CN104520775A - 确定振荡器失衡特征的方法 - Google Patents

Abstract

一种确定钟表机芯(2)的游丝(5)平衡器(4)振荡器(3)的失衡特征的方法，该方法至少包括如下步骤：-将游丝平衡器振荡器设定为在至少两个振幅上振荡运动，-对于各个振幅和振荡器的至少两个位置，确定表示振荡器振荡周期的一块数据，-使用来自前一步骤的数据，计算游丝平衡器振荡器的失衡特征。

Description

确定振荡器失衡特征的方法

本发明涉及确定钟表机芯的游丝-平衡器振荡器失衡特征的方法。本发明还涉及游丝-平衡器振荡器的调节方法，包括这种确定方法的实施。本发明还涉及通过实施这种调节方法来获得的平衡器或游丝-平衡器振荡器，并且涉及具有这种平衡器或游丝-平衡器振荡器的钟表机芯或零件。

平衡器的平衡是实施游丝-平衡器振荡器的重要步骤之一，该游丝-平衡器振荡器用于装配钟表机芯。事实上，平衡器的重心应理想地位于其旋转轴上，否则引起的缺陷不利于机芯的计时。常用的加工技术通常不能精确地保证平衡器的平衡，且在平衡器上联结形成游丝平衡器的其它构件(轴、盘、环、游丝的驱动件)还可变动该平衡器。在平衡器与游丝配对和装配到机芯上之前，通常在平衡器上进行失衡测量和后续的校正，平衡器设置有其唯一的轴或盘。

该平衡器的平衡仅能够得到良好的计时性能，但是就残余的残余不平衡来说还有改进的余地，该残余不平衡是通过游丝的驱动产生的。现有装配在机芯上的游丝-平衡器振荡器的平衡方法(动态平衡)，是不令人满意的，这是由于这些方法引起计时劣化而非所需的改善。

平衡器的静态失衡表征了平衡器相对旋转轴的重心偏移。该失衡是平衡器质量乘以其重心和旋转轴之间存在距离的结果。在钟表平衡器的情况下，典型地以μg.cm或nN.m为单位测量失衡。考虑地球引力，1μg.cm大约对应于0.1nN.m。

考虑到：

-失衡影响在速率上与失衡本身成比例。

-失衡影响与平衡器的惯性成反比。因此失衡影响较大时惯性较小。

-失衡影响主要取决于平衡器的振荡振幅。在振幅接近220°时失衡影响几乎完全消失。

-失衡影响随着在平衡器轴(通常，在机芯平面的正交方向上)和竖直方向之间的方位角的正弦进行变化。

-失衡影响随着失衡方向和竖直方向之间的角度进行变化。例如，当平衡器轴水平时，存在有其上的失衡影响被消除的相对立的两个位置，和垂直于前述两个位置且失衡影响最大的两个位置，但是这些位置通常不是时钟的四个标准垂直位置。

通常，在将平衡器与游丝相组装之前测量和调节平衡器的失衡。可围绕水平安置在两个轴承之间的轴转动平衡器来进行测量，并通过压电传感器测量支承件的振荡和/或反作用力。通过信号校准来得到失衡值。接下来执行平衡操作，其包括以针对性的方式取下平衡器边缘上的材料。

另外的可能性是执行“动态平衡”，其包括通过基于在指定振幅上对运动的测量修正平衡器的平衡而最小化位置之间的偏移量。该方法是不可靠的：失衡影响相对其它已执行测量的振幅的偏移源不一定占主要地位。通过进行平衡以校正这些影响的总和，完全有可能降低平衡器的失衡，但这会干扰计时性能，特别是在小振幅时。因此这种方法应避免使用且在本文中强烈不建议使用。

在1966的瑞士计时大会的会议记录324页J.-J.的文章《平衡器的平衡》(《Lamise d′équilibre des balanciers》)中，Augsburger定义了平衡缺陷，其对机芯速率的影响，和测量它们的装置以及同时可获得的平衡装置。理论研究指示出在220°的振幅上消除了失衡影响，且对运行的影响与失衡直接成比例，且甚至指出平衡器的惯性较弱。通过铣削处理的平衡能够仅仅将平衡器的失衡带到1.5μg.cm的平均值。

在1996年的第6次欧洲计时大会的会议记录第153页的文章《REGLOWITCH-M游丝平衡器振荡系统的动态平衡装置》(《L′équipement pour l′équilibrage dynamiquedu système oscillant balancier-spiral REGLOWITCH-M》)中，Furer et al描述了动态平衡仪器：在不同的时钟位置上测量机芯的速率和振幅，用于发条盒绕组的唯一状态，和因此在唯一振幅值上，该值在150°和180°之间，或者超过260°。因此作为用在单一振幅上实施的测量的传统动态平衡，这表明了测量的影响可能导致另一源的失衡，且在该基础上执行的校正可能加剧失衡而非改善。另外，术语“动态平衡”好像是错误的选择，这是因为所描述的方法旨在将位置间的偏移调节到设定振幅上，而非平衡游丝平衡器。

在M.Vermot et al.的Romandes理工大学出版社，洛桑2011，190-200页的文章《钟表结构论述》(《Traité de construction horlogère》)中的一章中阐述了单一平衡器的平衡缺陷和由此产生的后果。对不同的测量方法进行了综述。“位置速率”方法对应于在文章《REGLOWITCH-M游丝平衡器振荡系统的动态平衡装置》(《L′équipement pour l′équilibrage dynamique du système oscillantbalancier-spiral REGLOWITCH-M》)中提及的动态平衡，该文章指出：建议以较小振幅进行测量以最大化影响。然而，清楚地描述到该方法“由于所有用于其应用的公式化假设而采生的不精确”，以及“实际上，不可以检测到足够显著的不平衡，以不消除在其它速率变化形式中的速率影响[...]”

专利US3225586提供了一种基于四个垂直位置速率测量的调节速率和通过安装在平衡器轮辋上的四个螺钉同步“动态平衡”的方法。注意到“计算调节”型工具能够将测量结果直接转换成要应用于各个螺钉的转动次数。校正程序特别用于采用(“Watchmaster”，US2113825))的测量仪器且不可被用于最新的测量装置。

专利申请WO2012007460为平衡器平衡缺陷的测量和校正装置的最新例子。该申请描述了游丝平衡器组件的平衡方法，特别是在将平衡器装配到机芯上时。特别地通过激光加工型装置添加和/或取下和/或移动材料来进行平衡。以有利的方式，建议在值为137°或316.5°的固定振幅上执行平衡的测量和/或校正：根据发明人，这两个振幅值能够通过添加或取下材料避免失衡，即取下或添加材料质量的中心位于游丝平衡器组件的中心。然而，没有明确给出测量游丝平衡器平衡缺陷的方式。

本发明的目的在于提供失衡特征确定方法，能够改善前面提及的缺点并改进先前技术中已知的方法。更具体地，本发明提供一种精确且可靠的失衡特征确定方法。

通过权利要求1定义根据本发明的确定方法。

通过权利要求2到12定义确定方法的不同实施方式。

通过权利要求13定义根据本发明的调节方法。

根据权利要求14定义根据本发明的平衡器或振荡器。

通过权利要求15定义根据本发明的钟表机芯。

通过权利要求16定义根据本发明的钟表零件。

附图以举例的方式表示出根据本发明的尤其通过计算来确定失衡特征方法的实施方式，以及表示出根据本发明调节方法的实施方式。

图1为根据本发明调节方法的实施方式的被调节的手表的后视图。

图2为指示机芯速率M的图示，用于振荡器的平衡器的不同自由振荡振幅A和用于不同的机芯位置，平衡器具有未被校正的失衡。

图3为指示机芯速率M的图示，用于振荡器的平衡器的不同自由振荡振幅A和用于不同的机芯位置，根据消除失衡效果的前一图形中的值来计算速率值。

图4为表示在实施根据本发明调节方法之前和之后的、具有构件bx和by的振荡器失衡的图示。

图5为指示机芯速率M的图示，用于振荡器的平衡器的不同自由振荡振幅A和用于不同的机芯位置，振荡器具有示于图4的调节前的失衡。

图6为指示机芯速率M的图示，用于振荡器的平衡器的不同自由振荡振幅A和用于不同的机芯位置，振荡器具有示于图4的调节后的失衡。

图7为表示振荡器不同配置的失衡，该振荡器的平衡器包括调节配重块。

图8为指示机芯速率M的图示，用于调节前的振荡器的平衡器的不同自由振荡振幅A和用于不同的机芯位置。

图9为指示图8的测量机芯速率M的图示，用于使用调节配重块调节失衡后的振荡器的平衡器的不同自由振荡振幅A和用于不同的机芯位置。

图10a为根据本发明的确定失衡方法的第一实施方式的流程图。

图10b为根据本发明的确定失衡方法的第二实施方式的流程图。

图11为根据本发明的游丝-平衡器振荡器的调节方法的第一实施方式的流程图。

图12为失衡确定方法的实施方法的变化形式的流程图。

在根据本发明方法的实施方式中，通过根据振幅的速率测量来实施对振荡器显现失衡的测量，以平衡振荡器，更具体地为自由振荡测量，即在振荡器的自由振荡模式中实施，然后例如通过添加/取下材料或调节配重块的位置来实施失衡调节。

在图1中表示出钟表零件1、尤其是手表、更具体地为腕表的后视图，即显露表盘表面的对立面的视图。钟表零件包括具有振荡器3的机芯2。振荡器本身包括平衡器4和游丝5。

后表面通常为能够到达平衡器且直接显示其振荡的侧面，而且能够通过光学测量部件测量振荡周期和/或振荡幅度，这比通常使用的声学测量部件的测量更加精确。通过向量g表示地球重力场。在所表示的配置中，机芯处于垂直“12时”的位置，即机芯的大体平面与向量g平行且被安装在机芯上的表盘的“12时”指什位于相对向量g的较高处(可参考瑞士钟表工业标准(NIHS)的《钟表结构条约(Traité deconstruction horlogère)》第741页)。以相似的方式定义其它垂直位置：3时(处于高处的机芯杆6)、6时和9时。

公式示出了对例如钟表四个垂直位置(12时、9时、6时、3时)的四个相隔90°的垂直位置的平均速率的失衡影响总是零，这是由于在相对立位置上的失衡影响两两相抵消。因此平均速率完全不受失衡的影响，并且因此可仅使用四个垂直位置的每一个之间的速率偏差以及它们的平均值，以确定失衡。

对不只一个振幅进行确定、尤其计算失衡，而是在游丝-平衡器振荡器达到的大范围值上进行。而且，通过例如卸下机芯擒纵叉或通过将游丝-平衡器振荡器安装到为达此目的设置的支撑件上来在自由振荡上执行测量。确定或计算游丝-平衡器振荡器的失衡特征，尤其是被安装在钟表机芯上的或配置用于安装在钟表机芯上的游丝-平衡器振荡器的失衡特征。

能够确定失衡的程序包括借助于最小二乘法实施最小化，开始于根据振幅所测量的速率曲线，以减小失衡强度b，以及其相对于9时的方向α。为此，沿轴x(9时)和y(12时)推导失衡分量。

可通过如下公式确定分量并计算：

$\mathrm{bx}=\frac{I\·{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2}{2\·86400\·g}\·\frac{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(3H\left(\mathrm{\θ}\right)-9H\left(\mathrm{\θ}\right))}{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\right)}^{\text{2}}}$

和

$\mathrm{by}=\frac{I\·{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2}{2\·86400\·g}\·\frac{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(6H\left(\mathrm{\θ}\right)-12H\left(\mathrm{\θ}\right))}{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\right)}^{\text{2}}}$

其中：

I：平衡器惯性，

J1：1阶贝塞尔函数，

θ：以[rad]表示的振荡运动的振幅，

3H(θ)，6H(θ)，9H(θ)和12H(θ)：在振幅θ上的机芯的四个时钟垂直位置中的速率值。

在一定数量的振幅θ的离散值上算出总值，例如用10°间隔测量值。观察到失衡位置x仅与3时和9时位置上的测量相关联，而位置y仅与6时和12时上的测量相关联，以用于所选择的坐标。

公式给出了总失衡b与振幅θ的关系：

$b=\sqrt{{\mathrm{bx}}^2+{\mathrm{by}}^2}=\frac{I\·{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2\·\sqrt{{(\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(3H\left(\mathrm{\θ}\right)-9H\left(\mathrm{\θ}\right)))}^2+{(\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(6H\left(\mathrm{\θ}\right)-12H\left(\mathrm{\θ}\right)))}^2}}{2\·86400\·g\·\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\right)}^2}$

通过函数Arctan(by/bx)得到失衡方向α，且考虑了坐标。

而且，数据的使用步骤可包括根据公式计算失衡特征，公式涉及在表示振荡器振荡周期的数据的确定步骤时确定的数据的使用。

可以理解，可选择相对手表定向的另外x-y坐标，又或者引入x-y-z三维坐标。本领域技术人员可将上面描述的形式应用于另外的坐标选择和/或时钟机芯或振荡器的参照位置。

图2和3一方面示出了根据用于被装配到机芯上的游丝-平衡器振荡器的自由振荡的振幅的速率测量，并且另一方面示出了用于在计算之后的相同运动的速率曲线，从而能够消除失衡影响。在该实施例中，失衡确定方法给出的强度为b＝5.4pg.cm的失衡，其被以三角法相对于9时方向的-57°角度定位，见于手表的后面。还可根据在垂直位置上的振幅再次计算速率曲线，并省略了用上述值计算的失衡影响测量。观察到在所示情况下，在位置之间的速率偏差的主要部分可通过平衡器的失衡来解释。在基于调节失衡的理论校正之后，如图3所示，在四个垂直位置上的残余噪声对应于1.46秒/天(s/d)标准偏差，在校正之前的速率测量中，其相对于高达到50秒/天的速率误差是很低的。在较大振幅上，呈现失衡的位置间速率偏差的值为±7秒/天，如果该失衡被消除，则可可典型地减小到±2秒/天或±3秒/天。

失衡的确定方法基于游丝-平衡器振荡器显现的失衡确定，其为计算的失衡，能够根据振荡器振幅再生成最佳的速率测量，更具体地在垂直位置上测量的振荡器速率曲线。系统的测量示出了在80％情况下，显现的失衡大于单一平衡器的失衡(平衡之后)。通过将游丝组装到平衡器轴上，以及通过装配到机芯上可局部地降低平衡器的良好平衡。

基于上述，例如基于自由振荡的测量，可估算振荡器的失衡。这种测量例如可以是由速率的光学测量装置实施，并取下钟表机芯的擒纵叉。这种装置例如由Vermot和Falco在1998年的瑞士计时协会学习日的第57页或在不同的专利文件(FR1210892、CH691992)中描述了这种装置，且由1a maison Femto SA.销售的名称为钟表测试机构的装置。在这些情况下，尤其可有利地用适用测量算法来改进测量装置，以用于特别需要。

参照图10a在下面描述钟表机芯的游丝-平衡器振荡器的失衡确定方法的实施方式。

在第一步骤110中，将第一计数器的变量i初始化为0。

在第二步骤120中，该第一计数器i递增一个单位。

在第三步骤130中，将游丝-平衡器振荡器以第i振幅进行振荡运动。该运动可如前面所见的根据两种方式实施：即，持续振荡模式或自由振荡模式。在自由振荡模式中，振荡器被安置在机芯上或在机芯之外，例如在为此设置的支撑件上。平衡器不与擒纵叉或擒纵机构的锁固件作用。振荡是不可持续的。可通过卸下擒纵机构，尤其是机芯的擒纵叉，或在组装擒纵叉之前通过将游丝-平衡器振荡器组装到机芯上，又或通过将游丝-平衡器振荡器装配到为此设置的支撑件上来获得该模式。

反之，在持续振荡模式中，通过扭力来持续振荡，该扭力通过借助于如擒纵叉构件的齿轮组传递。

第i振幅优选地包括包括在[200°；280°]区间内，优选地在[150°；280°]区间，更优选地还被包括在[100°；300°]区间。

在第四步骤140中，将第二计数器的变量j初始化为0。

在第五步骤150中，该第二计数器j递增一个单位。

在第六步骤160中，机芯，并且因此振荡器被设置在相对地球重力场d第j位置。优选地，该第j位置为垂直位置，更优选地为例如在位置3时、位置6时、位置9时或位置12时的钟表垂直位置。

在第七步骤170中，尤其通过设置测量步骤来确定表示振荡器振荡周期的数据。例如，该数据为振荡器振荡周期的持续时间或多个振荡器振荡周期的持续时间。

在第八步骤180中，测试第二计数器的变量j是否小于或等于阈值n。如果是这种情况，循环到步骤150。如果不是这种情况，转向第九步骤190。

在该第九步骤190中，测试第一计数器的变量i是否小于或等于阈值m。如果是这种情况，循环到步骤120。如果不是这种情况，转向第十步骤200。

在第十步骤200中，计算振荡器失衡特征。该失衡特征包括：

-平衡器的失衡位置和失衡质量，或

-通过其范数或其方向表达的失衡向量。

为了实施该计算，使用步骤170的不同迭代确定的数据。根据振幅或等时性或这些数据能够推导出出n的速率函数Mj(θ)，j＝1，..，n。

优选地，m≥2，m表示为此执行测量振幅的次数。因此至少测量两次振幅。优选地，两个极值振幅相差至少30°、优选地至少50°，更优选地至少100°。优选地，两个极值振幅在220°的两侧。再次优选地，振幅包括在[200°；280°]区间内，优选地在[150°；280°]区间，更优选地还被包括在[100°；300°]区间。优选地，测量次数为m≥9，更优选地m≥20。

优选地，n≥2，n表示执行测量机芯位置的次数。因此测量至少两个位置。这些至少两个位置为振荡器的振荡轴水平或基本水平的位置。优选地n＝3或n＝4。注意到振荡轴相对水平倾斜，例如相对水平倾斜45°的轴，能够获得较好结果。

再次优选地，机芯的至少两个位置为相差90°或大于90°的振荡器定向位置。

有利地，机芯的至少两个位置包括机芯的四个位置，其中振荡器的振荡轴是水平的或基本水平的，并且其中机芯的定向彼此间隔90°，尤其包括四个机芯的钟表垂直位置。

如前所述，为了计算失衡特征，有利地使用如下三个公式中的一个或多个：

$\mathrm{bx}=\frac{I\·{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2}{2\·86400\·g}\·\frac{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(3H\left(\mathrm{\θ}\right)-9H\left(\mathrm{\θ}\right))}{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\right)}^{\text{2}}}$

和

$\mathrm{by}=\frac{I\·{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2}{2\·86400\·g}\·\frac{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(6H\left(\mathrm{\θ}\right)-12H\left(\mathrm{\θ}\right))}{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\right)}^{\text{2}}}$

$b=\sqrt{{\mathrm{bx}}^2+{\mathrm{by}}^2}=\frac{I\·{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2\·\sqrt{{(\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(3H\left(\mathrm{\θ}\right)-9H\left(\mathrm{\θ}\right)))}^2+{(\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(6H\left(\mathrm{\θ}\right)-12H\left(\mathrm{\θ}\right)))}^2}}{2\·86400\·g\·\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\right)}^2}$

其中：

b：失衡向量的范数，

bx：沿x轴的失衡向量分量，

by：沿y轴的失衡向量分量，

I：平衡器惯性，

J1：1阶贝塞尔函数，

θ：以[rad]表示的振荡运动的振幅，

3H(θ)，6H(θ)，9H(θ)和12H(θ)：在振荡器的四个时钟垂直位置中的速率值(例如以秒每天表达)，

轴x和y对应于图1的方向9时和12时。

在钟表四个垂直位置上根据例如自由振荡模式下的振幅测量速率的情况下，得到定义在典型地在100°和300°的、例如以10°的为间隔的振幅间隔上的四个速率函数3H(θ)，6H(θ)，9H(θ)和12H(θ)。不必考虑水平测量(CH和FH)。还能够以持续振荡模式执行这种测量，即在整个机芯上，且借助擒纵机构来持续振荡。这种测量考虑到擒纵机构的影响且通常实施较久。

就失衡确定而言，自由振荡和持续振荡是等同的。然而由于避免了擒纵机构测量的影响，自由振荡上的测量是更有利的。还可考虑去除所测量曲线上的单一游丝(和/或在维持模式下的擒纵机构)标记(理论或测量的)，以仅仅校正由于平衡器失衡的影响。

明显地，第一和第二计数器在实施的方法中不可具有物理实体。其用于可推导方法的逻辑和其实施。明显地可推导出操作员的意识，该操作员知道应该实施用于给定的机芯位置的系列数据和用于给定的振荡器振荡振幅的系列数据的测量。

而且，对于在不同位置上执行的测量，振荡不需要完全相同。在实施该方法时，完全可能确定在接近目标振幅的振幅上的表示振荡周期的数据，以及使用如在失衡特征计算中数据的在两个测量值之间的插补值。还可考虑在任意不同的振幅上实施测量，且在所有测量值上作出减退，没有处理或插补。

如图10b表示的执行确定方法的另一方式，在自由(或非持续)振荡模式中执行测量的情况下，可颠倒步骤的顺序。事实上，在该情况下，在将机芯定位在另一位置上以根据另一组振幅实施测量之前，可更方便和更快速地执行在机芯设定位置上测量不同振幅。在另外的实施方式中，步骤131、161、171和201分别与步骤160、130、170和200相同。

在持续振荡模式下执行测量的情况下，可以执行如图10a所表示的方法。事实上，在修正振幅之前，其可更方便或更快速地对设定振幅上的不同位置执行测量，以实施在机芯另外位置上的测量。

在自由振荡模式中执行测量的情况下，可将所考虑的振幅区间延伸例如直到400°，其对应于消除失衡影响的第二振幅值。因此，为了在自由振荡模式下延伸振幅区间，优选地振幅包括在[200°；400°]区间，优选地包括在[150°；400°]区间，更优选地包括在[100°；400°]区间。优选地，测量次数为m≥9，更优选地m≥20。

在两个或三个垂直位置上执行测量的情况下，可选择至少两个位置，这两个位置彼此垂直，且假设平均速率的发展在振幅值之间是线性的，以消除失衡影响。

参照图11在下面描述游丝-平衡器振荡器的调节方法的实施方式。

在第一阶段210中，确定钟表机芯的游丝-平衡器振荡器的失衡特征。例如，根据本发明的确定方法或根据前面描述的确定方法的实施方式来确定失衡特征。

在第二阶段220中，修正振荡器的失衡。可通过取下材料(铣削、激光烧蚀或其他)、添加材料(激光沉积、通过喷射沉积或其他)或平移材料(平移配重块或其他)的传统方法来修正振荡器或游丝平衡器组件。实施失衡的修正以得到失衡的给定值和给定方向，尤其零或基本为零的失衡值。图4示出了具有机芯的例子，该机芯的振荡器显示出了在将游丝组装并固定到机芯后的明显的运动失衡，根据自由振荡测量该失衡为10.5μg.cm。在仔细铣削之后，该显现的失衡可被降低到小于0.2μg.cm的值。在速率曲线上的影响较大，且证明了本方法对于改善机芯的计时性能的有利之处。

图5和6示出了在实施调节过程之前和实施调节过程之后的对应于图4所示的两种状态的在自由振荡上的振幅的两个速率测量。观察到通过对显现的失衡的调节使得在位置，尤其是垂直位置之间的速率偏差非常小。

还在持续振荡上确定了该增益，即装配擒纵机构的擒纵叉之后的标准功能。在失衡和惯性调节的最终状态上的该零件上实施的计时测量表现出非常好的性能，在小于1秒/天的垂直位置之间具有最大速率偏差，且如下表格的指示的，在六个位置之间的最大速率偏差仅为3秒/天，这是非常出出色的。

位置	CH	FH	3H	6H	9H	12H
							速率[秒/天]	+3	+2	0	0	0	0
振幅[°]	283	294	225	235	238	248

通过自由振荡得到的增益还发现于持续振荡，并且因此发现于当计时器被使用者佩戴在手腕上时。

还可能通过修正所配置的配重块的位置而简单地调节平衡器的平衡(假设该平衡器设置有该配重块)，该配重块用于调节平衡器上的惯性。事实上，能够径向平移这些配重块。因此由配重块平移造成的失衡等于配重块的质量乘以其平移距离。可校正的失衡最大值取决于配重块的质量和行程。而且，如果平衡器仅具有两个配重块，仅可在对应于连接两个配重块的直径的一个方向上修正失衡。更通常的，且不论配重块的数目，仅可能在配重块重心平移的方向上修正失衡。在典型的平衡器上，可估算出调节范围至少为20μg.cm，这完全足够用于在单一平衡器上实施第一平衡之后校正残余失衡。

图7示出了仅仅设置两个配重块的平衡器的影响，两个配重块被安置为彼此相隔180°。如图4所示，围绕失衡值的圈表示测量误差估算。通过沿其凸榫平移配重块，能够精确地在该方向上修正了失衡。调节的范围典型地为围绕原点值的±10μg.cm。

显而易见地，装配有三个或多个配重块的平衡器能够几乎完美地校正显现的失衡。图8和9示出了设置有不同质量的两对配重块(每对两个)的平衡器的实施例，每对被面对面设置。显现于初始状态的失衡(图8)为8.8μg.cm。用仅考虑沿径向方向的质量线性移动的第一近似计算，要应用的总校正已被估算为：在0.7转旋转时以使配重块位于机芯的3时方向上、在0.07转以使配重块位于6时、-0.7转以使配重块位于9时和-0.07转以使配重块位于12时。显现的失衡在校正为0.6μg.cm(图9)之后重新表示出明显的改善，这在根据振幅速率测量上清晰可见。

如果仅希望调节游丝平衡器的失衡，特别注意应当抑制组件惯性的明显修正，以不修正机芯的速率。可选地，在共同操作时还可能调节机芯速率和游丝平衡器的失衡。需要时，例如如果初始失衡水平增加时还可能多次重复测量和校正过程。

失衡特征为通过消除平衡器失衡特征的振荡器修正具有最小会标准的结果，对于不同的振幅，该标准代表了数据偏差的积累，而该数据表示在振荡器不同位置上的平衡器振荡周期。

还可考虑如下过程以精确地校正显现的失衡：

-单一平衡器的平衡；

-装配在机芯上游丝的驱动；

-根据振幅(例如自由振荡)测量转运，以确定显现的失衡和/或平均振荡频率和/或平均速率。

-例如通过如下方式设定频率和/或失衡校正：

-通过取下材料；

-通过添加材料；

-通过移动材料，例如配重块；

-通过移动配重块而不修正惯性以进行校正。

本发明还涉及通过实施根据本发明的调节方法来得到的平衡器或游丝-平衡器振荡器。

本发明还涉及一种机芯，其包括这种游丝-平衡器振荡器。

本发明最后涉及钟表零件，尤其是手表，包括这种机芯或这种平衡器或这种游丝-平衡器振荡器。

在实施方式的变形中，确定失衡特征的方法包括步骤160或161，该步骤包括接下来在图12中描述的子步骤。

在第一子步骤310中，使振荡器振荡运动，振荡器可以通过例如取下机芯的擒纵叉，或将游丝-平衡器振荡器装配到够使其自由振荡的支撑件上而自由地振荡，。

在可选的第二子步骤320中，停止持续振荡。

在实施方式的变形中，确定失衡特征的方法包括步骤170或171，该步骤包括接下来描述的子步骤。在第三子步骤330中，测量表示周期的数据，同时振荡器的振荡运动的振幅减小。

换句话说，将振荡器安置在自由振荡模式中，然后测量表示周期的数据，同时振荡器的振荡运动的振幅减小。

所述方法可包括测量振荡运动的振幅的步骤。如同振荡周期的测量，该振幅的测量能够通过光学测量仪器实施。

在规律的时间间隔上实施周期和/或振幅的测量步骤。而且，在每个时间步骤中，确定与该周期相关联的振荡周期和/或振荡振幅。

可选地，可在规则的或设定的振幅间隔上实施周期测量步骤。而且，尤其利用仪器观察到振荡振幅的降低，且当达到周期将被确定的振幅时，该周期被测量。

在本文件中，将“速率”理解为机芯或钟表零件的即时速率，即在观测瞬间的速率。由此推导出日速率，其为由24小时的间隔分隔的两个时钟零件状态之间的偏差(换句话说，在24小时准确分隔的两个瞬间之间的时钟零件的显示偏差)，同时假设即时速率不在24小时期间内修正。

Claims (16)

1.一种确定游丝(5)-平衡器(4)振荡器(3)的失衡特征的方法，尤其是一种计算游丝(5)-平衡器(4)振荡器(3)的失衡特征的方法，所述游丝(5)-平衡器(4)振荡器(3)尤其是被设计为装配在钟表机芯(2)上的游丝平衡器(4)振荡器(3)，所述方法至少包括如下步骤：

-使游丝-平衡器振荡器在至少两个振幅上进行振荡运动，

-对于各个振幅和振荡器的至少两个位置，确定表示振荡器振荡周期的数据，

-使用来自前一步骤的数据，计算游丝-平衡器振荡器的失衡特征。

2.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，代表振荡器振荡周期的数据的确定步骤包括测量步骤，尤其是在自由振荡中执行的测量步骤。

3.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法首先包括如下步骤：

-拆下机芯的擒纵机构，或将振荡器装配在允许振荡器自由振荡的支撑件上，所述擒纵机构尤其是擒纵叉。

4.根据前述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，所述数据使用步骤包括根据公式计算失衡特征的步骤，所述公式包含确定步骤中确定的数据。

5.根据前述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，所述确定步骤包括在振幅范围内执行测量的步骤，所述振幅范围的极端振幅水平间隔30°，优选地间隔50°，更优选地间隔100°，所述振幅范围的极端振幅水平在位于220°两侧的至少两个振幅值处，振幅被包括在[200°；280°]区间内，优选地在[150°；280°]区间，更优选地还被包括在[100°；300°]区间。

6.根据前述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，振荡器的至少两个位置为振荡器的振荡轴水平或基本水平的位置。

7.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，振荡器的至少两个位置为振荡器的定向相差90°或大于90°的位置。

8.根据前述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，振荡器的至少两个位置包括机芯的四个位置，在该四个位置中，振荡器的振荡轴是水平的或基本水平的，且机芯的定向被此间隔90°，振荡器的至少两个位置尤其包括机芯的四个时钟垂直位置。

9.根据前述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，使用如下三个公式中的一个或多个来计算失衡特征：

$\mathrm{bx}=\frac{I\·{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2}{2\·86400\·g}\·\frac{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(3H\left(\mathrm{\θ}\right)-9H\left(\mathrm{\θ}\right)\mathrm{})}{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\right)}^2}$

$\mathrm{by}=\frac{I\·{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2}{2\·86400\·g}\·\frac{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(6H\left(\mathrm{\θ}\right)-12H\left(\mathrm{\θ}\right)\mathrm{})}{\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\right)}^2}$

$b=\sqrt{{\mathrm{bx}}^2+{\mathrm{by}}^2}=\frac{I\·{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2\·\sqrt{{(\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(3H\left(\mathrm{\θ}\right)-9H\left(\mathrm{\θ}\right)))}^2+{(\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\·(6H\left(\mathrm{\θ}\right)-12H\left(\mathrm{\θ}\right)))}^2}}{2\·86400\·g\·\underset{\mathrm{\θ}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{J_1\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\θ}}\right)}^2}$

其中：

b：失衡向量的范数，

bx：沿x轴的失衡向量分量，

by：沿y轴的失衡向量分量，

I：平衡器惯性，

J1：1阶贝塞尔函数，

θ：以[rad]表示的振荡运动的振幅，

3H(θ)，6H(θ)，9H(θ)和12H(θ)：在振荡器的四个时钟垂直位置中的速率值(例如以秒每天表达)，

轴x和y对应于9时方向和12时方向。

10.根据前述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，所述失衡特征包括或包含：

-平衡器的失衡质量和失衡位置，或

-通过其范数和其方向表达的失衡向量。

11.根据前述权利要求其中之一项所述的方法，使游丝-平衡器振荡器运动的步骤包括如下步骤：

-使振荡器振荡运动，

-停止持续振荡，

并且，确定表示振荡器的振荡周期数据的步骤包括如下子步骤：

-测量代表周期的数据，同时减小的振荡器振荡运动的振幅。

12.根据前述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括测量振荡运动的振幅的步骤。

13.一种调节游丝(5)-振荡器(4)平衡器(3)的方法，其包括确定根据前述权利要求其中之一项所述的确定振荡器失衡特征的阶段，以及修正平衡器以消除平衡器的全部或部分失衡的步骤。

14.一种平衡器(4)或游丝-平衡器振荡器(3)，其通过实施根据前述权利要求所述的调节方法而获得。

15.一种机芯(2)，其包括根据前述权利要求所述的游丝平衡器振荡器。

16.一种钟表零件(1)，尤其是手表零件(1)，包括根据前述权利要求所述的机芯或根据权利要求14所述的平衡器或游丝-平衡器振荡器。