Всё о хронографах - Как это работает?

42.2.4.1 Хронографпредставляет собой секундомер, встроенный в часы и работающий за счет основного механизма. Он позволяет измерять промежутки времени при помощи минутного и часового (часовой счетчик встречается далеко не на каждых часах) счетчиков, а также центральной секундной стрелки, которую можно легко запустить, остановить или вернуть в исходное положение. Существуют различные типы хронографов - простые и суммирующего действия, одно- и двухстрелочные (с "догоняющей" стрелкой или Сплит - хронографы).

42.2.4.2 Простые хронографы имеют одну кнопку управления. При первом нажатии секундная и минутная стрелки приходят в движение и начинают отсчитывать время. При втором нажатии секундомер останавливается и фиксирует время, прошедшее между первым и вторым нажатием. При третьем нажатии кнопки обе стрелки возвращаются в исходное "нулевое" положение. Обычно кнопка совмещается с заводной головкой.У хронографов суммирующего действия - две кнопки. Первая запускает и останавливает секундомер. Количество пусков не ограничено, однако, при последней остановке хронограф фиксирует суммарную продолжительность всех промежутков времени. Вторая кнопка служит для сброса показаний секундомера. Она может сработать только при остановленном секундомере. Даже довольно простые хронографы имеют очень сложный часовой механизм. Конструктивно хронограф - это колесный механизм с рычажным управлением. Колеса имеют такие мелкие зубья, что при разглядывании невооруженным глазом кажутся просто шероховатыми. Поэтому часовщики называют их "бархатными". (Это относится только к секундному хронографному колесу.)

Рисунок 42.3 – Внешний вид кварцевых часов (крышка снята)

Обычно шаг зубьев в нем в 2 - 3 раза больше, чем в сопряженном с ним колесом. Причем форма зубьев у них в виде пилы. Это сделано для уверенного зацепления колес при пуске, а также для снижения пусковой погрешности. Дальнейшее увеличение шага зубьев натыкается на технологические сложности. Своего рода центр управления хронографа, отвечающий за координацию действий, вызываемых нажатием кнопок, - это колонное колесо. Оно обеспечивает точный запуск, остановку и возврат в начальное положение секундной стрелки хронографа, а также стрелок часового и минутного счетчиков. Общий вид часов с хронографом зависит от количества вспомогательных циферблатов. Их может быть два, три и даже четыре, причем один из них - боковой - показывает секунды текущего времени. По завершении полного оборота и возвращении центральная секундная стрелки в положение "12 часов" стрелка счетчика минут перескакивает на следующее деление. (Минутные циферблаты накопителей обычно бывают на 30, 45 или 60 минут.) Более сложные хронографы имеют кроме минутного дополнительный часовой циферблат. Это дает возможность измерять отрезки времени продолжительностью до 12 часов. Традиционно, если хронограф запущен, то несвоевременное обнуление счетчиков может привести к поломке механизма. Механизм Flyback (или Retour-en-vol), напротив, сделан таким образом, что обнуление возможно в любой момент. Достаточно нажать одну из двух кнопок, и показания счетчиков будут сброшены. Если же ее отпустить, то хронограф тут же начнет новый отсчет. Таким образом, отпадает необходимость в дополнительных нажатиях кнопок, отвечающих за функции "стоп" и "сброс". (Blancpain и Lange Datograph). Механизм сплит-хронографа, называемого во Франции "rattrapante", расширяет набор функций обычного хронографа. Измерение двух и более событий, начавшихся одновременно, но имеющих разную длительность. Это могут быть полезным, например, в авто-, вело- и прочих гонках. В сплит-хронографах центральных секундных стрелок - две. С помощью специальной кнопки стрелка может быть остановлена столько раз, сколько нужно, и снова запущена "с нуля", в то время как стрелка хронографа продолжает, не прерывая, своё движение.

Хронограф и хронометр

Термины хронограф и хронометр часто путают и используют без разбора, хотя они обозначают два разных типа часов. Термин хронометр относится к часам, выдержавшим ряд строгих испытаний, которые строго регламентированы протоколами официального швейцарского института хронометрии (Central Officiel Swiss des Chronometres - COSC). Вследствие повышения качества и точности наручных часов эти правила корректируются из года в год. Хронограф также может получить "звание" хронометра, если он отвечает установленным стандартам. Тогда на циферблате (или на корпусе) появится надпись officially certified chronometer (официально сертифицированный хронометр).

42.4 Маятниковые часы

Пожалуй, самым значительным шагом вперед в истории измерения времени было введение механических часов с колесиками, которые с XII века начали устанавливать на башнях церквей. В качестве приводного механизма в них использовались грузы, укрепленные на металлической цепи. При опускании груза цепь сматывалась и вращала цилиндр, соединенный с системой колес и стрелкой. В XIV веке механические башенные часы использовались повсеместно, а в 1657 году голландец Христиан Гюйгенс построил первые маятниковые часы. Еще в 1583 году великий итальянский физик Галилей открыл, что полное качание маятника (вперед и назад) всегда происходит за одно и то же время, т.е. маятник идеально задает такт для часов. Можно, например, изготовить такой маятник, одно колебание которого продолжается ровно секунду.

Рисунок 42.4 - Пример декоративных башенных часов.

Рисунок 42.5 – Маятниковые часы

Если какое – либо устройство подсчитает число колебаний маятника с того момента, как он был запущен, то можно узнать, сколько секунд прошло. Вот только как осуществить на практике эту идею? Почти все маятниковые часы сконструированы следующим образом: в часовом механизме, который вы видите на рисунке 42.5, груз 1 с помощью троса через валик 2 приводит в движение систему колес. Этот груз обеспечивает энергию для часов. Усилие через несколько колесных пар передается на тормозное колесико 3. Проворачивание часового механизма тормозится в результате взаимодействия тормозного колесика 3 и анкера 4 и регулируется маятником 5. Тормозное колесико будет продвигаться дальше лишь в том случае, если маятник приведет анкер в такое положение, когда он отпустит тормозную шестеренку. Одновременно другой конец анкера проходит в пространство между шестеренками и тем самым ограничивает движение тормозного колесика 3 на половину длины зубчика. Теперь, когда маятник будет совершать обратное движение, зубчик тормозной шестеренки надавит на анкер и через стержень 6 передаст усилие на маятник. Маятник при этом получает небольшую дополнительную энергию, что компенсирует имеющиеся у него потери на трение. Эта игра повторяется при каждом движении маятника. Таким образом, тормозное колесико движется в такт колебаниям маятника! Через несколько шестеренок оно соединено с минутной шестеренкой 7. Скорости промежуточных шестеренок рассчитаны таким образом, чтобы минутная шестеренка проворачивалась один раз в час, т.е. со скоростью большой стрелки, соединенной с минутной шестеренкой. И, наконец, шестеренки 8, 9 и 10 служат для того, чтобы маленькая стрелка двигалась в 12 раз медленнее, чем большая. Комбинацию из стрелок 8, 9 и 10 называют также стрелочным механизмом. Можно сказать, что описанные здесь простые маятниковые часы представляют собой измерительное устройство для подсчета числа колебаний маятника. За одну секунду маятник один раз качнется вперед – назад. Это значит, что полному вращению большой стрелки соответствуют 3600 колебаний, другими словами, когда маятник качнулся 3600 раз, прошло 3600 секунд, или 60 минут.

Рисунок 42.6 – одна из разновидностей маятниковых часов