Verfahren zur Prüfung der Genauigkeit von Zeitmesseinriehtungen. Die Erfindung richtet sich auf ein -\Ter- fah;ren zur Prüfung der Genauigkeit von Zeitmesseinrichtungen, wie z. B. Taschen uhren und andern Uhren, und auf eine An ordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Seit vielen Jahren ist es allgemein üblich, eine zu prüfende Zeitmnesseinrichtung direkt mit einer andern Zeitmesseinrichtung bekann ter Genauigkeit zu vergleichen. Ein derarti ger Vergleich reicht zur Erzielung eines an genäherten Ergebnisses aus, wenn jedoch die anzuzeigende Differenz in der Grössenordnung von einer Sekunde pro Tag liegt,
müssen na türlich .die Vergleiche über mehrere Tage vorgenommen werden. Ferner muss der Gang einer Taschenuhr in mehreren Lagen geprüft werden, beispielsweise mit der Vorderseite nach oben, mit der Vorderseite nach unten usw., woraus sich ergibt, dass eine vollstän dige Prüfung ungefähr fünf bis zehn Tage erfordern kann, wenn die Uhr genau geprüft werden soll.
Ausserdem erfordern irgend- welche Einstellungen, die auf eine Prüfung vorgenommen wurden, -eine Wiederholung der Prüfung, um festzustellen, ob der Fehler berichtigt worden ist. Es ist klar, dass die genannten Verfahren viele Arbeit für den Prüfer und Unannehmlichkeiten für den Eigentümer der Uhr mit sich bringen, .da sie eine beträchtliche Zeit erfordern.
Um :die genannten Schwierigkeiten zu be seitigen, sind verschiedene elektrische Ein- richtungen entwickelt worden, mit denen es möglich ist, den Gang einer Taschenuhr mit einem gewünschten Genauigkeitsgrad, der wenn erforderlich höher ist als eine Se kunde/Tag, in wenigen Minuten zu bestim men. Diese Einrichtungen verursachen jedoch beträchtliche Kosten für den Prüfenden, und in nahezu allen Fällen enthalten sie beweg liche Teile, welche die Unterhaltungskosten vergrössern können.
Gegenstand der vaAie- genden Erfindung ist ein einfaches, ver- hältnismässäg billiges und brauchbares Ver- fahren, um Zeitmesseinrichtungen mit be trächtlicher Genauigkeit, das heisst wenn not wendig einem Bruchteil einer Sekunde;'Tag, zu prüfen.
Die genannten elektrischen Prüfeinrich tungen bestanden im allgemeinen aus einem Generator, der eine Normalfrequenz aus sendet, oder einer Normaluhr, mit der das Ticken der zu prüfenden Uhr durch verschie dene Verfahren, wie z. B. dadurch, dass man die Tickimpulse einen Druckdaumen betäti gen liess,, der einen Punkt auf einer mit einer Geschwindigkeit von fünf Umdrehungen'Se.- kunde durch einen Synchronmotor angetrie benen Scheibe verursacht, verglichen wurde.
Die Richtung oder der Anstieg der durch die Punkte gebildeten Linie wurde dann als Anzeige für den Gang der Uhr benutzt. wo bei das Ticken durch ein Mikrophon oder eine Abart einer Grammophonschalldose auf genommen und geeignet verstärkt wurde. Die vorliegende Erfindung richtet sich daher fer ner auf eine einfache Anordnung, mit der die Prüfung schnell vorgenommen werden kann und die keine beweglichen mecba.nischen Teile enthält.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur Prüfung der Genauigkeit von Zeitmess- einriehtungen wird eine Normalfrequenz den Ablenkplatteu einer Kathodenstrahlröhre auf gedrückt, das Ticken der zu prüfenden Zeit- messeinrichtung wird in niederfrequente elektrische Impulse umgewandelt, die zur Erzeugung einer merklichen Änderung des auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre durch die Normalfretluenz erzeugten Bildes benutzt werden,
und die Beschaffenheit die ser Änderung des Bildes -wird zur Anzeige des Masses der Abweichung der Zeitmessein- riehtung von ihrem richtiger- Gang benutzt.
Es lassen sich verschiedene geeignete Ein richtungen zur 'C bertragung des Tickens in entsprechende elektrische Impulse anwenden, und der Begriff "Mikrophon" soll lediglich allgemein zur Kennzeichnung der Art dieser Einrichtungen verwendet werden.
Wenn die Normalfrequenz ein genaues Vielfaches der sekundlichen Ticklaute der Uhr ist, tritt. die in dem von der Normal frequenz erzeugten Bild, von den. Tick impulsen der Uhr hervorgerufene Verände rung für ,jedes Ticken an derselben Stelle auf und -die Änderung erscheint infolgedessen stationär. Sobald eine Abweichung entweder im Ticken der Uhr oder in der Normal frequenz vorhanden ist, fängt die .Stelle der Änderung an, sich auf dem Bilde zu be wegen, so dass eine Anzeige der Ungenauig keit der Normalfrequenz oder der Uhr er folgt.
Wenn die Genauigkeit der Normal frequenz bekannt ist, ist daher eine Verschie bung der Änderung einer Ungenauigkeit der Uhr zuzuschreiben. Die erforderliche Genauigkeit des Normalfrequenzgenerators hängt von dLm Verfahren der Anwendung der Normalfrequenz ab. -\j'enn eine Haupt uhr als letzte Vergleichsnormale verwendet wird.
kann die erzeugte Normalfrequenz ent weder auf einen genauen Verlauf geregelt -erden, oder es kann eine Abweichung zu gelassen werden, mit dem Resultat, da.ss die Frequenz in allen Fällen vor der Einregelung angenähert .sein kann.
Wenn eine annähernd genaue Normalfroquenz verwendet wird, so muss sie doch eine Genauigkeit haben, die einem genauen Vielfachen des Tickens der Uhr hinreicbend nahe kommt, um ein illuster zu erzeugen. in dem die Bewegung der wahr- nehmbaren Änderungen merklich kontinuier lich ist. Das heisst wenn die Genauigkeit nicht ausreichend ist. kann die Änderung bei spielsweise auftreten. wenn der Punkt auf dem Schirm sich bei 0 , 90 . 80 .
2.70 und 360 befindet, mit dem Ergebnis. dass die Änderung :ich in einer Reihe von Sprüngen und nicht in einer kontinuierlichen messbaren Bewegung zu äussern scheint.
An Hand der Zeichnung sollen nun Aus- führungsbeispiele des Verfahrens nach der Erfindung näher erläutert --erden.
Bei dem an Hand der Fig. 1 erläuterten Verfahren durchläuft die vom Normal frequenzoszillator 1 erzeugte Normalfrequenz einen Verstärker und einen linearen Ablenk- kreis, der mit 2 bezeichnet ist, und -wird dann direkt einem Paar der Ablenkplatten 3 aufgedrückt, die eine Bewegung des Katho denstrahls nach rückwärts und vorwärts über den .Schirm 4 der Kathodenstrahlröhre 5 (Fig. 1A)
mit einer Frequenz verursachen, die der angelegten Frequenz gleich ist. In Praxis erscheint der Kathodenstrahl infolge der Trägheit des Auges oder des Nachleuch tens des ,Schirmes als eine Linie, die mit 6 bezeichnet ist. Die Tatsache, dass die an gelegte Frequenz beispielsweise 33,0 Hz oder mehr betragen kann, soll später genauer er- läutert werden.
Wenn die Ticklaute der Taschenuhr 7 dann durch ein Mikrophon 8 in elektrische Impulse umgewandelt werden und diese Im pulse in dem Versstärker 9 verstärkt den Transformator 2.2 durchlaufen und einem zweiten Paar von Ablenkplatten 10 zu geführt werden, so ergibt sieh eine Änderung 11 in der durch die angelegte Bezugsfrequenz erzeugten Linie.
Wenn das Uhrticker ein genauer Bruchteil der Bezugsfrequenz ist, ,so tritt jede Änderung 11, die durch die Tick impulse verursacht wird, an derselben .Stelle der Linie 6 auf, und es ergibt sich auf einem Teil der Linie eine stationäre Verzerrung. Wenn jedoch die Frequenz des Uhrtickers etwas oberhalb oder unterhalb der .genauen Sollfrequenz liegt, .scheint sich die Verzer rung 11 in Abhängigkeit davon, ob die Uhr vorgeht oder nachgeht, in der oder der an- ,
d-ern Richtung zu verschieben. Auf der Ka- thodenstrahlröhre ist in der Nähe der Stelle, an der die Linie 6 erzeugt wird, eine ge eichte Skala 12 angebracht. Wenn die Nor malfrequenz über einen linearen Ablenkkreis zugeführt wird, der in ähnlicher Weise, wie beim Fernsehen, ausgelöst wird, und beidem.
Mittel zur Ausblendung des Rücklaufes vor gesehen sind, so kann man eine gleichförmige Skala verwenden.
Bei dem an Hand der Fig. 2 erläuterten Verfahren wird eine im wesentlichen sinus- förmige Normalfrequenz einem Ablenkplat- tenpaar :3 und gleichzeitig mit 90 Phasen- verschiebung dem zweiten Ablenkplatten- paar 10 zugeführt. Die Phasensehieberein- richtung ist mit 13 bezeichnet.
Bei diesem Verfahren beschreibt der Lichtpunkt eine kreisförmige Figur 6, deren Radius von der Amplitude der angelegten Spannung ab hängt, und. bei der die Geschwindigkeit, mit der sich der Lichtpunkt bewegt, wiederum von der Frequenz der angelegten Normal frequenz abhängig ist.
Die Ticklaute der Taschenuhr werden durch das Mikrophon 8 in elektrische Im pulse umgewandelt und in dem Verstärker 9 verstärkt. Sie durchlaufen. den Transformator 22 und den Gleichrichter 14 und werden zur Modulation der Strahlhelligkeit mit Hilfe einer oder mehrerer besonderer .Steuerelektro den 15 in der Kathodenstrahlröhre benutzt, um einen Lichtpunkt<B>11</B> erhöhter Helligkeit oder verringerter Helligkeit jedesmal dann zu erzeugen,
wenn ein Tickimpuls der Uhr auf tritt (Fig. 2A). Wenn die Uhr richtig geht, wird hierbei der helle oder dunkle Punkt 11 .stationär erscheinen. Er wird sich jedoch auf dem Kreis in der einen oder der andern Richtung verschieben, wenn die Uhr vorgeht oder nachgeht.
Das an Hand der Fig. 3 beschriebene Ver fahren ist dem nach Fig. 2 sehr ähnlich. Es besteht jedoch der Unterschied, .dass die durch .das Uhrticker erzeugten Stromimpulse einer besonderen Ringelektrode 16 beispielsweise konischer Form zugeführt werden, um bei jedem Uhrticker eine radiale Ablenkung 11 in d @er Kreisfigur 6 zu erzeugen.
Das in Fig. 4 erläuterte Verfahren ist gleichfalls :dem nach Fig. 2 sehr ähnlich. Bei Fig. 4 werden die Tickimpulse einem geeig neten Punkt in einer Verstärkerkette für die Normalfrequenz zugeführt, um eine radiale Ablenkung 11 des Lichtpunktes hervor zurufen.
Die gleichgerichteten Impulse wer- deneiner oder mehreren der mit 1'7 bezeich neten Stufen des Normalfrequenzverstärkers als augenblickliche Verstärkungsregelung zu geführt, indem sie beispielsweise direkt dem Gitter 18 einer Röhre 19 aufgedrückt wer den.
Die radiale Ablenkung 11 kann, wenn die Tickimpulse gleichgerichtet werden, ent weder auf eine Bewegung gegen die Kreis- mitte oder auf eine Bewegung von der Kreis- mute weg beschränkt werden, wenn ,jedoch die ungleich berichteten Tiel#,iinpizls99 .direkt der Normalfrequenz überlagert -erden, wird eine radiale Linie erzeugt, die die Kreisfigur 6 durchläuft.
Das in den Fig. 5 und 5A erläuterte Ver fahren arbeitet gleichfalls mit einer radialen Ablenkung 11, die die Iireisfig-ur 6 durch schneidet. Bei diesem Verfahren, wird die Ausgangsspannung des Verstärkers 9 für die Tickimpulse iäber den Transformator ?:
.) in Serie mit der Hochspannung 20 für die Ka thodenstrahlröhre, 5 zugeführt. Die augen- blickliche Änderung in der der Anode 21 an gelegten Spannung verursacht eine entspre chende Änderung in der entsprechenden kreisförmigen Figur 6.
Das an Hand der Fig. 6 und 6A beschrie bene Verfahren ist dem nach Fig. 5 und 5A sehr ähnlich. Der Unterschied besteht darin. da.ss bei den Fig. 6 und 6A die Aus-angs- spannung des Verstärkers 9 für die Tick- impulso nach Durchlaufen des Traiisfornia: tors 2:2 von dem Gleichrichter 11 gleich berichtet und dem in Serie zur Hochspan nung 211 .der Kathodenstrahlröhre 5 liegen den Widerstand 23 zugeführt wird.
Hier durch wird eine radiale Ablenkung 11 vom Mittelpunkt der Kreisfigur 6 weg oder in Richtung auf diesen Mittelpunkt verursacht. ,je nach der Polarität der Verbindungen des Gleichrichters 1d mit dem Widerstand 23.
95% aller modernen Taschenuhren ticken fünfmal in der Sekunde. die übrigen ticken entweder fünfeinhalb oder sechsmal pro Se kunde. Es ist daher angezeigt, die Normal frequenz so zu wählen, da.ss sie ein gemein- sames Vielfaches von fünf, fünfeinhalb und sechs beträgt, damit die gleiche Priifanord- nun- für jede Uhregart verwendet werden kann. -Eine geeignete Normalfrequenz ist 3:30 Hz.
In manchen Fällen kann es sich zeihen. dass eine Frequenz von 330 Hz eine höhere Empfindlichkeit verursacht als sie bei der zu prüfenden Uhr erforderlich ist, oder sie kann in manchen Fällen unnötig sein. da. nur zwei der drei genannten Uhrentvpen in Frage kommen. In solchen Fällen kann die Frequenz ein gemeinsa.ines Vielfaches von zwei der U'hrenfrequenzen sein; 55 Hz wären zum Beispiel für Uhren, die fünfmal und fünfeinballimal pro Sekunde ticken, geeignet.
Die Frequenz muss also unter Berücksichti- gunb der Genauigkeit der zu prüfenden -Iess- einriclitung gewählt werden.
Die Skala 6 besitzt vorzugsweise einen Massstab, der direkt das Nachgehen oder Vor gehen einer Taschenuhr 7 oder einer andern Zeitniessvorrichtung zeigt. Die Prüfeinrich- tung- kann beispielsweise eine Skala 13 be sitzen, die auf der Aussenseite des Endes 5 der Röhre d angebracht ist oder sie kann eine Skala 13, auf einem Anzeigestreifen, wel cher uni .die Aussenseite der Röhre 5 verläuft, besitzen.
Vorzugsweise ist für den Anzeige- streifen ein besonderer Teil. der um die Röhre 5 verläuft und an ihr derart befestigt ist, dass er beben sie verstellt werden kann, vor- gesehen, so dass die Mitte der Skala 13 geben die Inderum, 11 in dem Bild der Normal frequenz 6. ciie durch die Tiekimpulse ver- ursaclit wird, beispielsweise der Iinicl; 11.
verändert -erden kann. Die Einstellbarken ist deshalb zweekmässi-, weil die Änderung oder der Iiniek 11 an jedem Teil der Linie oder des Iireise.@ 6, der vom Lichtpunkt be- schrieben wird, in Abhdinbigkeit von der Laga des Tiel@inipulses zur Bewegung des Lielitfleckes auftreten kann.
Es ist daher zwechm;issih, die Skala 13 mit der Änderung 11 iin Bild 6 in Übereinstimmung zu br2nben. bevor man mit der Ablesung beginnt.
Obwohl die Änderung <B>11</B> in dem Bild 6 überall auf treten kann. vorausgesetzt dass die Normal frequenz ein genaues ganzzahliges Vielfaches der Tickfrequenz ist, bleibt die Änderung im Bild 6 der Kathodenstrahlröhre be- webungslos, wenn die Zeitmesseinrichtung i richtig bebt,
und sie verschiebt sich nach der einen oder di@i- andern Seite mit einer Ge- schwindihlzeit. die dem Mass der Abweichung und iii einer Riehtunb. die der Richtung der Abweichung entspricht,
wenn die Zeitmess- einrichtung vorgeht oder nachgeht. Die ge samte Verschiebung in irgendeiner bestimm- ten Zeitperiode gibt eine genaue Messung :
der Abweichung der geprüften Zeitmesseinrich- tung 7 in Sekunden/Tag. Wenn ausserdem die Prüfperiode auf irgendeinen geeigneten Wert, beispielsweise 30 Sekunden, festgelegt wird, kann die Skala so geeicht werden, dass sie die Abweichung direkt in Abweichungs- einheiten, wie z. B. Sekunden und Bruch teilen von Sekunden/Tag, anzeigt.
Schliesslich kann durch Vergrösserung der Länge der Prüfperiode die Genauigkeit der Messung bis zur Grenze der Genauigkeit der Normalfre quenz erhöht werden. Wenn also bei einer für eine Dreissig-Sekundenperiode geeichten Skala die Prüfperiode auf die vierfache Zeit, das heisst zwei Minuten, ausgedehnt wird, ent spricht die Eichmarke für eine Sekunde/Tag einem Nachgehen oder Vorgehen von 0,25 Se kunden/Tag. Die äusserste Genauigkeit der Prüfeinrichtung hängt von der Genauigkeit ,der Normalfrequenz ab.
Da heutzutage Stimmgabeloszillatoren auf dem Markt sind, die eine Genauigkeit von zwei Teilen auf zehn Millionen Teile ergeben, dürfte dies keine Schwierigkeiten bereiten.
Wenn man eine Bezugsfrequenz von 3;3.0 Hz verwendet, beschreibt der nach dem zweiten: genannten Verfahren erzeugte Licht punkt 3-30 Umläufe/Sekunde. Eine Uhr abweichung von einer Sekunde /Tag ist einem Teil in 8,6400 oder 1/2'880 Sekunde in dreissig Sekunden äquivalent. Das heisst der Licht punkt bewegt sich<B>330X3160'</B> in einer Se kunde, also ungefähr 11:8800 '/,Sekunde.
Die durch eine Abweichung von einer Sekunde/Tag hervorgerufene Abweichung der Anzeige be trägt daher in dreissig .Sekunden 118.800/28,80, also 41 . Hieraus folgt, dass eine kleine Un genauigkeit von einer :Sekunde/Tag eine Ab weichung von 41 in dreissig Sekunden her vorruft.
Wenn eine Normalfrequenz von 990 Hz verwendet wird, erhöht sich dieser Wert auf das Dreifache. Dies würde für eine Abweichung von einer Sekunde/Tag eine Ab lenkung von ungefähr 12,0' in dreissig ,Se kunden geben, so dass man eine sehr genaue Anzeige über schnelles oder langsames Laufen erhält.
Aus den beiden genannten Beispielen für 3-3-0 und 990 Hz folgt, dass die Bewegung der Änderung des Bildes der Normalfrequenz proportional ist, und dass die Empfindlich keit der Einrichtung, das heisst die Grösse,der Verschiebungsbewegung in einer bestimmten Prüfperiode für eine bestimmte Ungenauig keit einer zu prüfenden Uhr, um so höher wird, je höher die normale Frequenz ist.
Die Normalfrequenz soll .daher so gewählt wer den, dass man für den kleinsten. zu messenden Fehler in einer geeigneten Prüfperiode eine messbare Verschiebung der Änderung erhält.
Fig. 7 erläutert ein Verfahren, bei :dem eine lokale Hauptuhr 2,4 zur Bestimmung,der Korrektur eines Normalfrequenzoszillators, der keine hohe Genauigkeit besitzt, verwen det werden kann. In dieser Figur ist ein Sehalter 25 zur Einschaltung der Hauptuhr 24 in den Messkreis und ein Schalster 26 zur Einschaltung der zu prüfenden Uhr 7 in den Messkreis vorgesehen.
Der Verstärker für das Uhrtieken ist mit 9 bezeichnet. Dieses lässt sich auf alle vorher beschriebenen Verfahren anwenden, und die Hauptuhr 24 kann ent weder zur Unterstützung bei der Regelung d,es Ois:
zillatois, der eine annähernd genaue Frequenz ergibt, auf eine Frequenz .der er forderlichen Genauigkeit verwendet werden, indem man das Aussehen der Änderungen in dem Bild der Kathodenstrahlröhre beobachtet, oder sie kann zur Bestimmung der Muster abweichung in einer gemessenen Prüfperiode und damit der Ungenauigkeit des Os:zillators benutzt werden, so dass. diese Ungenauigkeit bei der Prüfung einer Zeitmesseinrichtung berücksichtigt werden kann.
Fig. 8 erläutert ein Verfahren, mit dem eine unbeschränkte Anzahl von Zeitmessein- richtungen von einem einzigen Normalfre- quen.zgenerator, beispielsweise einem Stimm- gabelgenerator, geprüft werden kann.
Der Normalfrequenz:generator 2.7, der eine genaue Normalfrequenz erzeugt, ist auf einer mit 28 bezeichneten Zentralstation angebracht, so dass er gleichzeitig jede gewünschte Anzahl von Zeitmesseinrichtungen, die auf besonderen Prüfstationen 2:
9, 30 und 31, beispielsweise Juwelierläden angeordnet sind, prüfen kann, indem der Norma.lfrequenzgenerator ? i an elektrischen Verbindungsleitungen <B>32</B> liegt., welche die Zentralstation mit den einzelnen Prüfstationen verbinden, und eine Kathoden- strahlprüfeinrichtung der beschriebenen Art auf jeder Prüfstation an die Leitung ange schlossen ist, so dass an irgendeiner ader allen Stationen Zeitmesseinrichtungen durch ge eignete Verbindungen mit der betreffenden Kathodenstrahlprüfeinrichtung geprüft wer den können.
Bei der beschriebenen Ausfüh rungsform wird der Normalfrequenzgenera- tor in Verbindung mit einer unbegrenzten Anzahl von Prüfeinrichtungen, die infolge dessen auf die 1iathodenstralilrölire und das Mikrophon zur Aufnahme des Uhrtickens be schränkt werden können, verwendet.
Zur Übertragung der Normalfrequenz kann das Telephonleitungssystem oder das öffentliche Netz benutzt werden, vorzugs weise jedoch das Telephonsystem, wobei an der Zentralstation eine Einrichtung zur auto matischen Speisung von bestimmten Teil nehmerleitungen mit der Vergleichsfrequenz verwendet werden kann, wenn diese nicht anderweitig belegt sind, und :die diese Fre quenz abschaltet, wenn die Leitung für ein ankommendes oder abgehendes Telephon- gespräch benötigt wird. Wenn gewünscht, kann die Normalfrequenz über besondere Lei tungen ausgesendet werden.
So könnte man besondere Leitungen zur Aussendung von täglichen Zeitsignalen für Uhrmacher von einer Zentraltelegraphenstation vorsehen, in dem eine gemeinsame Schleifenleitung zu Bezirksämtern und von dort Leitungen zu den Teilnehmerstellen führen. Ein ähnliche System kann -vielleicht in Verbindung mit einem Zeitsignaldienst verwendet werden. Die Zentralstation kann sich in dem gleichen Gebäude befinden wie die Prüfstation, oder sie kann eine beträchtliche Entfernung von ihr haben.
Procedure for checking the accuracy of timing devices. The invention is directed to a - \ Terfah; ren for testing the accuracy of timing devices, such as. B. pocket watches and other clocks, and on an order to carry out this process.
For many years it has been common practice to compare a timing device to be tested directly with another timing device of known accuracy. Such a comparison is sufficient to achieve an approximate result, but if the difference to be displayed is in the order of magnitude of one second per day,
Of course, the comparisons must be made over several days. In addition, the operation of a pocket watch must be checked in several layers, such as face up, face down, etc., which means that a full check can take about five to ten days if the watch is checked carefully should.
In addition, any settings made for a test require the test to be repeated to determine whether the error has been corrected. It is clear that the above procedures involve a great deal of work for the examiner and inconvenience for the owner of the watch as they require a considerable amount of time.
In order to: eliminate the difficulties mentioned, various electrical devices have been developed with which it is possible to determine the rate of a pocket watch with a desired degree of accuracy, which if necessary is greater than one second / day, in a few minutes men. However, these facilities are very expensive for the examiner and in almost all cases they contain moving parts that can increase maintenance costs.
The subject of the above-mentioned invention is a simple, comparatively cheap and usable method to test timing devices with considerable accuracy, that is to say, if necessary, a fraction of a second.
Said electrical Prüfeinrich lines consisted in general of a generator that sends a standard frequency, or a standard clock with which the ticking of the clock to be tested by various methods such. B. by letting the tick impulses actuate a pressure thumb, which caused a point on a disk driven by a synchronous motor at a speed of five revolutions.
The direction or slope of the line formed by the dots was then used as an indication of the speed of the watch. where the ticking was picked up by a microphone or a variant of a gramophone sound box and appropriately amplified. The present invention is therefore further directed to a simple arrangement with which the test can be carried out quickly and which does not contain any movable mechanical parts.
In the method according to the invention for testing the accuracy of timing devices, a standard frequency is pressed onto the deflection plate of a cathode ray tube, the ticking of the timing device to be tested is converted into low-frequency electrical impulses that produce a noticeable change in the screen of the cathode ray tube the normal freeness generated image are used,
and the nature of this change in the image is used to indicate the extent to which the timing device deviates from its correct rate.
Various suitable devices can be used to transmit the ticking into corresponding electrical impulses, and the term "microphone" is only intended to be used generally to identify the type of device.
When the normal frequency is an exact multiple of the clock's second tick, occurs. those in the image generated by the normal frequency, of the. Tick impulses the clock-induced change for, every tick at the same point and the change appears stationary as a result. As soon as there is a deviation either in the ticking of the clock or in the normal frequency, the .Stelle of the change begins to move on the picture, so that an indication of the inaccuracy of the normal frequency or the clock he follows.
Therefore, if the accuracy of the normal frequency is known, a shift in the change is attributable to an inaccuracy of the clock. The required accuracy of the standard frequency generator depends on the method of using the standard frequency. - \ j'if a master clock is used as the last reference standard.
the generated normal frequency can either be regulated to an exact curve, or a deviation can be allowed, with the result that the frequency can be approximated in all cases before the regulation.
If an approximately accurate normal frequency is used, it must have an accuracy which comes close enough to an exact multiple of the ticking of the clock to produce an illustration. in which the movement of perceptible changes is noticeably continuous. That means if the accuracy is not sufficient. the change can occur for example. when the point on the screen is at 0.90. 80.
2.70 and 360 are located, with the result. that the change: I appears to be manifesting itself in a series of leaps and bounds rather than in one continuous, measurable movement.
Exemplary embodiments of the method according to the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
In the method explained with reference to FIG. 1, the normal frequency generated by the normal frequency oscillator 1 passes through an amplifier and a linear deflection circle, which is denoted by 2, and is then pressed directly onto a pair of deflection plates 3, which causes a movement of the cathode the beam backwards and forwards over the screen 4 of the cathode ray tube 5 (Fig. 1A)
with a frequency equal to the applied frequency. In practice, the cathode ray appears as a line indicated by 6 due to the inertia of the eye or the afterglow of the screen. The fact that the applied frequency can be 33.0 Hz or more, for example, will be explained in more detail later.
If the ticking sounds of the pocket watch 7 are then converted into electrical pulses by a microphone 8 and these pulses in the amplifier 9 pass through the transformer 2.2 amplified and a second pair of deflection plates 10 are performed, then there is a change 11 in the through the applied reference frequency generated line.
If the clock ticker is an exact fraction of the reference frequency, then any change 11 caused by the tick pulses occurs at the same point on line 6, and a stationary distortion results on part of the line. If, however, the frequency of the clock ticker is slightly above or below the exact target frequency, the distortion 11 appears depending on whether the clock is leading or lagging in the
d-ern direction to move. A calibrated scale 12 is attached to the cathode ray tube near the point at which the line 6 is generated. If the normal frequency is fed through a linear deflection circuit that is triggered in a manner similar to that used in television, and both.
Means for masking the return flow are seen before, so you can use a uniform scale.
In the method explained with reference to FIG. 2, an essentially sinusoidal normal frequency is fed to a pair of deflection plates: 3 and, at the same time, to the second pair of deflection plates 10 with a 90 phase shift. The phase separator device is denoted by 13.
In this method, the light point describes a circular figure 6, the radius of which depends on the amplitude of the applied voltage, and. at which the speed at which the point of light moves, in turn, depends on the frequency of the applied standard frequency.
The ticking sounds of the pocket watch are converted into electrical pulses by the microphone 8 and amplified in the amplifier 9. You go through. the transformer 22 and the rectifier 14 and are used to modulate the beam brightness with the aid of one or more special control electrons 15 in the cathode ray tube in order to generate a point of light 11 of increased brightness or reduced brightness each time
when a ticking pulse of the clock occurs (Fig. 2A). If the clock is running correctly, the light or dark point 11 will appear stationary. However, it will shift in one direction or the other on the circle as the clock goes up or down.
The process described with reference to FIG. 3 is very similar to that of FIG. The difference, however, is that the current pulses generated by the clock ticker are fed to a special ring electrode 16, for example conical in shape, in order to generate a radial deflection 11 in the circular figure 6 for each clock ticker.
The method explained in FIG. 4 is also: very similar to that of FIG. In Fig. 4, the tick pulses are fed to a suitable point in an amplifier chain for the normal frequency in order to produce a radial deflection 11 of the light point.
The rectified pulses are fed to one or more of the stages of the standard frequency amplifier designated by 1'7 as an instantaneous gain control, for example by being pressed directly onto the grid 18 of a tube 19.
If the tick pulses are rectified, the radial deflection 11 can either be restricted to a movement towards the center of the circle or to a movement away from the circular mute, if, however, the unevenly reported Tiel #, iinpizls99. Directly superimposed on the normal frequency -earth, a radial line is generated that runs through the circular figure 6.
The process explained in FIGS. 5 and 5A also works with a radial deflection 11, which cuts the Iireisfig-ur 6 through. With this method, the output voltage of the amplifier 9 for the tick pulses via the transformer is?:
.) In series with the high voltage 20 for the cathode ray tube, 5 supplied. The instantaneous change in the voltage applied to the anode 21 causes a corresponding change in the corresponding circular FIG. 6.
The method described with reference to FIGS. 6 and 6A is very similar to that of FIGS. 5 and 5A. The difference is that. that in FIGS. 6 and 6A the output voltage of the amplifier 9 for the tick pulse after passing through the traiisfornator 2: 2 is reported by the rectifier 11 and in series with the high voltage 211 of the cathode ray tube 5 are the resistor 23 is supplied.
This causes a radial deflection 11 away from the center of the circular figure 6 or in the direction of this center. , depending on the polarity of the connections between the rectifier 1d and the resistor 23.
95% of all modern pocket watches tick five times a second. the others tick either five and a half or six times per second. It is therefore advisable to choose the normal frequency so that it is a common multiple of five, five and a half and six, so that the same test arrangement can now be used for every clock. -A suitable normal frequency is 3:30 Hz.
In some cases it can be troubled. that a frequency of 330 Hz causes a higher sensitivity than that required by the watch under test, or it may in some cases be unnecessary. there. only two of the three types of clock mentioned come into question. In such cases the frequency can be a common multiple of two of the clock frequencies; For example, 55 Hz would be suitable for clocks that tick five times and five ball times per second.
The frequency must therefore be selected taking into account the accuracy of the measuring device to be tested.
The scale 6 preferably has a scale that directly shows the following or before going to a pocket watch 7 or some other time measuring device. The test device can, for example, have a scale 13 which is attached to the outside of the end 5 of the tube d or it can have a scale 13 on an indicator strip which runs uni .the outside of the tube 5.
There is preferably a special part for the display strip. which runs around the tube 5 and is fastened to it in such a way that it can be adjusted so that the center of the scale 13 indicates the Inderum, 11 in the picture of the normal frequency 6. ciie ver by the low pulses - ursaclit is, for example the Iinicl; 11.
can be changed. The adjustable bar is therefore two-dimensional, because the change or the line 11 can occur at any part of the line or the journey, which is described by the point of light, depending on the position of the target pulse for the movement of the line spot.
It is therefore useful to mark scale 13 with change 11 in Figure 6. before starting the reading.
Although change 11 in Figure 6 can occur anywhere. provided that the normal frequency is an exact integer multiple of the ticking frequency, the change in image 6 of the cathode ray tube remains motionless if the time measuring device i shakes correctly,
and it shifts to one side or the other at a rapid rate. the extent of the deviation and iii a rectification. which corresponds to the direction of the deviation,
if the timing device leads or lags. The total shift in any given time period gives an accurate measurement:
the deviation of the tested timing device 7 in seconds / day. In addition, if the test period is set to any suitable value, for example 30 seconds, the scale can be calibrated so that it shows the deviation directly in units of deviation, such as e.g. B. Seconds and fractions divide seconds / day.
Finally, by increasing the length of the test period, the accuracy of the measurement can be increased to the limit of the accuracy of the normal frequency. So if, on a scale calibrated for a thirty second period, the test period is extended to four times the time, i.e. two minutes, the calibration mark for one second / day corresponds to a follow-up or procedure of 0.25 seconds / day. The ultimate accuracy of the test equipment depends on the accuracy, the standard frequency.
Since tuning fork oscillators are on the market today that give an accuracy of two parts to ten million parts, this should not cause any difficulties.
If a reference frequency of 3; 3.0 Hz is used, the light point generated by the second: mentioned method describes 3-30 revolutions / second. A clock deviation of one second / day is equivalent to one part in 8.6400 or 1/2880 second in thirty seconds. That means the point of light moves <B> 330X3160 '</B> in a second, i.e. about 11: 8800' /, second.
The deviation of the display caused by a deviation of one second / day is therefore 118,800 / 28.80, i.e. 41, in thirty seconds. From this it follows that a small inaccuracy of one: second / day causes a deviation of 41 in thirty seconds.
If a normal frequency of 990 Hz is used, this value increases three times. For a deviation of one second / day, this would give a deflection of about 12.0 'in thirty seconds, so that one gets a very precise indication of fast or slow running.
From the two examples mentioned for 3-3-0 and 990 Hz it follows that the movement of the change in the image is proportional to the normal frequency, and that the sensitivity of the device, i.e. the size, of the displacement movement in a certain test period for a certain The higher the normal frequency, the greater the inaccuracy of a watch to be tested.
The normal frequency should, therefore, be chosen so that the smallest. error to be measured receives a measurable shift in the change in a suitable test period.
7 explains a method in which a local master clock 2, 4 can be used to determine the correction of a standard frequency oscillator which does not have high accuracy. In this figure, a switch 25 is provided for switching on the master clock 24 in the measuring circuit and a switch 26 for switching on the clock 7 to be tested in the measuring circuit.
The amplifier for the Uhrtieken is labeled 9. This can be applied to all of the previously described methods, and the master clock 24 can either be used to support the regulation d, es Ois
zillatois, which gives an approximately accurate frequency, can be used to a frequency of the required accuracy by observing the appearance of the changes in the image of the cathode ray tube, or it can be used to determine the pattern deviation in a measured test period and thus the inaccuracy of the Os: zillators are used, so that this inaccuracy can be taken into account when testing a timing device.
8 explains a method with which an unlimited number of timing devices can be tested by a single standard frequency generator, for example a tuning fork generator.
The normal frequency: generator 2.7, which generates an exact normal frequency, is attached to a central station marked 28, so that any desired number of timing devices can be used simultaneously on special test stations 2:
9, 30 and 31, for example jewelry stores, can be checked by the standard frequency generator? i is connected to electrical connecting lines <B> 32 </B>, which connect the central station to the individual test stations, and a cathode ray test device of the type described is connected to the line on each test station, so that time measuring devices at any one of all stations by means of suitable connections to the relevant cathode ray testing device.
In the embodiment described, the standard frequency generator is used in conjunction with an unlimited number of test devices which, as a result, can be limited to the cathode cords and the microphone for recording the ticking of the clock.
The telephone line system or the public network can be used to transmit the normal frequency, but preferably the telephone system, whereby a device for automatically feeding certain subscriber lines with the comparison frequency can be used at the central station if these are not otherwise occupied, and: which switches off this frequency when the line is required for an incoming or outgoing telephone conversation. If desired, the normal frequency can be transmitted via special lines.
So one could provide special lines for the transmission of daily time signals for watchmakers from a central telegraph station, in which a common loop line leads to district offices and from there lines to the subscriber stations. A similar system may be used in conjunction with a time signal service. The central station can be in the same building as the test station or it can be a considerable distance from it.