionnom yavlenii, ispol'zovala shveicarskaya firma "Baeni Sosaite Anonim". Pod magnitostrikciei ponimaetsya izmenenie razmerov ferromagnitnogo veshestva (v dannom sluchae voloska chasov) v rezul'tate namagnichivaniya ego. Pod deistviem magnitnogo polya izmenyaetsya krivizna voloska i proishodit uglovoi povorot ego vitkov, pridayushii silovoi impul's balansu. Odnako magnitostrikcionnye materialy imeyut ves'ma neustoichivyi modul' uprugosti, chto vyzyvaet kolebaniya vozvrashayushei sily voloska, soprovozhdayushiesya znachitel'nym izmeneniem prodolzhitel'nosti vremeni kolebaniya balansa.
Trudnosti so stabilizaciei amplitudy priveli k popytkam zamenit' voloskovye oscillyatory krutil'nymi oscillyatorami, gde obychnyi volosok zamenili dve nesushie cilindricheskie vitye pruzhiny. Opory osi balansa zdes', sobstvenno govorya, otpadayut, i dlya nih ostaetsya vtorostepennaya rol' predohranitelya pri rezkih sokrasheniyah i udarah. V nekotoryh sluchayah udalos' vmesto cilindricheskih vityh pruzhin ispol'zovat' torsionnye plastiny formy V, Y ili X.
1 Zdes' rech' idet o magnitoelektricheskoi i elektromagnitnoi sistemah privoda. (Prim. nauch. red.)
<< Elektricheskie hronoskopy i hronografy | Oglavlenie | Elektronnye chasy s mehanicheskim kamertonnym oscillyatorom >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
istoriya astronomii - vremya - Chasy
Publikacii so slovami: istoriya astronomii - vremya - Chasy | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
