（苏）ВНПипуныров 著   张遐龄 译

肖尔特电摆钟的经过史（续）

公元1905年，胡波—琼斯取得了特殊装置（“同步开关”）的专利权。公元1907年，这个装置得到了很大程度的完善（图1）。这里，擒纵机构已经消除了。

摆每次向左振动时，借助半锯齿形销钉的棘爪，带动棘轮K的一个新齿，而每次向右振动时，向右拨动这个轮的一个齿（沿指针方向）。在棘轮轴上固定有小杠杆B ，它随同棘轮一起转，经过一定时间接近锁键V，并且释放它。当在重力作用下，反向杠杆S的左端F落下时，辊子F将沿着固定在摆杆P上的斜面Q滚动，给摆传递冲量。杠杆S将左向转动，直到触点弹簧T 接触固定在铁的衔铁L上端的螺钉W为止。

当供给电磁铁的电池组电流通过绕组M1和M2、衔铁L、螺钉W、弹簧T、杠杆体S和通过柔性导线回到电池组负极，衔铁被吸引，抛掷曲柄杠杆S到原来位置，被锁键V锁住。在这之后，摆将转动齿轮K，直到小杠杆B重新移向锁键V，等等。

15次全振动后，摆得到冲量，如果是秒摆，则1分钟得到两次冲量。在电池组线路中串联着次级非极化钟，它的指针每半分钟转动一次，接入线路的钟的数量取决于电池组的电压。

斜面Q的尺寸和形状，以及同冲量辊F的相互配置，要考虑到：冲量是短时的、沿冲面的全长是均匀的和从开始到摆通过平衡位置都应是这样。这所以是必需的，是要使冲量不能对摆的振动周期产生影响。所有这些在"同步开关" 中都考虑到了，构成了装置的显著优点。

最后应该指出，在公元1895年，胡波—琼斯就已经发现了同步开关的基本原则，但成功的应用是在公元1905年，图1上所示的开关已经得到了一系列改造。这个开关的设计是完全令人满意的，为制造仅用电脉冲即可运行的钟创造了可能性.胡波—琼斯的开关（"开关群"）奠定了肖尔特制造装有自由摆和"工作"摆电钟工作的基础。

双摆电钟的发展   在19世纪中叶，天文台开始经历完善精密钟的需求，与此相联系的，制造装有自由擒纵机构的电摆钟问题已是更为迫切。这个问题吸引了许多发明家的注意，在65年的过程中，设想过许多自由擒纵机构摆钟的结构方案，为此，采用了机械和电机械办法。在所有这些早期设计方案中，有不少装置和零件在后来制造双摆天文钟时都利用了。双摆：一个是工作摆；另一个是自由摆。

公元1879年，戴维德•吉尔（Дэвид Джилл）在向委员会建议中阐述了这个工作的目的，委员会是受科学奖励协会委托来研究改善天文钟走时问题的。吉尔明确地提出：只有应用摆，而且是在常振幅下进行振动，同时，大气压力和温度也都是常量，甚至给辅助装置传递振动计数功能时也是这样，才能够进行精确时间的计量。

根据道勃拉亚•那杰日达（Добрая Надежда）的思想，在天文台制造的天文钟，其辅助装置力图使钟的摆完全自由走时，但他直到工作结束时都未能获得成功，钟仍然不十分可靠。吉尔退休后对钟的进一步完善工作也就停止了，但在天文台1904年的报告中，保留有钟的个别机构的描述。在这个报告中，赋予辅助摆以“盲从的”名称，至今在钟表的技术书中还在应用。吉尔钟机构的基本点，在莱德（Рэдд）的著作中都已指出，显然，吉尔在制造自己的钟时并不知道这些。莱德将自己的发明写在两篇文章里，都刊登在《不列颠钟表杂志》(公元1898年和1899年)。

莱德善于利用辅助装置（盲从摆）来实际上解决自由摆的任务，辅助装置是由电磁铁驱动的，它之所以是必需的，是为了保证摆的自由振动（图2）。

摆P自由地振动，为了计数这些振动，没有特殊的计数轮。辅助装置的主要用途是将A吸向电磁铁M，实现电磁接触。衔铁A和杠杆B连接，通过它与装置C和D连接，能够释放给自由摆传递冲量的机构，而摆使重锤W动作起来.传递冲量的信号是自由摆给出的，它还协调它和辅助装置的动作。

在莱德文章谈到的措施的重要性，未能立刻被理解和承认，虽然当时在用电磁铁驱动钟和使钟走时同步化方面已经做了许多工作。成功的应用电磁铁代替重锤来驱动摆，要求根本放弃以前的走时机构的结构。最后确立了：冲量不应是频繁的，而应以30秒钟的时间间隔重复，同时，冲量传递对摆不能有激烈的动作，即在最低的可能的力量情况下选行。与此相联系的，出现了对传递冲量和实现钟的走时同主钟同步的接触要分别单独输送能量的必需性。

从这个联系中，来看一下在莱德和吉尔之后，一系列发明家试图制造保证摆钟自由走时的机械和电机械装置，也是不无趣味的，他们之间有奥烈鲁（О’Леру）、帕尔松斯（Парсонс）、巴特鲁姆（Батрум），等等。

奥烈鲁，地震学领域的专家，他利用发条驱动的普通摆轮钟作为辅助手段（盲从摆），用来测定给自由摆传递冲量之间的时间间隔（图3）。辅助钟走时略微快一些，以便走时和主钟一样。

在依次的冲量之前，自由摆B进行振动时，与机械钟没有联系。辅助钟以计数轮测出分钟后，用装在带有轮Ⅰ轴上的杠杆K冲击杠杆N的突出部位。当卡瓦R从对卡瓦Q滑下时， N的突出部位落入杠杆K的凹处J，弹簧指端O下放到分布在摆轮G上的任意两个销钉P之间，这样，立刻就停止了辅助钟的走时。释放杠杆C 同左端冲量辊E落在摆的卡瓦A锁面上，以便传递冲量。

给摆传递冲量之后，杠杆C连同左端的冲量辊E从摆的卡瓦A上脱下，并自由下落，这时，杠杆C的支杆W冲击杠杆S，使通过弹簧与杠杆S联系的凸轮H动作，同样地凸轮H作用在杠杆U和支杆V上，这时，N升起，杠杆C又使Q回到R下面。辅助钟运行，测量传递冲量前的下一分钟。

公元1918年，奥烈鲁的发明在英国获得了专利权。

巴特鲁姆自由摆电钟   作者在公元1917年自己记述的。在这只钟里，又重新体现了应用带有辅助钟的自由摆装置原理，第一次在装置中利用了莱德钟。显然，巴特鲁姆钟是工作可靠的这种类型的第一只钟。

在传递冲量之间，这只钟的摆向左边振动时是完全自由的。每分钟传递冲量一次，传冲时间占一秒钟的很小一部分。得到冲量之后，自由摆给辅助钟发出同步信号，重锤使辅助钟运行。辅助钟装有格拉哈姆擒纵机构。

冲量是以从同一高度落下的重力传递给自由摆的，即力的值是常量。辅助钟电磁铁的作用是实现冲量杠杆的释放。传递冲量后，杠杆离开，闭合电路，以使自由摆能够给辅助钟传递同步信号。冲量杠杆回到原来的位置，同样是在辅助钟电磁铁的作用下。然后，辅助钟测量出给自由摆传递下一个冲量的时间间隔，在60秒钟快要完了的时候，也就是给自由摆传递下一个冲量的冲量杠杆释放周期。辅助钟工作和自由摆走时同步性的任何误差，是由辅助钟摆振幅值变化消除的，一直到动作完全一致和误差消除为止。同步器具有的优点是，它不仅对辅助钟摆的走时，而且对振动的相位也起同步作用。

如果在奥烈鲁钟里，辅助钟稍微走快一些，为的是和主钟走时一致，而主钟走慢的时间正是辅助钟走快的时间，那么，在巴特鲁姆钟，辅助钟走时和自由摆走时的同步化，是靠自动调整辅助钟走时的办法来实现的（图4）。

连接在辅助钟GH摆上的轻杠杆Ⅰ，与一分钟作用一次的计数轮C啮合。计数轮上的销钉F在两个接触弹簧中间通过，每分钟都闭合触点，时间为秒钟的不大一部分，与辅助钟走时相一致。这个触点驱动电路A，它释放自由摆DE的冲量杠杆，让杠杆的宝石小齿轮落到自由摆的冲瓦水平面上。

如果辅助钟走快，宝石小齿轮能够较长时间地停留在这个水平面上；如果它走慢——停留的时间就短些。电路A同样能够接通电磁铁，以便释放调整同步器齿轮的杠杆，同步器靠近辅助钟的摆，使齿轮能够开始转动。

如果主钟和辅助钟的摆在同一相位振动，当同步信号从主钟通到辅助钟时，调整轮转动1/4圈。装在比调整轮低一些的星形轮，在断路器有可能在调整卡瓦通过时，不能开始转动。如果辅助钟走慢，调整轮在传递同步信号时转动1/4 圈。当左边卡瓦将要与断路器啮合时，星形轮逆时针方向转动一个齿。如果辅助钟走快，调整轮准确地转动1/4 圈，卡瓦顺时针方向移动星形轮右边的一个齿。

在和星形轮装在同一轴上的鼓轮上绕着线，它与螺旋弹簧的下端连接，螺旋弹簧与辅助钟的摆联系着。不言而喻，星形轮逆时针方向转动时，弹簧发生拉伸，由此，辅助钟在一秒的末尾将走快，轮的顺时针方向转动引起弹簧应力的减小，钟的走时将相对减慢，用这样的办法消除辅助钟的走时误差。

帕尔松斯和巴尔1919 年的电钟(图5) ， 如果从技术观点来评价它，仍然是奥烈鲁类型的钟。如果说它们之间存在什么差别的话，那就是改装了象在奥烈鲁钟里那样的重力型冲量杠杆和用磁铁方法而不是用机械方法上条。

A——摆叉，B——与摆啮合的销钉，C——辅助钟带有小摆（摆轮）D 的擒纵装置。这个擒纵装置和摆轮每半分钟释放杆E和杠杆F，在这样情况下，分支G停止辅助钟，用杠杆F压H的办法，从杠杆I释放冲量杠杆L。当摆向左边振动时， 小辊子J落到弧形斜面上（适时落下的情况)。到摆完成振动时，冲量杠杆L闭合触点M，电磁铁N吸引衔铁O，它将杠杆L和H移至原先的位置。分支G释放辅助钟，它开始测量下一个半分钟。

在位置M断电流是用机械办法。从I释放L 比从K释放J，早1/ 5~1/10部分。


 




图1-胡波—琼斯的“同步开关”。


图2-应用双摆的莱德钟。


图3-奥列鲁钟。


图4-巴特鲁姆钟。


图5-帕尔松斯和巴尔电钟<