DE2216879A1

DE2216879A1 - Verfahren zur Ermittlung des Ganges von Uhren

Info

Publication number: DE2216879A1
Application number: DE19722216879
Authority: DE
Inventors: Fritz Aarwangen Bolliger (Schweiz)
Original assignee: Greiner Electronic AG, Langenthai (Schweiz)
Priority date: 1971-04-16
Filing date: 1972-04-07
Publication date: 1972-11-09
Also published as: FR2133553A1; CH553671A4; CH530671A; US3756066A; FR2133553B1

Description

Patentanwälte a_O1«_O7a Dipl.-Ing. A. WEDDE ZZlo8/9 DIpI.-ing. K. E M P L .7, April 1972

München Schumannstr.2

GEEINER ELECTRONIC AG, Langenthai (Schweiz)

Verfahren zur Ermittlung des Ganges von Uhren

Zur Ermittlung des Ganges von Uhren ist es üblich, die Ablesescheibe an einer schreibenden Zeitwaage zu drehen, bis deren Linienraster zum Punktreihendiagramm parallel verläuft; bei einer Stroboskop-Zeitwaage wird die Zeit für eine bestimmte Phasenwanderung der Lichtblitze mittels Stoppuhr ermittelt.

Die "umständlichen Vorkehrungen dieser und ähnlicher Verfahren werden vermieden, wenn direktzeigende Gangmessgeräte benützt werden. Solche arbeiten entweder nach dem Grundsatz der Erequenzdifferenzmessung mit vervielfachter Uhrenfrequenz, oder aber der Zählung von hochfrequenten Normalfrequenzperioden zwischen den Uhrenschlägen, was aber beides mit beträchtlichem elektronischem S ehalt aufw find verbunden ist.

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Die vorliegende Erfindung bezweckt, die erwähnten Nachteile zu vermeiden. Demgemäss betrifft sie ein Verfahren zur Ermittlung des Ganges von Uhren aus der Aenderung der Standanzeige während einer vorgegebenen Beobachtungszeit, wobei diese Standanzeige sich ergibt aus dem jeweiligen Zeitabstand zwischen den Uhrenschlägen und den Impulsen eines Normalfrequenzgebers. Um nun auf einfache Art die direkte Anzeige und Ablesung de.s Ganges zu ermöglichen, ist das Verfahren gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn der Beobachtungszeit eine Startvorrichtung betätigt wird, und dass durch die Startvorrichtung der Zeitabstand zwischen Uhrenschlägen und Normalfrequenzimpulsen derart eingestellt wird, dass spätestens bei einem auf die Betätigung hin folgenden Uhrenschlag die Standanzeige eine vorbestimmte Stellung annimmt, welche zugleich die Nullstellung der (Janganzeige ist.

Wenn die niederfrequente Normalfrequenz in an sich bekannter Weise aus einer hochfrequenten Eichfrequenz, beispielsweise eines Quarzoszillators, durch Frequenzteilung erzeugt ist, wird das Verfahren vorzugsweise derart ausgeführt, dass zum Einstellen des genannten Zeitabstandes der Frequenzteiler und/oder dessen Eichfrequenzspeisung beeinflusst wird.

Das Verfahren wird im folgenden an Hand eines Beispiels erläutert. Aus den Zeichnungen ist ersichtlich:

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In Fig. 1 die Frontansicht und die elektrische Schaltern/:, in Fig. 2 der zeitliche Ablauf einer Stand- und Gangmessung bei einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens .

Es sei vorerst angenommen, eine blosse Standbeobachtung sei im Gange und daher seien die beiden Tore 31* 32 durchgeschaltet. Zur Standanzeige werden, bloss der Zeitwaagenteil ?. und das Anzeigegerät 2 benötigt.

Einerseits gelangt hiebei das Signal U^ der zu prüfenden Uhr von Uhrensignalgeber 11 mit Mikrofon und Sperrverstärker zum Filter 12, welches joden zweiten Uhrenschlag unterdrückt, und über das Tor 31 (U2), zum Setzeingang S von Flip-Flop 15. Anderseits gibt der Quarzoszillator 13 die hochfrequente Eichschwinguii-s über das Tor 32 (U4) an den Frequenzteiler 14, von dessen Ausgang die nunmehr niederfrequenten Normalspannungsimpulse U5 zum Löscheingang R des FF I.5 gelangen. Dessen Rechteckimpulse konstanter Amplitude Ug speisen hierauf den Zeit-Spannungswandler 16.J ihre Dauer entspricht je dem Zeitabstand zwischen einem Uhrimpuls U2 und dem nächsten Normalfrequenzimpuls U5. Analog dazu hängt auch die Amplitude des darin er-

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zeugten trapezförmigen Sägezahnimpuls es ΙΤγ vom momentanen Stand der Uhrenschläge ab, vorzugsweiße linear. In der an schliessenden Speichereinheit 17 wird mittels eines Abtast schalters der genannte Amplitudenwert auf einen Speicherkondensator übertragen; über einen Impedanzwandler gelangt schliesslich eine diesem Wert entsprechende Signalspannung Us zum Drehspulmesswerk 21 des Anzeigegerätes 2.

Geht nun zum Beispiel die Uhr vor, so wandert der Zeiger 22 längs der Skala 23 von links nach rechts. Seine jeweilige Position ist dem Stand, die Geschwindigkeit aber dem Gang proportional, insofern man von den im praktischen Gebrauch unmerklichen Pulsationen absieht, die sich aus der unstetigen Abtastung und Speicherung nur bei jedem Uhrenschlag ergeben (in der Zeichnung Pig. 2 bei Uß jedoch deutlich hervorgehoben). Wenn der Zeiger das rechte Skalenende erreicht, tritt ein sogenannter Phasensprung auf, da der Zeitabstand zwischen Uhrimpuls und Normalfrequenzimpuls von seiner Maximaldauer auf Null wechselt; diese Erscheinung wird jedoch bei der weiteren Beobachtung der Anzeige nicht berücksichtigt, und ist auch in Fig. 2 nicht veranschaulicht, Hingegen darf beim Aufbau eines solchen Gerätes das Messwerk nur so stark gedämpft werden, dass die neue Einstellung am andern Skalenende genügend schnell erreicht wird.

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Bei guter Ganggenauigkeit der Uhr steht dor Zeiger an irgendeiner Stelle der Skala still, und "bei Nachgehen wandert er in umgekehrter Richtung, von rechts nach links, mit allfälligem Phasensprung von links nach rechts.

Das vorstehend beschriebene Verfahren· erlaubt ein grobes Abschätzen des G-anges, nicht aber die zahlenmässige Angabe desselben, z.B. in Sek/Tag. Dazu dient eine nachstehend darzustellende Ausgestaltung des Verfahrens, bei welchem man sich einer Startvorrichtung 3 bedient. Zu diesem Zweck hat man das Anzeigegerät 2 ausser mit den üblichen Einstellknöpfen für Schlagzahlen und Empfindlichkeiten mit einer Taste 24 versehen, deren Umschaltkontakt 33 der besseren Uebersicht wegen oben rechts im Schema gezeigt ist. Skala 23 und Messwerk 21, 22 haben ihren Nullpunkt in der Mitte, und in der Nähe desselben, oder jedenfalls im Sichtbereich der Skala befindet sich eine Lampe 25, mittels welcher ein elektronischer Zeitgeber 34 das Ende der jeweiligen Beobachtungszeit zwecke Ablesung signalisiert.

Soll nun der Gang einer Uhr zahlenmässig ermittelt werden, so wird -ohne hiezu das unter Umständen sehr späte Erreichen der Nullstellung des Zeigers 22 abzuwarten- die Taste 24 (U^) betätigt. Der vor· Massepo bential gespeiste T£istenkontakt 33 legt um (Zeitpunkt A), unterbricht über die kippen-

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den iJ'lxp-Jtf'l'opo "^b, \/ό und Tore Jl, 32 die Ueberinitt-UU-.»; c(.r ..-.. ι t>lc:i uhrenimpulse Uo und Eiehfrequenzsignale U4. Ferner giV" ·. .-Hiii'söignale jii den Frequenzteiler 14, die drei Flip-Flops i¹;;, 35 und 37 irna den Zeitgeber 34; es sind dies teilweise Vorbur :.-tuugtn, die bedingt cjind durch die wichtige Forderung, dasa dit. Startvorrxchtung in jedem beliebigen Augenblick betätigbar a^ln soll, beiBpieloweise auch dann, wenn soeben Uhren- oder Noraj-· frequentimpulse verarbeitet werden, oder ein Phasensprung auftritt.

Beim Loslassen der Taste 24» 33 (U5, Zeitpunkt B) kippt FF ''jö zurück und öffnet das Tor 31 > so dass die Uhrensignal ρ U· wieder zum FF 15 gelangen, können. Zugleich mit dem evcten a.u:·. c· Tor 31 freigegebenen. Uhr impuls U2, C, kippt FF 37 zurück ur.d ν .:· arilc-..£^::jt dadurch den Star+ des Zeitgebers 34, in der Zeichnur.,._;. angedeutet durch die langsam ansteigende Spannung Uy. Der Zeit-Spannun^sivaiid.Lo.c¹ 16 beginnt nun wieder zu arbfifcoii, lui-i wenn die schräg ansteigende Vorderflanke des Sägezahn impulse: Vη don Betrag bei D erreicht, welcher der Nullstellung am Inst.1¹ ment eiitr.pricht, kommt die einen Spannungskomparator enthaicouf".· Synoiironiaierschaltung 38 zum Ansprechen und kippt den Fh' jL· zui'üi.;k. Nun gelangen die hochfrequenten Oszillator impulse U^ wieder zum Frequenzteiler 14» der, zweckentsprechend geschaltet, sogleich einen ersten Normalfrequeri'iimpulf.i Uk abf^ibt und rlfmiit dm weiteren Anstieg den Sägezahns U-7 bei ■"■ verhindert. Dadurch ist die Niederfrer^uenz Un mit der

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frequenz synchronisiert, das Instrument zeigt tatsächlich Null.

Während der nun laufenden Beobaehtungszeit folgt der Instrumentenzeiger 22 allfälligen Standänderungen wie oben beschrieben, beispielsweise nach Kurve Vq, und beim Erreichen einer vorgegebenen Spannungsschwelle durch Uq leuchtet die Lampe 25 auf (in Pig. 2 nicht mehr enthalten). Es kann jetzt der Gang direkt in Sek/Tag abgelesen werden. Es ist dies der Mittelwert über die Beobaehtungszeit, die vorzugsweise nur wenige Sekunden dauert.

Der maximale Fehler bei diesem Synchronisierverfahren beträgt, abgesehen von Schaltzeiten, nur eine Periode der Eichfrequenz U^, welche meist ohnehin zwecks Schlagzahl-Umschaltemöglichkeit als eine Hochfrequenz oberhalb etwa 10 kHz gewählt werden muss. Die dadurch bedingte Unsicherheit der Ganganzeige fällt somit gegenüber den übrigen Instrumentenfehlern nicht mehr ins Gewicht.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Ermittlung des Ganges von Uhren aus der Aenderung der Standanzeige während einer vorgegebenen Beobachtungszeit, wobei diese Standanzeige sich ergibt aus dem jeweiligen Zeitabstand zwischen den Uhrenschlägen und den Impulsen eines Normalfrequenzgebers, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn der Beobachtungszeit eine Startvorrichtung betätigt wird, und dass durch die Startvorrichtung der Zeitabstand zwischen Uhrenschlägen und Normalfrequenzimpulsen derart eingestellt wird, dass spätestens bei einem auf die Betätigung hin folgenden Uhrenschlag die Standanzeige eine vorbestimmte Stellung annimmt, welche zugleich die Nullstellung der Ganganzeige ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die niederfrequente Normalfrequenz in an sich bekannter Weise aus einer hochfrequenten Eichfrequenz durch Frequenzteilung erzeugt wird, und dass zum Einstellen des genannten Zeitabstandes der Frequenzteiler und/oder dessen Eichfrequenzapeisung beeinflusst wird.

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