Ceasuri mecanice

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 28 mai 2021; verificările necesită 14 modificări .

Un ceas mecanic  este un ceas care folosește un pendul , care măsoară timpul printr-o perioadă de oscilație în timpul unei zile, luni, an și care este acționat de o greutate, un arc sau o sursă de energie electrică cu un convertor electromecanic. Ca măsură a timpului, proprietățile inerțiale ale sistemului oscilator sub forma unui pendul clasic și arc sunt utilizate la reglarea unui pendul lung sau a unui arc spiral sub forma unui regulator de echilibru (+/-).

Apariția cronometrelor navelor cu pendul cu arc a revoluționat transportul prin sincronizarea trecerii timpului și a sferei cerești , ceea ce a făcut posibilă determinarea în mod fiabil a longitudinei unui loc. Un dispozitiv suplimentar pentru stabilirea locației în momentul măsurătorilor a fost sextantul .

Meșterii care produc și repara ceasuri se numesc ceasornicari . În artă, ceasurile mecanice sunt un simbol al timpului.

Ceasurile mecanice sunt inferioare ceasurilor electronice și cu quartz în ceea ce privește precizia (prima clasă de precizie a ceasurilor mecanice este de la +40 la -20 de secunde pe zi; eroarea ceasurilor de cuarț este în intervalul de la 10 secunde pe zi la 10 secunde pe zi. an). Prin urmare, în prezent, dintr-un instrument indispensabil, ceasurile mecanice se transformă într-un simbol al tradiției și prestigiului .

Istorie


Primul ceas mecanic scăpat de lichide a fost fabricat în China Tang în 725 d.Hr. de Yixing și Liang Lingzan . Din China, se pare că secretul dispozitivului a venit la arabi .

Primul ceas mecanic din Europa de Vest , montat pe turnuri pentru a găzdui dispozitivul de mișcare a greutății a mecanismului lor, avea o singură mână - ora. Minutele nu au fost măsurate deloc atunci; dar astfel de ceasuri celebrau adesea sărbătorile bisericești. În asemenea ceasuri nu exista nici un pendul . Cele mai vechi referiri la ceasurile turn apar în cronicile engleze la sfârșitul secolului al XIII-lea. Așadar, în 1283, conform analelor locale , un ceas astronomic este instalat în catedrala priorității augustiniene din Dunstable.( Bedfordshire ), iar în 1288 apare un ceas turn în turnul catedralei Westminster Abbey . La începutul secolului al XIV-lea, Dante Alighieri povestește despre ceasul cu roată cu o luptă în „Divina Comedie” sa

Așadar, ceasul turn, instalat în 1354 la Strasbourg , nu avea pendul, dar notau: orele, părțile zilei, sărbătorile calendarului bisericesc, Paștele și zilele în funcție de acesta. La amiază, figurile celor trei Magi s-au închinat înaintea figurii Fecioarei Maria , iar cocoșul aurit a cântat și a bătut aripile; un mecanism special a pus în mișcare mici chimvale care au bătut timpul. Până în prezent, doar un cocoș a supraviețuit din ceasul de la Strasbourg . Cel mai vechi mecanism de ceas turn care a supraviețuit este situat în catedrala orașului englez Salisbury și datează din 1386 .

Abia în secolul al XVII-lea faimosul Galileo Galilei a perfecționat pendulul , dar abia după mult timp invenția sa a început să fie folosită în ceasuri.

În Rusia, primul ceas turn , proiectat de maestrul sârb Lazăr, apare în curtea domnească a Kremlinului din Moscova la începutul secolului al XV-lea [1] .

În prezent, cel mai vechi ceas turn din Europa se află în Grodno , Republica Belarus . Acestea funcționează de peste 500 de ani. [2] .

Mai târziu au apărut ceasurile de buzunar, brevetate în 1675 de H. Huygens , iar apoi – mult mai târziu – ceasurile de mână. La început, ceasurile de mână erau doar de damă, bijuterii bogat împodobite cu pietre prețioase, caracterizate prin precizie scăzută. Niciun om care se respectă de atunci nu și-ar pune un ceas pe mână. Dar războaiele au schimbat ordinea lucrurilor și în 1880 Girard-Perregaux a început producția de masă de ceasuri de mână pentru armată.

Mecanismul primului ceas din orașul Nikolaev era foarte mare și voluminos. Pentru acea vreme, a fost cu adevărat gigantic. Ceea ce a adus cu sine o mulțime de probleme.

În 1819, s-a decis restaurarea clădirii magistratului orașului și amplasarea în ea a primului ceas. Dar plasarea în sine nu a fost atât de simplă. Pe lângă mecanismul ceasului, mai era și un clopot de o tonă. Pe clopot era un ciocan de 20 de kilograme. Și ceasul în sine este pus în mișcare datorită a două greutăți. O greutate cântărea 192 de kilograme, iar a doua 66 de kilograme.

Ceasul trebuia sunat de două ori pe zi. Pentru aceasta, a existat o persoană separată în oraș care s-a angajat în asta. [3]

Construcția unui ceas mecanic

Un ceas mecanic este format din mai multe părți principale:

  1. Sursa de energie (motor) este un arc înfăşurat sau o greutate ridicată.
  2. Un mecanism de declanșare  este un dispozitiv care transformă mișcarea de rotație continuă în mișcare oscilativă sau alternativă.
  3. Regulator (sistem oscilator - pendul sau echilibru („balansator”) învechit). Regulatorul împreună cu scăparea determină precizia ceasului.
  4. Mecanismul de înfășurare și transfer al săgeților este un remontoir.
  5. Sistemul de viteze care conectează arcul și mecanismul de declanșare este cuplat.
  6. Cadran săgeată.

Pendul

Din punct de vedere istoric, primul sistem oscilator a fost pendulul. După cum se știe, cu aceeași amplitudine și accelerație constantă în cădere liberă, frecvența oscilațiilor pendulului este neschimbată.

Compoziția mecanismului pendulului include:

Precizia cursei este reglată prin modificarea lungimii pendulului sau a lungimii arcului.

Mecanismul clasic de pendul are trei dezavantaje. În primul rând, frecvența oscilațiilor pendulului depinde de amplitudinea oscilațiilor ( Huygens a depășit acest neajuns făcând pendulul să oscileze de-a lungul unui cicloid , mai degrabă decât de-a lungul unui arc de cerc . Galileo a publicat un studiu al oscilațiilor unui pendul și a declarat că perioada oscilațiilor nu depindea de amplitudinea lor, ceea ce este aproximativ adevărat pentru amplitudini mici). În al doilea rând, ceasul cu pendul trebuie să fie fixat; nu pot fi utilizate pe vehicule în mișcare. În al treilea rând, frecvența depinde de accelerația gravitației, așa că ceasurile ajustate la o latitudine vor rămâne în urmă la latitudini mai mici și vor continua la latitudini mai mari.

Sold

Olandezul Christian Huygens și englezul Robert Hooke au dezvoltat independent un alt mecanism oscilator, care se bazează pe vibrațiile unui corp încărcat cu arc.

Mecanismul de echilibrare include:

Precizia cursei este reglată de un termometru - o pârghie care scoate din funcțiune o parte din spirală. Balanța este sensibilă la fluctuațiile de temperatură, astfel încât roata și spirala sunt realizate din aliaje cu un mic coeficient de dilatare termică . A doua varianta, cea mai veche, este sa faci o roata din doua metale diferite, astfel incat sa se indoaie la incalzire (balanta bimetalica).

Pentru a îmbunătăți acuratețea balanței, balanța a fost furnizată cu șuruburi care vă permit să echilibrați cu precizie roata. Apariția automatelor de precizie i-a salvat pe ceasornicarii de la echilibrare, șuruburile de pe balanță au devenit un element pur decorativ.

Mecanismul de echilibrare este utilizat în principal la ceasurile portabile, deoarece, spre deosebire de ceasurile cu pendul, poate fi acționat în diferite poziții. Cu toate acestea, din cauza insensibilității la fluctuațiile de temperatură, precum și datorită durabilității mai mari, un pendul este încă folosit în turn și în unele tipuri de ceasuri de podea și de perete.

Pietre

La sfârşitul secolului al XVII-lea. Matematicianul englez Fatio de Duillier a descoperit o metodă de găurire a rubinelor folosind o unealtă cu diamant . Burghiul cu diamant a făcut posibilă realizarea de găuri în rubin de diametru mic, cu margini foarte netede; rubinele găurite în acest fel ar putea fi folosite ca rulmenți de ceas , mărind precizia și durabilitatea ceasurilor mecanice. În martie 1705, Fatio a prezentat ceasuri pe pietre la Societatea Regală .

Până în 1768, ceasurile de piatră erau fabricate exclusiv în Anglia; pe continent, această metodă a fost stăpânită pentru prima dată de ceasornicarul elvețian Ferdinand Berthou [4] . De atunci, pietrele de rubin au fost utilizate pe scară largă în ceasurile mecanice de calitate.

Mecanisme suplimentare încorporate în ceasuri

Cuc, luptă

La intervale fixe (de obicei, o jumătate de oră sau o oră), ceasul sună ora curentă. Ca opțiune: cântă o melodie sau figurine - jacquemart-urile joacă un fel de scenă.

Interesant este că înainte de apariția ceasurilor mecanice, timpul era recunoscut după sunetul clopotelor bisericii. Prin urmare, la primele ceasuri mecanice a existat doar o grevă, fără cadran. În unele limbi, turnul cu ceas și clopotul sunt numite cu același cuvânt, de exemplu, în olandeză ambele ar fi klok.

Repetitor

De la fr. répéter - repeta, reproduce. Un mecanism mai complex care vă permite să bateți timpul cu un sunet atunci când apăsați un buton. A fost conceput inițial pentru marinarii care trebuiau să cunoască ora curentă în întuneric fără a porni un incendiu.

Există mai multe tipuri de repetoare:

Calendar

Calendarul poate fi de o complexitate diferită - de la un simplu indicator numeric care trebuie tradus dacă există mai puțin de 31 de zile într-o lună, până la un mecanism complex care ia în considerare anii bisecți .

Fazele lunii

Se referă la funcțiile astronomice . Sub-cadran sau disc, gradat la 29,5 zile, înfățișând Luna în diferite faze.

Ecuația timpului

O funcție astronomică în ceasuri care ia în considerare diferența dintre ora medie locală, așa cum este arătată de ceasurile convenționale și ora solară reală.

Bezel

La unele ceasuri de mână (de exemplu, Komandirskie, Rusia ), în jurul cadranului este instalat un inel rotativ cu diviziuni ( lunetă , lunetă ). Este conceput pentru a ține evidența timpului. La un ceas de scafandru , luneta se rotește doar în sens invers acelor de ceasornic, astfel încât, dacă este rotită accidental, timpul rămas nu poate fi mărit (ceea ce poate duce la lipsa aerului). Conform tradiției scufundărilor, ultimele 15 sau 20 de minute ale lunetei sunt făcute roșii (semnal pentru urcare).

Cadrul este folosit și la ceasurile cu cadran de 24 de ore. Rama este marcată cu trei intervale de timp de patru ore, cu intervale de patru ore între ele.

Înfășurare automată

În 1770, pentru prima dată într-un ceas elvețian , s-a folosit un ceas automat, așa că ceasornicarul elvețian Abraham-Louis Perrelet și-a dat seama de ideea de ceasuri „eterne” - ceasuri care nu ar au nevoie de înfășurare constantă, dar s-ar termina singuri când merg pe jos [5 ] .

Un excentric este instalat într-un ceas de mână (în limbajul ceasornicarilor, un rotor sau sector , deoarece este realizat sub forma unei plăci ușoare cu o suprapunere sub forma unui sector de arc din aliaj greu de tungsten ; sunt utilizate aliaje de aur . în ceasurile scumpe ), care se rotește atunci când mâna se mișcă și înfășoară arcul. Prin urmare, dacă ceasul este purtat în mod constant, nu trebuie să fie înfășurat deloc. Mecanismul de înfășurare automată și arcul sunt conectate printr-un ambreiaj cu frecare .

Înfășurarea automată are un efect pozitiv asupra preciziei (arcul este în mod constant într-o stare aproape înfășurată). La ceasurile rezistente la apă, firele care înșurubează coroana se uzează mai lent.

Ceasurile cu bobinare automată sunt mai groase și mai grele decât ceasurile cu bobinaj manual. Calibrele cu bobinaj automat pentru femei sunt destul de capricioase din cauza minusiunii pieselor lor. Înfășurarea automată este inutilă pentru persoanele care sunt inactive (de exemplu, cele bătrâne sau în stare bolnavă), precum și pentru persoanele care poartă ceasuri doar din când în când. Cu toate acestea, dacă există un dispozitiv special pentru înfășurarea automată a ceasului numit „ înfășurator ”, ceasul poate fi înfășurat permanent. Bobinatoarele funcționează de la o rețea electrică casnică (220v sau 110v) sau de la baterii reîncărcabile.

Tourbillon

La primele ceasuri mecanice, precizia cursului ar putea depinde de poziția ceasului în spațiu și de temperatura ambiantă. Pentru a reduce dependența de temperatură, au început să fie utilizate aliaje speciale cu coeficienți mici de dilatare termică.

Breguet a inventat în 1795 , iar în 1801 a brevetat tourbillonul (tourbillon francez -   vârtej) [6] - un dispozitiv pentru compensarea  parțială [7] a gravitației Pământului . Tourbillonul constă dintr-o balanță, o furcă de evacuare și o roată de evacuare, amplasate pe o platformă rotativă specială (cea mai comună viteză de rotație: 1 rotație pe minut). Acesta este unul dintre cele mai complexe și mai scumpe mecanisme suplimentare. Precizia maximă a ceasurilor mecanice ieftine ajunge la ±5 secunde pe zi; de înaltă calitate: până la ±1 s pe zi, ceasuri cu quartz ieftine (acesta este un mecanism mai modern, pentru comparație): ±0,5 s pe zi [7] . Precizia ceasului cu tourbillon este de: ±1..±2 s pe zi [8] . Adesea, tourbillonul este vizibil printr-o fereastră din cadran. De fapt, tourbillonul întoarce întregul mecanism al ceasului în jurul axei sale în decurs de un minut, ceea ce, datorită influenței gravitației Pământului, face ca ceasul să avanseze jumătate de minut și să rămână în urmă pentru următoarea jumătate de minut; aceasta elimină influența gravitației Pământului asupra preciziei cursului.

În 2003, celebrul ceasornicar Frank Müller a inventat o nouă versiune a pendulului Tourbillon - a fost Revoluția Tourbillon cu două axe. Este format din 2 carucioare care se pot roti simultan pe orizontala si pe verticala. Astfel, a eliminat problema inexactității atunci când ceasul a stat mult timp în poziție orizontală sau verticală, ceea ce era inerent ceasurilor de mână cu dispozitiv tourbillon. Un an mai târziu, același inventator a introdus ceasul Tourbillon Revolution 2, care se putea roti deja în trei planuri.

Eficacitatea tourbillonilor a fost pusă la îndoială de multe ori de la inventarea lor. Potrivit ceasornicarului Alexander Milyaev, mașinile automate fac roțile atât de echilibrate încât pur și simplu nu este nevoie de un tourbillon, iar ceasurile cu tourbillon sunt „un indicator al îndemânării excepționale a ceasornicului și al statutului înalt al proprietarului” [6] .

Tahimetru

O scară situată de-a lungul marginii multor ceasuri moderne (se găsește cel mai adesea pe cronografe). Această scară nu se rotește, este staționară. Tahimetrul este conceput pentru a calcula viteza pe baza duratei de călătorie pe o distanță cunoscută (de ex. 1 km).

Indicator rezerve de putere

Afișează câte ore sau câte zile se termină primăvara.

Tipuri speciale de ceasuri

Ceas cu alarmă

La momentul specificat de utilizator, dă un semnal sonor. Ora semnalului este setată folosind o săgeată suplimentară. Ceasul cu alarmă sună de obicei de 2 ori pe zi cu un cadran tradițional împărțit la 12 ore și o dată cu un cadran împărțit la 24 de ore.

Cronometru

Inițial, cronometrul a fost folosit pe mare pentru a determina longitudinea geografică . În prezent, acesta este numele dat ceasurilor mecanice de înaltă precizie care respectă standardul ISO 3159 . În Elveția, certificarea este efectuată de Controlul Oficial Elvețian al Cronometrelor . Ceasurile primesc statutul cu condiția să nu lase mai mult de 10 secunde pe zi (15 secunde pentru cronometrele din clasa a II-a) [9] .

Cronometru

Un ceas care servește la numărarea perioadelor scurte de timp (de exemplu, în sport ). Cronometrul vă permite să porniți și să opriți numărătoarea inversă în orice moment, precum și să resetați rapid citirile. Spre deosebire de ceasurile obișnuite, cronometrele nu sunt concepute pentru a determina ora curentă, ci doar intervale, de la un moment la altul.

Cronograf

Un cronograf este un ceas mecanic sau cu quartz care este și un cronometru .

Ceasuri militare

Ceasuri fabricate pentru personalul militar din diverse țări și care îndeplinesc cele mai înalte cerințe tehnice și operaționale.

Ceas de șah

Ceas cu două mecanisme care servesc la controlul timpului la șah . La fel ca și cronometrele, acestea sunt concepute pentru a măsura timpul relativ.

Ceasuri de laborator

Cronometru conceput pentru chimiști , fotografi

Note

  1. ↑ Cronica Trinității, 1408
  2. ↑ Cel mai vechi ceas de oraș din Europa se află în Grodno (link inaccesibil) . Consultat la 23 iunie 2015. Arhivat din original pe 23 iunie 2015. 
  3. ↑ Cum a venit momentul la Nikolaev - mykolaiv-future.com.ua  (rusă)  ? (5 octombrie 2022). Preluat: 21 octombrie 2022.
  4. ↑ Nicolas Fatio de Duillier (1664 - 1753) . ceasornicari celebri . Fondation de la Haute Horlogerie. Preluat la 29 aprilie 2017. Arhivat din original la 14 noiembrie 2020.
  5. ↑ Pipunyrov, 1982 , p. 262.
  6. ↑ 1 2 Apresov, Serghei . Inima timpului: mecanica eternității  // Mecanica populară . - mai 2007. - Nr 5 (55) .
  7. ↑ 12 Denny , Mark. Tourbillonul și cum funcționează  //  Revista IEEE Control Systems. - IEEE Control Systems Society , iunie 2010. - Vol. 30, nr. 3 . - P. 19-23, 78. - ISSN 1066-033X . - doi : 10.1109/MCS.2010.936291 . Arhivat din original pe 12 noiembrie 2013.
  8. ↑ Tourbillon . Preluat la 23 martie 2014. Arhivat din original la 23 martie 2014.
  9. ↑ Tabel pe site-ul COSC  (engleză) (link inaccesibil) . Consultat la 28 februarie 2013. Arhivat din original pe 4 mai 2014. 

Vezi și

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice
 Ceas
Conform principiului acţiunii
Prin programare
Tip
Detalii și mecanisme de ceasuri
celebrul ceas