DE2245723C3 - Verfahren zur Prüfung eines Uhrwerks und Meßvorrichtung zur Durchführung desselben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung eines Uhrwerks, wobei dem Gang entsprechend erzeugte periodische Signale sowie eventuelle Störsignale aufgenommen und mit Referenz-Signalen verglichen werden.

Zur Messung des momentanen Ganges von Uhren ist es bereits bekannt, während einer oder einer geringen Anzahl von Perioden der Unruhschwingung der Uhr, die Perioden eines verhältnismäßig hochfrequenten stabilen Referenzoszillators auszuzählen (schweizerische Patentschrift 4 40 150). Das Zählergebnis ist ein Maß für die Periode der Unruhschwingung, bzw. die Ganggenauigkeit der Uhr. Die Impulse zur Steuerung der Meßvorrichtung erzeugt ein Mikrophon,

*u welches an die zu messende Uhr angelegt wird und welches die charakteristischen Geräusche der Hemmung, des Uhrwerks in periodische, elektrische Signale umwandelt. Bei solchen Geräten gelangen jedoch nicht nur die erwünschten periodischen Signale, die den Geräuschen der Hemmung entsprechen, an den Eingang des Meßgerätes, sondern es können Störgeräusche und entsprechende Impulse auftreten, welche vom Meßgerät als korrekte Impulse berücksichtigt werden und damit das Meßresultat verfälschen.

Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, eine einfache und wirksame Methode zur Unterscheidung periodischer und aperiodischer Eingangssignale und damit die Ausscheidung verfälschter Ergebnisse zu erzielen bzw. deren Anzeige zu verhindern. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man während einer bestimmten Anzahl von durch die Signale bestimmten Perioden die Referenzimpulse zählt und die während einer gleichen Anzahl von Perioden gezählten Referenzimpulse hiervon subtrahiert, und daß man nur im Falle eines Zählergebnisses von Null oder annähernd Null, d. h. im Falle des Eintreffens periodischer Signale, eine Messung und Anzeige des Ganges vornimmt. Damit werden Fehlmessungen und insbesondere Fehlanzeigen ausgeschlossen.

Es sind zwar an sich reversible Zähler bekannt, welche Impulse zur Bildung von Differenzen wahlweise ein- und auszuzählen gestatten (Electronics for

Measurement AnalysicComputation, Hewlett Packard Katalog 1969, S. 618, 619, 630, 631). Damit war aber nicht ein Weg vorgezeichnet, wie be" der Prüfung von Uhrwerken der Eingang periodischer, wirklich vom Gang der Uhr herrührender Signale überprüft und damit Fehlanzeigen vermieden werden können.

Es ist auch bekannt, aufgezeichnete Signale durch Differenzbildung miteinander zu vergleichen (deutsche Offenlegungsschrift 14 98 056 und deutsche Offenlegungsschrift 15 48 555). Aber auch daraus war keine Lehre für die Ermittlung periodischer Signale bei der Prüfung von Uhrwerken und die Ausscheidung bzw. Vermeidung von Fehlanzeigen abzuleiten.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts darstellt.

Fig. i zeigt ein Schaitschema des Geräis und

Fig. 2 zeigt verschiedene im Gerät auftretende Signale.

Das Gerät weist einen elektro-akustischen Wandler 1, *o beispielsweise ein piezoelektrisches Mikrophon, auf, welches in bekannter nicht näher dargestellten Weise an eine Uhr angelegt ist. Das Mikrophon erzeugt periodische Geräusch-Signale gemäß Diagramm C in Fig. 2. Diese Signale werden in einem Verstärker 2 »5 mit Impulsformer in eine saubere rechteckige Form gebracht und gelangen dann an einen Synchronisationskreis 3, in welchem die Vorderflanken der impulse 15 durch Referenzimpulse eines stabilen Referenzoszillators 4 synchronisiert werden. Die Frequenz 3^u des Oszillators 4 ist erheblich höher als die zu messende Schwingungsfrequenz der Unruh. Das Ausgangssigna! des Synchronisationskreises 3 gelangt an den Eingang eines zweistufigen Frequenzteilers, dessen Stufen 5 und 6 je ein Teilverhältnis von 2 aufweisen.

Die in Fig. 2 mit A und B bezeichneten Ausgangssignale der Teilerstufen 5 und 6 gelangen an Eingänge eines Steuerstromkreises 7, welcher in unten beschriebener Weise digitale Zähler 8 und 9 steuert. Zwischenergebnisse des Zählers 9 können in einem Gedächtnis 10 gespeichert und gesondert zur Anzeige gebracht werden.

Eine Weiche 11 gestattet die wahlweise Anzeige, beispielsweise des Gangs der Uhr, der Amplitude der Unruh und der Symmetrie der Schwingung. Ein Kornplementärkreis 12 kann zur Umformung der Meliergebnisse der Zähler 8 und 9 zur Anzeige dienen.

Ein weiterer Speicher 13 dient der Speicherung der zur Anzeige zu bringenden Größen, die zu gegebener Zeit an die Anzeigeeinheit 14 durchgeleilet werden 5<? können. Die dargestellte Schaltung arbeitet wie folgt:

Wie erwähnt, erzeugt das Mikrophon 1 elektrische Signale C, die den Geräuschimpulsen der Hemmung des Uhrwerks entsprechen. Diese Impulse werden im Verstärker 2 geformt und im Kreis 3 mit der Schwingung des Oszillators 4 synchronisiert. Am Ausgang des Kreises 3 erscheint das die Messung steuernde Ausgangssignal 15. Dieses auch mit M bezeichnete Signal wird in den Teilerstufen 5 und 6 je durch 2 dividiert, woraus die Signale A und B resultieren. In Abhängigkeit dieser Signale wird der Zähler 9 über den Steuerstromkreis 7 derart gesteuert, daß vom Oszillator 4 an den Eingang des Zählers 9 gelangende Referenzimpulse während eines ersten Zeitraums ti bis ti±\, welcher Zeitraum einer ersten Halbperiode ^S5 der Unruh entspricht, addiert, dann während einer weiteren vollen Periode von f<+i bis tuz> welche den zwei folgenden Halbperioden der Unruhschwingung entsprechen, subtrahiert und schließlich in einem vierten Zeitraum zwischen /j+3 bis r_i+4, welcher einer vierten Halbschwingung der Unruh entspricht, wiederum addiert. Erfolgt die Steuerung des Zählers durch ein periodisches Signal, wie es normalerweise durch die Geräusche der Uhr erzejgt wird, so wird das totale Zählergebnis Null, oder annähernd Null betragen. Trifft jedoch während dieser Messung ein Störimpuls ein, welcher gleich wirkt, wie ein normaler Impuls, so erfolgt die Addition und Subtraktion der Referenzimpulse nicht mehr in gleichen Zeiträumen, so daß das totale Zählergebnis erheblich von Null abweichen wird. Der Endzustand des Zählers 9 wird also immer darüber Aufschluß geben, ob während des ganzen Meßzyklus ein periodisches oder ein aperiodisches Signal eingetroffen ist.

Wird durch ein Zählergebnis von Null oder annähernd Null der Empfang eines periodischen Signals während des Meßzyklus bestätigt, wo wird das Zählergebnis des Zählers 8, welcher während des ganzen Meßzyklus, d. h., vom Zeitpunkt ti bis zum Zeitpunkt fj*4 dauernd Referenzimpulse des Oszillators 4 addiert hat, über die Kreise 11 bis 13 an die Anzeigeeinheit 14 übertragen. Dieses Zählergebnis, das der Dauer von zwei Perioden der Unruhschwingung entspricht, stellt ein Maß für die Gangabweichung der Uhr dar. Im Komplementärkreis 12 kann das Zählergebnis des Zählers 8 von einem festen Nominalwert subtrahiert werden, womit in Form einer Differenz direkt die Gangabweichung im einen oder anderen Sinne angezeigt wird.

Weicht dagegen der Stand des Zählers 9 am Schluß eines Meßzyklus erheblich von Null ab, so bedeutet dies, daß während dieses Zyklus ein aperiodischer Störimpuls eingetroffen ist, und die Schaltung ist so ausgelegt, daß in diesem Falle das im Zähler 8 enthaltene Ergebnis nicht weitergeleitet, sondern augenblicklich gelöscht wird und daß automatisch ein neuer Meßzyklus veranlaßt wird, nachdem auch der Zähler 9 auf Null gestellt worden ist. Die Schaltung kann so ausgelegt sein, daß automatisch immer wieder neue Meßzyklen eingeleitet werden, solange der Zähler 9 nicht am Schluß eines dieser Zyklen praktisch auf Null läuft und somit das Meßresultat zur Anzeige 14 übertragen wird.

In einer zweiten Stellung des angedeuteten Steuerschalters der Weiche 11, kann die Schaltung, insbesondere der Steuerstromkreis 7 so eingestellt sein, daß das Zwischenresultat des Zählers 9 nach erfolgter Zählung von Referenzimpulsen während des Zeitraums ti bis /U2 in den Speicher 10 übertragen und zur Anzeige gebracht wird. Dieses Zwischenresultat entspricht der Addition von Impulsen während einer Halbperiode der Unruhschwingung und der Subtraktion von Referenzimpulsen während der anschließenden HaIbschwingung der Unruh. Beträgt das Zählergebnis Null, so bedeutet dies eine symmetrische Schwingung, d. h., die Hemmungsgeräusche und damit die Antriebsimpulse treten symmetrisch in bezug auf die Unruhschwingung auf. Es ist damit eine weitere wesentliche Kontrolle der Qualität der fertiggestellten Uhr möglich.

In einer weiteren Einstellung bzw. Ausführung des Geräts, kann auch die Amplitude der Unruh überpiüft werden, indem nämlich, nur während der Dauer eines Impulses, d. h. also beispielsweise im Intervall von Z₁ bis Si Referenzimpulse in den Zähler 8 eingezählt werden. Die Länge dieser Impulse bzw. die eingezählte Zahl von Referenzimpulsen, ist umgekehrt propor-

tional der Unruhamplitude, so daß die eingezahlte Zahl von Referenzimpulsen ein Mai3 für die Amplitude darstellt. Auch in diesem Falle kann eine Umwandlung im Kreis 12 erfolgen, um eine direkte Anzeige in der Amplitude entsprechenden Werten zu erzielen.

In einer Ausführungsvariante könnten an Stelle der digitalen Zähler 8 und 9 analoge Zähler, beispielsweise

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Kondensatoren vorgesehen sein, die während bestimmter Zeiträume geladen bzw. abwechslungsweisc geladen und entladen werden und deren Ladungszustand am Schluß eines Meßzyklus einem Meßwert entspricht, bzw. Aufschluß darüber erteilt, ob das während des Meßzyklus empfangene Signal periodisch oder aperiodisch war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Prüfung eines Uhrwerks, wobei dem Gang entsprechend erzeugte periodische Signale sowie eventuelle Störsignale aufgenommen und mit Referenzsignalen verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man während einer bestimmten Anzahl von durch die Signale bestimmten Perioden die Referenzimpulse zählt und die während einer gleichen Anzahl von Perioden gezählten Referenzimpulse hiervon subtrahiert, und daß man nur im Falle eines Zählergebnisses von Null oder annähernd Null, d. h. im Falle des Eintreffens periodischer Signale, eine Messung und Anzeige des Ganges vornimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Signale von einer Schallquelle, z. B. der Hemmung des Uhrwerks ableitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man von den während eines Zaitraums, welcher zwei Halbperioden der Unruhschwingung entspricht, gezählten Referenzimpulsen die Anzahl der Referenzimpulse subtrahiert, die während eines gleichlangen anderen Zeitraums registriert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man von den während eines Zeitraums, welcher einer ersten Halbperiode der Unruhschwingung entspricht, gezählten Referenzimpulsen die während zweier aufeinanderfolgender Halbperioden gezählten Impulse subtrahiert und schließlich die während einer vierten Halbperiode gezählten Impulse hinzu addiert.

5. Meßvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen I bis 4, gekennzeichnet durch einen Zähler (9) und einen Steuerstromkreis (7) für den Zähler, wobei der Zähler (9) so gesteuert wird, daß sein Zustand jeweils während entsprechender durch die zu messenden Eingangssignale bestimmten Zeiträume in entgegengesetztem Sinne verändert wird, derart, daß der Zähler bei periodischem Eingangssignal in seinen Ausgangszustand zurückkehrt, während sein Endzustand bei aperiodischem Eingangssignal vom Ausgangszustand abweicht, und durch Anzeigemittel (14), die bei Rückkehr des Zählers in seinen Ausgangszustand oder annähernd in seinen Ausgangszustand zur Anzeige des momentanen Ganges wirksam sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Frequenzteiler (5, 6), welchem die Signale zugeführt weiden und dessen Ausgangssignale dem Steuerstromkreis (7) zur Bestimmung der Zählzeiträume zugeführt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen zweiten Zähler (8), zur Summierung eines Meßresultats, z. B. zur Zählung von Referenzimpulsen, während einer ganzen Zahl von durch Eingangssignale bestimmten Perioden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch einen Speicher (10) zur Speicherung von Zuständen des Zählers (9).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (9) während einer ersten Halbperiode zum Addieren, während einer folgenden Periode zum Subtrahieren und während einer letzten Halbperiode zum Addieren gesteuert wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstromkreis (7) nach erfolgter Addition während einer ersten Halbperiode und Subtraktion während einer zweiten Halbperiode eine Übertragung des Zählergebnisses in einen Speicher (10) steuert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (7) eine Zählung von Referenzimpulsen nur während der Dauer mindestens eines Impulses des Signals steuert, um die Amplitude einer Unruh zu messen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, gekennzeichnet durch eine Automatik zur selbsttätigen Durchsteuerung von Meßzyklen bis zur Ermittlung eines periodischen Eingangssignals, und zur nachfolgenden Anzeige des Meßergebnisses.