Техника - молодёжи 1963-10, страница 44

i

Перед нами два номера одного и того же журнала — «Часы и часовые механизмы». Первый вышел еще в 1961 году, второй — в начале 1962 года. На обложке первого изображена классическая деталь часов — баланс, на обложке второго — вместо нее электронная схема. Это явление символичное: и в часовой промышленности происходит сдвиг в сторону электроники. Мы попросили рассказать об этой революции в часостроении заведующего отделом приборов нового времени НИИ uacoeoi промышленности кандидата техничес ких наук Бориса Михайловича ЧЕРНЯ ГИНА.

Покупатель, как правило, обращав! внимание прежде всего на внешни? вид часов. Конструкторов в не меньшей степени заботит и другое —• точность и надежность часов. «А разве современные часы не точны?» — спросите вы. Осмелюсь утверждать, что точность их осталась на уровне... второй половины XVIII века, часовой механизм с тех пор мало изменился. До недавнего времени прогресс в часостроении сводился к уменьшению деталей, применению новых материалов и совершенствованию технологии. Массовые наручные часы при выпуске с завода

-ЧАСЫ ВЕКА ЭЛЕКТРОНИКИ

И. ЛИТВИНЕНКО

идут в лучшем случае с точностью ±30 сек. в сутки. За неделю они отстают или «убегают» уже на 2—3 мин. Необходимо проверять часы хотя бы раз в неделю по сигналам точного времени.

А надежность? Я хочу, чтобы меня правильно поняли. Часовые мастерские бывают забиты не оттого, что выпускаются плохие часы. Трудно, а порой и невозможно уменьшить размеры ча

Т ехник» радист Юля Жданова за проверкой кварцевых часов.

сов, сохранив при этом противоударные качества, стойкость к резким изменениям температуры.

Начиная примерно с 1959 года в часовых лабораториях мира ведутся усиленные поиски принципиально новых конструкций наручных часов.

Вы слышали, конечно, о часах с автоматическим заводом. Их появление нельзя рассматривать только как стремление освободить человека от обязанности раз в сутки и, как рекомендуют инструкции, в одно время заводить пружину (кстати, многие покупатели рассматривают самозаводящиеся часы как некую «дань моде»).

Точность хода часов во многом зависит от крутящего момента пружины — силы, с которой она в конечном счете действует на анкерную вилку, сообщающую импульс балансу. В часах с заводом от руки крутящий момент уменьшается по мере раскручивания пружины (ход становится менее четким). Логика конструирования само заводящихся часов была примерно такой: так как пружина при ношении часов подзаводится постоянно, крутящий момент остается одним и тем же, ход не нарушается. Но автоматический завод повлек за собой усложнение механизма, заметно увеличилась толщина часов. Делать детали более мелкими — значит усложнять изготовление, сборку и регулировку механизма.

Изображенные на вкладке художником по часовой стрелке условные схемы дают наглядное представление об эволюции часов в течение последнего времени.

В механических часах величина импульса баланса, а следовательно, и точность хода часов зависят от степени завода пружины.

В электрических контактных баланс, совершая одно колебание за 0,4 сек., за* мыкает электрическую цепь. Ток, проходя по обмоткам электромагнита, создает магнитное поле, и выступы баланса, изготовленные из магнитомягкого материала, притягиваются к наконечникам электромагнита — баланс получает толчок.

Баланс у контактных часов имеет большую «свободу», чем у механических. Но возникает проблема износа контактов.

В электрических бесконтактных часах баланс не имеет механической связи с приводом. Постоянный магнит укреплен на одной оси с балансом. В электрическую схему входит катушка с двумя обмотками — освобождения н импульса. Транзистор открывает цепь для прохождения импульса тока.

В камертонных часах на вилке камертона укреплены постоянные магниты. Колеблясь между двумя катушками с током, камертон воздействует на храповое колесико, а тот, в свою очередь, на стрелки часов.

В кварцевых часах колебательной системой или осциллятором служит пластинка кварца, генерирующего колебания с частотой 100 нгц. Здесь нет ие только системы баланс — спираль, но и привычного циферблата; часы, минуты и секунды зажигаются на индикаторных лампах.

Справа — сферы применения часов различных систем, начиная от механических и кончая кварцевыми.

Одним из решений проблемы точности и надежности наручных часов является применение в них электричества.

В течение последних лет появились наручные балансовые часы диаметром около 30 мм, с электроприводом.

Все они контактные, то есть в них электрическая цепь замыкается самим балансом. В электромеханических часах уже не нужны пружина, анкерный спуск, механизм завода. Они стали ходить точнее и стоить... гораздо дороже обычных.

Наиболее уязвимое место контактных электрочасов — сами контакты. Они замыкаются до 150 раз в минуту, около 80 млн. раз в течение года.

Принцип магнитной индукции, казалось бы, позволяет обойтись без контактов. Хотя эта идея сама по себе проста, пока нет ни одной марки бесконтактных балансовых наручных часов. Основная трудность в очень малом кпд их механизмов, и зависимость хода от температуры — следствие несовершенства миниатюрных транзисторов.

Любая новая конструкция наручных часов оставляла без изменений осциллятор, то есть регулятор хода — баланс со спиралью. И никому не приходило в голову совсем отказаться от этого.

Главный недостаток баланса — это трение в кончиках оси — цапфах. Трение весьма ощутимое, несмотря на то, что диаметр цапф 0,08—0,1 мм, а опираются они на рубиновые камни. Во-вторых, баланс трудно уравновесить при сборке часов, то есть привести центр тяжести строго к оси вращения. Третий недостаток в том, что баланс — спираль — система с так называемыми сосредоточенными параметрами (масса сосредоточена в балансе, а упругость — в спирали-волоске), и поэтому при ко-лебаниях упругие свойства Системы используются не полностью. Значит, надо искать вместо системы баланс — спираль какой-то иной осциллятор.

Кто не знает камертона, этого классического источника колебаний?

Если заставить колебаться вилку камертона между двумя поляризованными электромагнитами, то он может

37