Ceasul diapazonului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Ceasul diapazonului sau ceasul sonic este un instrument de măsurare a timpului care își bazează funcționarea pe oscilația regulată ( izocronism ) a diapozitivului , controlată de un circuit electronic.

Această tehnologie - o etapă intermediară între ceasurile mecanice și cuarț - a fost utilizată în ceasornicarea de vârf între 1960 și 1977.

Istorie

Unul dintre primele modele de ceas de diapazon (Bulova Spaceview) - în jurul anului 1960

Invenția ceasului diapazonului se datorează inginerului elvețian electronic Max Hetzel [1] (5 martie 1921 - 2004); ideea datează de o sută de ani când Breguet a încercat fără succes să o aplice unui ceas mecanic.

Conceptul ceasului de mână cu frecvență acustică datează din 1952, în timp ce Hetzel lucra pentru americanul Bulova . Compania, îngrijorată de lansarea iminentă a ceasului de mână electric de către firmele Elgin și Lip, a fost de acord să dezvolte ideile lui Hetzel. Încă din 1955 ceasul diapozitivului avea opt prototipuri de rulare.

Bulova, sesizând importanța militară a proiectului, a transferat dezvoltarea tehnologiei în SUA; după încă patru ani de cercetare, producția comercială a ceasului sub Bulova Accutron numele a început la 25 octombrie 1960. La momentul respectiv , Accutron (accu interzis minorilor prin ics Tron elec) a fost cel mai precis ceas de mână construit vreodată. [2]

Caracteristici

Pentru a înțelege caracteristicile ceasurilor diapozitive [3] este util să faceți un pas înapoi; un ceas este alcătuit din trei componente esențiale:

  • motor (sursa de putere)
  • oscilator (mecanism de măsurare a timpului)
  • apelare (afișare oră)

În ceasurile cu pendul , funcțiile sunt îndeplinite de greutate, pendul și mâini.

În ceasurile mecanice de mână aceste părți corespund arcului, roții de echilibru și mâinilor.

În ceasul diapazonului funcția este realizată de o baterie, diapozitivul și mâinile.

Alegerea utilizării diapozitivului în locul roții de echilibrare , folosită și astăzi în ceasurile de mână, permite creșterea frecvenței de oscilație de la 5-10 Hz la 300-720 Hz. Cu cât frecvența este mai mare, cu atât este mai mare precizia pe care instrumentul o poate atinge (Q = factor de merit ); în plus, solicitările mecanice sunt reduse deoarece, spre deosebire de ceasurile tradiționale, trenul de angrenaje mișcă doar mâinile, dar nu volanul; în cele din urmă, conform modelelor, erorile de poziție datorate forței gravitaționale sunt minime sau zero. [4]

Bulova Accutron are o frecvență de oscilație de 360 ​​Hz; unele modele ulterioare au frecvențe diferite, dar principala caracteristică a acestui tip de ceas este emiterea unei note sonore cu o frecvență constantă, de unde și numele de ceas sonic .

Cealaltă caracteristică particulară este rotația continuă a mâinii de secunde: în timp ce într-un ceas cu cuarț, acesta face clic în fiecare secundă ( sărind secunde ), iar în ceasurile mecanice pare să se rotească continuu (dar, în realitate, se desfășoară în clicuri cu fiecare alternanță a balanței roată., aproximativ 5 pe secundă: secunde la trap ) [5] , în ceasurile diapasonului mișcarea este practic uniformă circulară, deoarece mâna se mișcă la viteza roții index, adică de 300-320 de ori pe secundă ( secunde continue ) .

Tehnologie

Tehnologia acestui ceas este rezultatul unei lucrări de inginerie de o complexitate considerabilă.

Diapazon

Diapazonul este oscilatorul ceasului; are un magnet permanent sudat la fiecare capăt liber. Este turnat într- un aliaj invariabil .

Bobine

Magneții sunt introduși într-o înfășurare de sârmă de cupru, care formează 8100 de rotații pe bobină. Diametrul acestui fir este foarte subțire, 15 microni. Una dintre bobine are o înfășurare secundară care acționează ca un feedback pentru circuitul electronic.

Baterie

Accutron a folosit o baterie de oxid de mercur de 1,35 V, cu o durată de viață de aproximativ un an; acum nu se mai produc. Adaptoarele sunt produse în prezent pe baza unui circuit special conceput montat pe o baterie de 1,55V 395 care face ca tensiunea de ieșire să fie de 1,35V.

Tranzistor

Circuitul folosește un tranzistor bipolar, primul folosit vreodată într-un ceas de mână. Bulova Accutron a fost unul dintre primele dispozitive electronice de pe piață la scară largă. [6]

Roată index (clichet)

Inima mecanismului de transmisie este roata index, care transformă vibrația diapozitivului într-o mișcare circulară. Aceasta constituie încă - la peste 60 de ani de la inventare - cea mai rafinată și cea mai înaltă precizie piesă mecanică găzduită vreodată într-un ceas. Roata are un diametru de 2,4 mm și 320 de dinți adânci de 10 microni, vizibile doar la microscop. [6] În unele modele ulterioare poartă 300 de dinți.

Manete cu clichet

Două pârghii cu clichet mici, prevăzute cu rubin, reglează mișcarea dintre diapazon și roata index. Una, legată de diapazon, împinge trenul de roți dințate, cealaltă, fixată pe carcasă, exercită o forță în direcția opusă: rolul lor este analog cu evadarea ceasurilor mecanice. Cu fiecare vibrație a diapozitivului, roata indicatoare avansează cu 1,5 dinți și apoi se mișcă înapoi cu 0,5 dinți. Mecanismul, cu o calibrare complexă, este conceput pentru a compensa diferențele posibile (+ - 50%) în amplitudine în vibrația diapazonului și pentru a asigura o funcționare lină. [7]

Operațiune

Operația a fost inovatoare pentru vremea respectivă în ceea ce privește partea electronică și oscilatorul, în timp ce a fost tradițională pentru partea mecanică a mișcării care conduce mâinile. Din acest motiv, ceasurile diapozitive sunt denumite în mod necorespunzător electromecanic. În realitate, circuitul ceasului este un adevărat circuit electronic.

Combinația circuitului cu diapazonul formează un servo sistem extrem de stabil și precis. Precizia obținută de acest tip de ceasuri este de 99,99772%, ceea ce corespunde unei abateri de 60 de secunde / lună.

Circuitul rezonatorului

Diapazonul este rezonatorul circuitului, în timp ce componenta electronică servește la menținerea mișcării și la primirea feedbackului pe care diapozitivul îl creează în înfășurarea secundară a uneia dintre bobine, prin inducție .

Transmiterea mișcării

Mișcarea constantă a diapozitivului este transmisă trenului de viteze și, în cele din urmă, către mâini, prin intermediul unei pârghii cu clichet, care conectată la roata cu clichet (sau index) constituie inima mecanismelor ceasului diapozitivului și de asemenea, partea sa este mai delicată. [6]

Principiul de funcționare

Bateria alimentează tranzistorul și bobinele; când brațul diapozitivului se apropie de bobină cu înfășurarea secundară, acesta generează un curent de reacție prin inducție ; tranzistorul rupe apoi circuitul provocând eliberarea brațului; când diapazonul revine la cealaltă înfășurare, bobina cu ture secundare generează un curent de semn invers: tranzistorul reconectează circuitul și curentul bateriei revine să curgă în bobine, atrăgând din nou brațul.

Circuitul generează astfel un câmp magnetic variabil care atrage și respinge magneții din partea de sus a furcii și menține diapazonul în vibrații izocrone.

Sistemul se stabilizează de la sine: în cazul în care ceasul face o lovitură care accelerează sau întârzie diapazonul, circuitul tăie sau reține curentul până când diapozitivul revine la frecvența de lucru. [6]

Alte tipuri de ceasuri sonore

În anii care au urmat lansării Accutron, Bulova a acordat brevetul unui consorțiu de companii elvețiene, care a dezvoltat un

Alte două tipuri de mișcări ale diapozitivului

mișcarea perfecționată, întotdeauna sub îndrumarea lui Max Hetzel, s-a întors în patria sa. Proiectul s-a numit Swissonic 100, iar mișcarea, creată de Ebauches SA (ESA) a luat numele de ESA 9162 , uneori numită și MOSABA ( mo ntre sa ns ba lancier). Numeroase companii l-au montat în diferite modele, inclusiv IWC, Longines, Omega, Zenith.

Proiectul a îmbunătățit Accutron cu un design diferit al diapozitivului, o frecvență ușor mai mică (300 Hz) și o tehnică de construcție mai bună, astfel încât să minimizeze erorile de poziție. Acest lucru a permis acestor mișcări să obțină statutul de cronometre datorită fiabilității lor ridicate. Mișcarea este numită „ Rolls Royce ” a ceasurilor de diapozitive. [8]

Dezvoltări ulterioare au avut loc cu o variantă cronografică , ESA 9210 [9] și cu un ceas complet diferit în concept, din nou invenția lui Max Hetzel, produsă de Omega, în care diapazonul vibrează la 720 Hz și transmisia către uneltele sunt magnetice (cal. 1220). [10]

Declinul tehnologiei

În 1962, consorțiul industriei de ceasuri elvețiene a fondat CEH (center electronique horloger) pentru a cerceta noi tipuri de mișcări. [11] Cinci ani mai târziu, două ceasuri prototip erau în funcțiune cu un nou oscilator de 8.192 Hz, un cristal de cuarț. Din 10 aprilie 1970, șaisprezece producători vor oferi primul ceas de mână analogic cu cuarț elvețian, a cărui mișcare se va numi Beta 21. [12]

În Crăciunul din 1969, Seiko a bătut vremea cu elvețienii și-a lansat la Tokyo primul ceas de mână cu cuarț sub numele de Seiko 35 SQ Astron, cu o precizie de 5 s / lună, [13] de douăsprezece ori mai precisă decât o diapazonă. A costat ca o Toyota Corolla a vremii.

Apariția primelor ceasuri cu cuarț , la începutul anilor 1970, a făcut ca tehnologia diapozitivelor să fie costisitoare și învechită; încă câțiva ani mișcările au coexistat în paralel; Bulova a lansat unul prin înlocuirea diapazonului cu un cristal de cuarț, menținând în același timp restul mecanismului (Accuquartz 224).

Revoluția cuarțului cu cadran digital a anihilat ceasornicarea tradițională și atât Bulova, cât și elvețienii au încetat producția acestor ceasuri extrem de proiectate. [14] Unele companii au eșuat, altele abia au supraviețuit, dedicându-se unor căi alternative (design, lux), dar mai puțin tehnologice: anii de aur ai ceasorniciei electronice s-au încheiat în 1977.

Curiozități și premii

  • Există 160 de metri de sârmă de cupru izolată în fiecare Accutron
  • Accutron a fost primul ceas electronic de mână și primul care a folosit un tranzistor bipolar [15]
  • Accutron a fost primul ceas fără arc sau roată
  • Accutron a fost folosit ca ceas pentru satelitul Vanguard 1 în 1958 [16] , pe orbită de peste 50 de ani
  • Căile ferate din multe țări au adoptat imediat acest ceas ca ceas oficial [14]
  • Bulova Accutron a fost folosit în misiunile spațiale Apollo ca ceas de bord [15]
  • Acest ceas a fost utilizat la prima măsurare corectă a suprafeței Groenlandei [15]
  • Ceasurile de diapozitive conțin cele mai sofisticate echipamente fabricate vreodată în istoria ceasornicului [15] (vezi roata index )

Notă

  1. ^ Biografia lui Max Hetzel ( EN ) Lance Day, Ian McNeil (ed.), Dicționar biografic de istorie a tehnologiei , Routledge, 1998, ISBN 0415193990 .
  2. ^ (EN) al invenției History - Smithsonian Institute , pe invention.smithsonian.org. Adus la 30 mai 2014 (arhivat din original la 12 februarie 2014) .
  3. ^ Federico Arborio Mella, Diapason ceasuri , în Măsurarea timpului în timp - de la obelisc la cesiu , Milano, Hoepli, 1990, ISBN 8820317915 .
  4. ^ (RO) Caracteristicile ceasurilor buzz , pe members.iinet.net.au. Adus la 31 mai 2014 .
  5. ^ Hausmann (Roma), Mișcări second hand , pe hausmann-co.com . Adus la 31 mai 2014 .
  6. ^ A b c d (EN) al mișcării Technology Accutron , pe members.iinet.net.au. Adus la 31 mai 2014 .
  7. ^ (RO) Operation dell'Accutron index mecanism , pe members.iinet.net.au. Adus la 30 mai 2014 .
  8. ^ (EN)Mișcarea SEC 9162 , pe members.iinet.net.au. Adus la 31 mai 2014 .
  9. ^ (EN) ESA Chronograph 9210 , pe members.iinet.net.au. Adus la 31 mai 2014 .
  10. ^ (EN)Omega cal. 1220 (Megasonic) , pe members.iinet.net.au . Adus la 31 mai 2014 .
  11. ^ (RO) Căutarea produce ceasul cu cuarț , pe invention.smithsonian.org. Adus la 31 mai 2014 (arhivat din original la 18 august 2014) .
  12. ^ (RO) Primul ceas elvețian din cuarț , pe invention.smithsonian.org. Adus la 31 mai 2014 (arhivat din original la 12 februarie 2014) .
  13. ^ (RO) Primul ceas la încheietura cuarțului , pe invention.smithsonian.org. Adus la 31 mai 2014 (arhivat din original la 12 februarie 2014) .
  14. ^ a b ( EN ) istoricul Accutron prin modele , pe decadecounter.com . Adus la 31 mai 2014 .
  15. ^ A b c d (EN) Primates dell'Accutron , pe elektron.demon.co.uk. Adus la 30 mai 2014 .
  16. ^ Site-ul oficial Bulova , pe bulova.com . Adus la 31 mai 2014 (arhivat din original la 31 mai 2014) .

Elemente conexe

linkuri externe

  • Circuite rezonante [1]
Știință și tehnică Portal Știință și tehnică : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu Știință și tehnică