最早且具完整性的电磁驱动时钟,应属1921制造的肖特时钟(图4-6),具有从动钟、自由钟、断续同步器三个重要的装置。(Langman et al.1927)
从动钟是由一同步分离重力擒纵机构与一从动摆组成,然而其等时性运动有一定误差,需要以断续同步器来校正从动摆,使其摆动达到精确的等时性运动。如此,其振荡器即是由从动摆、自由钟、断续同步器组成的二级摆装置。
同步分离重力擒纵机构是由一棘轮机构与一同步开关组成。棘轮机构直接由从动摆驱动,同步开关是电气钟成功的最关键装置,具有以下三种功用:
1.非经常性冲击:每间隔30秒钟在摆的上部给予摆一次冲击,不但可维持摆之运动所需的动力,而且对其摆动的干扰减至最小。
2.供应一种开关接触:利用电磁力原理,在每一次冲击后使重力杆回复原位。
3.输出一同步讯号以驱动自由钟。
自由钟有一自由摆提供标准计时单位,亦具一同步开关,可以每间隔30秒钟提供一冲力,以维持摆的等时性运动,同时输出一同步讯号给断续同步器以校正从动摆。断续同步器是从动摆与自由摆有效联系的重要装置,其作用是校正从动摆的摆动,使两个摆的频率相同且具等时性。因此,同步开关对钟摆的冲击位置与从动摆和自由摆的摆动相位设计,是相当重要的。如下说明其运动(图4-6):(https://www.xing528.com)
1.首先以从动摆为动力来驱动具15齿的擒纵轮,擒纵轮再带动整个时钟运转。
2.擒纵轮上有一叶板,当擒纵轮每转一圈时拨动同步开关,使重力杆G落下,重力杆的滚子便对从动摆上的托架施予冲击,以维持摆运动所需的动力。此时从动摆正从摆的零点(最低点)向右摆动。当重力杆G落至最低点与接触螺丝接触时,产生两个电流通路,一则使电枢A立即被磁铁M吸引,顺势将重力杆G击回原位,并成断路;另则作动磁铁E,释放冲击杆G1,将冲击力传给自由摆,此时自由摆的相位正向右摆动约在零点之前。
3.当冲击杆G1落下触动挡板K2的板翼,且释放开关杆G2时,开关杆G2上的臂S及冲击杆G1上的凸轮T作动,使冲击杆G1重回挡板K1之上。
4.当开关杆G2落下与接触螺丝接触时,造成电流通路,使电枢Af受磁铁Mf的磁力吸引,并将开关杆G2击回挡板K2之上,而成断路。同时,产生一同步讯号,作动断续同步器以校正从动摆的等时性。
图4-6 (英)肖特时钟的电磁驱动擒纵调速器(Hope-Jones,1931)219
二级摆:
1.从动摆(P)
2.自由钟:自由摆(Pf)和同步开关
同步开关:磁铁(E)、冲击杆(G1)、宝石滚子(R1)、轮(Jf)、电枢挡板(K1)、凸轮(T)、开关杆(G2)、挡板(K2)、臂(S)、磁铁(Mf)、电枢(Af)。
3.续断同步器:磁铁(H),电枢(Ah),钢板弹簧(Ls)。
同步分离重力擒纵机构:
1.棘轮机构:擒纵轮(C),止退杆(L),采钩杆(B)。
2.同步开关:拨片(D)、挡板(K)、重力杆(G)、滚子(R)、托板(J)、磁铁(M)、电枢(A)。
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