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Verfahren zur direkten Anzeige des Uhrenganges Alle bisher bekanntge«-ordenen
Geräte zur Gangkontrolle von Uhren lassen sich im wesentlichen drei verschiedenen
Verfahren zuordnen: a) Bei dem Koinzidenzverfahren werden die Schläge der zu untersuchenden
Uhr (X-Uhr) mit den Schlägen einer Uhr bekannten Gangs (_V-Uhr) verglichen. Die
Periodendauer zwischen zwei Schlagkoinzidenzen ist dann ein Maß für den Gang der
X-Uhr, wobei unter dem Gang einer Uhr im nachfolgenden ihre Zeitabweichung von der
wahren Zeit in a1 Stunden verstanden sei.
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b) Nach einem Stroboskopverfahren wird die Unruhspeiche der X-Uhr
mit Lichtblitzen beleuchtet, die von den Schlägen einer N-Uhr abgeleitet sind oder
umgekehrt. Ein Wandern des Stroboskopbildes erlaubt Rückschlüsse auf den Gang der
X-Uhr.
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Ein anderes Stroboskopverfahren arbeitet mit einer rotierenden Scheibe
bekannter Drehzahl und wird mit Lichtblitzen beleuchtet, die von den Schlägen der
X-Uhr abgeleitet sind. Auch sind Verfahren mit rotierender Strohoskoplichtquelle
bekanntgeworden. Jeweils läßt die scheinbare Wanderungsgeschwindigkeit der rotierenden
Bezugl>unkte Rückschlüsse auf den Gangwert der zu untersuchenden Uhr zu.
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c) Es sind registrierende Gangkontrollgeräte verschiedener Konstruktion
bekanntgeworden, denen 'allen gemeinsam ist, daß der Gang der registrierten Uhr
aus dem Neigungswinkel der aufgezeichneten Kurve bestimmt werden muß.
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Allen Geräten, die nach einem der beschriebenen Verfahren arbeiten,
ist gemeinsam, daß der interessierende Wert des Uhrengangs erst eine gewisse Zeit
nach Meßbeginn zur Verfügung steht. Der einzige bisher bekanntgewordene Versuch,
ein direkt anzeigendes Gangkontrollgerät zu schaffen, arbeitet nach folgendem Prinzip:
X-Uhr und N-Uhr schalten die Ladeströme von zwei gleichen Kondensatoren; erster
Schlag der X-Uhr schaltet den Ladestrom des ersten Kondensators ein, erster Schlag
der N-Uhr schaltet ,ihn aus, dritter Schlag der X-Uhr schaltet den Ladestrom des
zweiten Kondensators
ein, dritter Schlag der N-Uhr schaltet ihn
aus. Besteht ein Gangunterschied zwischen den beiden Uhren, ist der Abstand der
dritten Schläge etwas verschieden von dem der ersten Schläge. Das bedeutet eine
Ladungsdifferenz der beiden Kondensatoren, die in einer Meßanordnung zur Anzeige
gebracht wird. Der genaue Wert ist in weniger als r sec ablesbar. Dieses Verfahren
bedingt beträchtlichen Geräteaufwand; daneben besteht der Nachteil, daß Gangschwankungen
der IV-Uhr, wie sie während eines Zugfederablaufs unvermeidlich sind, in das Meßergebnis
eingehen und dieses verfälschen.
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Um ein Gerät mit direkterAblesbarkeit des Gangwerts zu erhalten, das
die aufgezeigten Nachteile der bisher bekannten Verfahren vermeidet, wird gemäß
der Erfindung eine harmonische Oberwelle der Schlagfrequenz aus dem stark oberwellenhalt.igen
Schlagimpuls der X-Uhr mit einem aktiven oder passiven Frequenznormal bekannter
Frequenz zum Vergleich gebracht. Der erhaltene Frequenzvergleichswert ermöglicht
die Gangbestimmung der X-Uh r.
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In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung mit aktivem Frequenznormal
verwandelt eine gittergesteuerte Gasentladungsröhre die von einem Mikrophon aufgenommenen
und in einem Verstärker verstärkten X-Uhr-Schläge in periodische Spannungsimpulse
und bringt eine durch Filter von den benachbarten Harmonischen befreite Oberwelle
der gewonnenen Spannungsimpulse n - f, mit einer Normalfrequenz f" zur Überlagerung.
Die Normalfrequenz ist gleich dem Sollwert n - f, einer Uhr ohne Gangabweichung.
Die erhaltene Differenzfrequenz kann mit einem direkt anzeigenden Frequenzmesser
abgelesen werden und ist proportional dem Gang der X-Uhr. Als Beispiel sei eine
Normalfrequenz f" = 8640o Hz angenommen. Dann bedeutet eine Differenzfrequenz von
r Hz eine Gangabweichung von r sec/Tag. Jedoch läßt sich aus dem Wert der Differenzfrequenz
allein die Richtung der Gangabweichung nicht erkennen. Deshalb wird die Normalfrequenz
um ein geringes über oder unter (lern Sollwert der vervielfachten Schlagfrequenz
gewählt. Beispielsweise sei n # f, = 86 4oo Hz, f" = 86 ooo Hz, dann bildet sich
eine Differenzfrequenz von 4oo Hz, die der Gangabweichung O entspricht. Eine Differenzfrequenz
von 420 Hz würde eine augenblickliche Gangabweichung von 20 sec/Tag bedeuten. Ganz
allgemein gilt:
Darin bedeutet A= Gangabweichung /Tag in sec, kann positiv oder negativ werden;
f,'= Schlagfrequenz einer richtig gehenden Uhr in Hz. Eine andere Ausführungsform
gewinnt auf dem oben beschriebenen Weg von der X-Uhr abgeleitete Spannungsimpulse.
Ein elektrisches, piezo-elektrisches oder elektromechanisches Filter, dessen Bandbreite
kleiner als die doppelte Impulsfrequenz sein muß, hat eine Resonanzfrequenz, die
von der zum Vergleich herangezogenen ii-ten Oberwelle der Schlagfrequenz einer richtig
gehenden Uhr so weit verschieden ist, daß die Frequenz n - f5. auf den ansteigenden
oder abfallenden :Ist der Filterresonanzkurve fällt. Das Filter liefert dann eine
Wechselspannung, deren Höhe nach Gleichrichtung an einem Spannungsanzeiger ablesbar
ist. Hat die X-Uhr Gangabweichung, ändert sich mit der Schlagfrequenz auch die Oberwelle
u - f, und damit der am Instrument erhaltene Spannungswert.
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Um Abfallfehler der X-Uhr hei den beschriebenen Ausführungsformen
feststellen zti können, kann man eine Schlagfolge aus dein ersten. dritten, fünften
usw. Schlag und danach eine solche aus dem zweiten, vierten, sechsten usw. Schlag
der X-Uhr zur Messung bilden. Erhaltene Meßdifferenzen weisen auf Abfallfehler der
Uhr. Das ''erfahren bedeutet eine Frequenzteilung 2 : i und läßt sich mit bekannten
Mitteln verwirklichen.
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Schließlich lassen sich die erhaltenen elektrischen Gangwerte mittels
eines Registriergeräts aufzeichnen. Man erhält dann Registrierstreifen; auf denen
der Gang der untersuchten Uhr auf einem Koordinatensystem direkt ablesbar ist. Das
Integral der von der Gangkurve eingeschlossenen Flächen über bz"-. unter der Abszisse
ist proportional der Zeitabweichung der X-Uhr innerhalb des registrierten Zeitraums.