Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urzadze¬ nie do stabilizacji amplitudy wahadla zegarowego, zaopatrzone w polaczona z wahadlem przeslone z dwiema szczelinami, przerywajaca strumienie swiatla, padajace na elementy fotoelektryczne oraz 5 w uklad elektroniczny przetwarzajacy impulsy wy¬ twarzane przez elementy fotoelektrycznie na impulsy napedowe wahadla zegarowego.Dokladnosc dzialania precyzyjnego zegara wahad¬ lowego zalezy w duzej mierze od stabilnosci ampli- 10 tudy wahan, przy czym wskutek strat energii zwia¬ zanych z pokonywaniem oporów ruchu konieczne jest udzielanie wahadlu impulsów napedowych, umoz¬ liwiajacych utrzymanie stalej amplitudy.Znane dotychczas urzadzenia do stabilizacji am- 15 plitudy wahan dziela sie na mechaniczne i elektrycz¬ ne. Urzadzenia mechaniczne, które obciazajac waha¬ dlo, ograniczaja swobode jego ruchu i powoduja za¬ klócenia jego równomiernosci sa obecnie stosowane wylacznie w zegarach o mniejszej dokladnosci. 2o Równiez urzadzenia elektryczne, dzialajace na za¬ sadzie okresowego zamykania obwodu wyzwalaja¬ cego impulsy napedowe powoduja obciazenie me¬ chaniczne wahadla i zaklócenia jego ruchu.W celu czesciowego usuniecia tych wad zastoso- 25 wano ostatnio urzadzenia, w których wyzwalanie impulsów energetycznych nastepuje sposobem bez- stykowym, na przyklad przez przerywanie strumienia swiatla padajacego na element fotoelektryczny.Urzadzenia te sa jednak zwiazane z czasowymi ukla- 30 darni elektrycznymi sterujacymi poczatkiem i czasem trwania impulsu, wskutek czego ich zasadnicza wa¬ da jest stosunkowo niewielka dokladnosc zwiazana z mala dokladnoscia tych ukladów.Inna wada urzadzen tego rodzaju, na przyklad urza¬ dzenia wedlug patentu niemieckiego 1095212 jest sto¬ sunkowo znaczna ilosc przekazników oraz sterowa¬ nych nimi styków, a wiec elementów stosunkowo szybko • zuzywajacych sie i wplywajacych na nie¬ dokladnosc dzialania urzadzenia oraz powodujacych koniecznosc jego stalej konserwacji a takze zwiazana z dzialaniem przekaznika trudnosc symetrycznego ustawienia impulsu energetycznego w stosunku do polozenia równowagi stalej wahadla zwanego dalej zerowym.Powyzsze wady i niedogodnosci usuwa urzadzenia do stabilizacji amplitudy wahadla zegarowego „ we¬ dlug wynalazku, które zaopatrzone jest w polaczona z wahadlem przeslone z dwoma szczelinami lub in¬ nymi elementami optycznymi oswietlajacymi (na przyklad przez przepuszczenie lub odbicie promieni swietlnych) dwa elementy fotoelektryczne, sterujace praca ukladu elektronicznego wyzwalajacego impulsy energetyczne (napedowe).Szczeliny lub elementy optyczne sa przy tym tak ustawione wzgledem wahadla, ze polozenie jednego z nich odpowiada amplitudzie nominalnej, a polo¬ zenie drugiego okresla czas trwania impulsu ener¬ getycznego oraz jego usytuowanie wzgledem polo¬ zenia równowagi, przy czym sterowanymi tymi ele- 50833 I50833 mentami uklad elektroniczny powoduje udzielenie impulsu napedowego tylko w tym przypadku jezeli w czasie jednego pelnego okresu wahniecia zostanie przekazany tylko jeden impuls nadany przez ten element sterujacy, który odpowiada wielkosci ampli¬ tudy nominalnej.Wskutek tego impulsy napedowe nadawane sa na wahadlo tylko wtedy, gdy rzeczywista wartosc amplitudy jest mniejsza od amplitudy nominalnej, przy czym czas trwania tych impulsów oraz ich usy¬ tuowanie w stosunku do polozenia zerowego wa¬ hadla jest scisle okreslone wielkoscia i polozeniem drugiego elementu optycznego oswietlajacego drugi element fotoelektryczny. Dzieki temu uzyskuje sie mozliwosc samoczynnej regulacji nadawania impul- sów. nap^dowyeh-w-J^eznosci od amplitudy wahadla, rdgajaiii icl* wietócSii i rozmieszczenia w stosunku do polozenia wahadla! a takze calkowite wyelimino¬ wanie obciazenia mechanicznego wahadla.Wynltfa^e^I^t^w^Lladowo wyjasnioriy na rysun¬ ku, na którym Hcf. 1 przedstawia wahadlo z czescia optyczna urzadzenia w polozeniu równowagi stalej w widoku z przodu, fig. 2 — to samo wahadlo w wi¬ doku perspektywicznym, fig. 3 — wahadlo w polo¬ zeniu wyjsciowym, rig. 4 — wahadlo w polozeniu odpowiadajacym poczatkowi wytwarzanego pierw¬ szego optycznego impulsu sterujacego, fig. 5 — wa¬ hadlo w polozeniu odpowiadajacym drugiemu op¬ tycznemu impulsowi sterujacemu, fig. 6 — schemat blokowy czesci elektronicznej urzadzenia, a fig. 7 — przykladowy schemat elektryczny tej czesci urza¬ dzenia. / Urzadzenie do stabilizacji amplitudy wahadla ze¬ garowego wedlug wynalazku, sklada sie z dwóch za¬ sadniczych czesci: z czesci optycznej, zwiazanej bez¬ posrednio z wahadlem oraz ze sterowanej nia czesci elektronicznej nadajacej impulsy energetyczna (na¬ pedowe) na wahadlo.Czesc optyczna urzadzenia sklada sie z przeslony 2, polaczonej sztywno z wahadlem 1 zegara i zaopa¬ trzonej w dwie szczeliny 3 i 4 lub inne elementy optyczne (na przyklad zwierciadla) oraz z dwóch wspólpracujacych z nimi ukladów fótoelektrycznych.Jeden z tych ukladów sklada sie z zródla swiatla 5 oraz z elementu fotoelekrycznego 6, wspólpracujace¬ go ze szczelina (lub elementem optycznym) 3, a dru¬ gi ze zródla swiatla 5 i z elementu fotoelektryczne- go 7 wspólpracujacego ze szczelina 4 (lub elemen¬ tem optycznym).Elementy fotoelektryczne 6 i 7 sa ustawione w pun¬ ktach przeciecia torów elementów optycznych 3 i 4 z osia polozenia równowagi stalej wahadla 1, nato¬ miast zródla swiatla 5 w ten sposób, ze emitowane przez nie promienie swietlne sa prostopadle do plasz¬ czyzny ruchu przeslony 2 i oswietlaja elementy 6 i 7 przez szczeliny 3 i 4 (fig. 2).Szczelina 3 jest tak umieszczona w przeslonie 2 zwiazanej z wahadlem, ze jej krawedz zewnetrzna odpowiada amplitudzie nominalnej $0 wahadla (am¬ plitudzie zalozonej) a krawedz' wewnetrzna minimal¬ nej amplitudzie $m, przy której zaczyna dzialac uklad elektroniczny. Natomiast szczelina 4 jest tak umieszczona w przeslonie 2, ze jej obydwie krawe¬ dzie odpowiadaja polozeniom wahadla, w którym rozpoczyna sie i konczy ^nadawanie, impulsu energe¬ tycznego.Z wahadlem 1 jest zwiazana zwora 14, wspólpra¬ cujaca z elektromagnetycznym urzadzeniem nape- 5 dowym 13, sluzacym do nadawania wahadlu impul¬ sów energetycznych.Uklad elektroniczny (fig. 6), sluzacy do sterowania nadawaniem tych impulsów sklada sie z opisanych poprzednio elementów fótoelektrycznych 6, 7, 10 z wzmacniaczy 8 i 9, sluzacych do wzmacniania im¬ pulsów wytwarzanych , przez fotoelementy 6 i 7, z przerzutnika bistabilnego 10, z wejsciem wlaczo¬ nym na wzmacniacz 8, a wyjsciem na uklad bram¬ kowy 11, do którego jest równoczesnie doprowa- 16 dzone wyjscie wzmacniacza 9, z wzmacniacza 12 im¬ pulsu sterujacego elektromagnesem napedowym 13 sprzezonym zwrotnie z przerzutnikiem 10.Budowe przykladowego rozwiazania ukladu elek¬ tronicznego przedstawionego na fig. 7 opisano po- 20 nizej. Wzmacniacze impulsów 8 i 9 stanowia dwu¬ stopniowe, tranzystorowe uklady wzmacniajace.Przerzutnik 10 o dwóch stanach stabilnych jest zbu¬ dowany w ukladzie symetrycznym bistabilnym na dwóch tranzystorach, przy czym elementem steruja- 25 cym praca przerzutnika to jest jego przejsciem z jed¬ nego stanu do drugiego jest wzmacniacz 8.Uklad bramkowy 11 stanowi funktor iloczynu lo¬ gicznego, realizowany przez diody. Jedno z jego wejsc jest polaczone z wyjsciem przerzutnika 10, na- 30 tomiast drugie — z wyjscieni wzmacniacza 9. Uklad ten ma równiez dwa stany stabilne, a mianowicie stan przewodzenia, w którym znajduje sie wtedy, gdy na obydwa wejscia sa podawane równoczesnie Impulsy sterujace i stan zatkania, wtedy gdy choc na jed- 35 nym z wejsc nie ma impulsu.Wzmacniacz impulsu energetycznego 12 stanowi typowy, dwustopniowy wzmacniacz mocy, zbudowa¬ ny na tranzystorach i obciazony elektromagnesem napedowym 13, oraz zaopatrzony w diode sluzaca do 40 tlumienia impulsów zwrotnych*/ Pozostalosci niecal¬ kowicie nieWytlumionych impulsów zwrotnych sa kierowane na wejscie przerzutnika 10 w celu spo¬ wodowania zmiany jego stanu po kazdym impulsie energetycznym nadanym na wahadlo. Wejscie wzmac- 45 niacza 12 jest polaczone z wyjsciem Ukladu bram kowego 11.Dzialanie opisanego wyzej urzadzenia do stabili¬ zacji amplitudy wahadla zegarowego wedlug wy¬ nalazku opisano ponizej. 50 W celu uruchomienia urzadzenia wahadlo wychyla sie w polozenie $a mniejsze od zadanej amplitudy nominalnej $0, a nieco wieksze od amplitudy mi¬ nimalnej $m, przy której nastepuje zadzialanie cze¬ sci elektronicznej urzadzenia. W tym polozeniu (fig. 55 3) — obydwa elementy fotoelektryczne 6 i 7 sa prze¬ sloniete przeslona 2. W czasie ruchu wahadla w kie¬ runku polozenia równowagi w polozeniu przed¬ stawionym na fig. 4, w którym wahadlo wychylone a jest o kat -* odpowiadajacy koncowi impulsu ener¬ getycznego — szczelina 4 odslania element fotor elektryczny 7. Padajacy na ten element strumien swiatla emitowany przez zródlo 5, wytwarza prosto¬ katny impuls elektryczny, który zostaje wzmocriio- 66 ny przez wzmacniacz 9 i podany na jedno z wejsc50888 ukladu bramkowego 11. Uklad bramkowy U po¬ zostaje jednak w stanie nieprzewodzeniar gdyz drugie jego wejscie nie jest wzbudzone, przerzutnik 10 znajduje sie bowiem w stanie wyjsciowym, nie- przewodzacym. B Impuls nadawany na jedno z wejsc ukladu bram¬ kowego 11 trwa tak dlugo, dopóki element fotoelek- tryczny 7 oswietlany jest przez szczeline 4, a wiec w czasie odpowiadajacym katowi a.Po wychyleniu sie wahadla o kat ^ w druga strone 10 obydwa elementy fotoelektryczne 6 i 7 sa zasloniete przeslona 2, az do polozenia (fig. 5), w którym szcze¬ lina 3 odslania i oswietla element fotoelektryczny 6, który wytwarza impuls prostokatny wzmocniony 15 nastepnie przez wzmacnacz 8 i podany na wejscie przerzutnika 10, powodujac zmiane stanu tego prze- rzutnika 10 na przewodzacy.Poniewaz wahadlo zostalo wychylone wstepnie o amplitude $a, wiec i jego wychylenie w strone 2a przeciwna nie przekracza wartosci tego kata, wobec czego pelnemu okresowi ruchu wahadla odpowiada tylko jednokrotne odsloniecie elementu fotoelek- trycznego 6 przez szczeline 3. W powrotnym ruchu wahadla po przekroczeniu wychylenia $m, zanika 25 przy tym impuls wytwarzany przez element foto¬ elektryczny 6f a przy wychyleniu odpowiadajacym a L katowi tt szczelina 4 odslania i oswietla element fotoelektryczny7. 80 Ponowny impuls wytworzony przez ten element 7 i wzmocniony przez wzmacniacz 9 jest dostarczony na wejscie ukladu bramkowego U, poniewaz jednak drugie wejscie ukladu bramkowego U zostalo uprzednio wzbudzone przez przerzutnik 10, znajdu- 85 jacy sie w stanie przewodzenia — ten ponowny im¬ puls jest przewodzony przez uklad bramkowy 11, a nastepnie zostaje wzmocniony przez wzmacniacz 12, powodujac zadzialanie elektromagnesu 13.Elektromagnes 13 przyciaga zwore 14 polaczona 4Q z wahadlem 1 i udziela mu impulsu napedowego.Czas trwania tego impulsu i jego rozmieszczenie w stosunku do polozenia równowagi wahadla jest przy tym okreslone wielkoscia i rozmieszczeniem, szczeliny 4 w przeslonie2. 4fi W polozeniu wahadla przedstawionym na fig. 4, w którym impuls przewodzony przez uklad bramko¬ wy 11 konczy sie wskutek przesloniecia elementu fotoelektrycznego 7 — w obwodzie elektromagnesu powstaje wskutek jego indukcyjnosci impuls zwrot- B0 ny, czesciowo tlumiony przez diode w obwodzie wzmacniacza 12, a czesciowo przekazywany na wej¬ scie przerzutnika 10 i powodujacy zmiane jego stanu na nieprzewodzacy (zatkany). W ten sposób uklad wraca do polozenia wyjsciowego. 55 W przypadku, gdy wskutek nadania impulsu ener¬ getycznegojajnolituda wahadla wzrosnie ponad war¬ tosc nominale $9, to* jednemu okresowi jego ruchu bedzie odpowiadalo dwukrotne odsloniecie elementu fotoelektrycznego 6 przez szczeline 3 i dwa naste¬ pujace bezposrednio po sobie impulsy wytworzo¬ nych przez ten element 6. Impulsy te podawane przez wzmacniacz 8 na wejscie przerzutnika 10, spo¬ woduja dwie kolejne, bezposrednio po sobie naste¬ pujace zmiany stanu tego przerzutnika, sprowadza¬ jac go z powrotem w stan nieprzewodzenia. Wsku¬ tek tego impulsy wytwarzane przez element foto¬ elektryczny 7 w chwili odsloniecia go*przez szczeline 4 nie spowoduja otwarcia ukladu bramkowego 11, a tym samym zadzialania elektromagnesu 13.Ponowne zadzialanie elektromagnesu 13 nastapi dopiero wtedy, gdy amplituda wahan wahadla spad¬ nie ponizej wartosci $o, przy której kazdemu okre¬ sowi wahadla odpowiada jedno tylko odsloniecie elementu fotoelektrycznego 6 przez szczeline 3.Urzadzenie do stabilizacji amplitudy wahadla ze¬ garowego wedlug wynalazku' moze znalezc zastoso¬ wanie zwlaszcza do dokladnych urzadzen zegaro¬ wych w centralach czasu, * PL