Камертонные часы

Часовщики - люди творческие в своем большинстве. И зачастую, в инженерных решениях воплощаются самые неожиданные вещи. Камертонные часы тому подтверждение.

Камертон применяется как эталон частоты, поскольку давно известно, что он обладает стабильными по частоте колебаниями. К примеру, камертон применяют при настройке музыкальных инструментов. Самый простой камертон выглядит как вилка с двумя зубцами, имеющий небольшую рукоятку. При легком ударе ножки камертона начинают колебаться сближаясь и отдаляясь друг от друга. Частота колебаний ножек зависит от упругости материала и геометрической формы ножек. Именно способность к стабильным колебаниям камертона нашла применение в часовых механизмах. Обычно, в механических наручных часах применяют в качестве регулятора балансир. В камертонных часах роль регулятора выполняет миниатюрная камертонная вилка. Техническое решение этого прибора измерения времени воплотило в себе гибрид электроники и механики.

Omega

Электрическая схема камертонных часов не сложная. В упрощенном варианте состоит из транзистора, резистора и конденсатора. Питание часов осуществляется от небольшого гальванического элемента. На концах ножек миниатюрного камертона установлены магнитопроводы, их обычно изготавливают из электротехнической стали. В днищах магнитопроводов закреплены постоянные магниты. Сама вилка жестко крепится к платине. Также, на платине часов закреплен пластмассовый каркас с намотанными на нем двумя катушками — импульсной и катушкой возбуждения. Катушки соединяются последовательно. Частота колебания камертона составляет 360Гц.

Электрическая схема камертонных часов.

Принцип работы камертонных часов следующий:
Магниты с магнитопроводом на концах вилки перемещаются вдоль катушек (импульсной и возбуждения), в катушке возбуждения возникает ЭДС которая отпирает переход транзистора. Ток от гальванического элемента через коллекторно-эмитерный переход транзистора поступит на импульсную катушку, а поле катушки, в свою очередь, будет воздействовать на камертон, сообщая ему импульс, тем самым поддерживая колебания.

Механическая часть работает таким образом:
На одной из ножек камертона, закреплен толкатель, который передает колебательные движения камертона храповому механизму. Ходовое колесо храпового механизма находится в зацеплении с другими колесами, что и приводит в движение весь часовой механизм. От проворота храповик фиксируется пружиной.

Кинематическая схема камертонных часов.

Камертонные часы имеют высокую точность хода, что является несомненным достоинством для прибора измерения времени. Но большим минусом, бесспорно, есть сложность в производстве. Задумайтесь, в часах Bulova Accutron храповое колесо в диаметре 2,4 миллиметра, толщиной 0,04мм, а имеет 300 зубьев высотой около одна сотая миллиметра! Представьте сложность изготовления детали. Эта шестерня должна выдерживать большие нагрузки, связанные с высокой амплитудой колебаний камертона. Интересный факт: данное храповое колесо в течение года совершает 38 миллионов оборотов. Зубья подвержены сильному износу в связи с высокой нагрузкой на них. Обычно, этот узел и выходит из строя. Сам же камертон, практически, не подвержен износу и поломкам. Следует отметить, что камертонные часы имеют ряд особенностей: звук напоминающий комариный писк и плавное движение секундной стрелки.

Longines

Первые камертонные часы были выпущены компанией «Bulova Watch Co» 10 октября 1960 года. Отцом первого камертона был выдающийся швейцарский инженер Макс Хетцель (Max Hetzel). В механизме было всего 27 частей, и лишь 12 из них двигались. Accutron пользовались огромной популярностью, это действительно было техническим чудом. Часы имели точность плюс-минус 2 секунды в сутки! Поразительная точность на то время. Кроме того, «Bulova Accutron» являются первыми в мире электронными часами. Около 17 лет лидерство в «пунктуальности» оставалось за Accurton. НАСА в 1969 году на корабле Apollo - 11 отправило Accurton в космос. Нил Армстронг и Базз Олдрин доставили часы в «Море Спокойствия» на Луне. Кстати, обратите внимание на логотип фирмы Bulova, что он напоминает?

Bulova

Еще несколько компаний в мире выпускали камертонные часы, среди них такие известные как  Omega, Longines. В СССР на 2МЧЗ в 1962 году был налажен выпуск часов «Слава Транзистор» калибра 2937 с осциллятором-камертоном. На ярмарке в Лейпциге «Слава» были награждены золотой медалью.

Слава Транзистор

Само собой, камертонные часы были техническим новаторством на то время, это был настоящий прорыв в часовой промышленности. Да и сами часы представляют собой очень интересную техническую реализацию в которую входят такие, казалось бы, «не часовые» предметы как камертон. Хотя, сама идея не нова.