CH176086A - Device for checking the rate of clocks, especially those that are equipped with a balance. - Google Patents

Device for checking the rate of clocks, especially those that are equipped with a balance.

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Publication number
CH176086A
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CH
Switzerland
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frequency
clock
relay
dependent
tested
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Application number
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Siem Halske
Original Assignee
Siemens Ag
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04DAPPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/12Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard
    • G04D7/1207Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard only for measuring
    • G04D7/1214Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard only for measuring for complete clockworks

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Description

  

  Einrichtung zur Prüfung des Ganges von Uhren,     insbesondere    von solchen,  die mit einer Unruhe ausgerüstet sind.    Die einfachste Methode zur Prüfung von  Uhren besteht darin, dass der von dem Zeiger  der Uhr zurückgelegte Weg nach Ablauf  einer hinreichend langen Zeit verglichen wird  mit der     Anzeige    einer Normaluhr. Sobald  von einer Uhr eine besondere Genauigkeit  verlangt wird, ist. eine derartige Prüfmethode  aber ausserordentlich umständlich, weil erst  nach einer Reihe von Stunden erkennbare  Abweichungen zwischen der zu prüfenden  und der Normaluhr sich herausstellen. Da  zur Erzielung einer hohen Genauigkeit meist  mehrere Korrekturen erforderlich sind, muss  man für die Einregulierung einer genau ge  henden Uhr ungefähr eine Woche in Ansatz  bringen.  



  Um diesen Zeitverlust zu vermeiden, hat  man bereits vorgeschlagen, den Gang von  Uhren in der Weise zu prüfen, dass die durch  die     Sch-,vingungen    der Unruhe der zu     prii-          fenden    Uhr gegebene Frequenz verglichen    wird mit einer Normalfrequenz, die zweck  mässig zum Beispiel durch eine genau ge  hende Uhr mit derselben Übersetzung zwi  schen Steigrad und Zeiger wie die zu prü  fende Uhr erzeugt werden kann.

   Um in mög  lichst kurzer Zeit bereits Abweichungen fest  stellen zu können, hat man weiterhin vorge  schlagen, diesen     Frequenzvergleich    vorzu  nehmen, indem mit der einen Frequenz der       Stator    und mit der andern Frequenz der  Rotor eines kleinen     Einphasensynchron-          motors    erregt wird, so dass der Rotor sich  entsprechend der Phasenwanderung zwischen  beiden Frequenzen verstellt. Diese     Verstel-          lung-kann    an einem Zeiger abgelesen werden.  



  Gemäss der vorliegenden Erfindung kann  die Genauigkeit der zuletzt genannten     Mess-          methode    noch verbessert und der zur An  zeige erforderliche Energieaufwand verrin  gert werden, wenn man die Phasenwande  rung zwischen den zu vergleichenden Fre-           quenzen    erkennbar macht an einem Strom  messgerät, dem aus einer Stromquelle Strom  impulse zugeführt werden, deren Länge der  jeweiligen Phasenabweichung     zwischen    bei  den Frequenzen entspricht. Zu diesem Zweck  bedient man sich vorteilhaft zweier Relais,  von denen das eine, zum Beispiel im Takte  der Frequenz der zu prüfenden Uhr erregt  wird, während das andere im Takt der Nor  malfrequenz erregt wird.

   Beide Relais sind       vorteilhafterweise    so miteinander gekoppelt,  dass sie sich gegenseitig derart beeinflussen,  dass bei der Einschaltung des einen das an  dere     aberregt    wird. Legt man nun in einen  von dem einen     Relais    gesteuerten Stromkreis  das     Xessinstrument,    dann ist die Länge der  über dieses     Messinstrument    fliessenden Strom  impulse abhängig von der Phasenverschie  bung beider Frequenzen.

   Jede Änderung des  Instrumentenausschlages zeigt somit eine  Phasenwanderung an und aus der Richtung  der     Ausschlagsänderung    kann man ohne wei  teres entscheiden, ob die zu prüfende Uhr  zu schnell oder zu langsam geht, wenn klar  gestellt ist, von welcher der beiden Frequen  zen das den Instrumentenstromkreis schal  tende Relaiserregt wird.  



  Um aus -der Bewegung der Unruhe einer  Uhr eine Frequenz zu bilden, gibt es fol  gende zweckmässige Möglichkeiten. Man  kann .die einzelnen Schläge des Ankers     bezw.     des Steigrades durch ein Mikrophon auf  einen Verstärker einwirken lassen. Diese be  sonders einfache Methode ist im folgenden  noch ausführlicher erörtert.  



  Man kann aber auch die     Unruhe        bezw.     die     die    Unruhe enthaltende Uhr auf einer  elastisch gelagerten     Unterlage    befestigen.  Durch geeignete Bemessung der elastischen       Lagerung    der Unterlage kann man Resonanz  bei Normalfrequenz erreichen und auf diese       Weise(so    erhebliche]     Bewebgun    gen ,der Unterlage  erzielen, dass von ihnen ein Verstärker be  quem, zum Beispiel auf     elektromagnetischem     Wege, beeinflusst werden kann.

   Diese Art  der Erzeugung führt jedoch zu stark abge  flachten, dem     Verstärker    zufliessenden Span  nungsstössen, so dass es schwer ist,     einen    für    die Beobachtung der Phasenwanderung not  wendigen, genau definierten Punkt aus der       Frequenzkurve    herauszugreifen.  



  Eine weitere unter Umständen sehr  zweckmässige Form besteht in der Verwen  dung einer photoelektrischen Zelle, die mit  Hilfe der Unruhe oder unter Umständen noch  zweckmässiger mit Hilfe des Ankers beein  flusst wird. Zur Durchführung dieser Mass  nahme muss allerdings die Unruhe der Uhr  hinreichend zugänglich sein, was bei einer  fertigen Uhr meist nicht mehr zutrifft. Da  für dürfte dieses Verfahren sich besonders  eignen, um eine noch nicht in eine Uhr ein  gebaute Unruhe einer Prüfung zu unter  ziehen. Man kann die Beeinflussung des  Lichtstrahls durch die Unruhe, zum Beispiel  in der Weise vornehmen, dass auf der Unruh  achse ein kleiner Spiegel befestigt wird, der  den Lichtstrahl steuert.

   Man kann auch an  der Unruhe oder an dem Anker eine geeig  net angeordnete reflektierende Fläche benut  zen, um den Lichtstrahl vorübergehend auf  eine elektrische Zelle zu lenken. Man kann  schliesslich auch die Schattenwirkung zum  Beispiel eines Teils der Unruhe, dessen Bahn  im übrigen frei von andern schattenwerfen  den Teilen ist, oder eines Teils des Ankers  benutzen, so dass die Photozelle ständig von  dem Lichtstrahl getroffen wird und ihr  Stromkreis nur momentan währenddes ruck  artigen     Durohtrittes    des     schattenwerfenden     Teils durch das Strahlenbüschel verdunkelt.       wird.     



  In den     Fig.    1 und la ist zunächst einmal  im Prinzip eine Ausführungsform der Er  findung dargestellt. Dabei sind die an sich  bekannten Methoden zur Erzeugung der Fre  quenzen nicht mit eingezeichnet. Es ist viel  mehr vorausgesetzt, dass der gezeichneten  Anordnung Spannungsstösse im Rhythmus  der beiden Frequenzen, das heisst also der  Frequenz der zu prüfenden Uhr und der  Normalfrequenz zufliessen. Die Spannungs  stösse der einen Frequenz, zum Beispiel der  Frequenz der zu prüfenden Uhr, werden dem       Gitter    eines     Ionensteuerrohres    1 und die  Spannungsstösse der Normalfrequenz dem      Gitter einer     Ionensteuerröhre    2 zugeführt.

    Diese     Ionensteuerröhren    haben bekanntlich  die Eigenschaft, dass sie durch eine Hilfs  spannung leicht gezündet werden können,  dass jedoch nur durch Unterbrechen des Ano  denstromkreises eine Löschung möglich ist.  3 ist ein Kondensator, 4 ein     .Strommessgerät,     5 und 6 sind Widerstände. 7 ist ein Maxi  malrelais und 8 irgendeine bekannte Schal  tung zur Erhaltung einer konstanten Span  nung.  



  Die Wirkungsweise der     Anordnung    er  klärt sich aus der     Fig.    ja. In dieser Figur  sind mit la diejenigen     Spannungsspitzen    be  zeichnet, welche dem :Gitter des     Ionensteuer-          rohres    1 entsprechend der zu prüfenden Fre  quenz zufliessen. Mit 2a sind die Spannungs  spitzen bezeichnet, die dem Gitter des Ionen  steuerrohres 2 entsprechend der Normalfre  quenz zufliessen. Unterhalb der Darstellung  des zeitlichen Verlaufes dieser Spannungs  spitzen ist der zeitliche Verlauf des durch  das     Messinstrument    4 fliessenden Stromes  dargestellt.

   Diese Stromimpulse sind Recht  ecke, deren Höhe durch die konstant gehal  tene Spannung und die Widerstände in dem  Stromkreis bestimmt also konstant ist und  :deren zeitliche Länge von dem Abstand der  Spannungsspitzen la und     2a    abhängt. Sobald  nämlich der erste Impuls die Röhre     1.a    ge  zündet hat. fliesst über diese Röhre und das       Messinstrument    4,     ferner    den     Widersiand    5  und das Maximalrelais 7 ein Strom. Das  Maximalrelais 7 spricht nicht an. weil es so  bemessen ist. dass es die Summe beider     Röh-          renanorIenströme    zum Ansprechen bedarf.

    Sobald nun die Röhre 2 durch .den Impuls  2a gezündet wird, erlischt infolge des über  den Kondensator 3 auf die Anode der     Röhra     1 fliessenden Stromstosses diese Röhre, wäh  rend nunmehr die Röhre 2 vom Strom durch  flossen wird. Der Instrumentenstromkreis ist  somit zur Zeit Stromlos und wird erst     durch     die nächste     Spannungsspitze    la,      -elche        di^     Röhre 1 zündet, und über den Kondensator  3 die Röhre 2 löscht, wieder     eingeschalt t.     Der     Messinstrumentenzeiger    stellt sich somit  auf einen Mittelwert ein, der abhängig ist    von dem Verhältnis derjenigen Zeitspanne,

    während welcher Strom über das     Messinstru-          ment    4 fliesst zu derjenigen Zeitspanne, wäh  rend welcher das Instrument stromlos ist. Bei  Wahl eines hinreichend gedämpften     Mess-          gerätes    ergibt- sich so eine ruhende Einstel  lung des Zeigers, die sich lediglich ändert,  wenn eine     Frequenzwanderung    zwischen bei  den Impulsreihen     stattfindet.     



  Unter der oben vorausgesetzten Annahme,  dass die Röhre 1 von der Frequenz der zu  prüfenden Uhr gesteuert wird, zeigt ein stei  gender Ausschlag des     Instrumentes    4 an, dass  die Spannungsspitzen 2a hinter den Span  nungsspitzen la zurückbleiben,     da.ss    also die  Frequenz der zu prüfenden Uhr höher ist .als  die Normalfrequenz.     Umgekehrt    würde eine  Verringerung :des     Zeigerausschlages    anzeigen,  dass die zu prüfende Uhr zu langsam geht.  



  Die Verwendung von     Ionensteuerröhren     als Relais hat den     Vorteil,    dass die Zeitkon  stante des Relais praktisch null ist und so  mit überhaupt nicht berücksichtigt zu wer  den braucht, und dass vor allem nicht -die  Gefahr besteht, dass bei längerem Gebrauch  etwa :die Zeitkonstante des einen Relais sich  ändert. Man kann unter Umständen aber  auch auf diesen Vorteil verzichten und me  chanische Relais verwenden, wofern nur  beide Relais eine hinreichend gleichmässige  Zeitkonstante haben. Langsame Änderungen  innerhalb eines längeren     Zeitabschnittes    wür  den die einzelnen Vergleichsmessungen nicht  beeinflussen und insofern auch nicht stören.  



  Das Maximalrelais 7 soll verhindern, dass  die Messung unterbrochen wird in dem Au  genblick, wo die Spannungsspitzen la und  2a bei der Phasenwanderung momentan ein  ander überdecken. Zünden nämlich beide  Röhren gleichzeitig, dann bleibt der Konden  sator 3     wirkungslos    und es würde über beide  Röhren dauernd Strom fliessen. Dieser dop  pelte Anodenstrom bringt das Maximalrelais  7 zum Ansprechen. Dieses öffnet vorüber  gehend den Anodenstromkreis beider Röhren,  so dass nunmehr die Anordnung wieder be  triebsbereit ist.

        An Stelle eines     Strommessgerätes    4 mit me  chanischer     Rückstellkraft    und einer in die  sem Fall erforderlichen konstanten Span  nungsquelle kann man auch     ein        Doppelspul-          messgerät    mit elektrischer     Rückstellkraft    be  nutzen und so die Anzeige des     Messinstru-          mentes        spannungsabhängig    machen. Dann       wird    die Verwendung einer konstanten Span  nungsquelle entbehrlich.  



  Oben ist vorgeschlagen, die Frequenz der  zu prüfenden Uhr und unter Umständen auch  die Frequenz der Normaluhr auf elektrischem  Wege mit Hilfe der periodisch bewegten  Teile der Uhr, zum Beispiel der Unruhe, des  Ankers, des Steigrades oder dergleichen ab  zunehmen, indem ein Mikrophon von den       schlagartigen    Uhrgeräuschen beeinflusst wird.  Es hat sich nun     gezeigt,    dass dabei  roch Schwierigkeiten zu überwinden sind,  weil man bei der elektroakustischen Ge  räuschaufnahme keine präzis ausgeprägten  und regelmässig     wiederkehrenden    einzelnen  Spannungsspitzen erhält, die man ohne wei  teres nach entsprechender Verstärkung zur  Betätigung des Relais heranziehen könnte.

    Das für das Ohr scharf markiert klingende  Ticken der Uhr erzeugt, wie sich aus der  Darstellung einer     oszillographischen    Auf  nahme in der     Fig.    2 ergibt, eine ganze  Gruppe von Spannungsspitzen, die unterein  ander sehr verschieden hoch sind und deren       Rhythmus    und Höhe innerhalb der verschie  denen Perioden stark schwankt.

   Insofern be  reitet die zeitlich präzise Steuerung eines Re  lais recht erhebliche Schwierigkeiten, ganz  abgesehen davon, dass eine gewisse Geräusch  stärke auch während derjenigen Zeit, wo mit  dem Ohr Geräusche nicht festzustellen sind,  während der ganzen Zeitdauer     bleibt,    so dass  man infolgedessen die     Empfindlichkeit    der  den Schall aufnehmenden und das Relais  steuernden Anordnung nicht beliebig hoch  bemessen kann. Da die oben erwähnte  Gruppe von Spannungsspitzen ausserdem  einen     verhältnismässig    grossen Teil der Perio  den einnimmt, besteht die weitere Schwie  rigkeit, dass sich die beiden Frequenzen ge  genseitig stören, und zwar dann, wenn nahe-    zu Phasengleichheit besteht.

   In diesem     Fall     kann es vorkommen, dass die erste Span  nungsspitze der etwas voreilenden Uhr das  Relais erregt und den Anker umlegt. dass  unmittelbar darnach die erste Spannungs  spitze der etwas nacheilenden Frequenz das  Relais in die andere Lage legt und dann aber  noch eine weitere Spannungsspitze der vor  eilenden Frequenz     wieder    unerwünscht die  Anfangslage herbeiführt und so das     Messer-          gebnis    fälscht.  



  Um die oben beschriebenen Schwierig  keiten zu beheben, können besondere Vor  kehrungen getroffen werden, um Anfang und  Ende der Impulse innerhalb der Perioden  eindeutig festzulegen. Ein     Mittel    dafür be  steht zum Beispiel .darin, dass die von den  Impulsen gesteuerte Relaisanordnung un  mittelbar nach ihrer Erregung für eine im  gleichen Sinne erfolgende Erregung gesperrt  wird, und zwar für eine Zeitdauer, die klei  ner sein muss als eine volle Periode. Da  durch wird vor allem einmal verhindert, dass,       wie    kurz zuvor ausgeführt wurde, der Re  laisanker in unerwünschter Weise durch zu  lange fortdauernde Beeinflussung des Relais  wieder umgelegt wird.  



  Eine weitere in dieser     Richtung    gehende  Massnahme besteht zum Beispiel darin, dass       eine    besondere     Verstärkeranordnung    zur  Kopplung der die Frequenzen erzeugenden  Uhren und der Relaisanordnung benutzt  wird, und zwar wird der Verstärker bewusst  so ausgebildet, dass die Verstärkung mög  lichst weit von der     Linearität    abweicht. Er  folgt diese Abweichung in dem Sinne, dass  der Verstärkungsgrad mit steigender Steuer  spannung stark zunimmt dann werden im  wesentlichen nur die höheren Spannungsspit  zen verstärkt und die niedrigeren Spannungs  spitzen     praktisch    ganz unwirksam gemacht.

    Ist dagegen der Verstärker so bemessen, dass  er in der Nähe eines Maximalwertes arbeitet,  dann werden die höheren     Spannungsspitzen     nur etwa bis zu derselben Grösse verstärkt  wie die niedrigeren Spitzen, so dass auch  dann ein gleichmässigeres Arbeiten die Folge  ist.      Wie aus der in der     Fig.    1 dargelegten  Wirkungsweise der Anordnung ersichtlich  ist, kommt es darauf an, dass die Impuls  dauer möglichst genau .der     Phasenabweichung     zwischen beiden Frequenzen entspricht. Dazu       :st    aber erforderlich, dass möglichst scharf  präzisierte Punkte der Periode zur Bildung  der Impulse herangezogen werden. Im all  gemeinen genügen die oben     angeführten    Mass  nahmen den zu stellenden Bedingungen.

   Es  gibt jedoch Uhren, bei denen mit diesen Mass  nahmen allein hinreichend genaue Prüfungs  ergebnisse nur schwer zu erzielen sind, weil  .die Geräuschschwelle dieser Uhren, das heisst  also der durch ihre ständigen Geräusche ver  ursachte Mindestwert der Wechselspannung,  von vornherein ungünstig hoch liegt und  ausserdem noch die durch die Schläge des  Ankers     bezw.    Steigrades verursachten Spit  zen besonders unregelmässig sind oder auch  von dem eigentlichen Schlag ein     sogenannter     .,Vorschlag" erfolgt.

   In diesen Fällen kann  man zweckmässig an Stelle der obern     beschrie-          (ienen    Massnahmen die Spannungsspitzen über  die ganze Periode integrieren, indem man sie       gleichi-iehtet        bezw.    eine Hälfte abschneidet  und so einen Wellenstrom gewinnt, der auf  die Relaisanordnung zum     Einwirken    ge  bracht wird. Dieser Wellenstrom weist nun  zunächst noch alle Unregelmässigkeiten auf,  die sich aus den Abweichungen zwischen den  einzelnen Perioden ergeben. Es hätte somit  in vielen Fällen keinen Zweck, ihn unmittel  bar zur Steuerung des     Messstromkreises    her  anzuziehen.

   Man kann jedoch die innerhalb  einer Periode auftretenden Unregelmässigkei  ten weitgehend unterdrücken, wenn man den  Wellenstrom zunächst auf ein schwingungs  fähiges Gebilde zur Einwirkung bringt, des  sen Eigenfrequenz der Normalfrequenz ent  spricht, dessen Resonanzkurve aber hinrei  chend breit ist, um die möglichen Abwei  chungen der Vergleichsfrequenz von der Nor  malfrequenz noch mit zu umfassen. Ein sol  ches Schwingungsgebilde kann entweder  elektrischer oder mechanischer Natur .sein.  Bei einem elektrischen Schwingungsgebilde  wird man mit Rücksicht auf die verhältnis-    mässig niedrige Periodenzahl mit einer sehr  erheblichen Dämpfung zu rechnen haben, die  durch besondere Massnahmen, zum Beispiel       Riickkopplung,    zweckmässig vermindert wird.

    Die von dem elektrischen Schwingungsge  bilde abgenommene Wechselspannung, die  gewissermassen über eine Mehrzahl von Perio  den     gemittelt    ist, kann dann auf ein Relais  zur Einwirkung gebracht werden, das den       Messinstrumentenkreis    steuert. Dabei wird man  zweckmässig als wirksamen Punkt der Span  nungskurve einen     möglichst    in ,der Nähe der  Nullinie liegenden wählen, weil dann Inten  sitätsänderungen nur einen geringen Einfluss  auf die Verschiebung des     Ansprechpunktes     haben.  



  Bei Verwendung von     mechanischen     Schwingungsgebilden kann man den     Mess-          instrumentenkreis    durch ein     Relais        steuern,     das unmittelbar über einen von .dem mecha  nischen Schwinggebilde betätigten Kontakt  geschaltet wird.  



  Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung  ist. in der     Fig.    3 schematisch dargestellt. Mit  10 und 11 sind zwei Spulen, zum Beispiel  zwei     Telephonspulen,    bezeichnet, die in Ab  hängigkeit von den von der zu prüfenden  Uhr und einer Normaluhr erzeugten Gang  geräuschen erregt werden. 12 und 13 sind  zwei Verstärker mit     Gleichrichter    und  elektrischem Schwingungskreis, wobei, die  Schwingungskreise auf die Normalfrequenz  abgestimmt und     entdämpft    sind.

   Die von den  Schwingungskreisen erregten Ausgangsspu  len 14 und 15 wirken auf zwei Spulen 16  und 17 ein, die in den     Gitterkreis    zweier       Ionenrelais    18 und 19 angeordnet sind. 20  ist die gemeinsame     Gittervorspannbatterie     und 21 und 22 sind zwei Kondensatoren, die  bei Einsetzen des Anodenstromes der jeweils  zugehörigen Röhre über     Transformatoren    23  und 24 und Gleichrichter 25 und 26 so auf  geladen werden,     dass,der    weitere Teil der von  den Spulen 16     und    17 ausgehenden Span  nungskurve die     Ionensteuerer    nicht mehr zum  Ansprechen bringen kann.

   Die Konden  satoren 21 und 22 entladen sich im Verlaufe  einer Periode über die Gleichrichter 25, 26      und die Sekundärspulen der Transformatoren  23 und 24.     Sollte    der Widerstand der Gleich  richter in Sperrichtung zu gross .sein, dann  kann man noch besondere     Entladewiderstände     für die Kondensatoren vorsehen. 27 ist die  gemeinsame Anodenbatterie der beiden Ionen  röhren, 9 das     Messinstrument,    das im Ano  denstromkreis,des einen     Ionenrohres    liegt und  29 ein Kondensator, mit dessen Hilfe die       Ionenrohre    sich gegenseitig löschen. 30 ist  ein Maximalrelais, das anspricht, falls etwa  zufällig beide     Ionensteuerer    gleichzeitig ge  zündet haben sollten.  



  Die     Wirkungsweise        dürfte    ohne weiteres  klar sein. Wird zunächst zum Beispiel das       Innenrohr    18 gezündet,     djann    wird sein  Gitter für annähernd Periodendauer gesperrt.  Gleichzeitig fliesst über das     Messinstrument     9 ein Strom, dessen Stärke bei konstanter  Spannung .der Stromquelle 27 eine konstante  Grösse hat. Sobald nun das     Ionenrohr    19 ge  zündet wird, bringt es das     Ionenrohr    18 zum  Erlöschen durch .den     Entladestoss    des     Kon-          densators    29.

   Infolgedessen wird das Instru  ment 9 stromlos, bis wiederum die Ionen  röhre 18 gezündet wird. Auf diese Weise  kann also aus :der Veränderung des Aus  schlages des     Messinstrumentes    9 der Gang der  zu prüfenden Uhr abgelesen werden.  



  An Stelle der     Ionensteuerer    können unter  Umständen auch mechanische Relais benutzt  werden. Die Sperrung dieser Relais während  eines wesentlichen Teils der an das Anspre  chen sich anschliessenden     Zeit    von Perioden  dauer     wird    man zweckmässig nicht am Re  lais selbst, sondern an einer     geeigneteren     Stelle der     gesamten    Anordnung. zum Beispiel  an einem     Verstärkerrohr    der vorgeschalteten  Verstärker vornehmen.



  Device for checking the rate of clocks, especially those that are equipped with a balance. The simplest method for testing clocks consists in comparing the distance covered by the hand of the clock after a sufficiently long time has elapsed with the display of a normal clock. As soon as a particular accuracy is required of a watch. Such a test method, however, is extremely cumbersome because discernible discrepancies between the watch to be tested and the normal watch only become apparent after a number of hours. Since several corrections are usually required to achieve a high level of accuracy, it takes about a week to adjust an accurate clock.



  In order to avoid this loss of time, it has already been proposed to check the rate of clocks in such a way that the frequency given by the oscillations of the restlessness of the clock to be tested is compared with a normal frequency, which is useful, for example can be generated by an accurate watch with the same ratio between the steering wheel and pointer as the watch to be tested.

   In order to be able to identify deviations in the shortest possible time, it has also been proposed to carry out this frequency comparison by exciting the stator with one frequency and the rotor of a small single-phase synchronous motor with the other frequency, so that the rotor adjusts according to the phase shift between the two frequencies. This adjustment can be read from a pointer.



  According to the present invention, the accuracy of the last-mentioned measuring method can be further improved and the energy expenditure required for display can be reduced if the phase shift between the frequencies to be compared is made recognizable on a current measuring device, the current from a current source pulses are supplied, the length of which corresponds to the respective phase deviation between the frequencies. For this purpose it is advantageous to use two relays, one of which is excited, for example, at the rate of the frequency of the watch to be tested, while the other is excited at the rate of the normal frequency.

   Both relays are advantageously coupled to one another in such a way that they mutually influence one another in such a way that when one is switched on, the other is de-excited. If the measuring instrument is now placed in a circuit controlled by one relay, then the length of the current pulses flowing through this measuring instrument depends on the phase shift of the two frequencies.

   Every change in the instrument deflection thus indicates a phase shift and from the direction of the change in deflection one can easily decide whether the watch to be tested is going too fast or too slow, if it is clear from which of the two frequencies that the instrument circuit is switching Relay energized.



  To form a frequency from the movement of the restlessness of a clock, there are the following useful options. You can .the individual blows of the anchor respectively. of the climbing wheel to act on an amplifier through a microphone. This particularly simple method is discussed in more detail below.



  But you can also bezw the restlessness. fix the clock containing the unrest on an elastically mounted base. By suitably dimensioning the elastic support of the base, resonance at normal frequency can be achieved and in this way (so significant) movements of the base can be achieved that an amplifier can be comfortably influenced by them, for example by electromagnetic means.

   However, this type of generation leads to very flattened voltage surges flowing to the amplifier, so that it is difficult to pick out a precisely defined point from the frequency curve that is necessary for observing the phase migration.



  Another form, which may be very useful, is the use of a photoelectric cell, which is influenced with the help of the unrest or, under certain circumstances, even more appropriately with the help of the armature. To carry out this measure, however, the unrest of the clock must be sufficiently accessible, which is usually no longer the case with a finished clock. This procedure is particularly suitable for testing a balance that has not yet been built into a watch. The light beam can be influenced by the unrest, for example in such a way that a small mirror is attached to the unrest axis that controls the light beam.

   You can zen an appropriately arranged reflective surface on the balance or on the armature benut in order to temporarily direct the light beam onto an electrical cell. Finally, one can also use the shadow effect of, for example, a part of the restlessness, the path of which is otherwise free of other shadow-casting parts, or a part of the anchor, so that the photocell is constantly hit by the light beam and its circuit only jerks momentarily during this Dura step of the shadow-throwing part darkened by the bundle of rays. becomes.



  In Figs. 1 and la, an embodiment of the invention is first shown in principle. The methods known per se for generating the frequencies are not shown here. It is much more a prerequisite that voltage surges flow to the arrangement shown in the rhythm of the two frequencies, i.e. the frequency of the watch to be tested and the normal frequency. The voltage surges of one frequency, for example the frequency of the watch to be tested, are supplied to the grid of an ion control tube 1 and the voltage surges of the normal frequency to the grid of an ion control tube 2.

    As is known, these ion control tubes have the property that they can be easily ignited by an auxiliary voltage, but that they can only be extinguished by interrupting the ano circuit. 3 is a capacitor, 4 is an ammeter, 5 and 6 are resistors. 7 is a maximum relay and 8 any known circuit for maintaining a constant voltage.



  The mode of operation of the arrangement is clear from the figure. Yes. In this figure, those voltage peaks are designated by la, which flow to the grid of the ion control tube 1 according to the frequency to be tested. With 2a, the voltage peaks are referred to, which flow to the grid of the ion control tube 2 according to the normalfrequency. Below the representation of the time profile of these voltage peaks, the time profile of the current flowing through the measuring instrument 4 is shown.

   These current pulses are rectangles, the height of which is determined by the voltage held constant and the resistances in the circuit are therefore constant and: the length of which depends on the distance between the voltage peaks la and 2a. As soon as the first pulse ignites the tube 1.a. A current flows through this tube and the measuring instrument 4, furthermore the resistor 5 and the maximum relay 7. The maximum relay 7 does not respond. because it is so sized. that the sum of the two tube anorIencurrents is required to respond.

    As soon as the tube 2 is ignited by the pulse 2a, this tube is extinguished due to the current surge flowing through the capacitor 3 to the anode of the tube 1, while the tube 2 is now flowing through the tube. The instrument circuit is thus de-energized at the moment and is only ignited by the next voltage spike Ia, whichever tube 1, and tube 2 is extinguished via the capacitor 3 and is switched on again. The measuring instrument pointer is thus set to an average value that is dependent on the ratio of the time span

    during which current flows through the measuring instrument 4 at the time period during which the instrument is de-energized. If a sufficiently damped measuring device is selected, the pointer is set at rest, which only changes when a frequency shift takes place between the pulse series.



  Under the assumption made above that the tube 1 is controlled by the frequency of the clock to be tested, an increasing deflection of the instrument 4 indicates that the voltage peaks 2a are lagging behind the voltage peaks la, i.e. the frequency of the clock to be tested Clock is higher than the normal frequency. Conversely, a decrease in the pointer deflection would indicate that the watch to be tested is running too slowly.



  The use of ion control tubes as relays has the advantage that the time constant of the relay is practically zero and therefore does not need to be taken into account at all, and above all that there is no risk that with prolonged use, for example: the time constant of the one Relay changes. Under certain circumstances, however, you can forego this advantage and use mechanical relays, provided that both relays have a sufficiently uniform time constant. Slow changes within a longer period of time would not affect the individual comparative measurements and therefore would not interfere.



  The maximum relay 7 is intended to prevent the measurement from being interrupted at the moment when the voltage peaks 1 a and 2 a momentarily overlap each other during phase migration. If both tubes ignite at the same time, then the capacitor 3 remains ineffective and current would flow continuously through both tubes. This doubled anode current brings the maximum relay 7 to respond. This temporarily opens the anode circuit of both tubes so that the arrangement is now ready for operation again.

        Instead of an ammeter 4 with a mechanical restoring force and a constant voltage source required in this case, a double-coil measuring device with an electrical restoring force can also be used and thus make the display of the measuring instrument voltage-dependent. The use of a constant voltage source is then unnecessary.



  Above it is proposed that the frequency of the clock to be tested and possibly also the frequency of the normal clock by electrical means with the help of the periodically moving parts of the clock, for example the balance, the armature, the climbing wheel or the like from increasing by a microphone from the sudden clock noises is influenced. It has now been shown that there are smell difficulties to be overcome because the electroacoustic noise recording does not result in precisely pronounced and regularly recurring individual voltage peaks that could easily be used to actuate the relay after appropriate amplification.

    The ticking of the clock, which is sharply marked for the ear, produces, as can be seen from the illustration of an oscillographic recording in FIG. 2, a whole group of voltage peaks that are very different from each other and their rhythm and height within the various ones Periods fluctuates greatly.

   In this respect, the precise timing of a relay causes considerable difficulties, quite apart from the fact that a certain level of noise remains throughout the period during the time when noises cannot be detected with the ear, so that the sensitivity of the the sound-absorbing and relay-controlling arrangement can not be dimensioned arbitrarily high. Since the above-mentioned group of voltage peaks also occupies a relatively large part of the period, there is a further difficulty in that the two frequencies interfere with one another, namely when there is almost the same phase.

   In this case it can happen that the first voltage peak of the slightly leading clock energizes the relay and throws the armature. that immediately afterwards the first voltage peak of the slightly lagging frequency puts the relay in the other position and then another voltage peak of the leading frequency undesirably brings about the initial position and thus falsifies the measurement result.



  In order to resolve the difficulties described above, special precautions can be taken to clearly define the beginning and end of the pulses within the periods. One means for this consists, for example, in the fact that the relay arrangement controlled by the pulses is blocked immediately after its excitation for an excitation taking place in the same sense, namely for a period of time which must be less than a full period. This prevents, above all, once that, as was stated shortly before, the relay armature is turned over again in an undesirable manner by influencing the relay for too long.



  Another measure going in this direction is, for example, that a special amplifier arrangement is used to couple the clocks that generate the frequencies and the relay arrangement, and the amplifier is deliberately designed so that the amplification deviates as far as possible from linearity. It follows this deviation in the sense that the degree of amplification increases sharply with increasing control voltage, then essentially only the higher voltage peaks are amplified and the lower voltage peaks are made practically completely ineffective.

    If, on the other hand, the amplifier is dimensioned in such a way that it works in the vicinity of a maximum value, then the higher voltage peaks are only amplified to approximately the same size as the lower peaks, so that even then the result is more uniform operation. As can be seen from the mode of operation of the arrangement shown in FIG. 1, it is important that the pulse duration corresponds as precisely as possible to the phase deviation between the two frequencies. For this: it is necessary, however, that points of the period that are as sharply specified as possible are used to form the pulses. In general, the measures listed above meet the conditions to be set.

   However, there are clocks for which sufficiently accurate test results are difficult to achieve with these measures alone, because the noise threshold of these clocks, i.e. the minimum value of the alternating voltage caused by their constant noises, is unfavorably high from the start and also nor those by the blows of the anchor respectively. Steigrades caused peaks are particularly irregular or a so-called "suggestion" occurs from the actual impact.

   In these cases, instead of the measures described above, it is advisable to integrate the voltage peaks over the entire period by cutting them off in the same way or one half and thus generating a wave current which is brought to act on the relay arrangement. This wave current initially shows all the irregularities that result from the deviations between the individual periods, so in many cases it would not be useful to use it directly to control the measuring circuit.

   However, the irregularities that occur within a period can be largely suppressed if the wave current is first applied to an oscillatory structure whose natural frequency corresponds to the normal frequency, but whose resonance curve is sufficiently broad to accommodate the possible deviations from the reference frequency to be included in the normal frequency. Such a vibrational structure can be either electrical or mechanical in nature. In the case of an electrical oscillation structure, taking into account the relatively low number of periods, one has to reckon with very considerable damping, which is appropriately reduced by special measures, for example feedback.

    The alternating voltage taken from the electrical oscillation structure, which is to a certain extent averaged over a plurality of periods, can then be applied to a relay that controls the measuring instrument circuit. It is advisable to choose an effective point on the voltage curve which is as close as possible to the zero line, because changes in intensity then only have a minor influence on the shifting of the response point.



  When using mechanical oscillating structures, the measuring instrument circuit can be controlled by a relay that is switched directly via a contact operated by the mechanical oscillating structure.



  An embodiment of the invention is. shown schematically in FIG. With 10 and 11 two coils, for example two telephone coils, are referred to, which are excited in dependence from the noise generated by the clock to be tested and a normal clock. 12 and 13 are two amplifiers with a rectifier and an electrical oscillating circuit, the oscillating circuits being tuned to the normal frequency and undamped.

   The output coils 14 and 15 excited by the oscillating circuits act on two coils 16 and 17 which are arranged in the lattice circle of two ion relays 18 and 19. 20 is the common grid biasing battery and 21 and 22 are two capacitors, which are charged when the anode current of the respective associated tube begins via transformers 23 and 24 and rectifiers 25 and 26 in such a way that the remaining part of the coils 16 and 17 are charged Voltage curve that can no longer make the ion controller respond.

   The capacitors 21 and 22 discharge over the course of a period via the rectifiers 25, 26 and the secondary coils of the transformers 23 and 24. If the resistance of the rectifier in the reverse direction is too large, then you can still provide special discharge resistors for the capacitors . 27 is the common anode battery of the two ion tubes, 9 is the measuring instrument that is in the anode circuit of one ion tube and 29 is a capacitor with the help of which the ion tubes extinguish each other. 30 is a maximum relay that responds if, by chance, both ion controllers should have ignited simultaneously.



  The mode of action should be immediately clear. If, for example, the inner tube 18 is initially ignited, its grid is blocked for approximately the period. At the same time, a current flows through the measuring instrument 9, the strength of which at a constant voltage of the current source 27 has a constant magnitude. As soon as the ion tube 19 is now ignited, it causes the ion tube 18 to go out due to the discharge of the capacitor 29.

   As a result, the instru ment 9 is de-energized until the ion tube 18 is ignited again. In this way, the rate of the watch to be tested can be read from: the change in the blow of the measuring instrument 9.



  Mechanical relays may also be used in place of the ion controllers. The blocking of these relays during a substantial part of the period of periods following the Anspre chen is expedient not on the relay itself, but at a more suitable point of the entire arrangement. for example, on an amplifier tube of the upstream amplifier.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Prüfung des Ganges von Uhren, insbesondere von solchen, die mit einer Unruhe ausgerüstet sind, wobei die Phasenwanderung zwischen einer durch die periodisch bewegten Teile der zu prüfenden Uhr gegebenen Frequenz und einer Normal frequenz optisch erkennbar gemacht wird, dadurch gelzennzeichnet, dass zu dit-Sem Zweck ein Strommessgerät .dient, dem z1us einer Stromquelle Stromimpulse zugeführt werden, deren Länge der jeweiligen Phaen- abweichung zwischen beiden Frequenzen ent spricht. PATENT CLAIM: Device for checking the rate of clocks, especially those that are equipped with a balance, the phase shift between a frequency given by the periodically moving parts of the clock to be tested and a normal frequency is made optically recognizable, characterized in that for this purpose an ammeter serves to which a current source is supplied with current pulses, the length of which corresponds to the respective phase deviation between the two frequencies. UNTERANSPRüCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch zwei von .der Normalfre quenz einerseits und der Frequenz der zu prüfenden Uhr anderseits gesteuerte Re lais, die einanderderart beeinflussen, dass beim Einschalten des einen das andere stromlos gemacht wird und von denen eines den Stromkreis des Strommessgerätes steuert. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da .durch gekennzeichnet, dass als Relais Ionensteuerröhren dienen. 3. SUBClaims: 1. Device according to patent claim, characterized by two relays controlled by the normal frequency on the one hand and the frequency of the clock to be tested on the other, which influence each other in such a way that when one is switched on, the other is de-energized and one of them is the circuit of the ammeter controls. 2. Device according to dependent claim 1, characterized in that ion control tubes serve as relays. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass beide Röhren anodenstromkreise gemeinsam über ein Maximalrelais geführt sind, das erst bei gleichzeitigem Fliessen beider Anoden ströme wirksam wird und dann mindestens einen Röhrenanodenstromkreis vorüber gehend unterbricht. 4. Einrichtung nach .dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei Abnahme der Frequenz von der zu prüfenden Uhr bezw. einer die Normalfrequenz bildenden Uhr auf elektroakustischem Wege, wobei eine Folge unregelmässiger, einen wesent lichen Teil der Periodendauer überdecken der Wirkungen entsteht, besondere Mittel vorgesehen sind, um Anfang und Ende jedes Impulses innerhalb der Periode ein deutig festzulegen. 5. Device according to dependent claim 2, characterized in that both tube anode circuits are run jointly via a maximum relay which only becomes effective when both anode currents flow at the same time and then temporarily interrupts at least one tube anode circuit. 4. Device according to .dem claim, characterized in that when the frequency of the clock to be tested is decreased, respectively. a clock forming the normal frequency electroacoustic way, with a sequence of irregular, a wesent union part of the period overlapping the effects, special means are provided to clearly define the beginning and end of each pulse within the period. 5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass Mittel vorge sehen sind, um nach Wirksamwerden eines Impulses die Relaisanordnung für weitere Impulse derselben Impulsreihe für eine Zeit zu sperren, die kleiner als eine volle Periode der Impulsreihe ist. 6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, wo bei als Relais Ionensteuerröhren -dienen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer gitter der Röhren vorübergehend gesperrt wird mit Hilfe eines Kondensators, der infolge des Einsetzens des Anodenstromes unter Zuhilfenahme eines Transformators und Gleichrichters aufgeladen wird. 7. Device according to dependent claim 4, characterized in that means are provided in order to block the relay arrangement for further pulses of the same pulse series for a time which is less than a full period of the pulse series after a pulse has taken effect. 6. Device according to dependent claim 5, where-serve as a relay ion control tubes, characterized in that the control grid of the tubes is temporarily blocked with the help of a capacitor which is charged as a result of the onset of the anode current with the aid of a transformer and rectifier. 7th Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass zur Verstär- hunb der von der Normaluhr bezw. der zu prüfenden Uhr abgenommenen Span nungsstösse nicht lineare Verstärkeranord- nungen _dienen. $. Einrichtung nach Unteranspruch 4, @da- durch gekennzeichnet, Device according to dependent claim 4, characterized in that for amplification of the normal clock respectively. The voltage surges taken from the clock to be tested are used by non-linear amplifier arrangements. $. Device according to dependent claim 4, @ characterized by dass die bei der Ab nahme der Frequenzen sich ergebenden höherfrequenten Schwingungen gleichge- richtet und aus ihnen durch Integration ein Wellenstrom der Normalfrequenz bezw. der Prüffrequenz gebildet wird und dieser Wellenstrom zur Beeinflussung der die Stromimpulse erzeugenden Relais dient, indem er auf ein mechanisches oder elektrisches .Schwinggebilde zur Einwir kung gebracht wird, dessen Eigenresonanz der Normalfrequenz entspricht, und das seinerseits zur Bildung der Stromimpulse herangezogen wird. that the higher-frequency vibrations resulting from the decrease in frequencies are rectified and a wave current of the normal frequency respectively from them through integration. the test frequency is formed and this wave current is used to influence the relay generating the current pulses by acting on a mechanical or electrical .Schwinggebilde whose natural resonance corresponds to the normal frequency, and which in turn is used to generate the current pulses.
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