Погрешность хода механических часов

Погрешность хода механических часов

Когда люди говорят о точности, они подразумевают, отклонение хода часов от эталонного в течение некоторого периода времени. Для наручных механических часов приемлемым отклонением является -40/+60 секунд в сутки, а для кварцевых +/-20 секунд в месяц. Существует понятие «хронометр» — особо точные часы, чьи характеристики подтверждены циклом особых испытаний в специальной лаборатории. Механические хронометры имеют точность порядка -4/ +6 секунд в сутки, а особо точные кварцевые часы +/- 5 секунд в год.

Говоря о точности, на заводах и в ремонтных мастерских используют понятие «мгновенный ход» измерения отклонения хода часов в течение некоторого времени на специальном приборе. От чего зависит точность часов? Дело в том, что каждый тип часовых механизмов имеет свои особенности.

Точность механических балансовых часов

Точность хода механических часов задается узлом баланс-спираль и во многом зависит от конструкции и характеристик этого узла. В механических часах может быть разный по размерам и весу баланс, а также частота его колебаний. В разных конструкциях эта частота варьируется от 2,5 до 5 колебаний в секунду. Считается, что чем выше частота колебаний баланса, тем точнее могут идти часы. Аналогично, чем больше момент инерции баланса, тем выше точность часов. Соответственно конструкторы стремятся сделать момент инерции баланса выше, а для этого диаметр баланса — больше.

Точность механических часов тем хуже, чем меньше калибр механизма. Это нашло отражение и в стандарте — если для мужских часов с калибром механизма более 20 мм стандартная точность -20…+40 сек/сутки (по ГОСТу -40/+60 сек/сут), то для часов с калибром менее 20 мм (женские типа «Заря», «Чайка» и другие) -60/+85 сек/сут. Это связано с тем, что:

— при уменьшении размера механизма необходимо уменьшать и размер баланса, что сразу отрицательно сказывается на ходе часов;

— уменьшается размер заводной пружины. Уменьшение размеров приводит к уменьшению развиваемого пружиной момента, и, как следствие — к уменьшению энергии, получаемой балансом. Трение между деталями в механизме маленького размера остается почти таким же, как и в больших часах.

Факторы, от которых зависит точность механических часов:

  1. Изменение температуры

Даже небольшое изменение температуры очень сильно влияет на точность балансовых механических часов. Такт при нагревании изменяется диаметр баланса (он становится больше) и, соответственно, меняется его момент инерции, к тому же изменяется длина и жесткость спирали. Мы получаем увеличение момента инерции баланса плюс уменьшение жесткости волоска. В результате меняется период колебаний баланса и точность хода часов изменяется. Примерно в ЗО-х годах XX века были открыты материалы с низким коэффициентом температурного расширения и материалы, мало меняющие свою жесткость при изменении температуры. Использование их для изготовления баланса и волоска позволило сделать часы и недорогими, и достаточно точными.

  1. Положение часов в пространстве

Это связано с влиянием силы тяжести на баланс часов. Разброс показателей точности часов в различных положениях зависит от их конструкции и, в еще большей степени — от тщательности изготовления. Так, одни и те же часы в положении «головкой вверх» могут отставать на 20 секунд в сутки, в положении «головкой вниз» — спешить на 40 секунд. Надпись «Unajusted» на механизме часов означает, что каких-либо специальных мер по минимизации разницы в показаниях в различных положениях не предпринималось. «Ajusted for 6 positions» — точность часов примерно одинакова в 6 положениях: циферблатом вверх, циферблатом вниз, метками «3, 6, 9 и 12 часов» вверх.

  1. Качество изготовления и состояние механизма

Говоря об этом, прежде всего, имеют в виду точность изготовления деталей часов, качество их обработки и их состояние, чистоту поверхности трибов и колес, чистоту обработки цапф осей и многие другие факторы. От каждого из них зависит, насколько высоко трение между деталями и каковы потери энергии в механизме часов.

  1. Износ деталей механизма

Износ деталей механизма у механических часов достаточно велик. Причем раньше всего изнашиваются детали спускового механизма, которые отвечают за точность хода. Точность хода снижается и из-за загустения смазки.

  1. Заведенная или «распущенная» пружина

Только что заведенная часовая пружина и уже раскрученная по-разному давят на стенки барабана. Точность хода часов с почти «разряженной» пружиной ниже, чем только что заведенных, По мере распускания пружины уменьшается импульс, передаваемый балансу часов, и уменьшается амплитуда его колебаний. Т.е. баланс поворачивается на меньший угол, часы начинают спешить.

Именно из-за того, что с распусканием пружины часы начинают спешить, связана разница в допустимых погрешностях хода часов: в «+» она всегда больше, чем в «-», например +40/-20 сек/сутки. Для компенсации этого эффекта существует устройство, названное улиткой, В часах с автоподзаводом, пружина которых фактически всегда находится на «взводе», влияние этого эффекта минимально — и точность их хода чуть выше, чем у «традиционных» механических часов. Если наручные часы начали «хронически» спешить либо отставать, это далеко не всегда означает поломку. Точность хода часов можно отрегулировать в мастерской, причем операция эта достаточно простая. В механических балансовых часах есть устройство, называемое «градусник», которое позволяет изменять действующую длину волоска и тем самым регулировать частоту колебаний системы баланс-спираль в пределах +/- 4…5 мин в сутки.

Читайте также:  Значки на экране телефона филипс xenium

Если часы требуют более существенной корректировки точности хода, это является показателем неисправности и такие часы нужно ремонтировать, а не регулировать.

Точность маятниковых часов

Маятниковые часы потенциально намного точнее балансовых: точность лучших из них сопоставима с точностью кварцевых часов. Не случайно до изобретения атомных часов именно различные вариации маятниковых часов использовались в астрономических обсерваториях. Максимальная достигнутая точность астрономических часов — 0,0002 секунды в сутки. Однако астрономические часы и обычные ходики, несмотря на схожесть лежащей в их основе идеи, имеют между собой мало общего. Одним из отличий является то, что часы в обсерваториях сконструированы так, чтобы максимально оградить механизм от внешних воздействий.

Факторы, от которых зависит точность маятниковых часов:

  1. Изменение температуры

В маятниковых часах при изменении температуры удлиняется подвес (штанга) маятника, длина маятника увеличивается и изменяется период его колебаний. Для борьбы с этим используют устройство температурной компенсации, чаще всего так называемую решетку Грахама. Так, в дешевых моделях Herrnle маятник висит на одной палочке, а в более дорогих моделях используют маятник в виде решетки из желтых и белых прутьев. Это стальные и латунные стержни. Коэффициент температурного расширения металлов разный, и характеристики стержней подобраны так, что при изменении температуры длина маятника фактически не изменяется.

  1. Давление воздуха

При изменении атмосферного давления происходят три вида изменений: изменяется сопротивление воздуха качанию маятника, изменяется масса воздуха, которую маятник «носит» вместе с собой, и происходит «всплытие» линзы маятника. Но реально эти значения очень малы. Для борьбы с влиянием изменения давления на точность придумали устройство барометрической компенсации, но оно используется очень редко.

  1. Способ подвеса гирь

В маятниковых часах можно встретить модели с цепным и тросовым подвесом гирь. Модели с тросовым подвесом дороже, и считается, что обладают более высокой точностью, В механизмах с цепным подвесом гири подвешены на шестеренку-звездочку, и когда очередное звено находит на звездочку или соскакивает с нее, происходит скачок, микроудар, который распространяется по всему механизму часов, нарушая, в том числе, равномерность колебаний маятника. В механизме с тросовым подвесом гирь такого явления нет.

Точность кварцевых часов

Факторы, от которых зависит точность кварцевых часов:

  1. Частота генератора

Стандартной для абсолютного большинства кварцевых часов является частота 32 кГц. В высокоточных часах применяются генераторы с частотой около 1 МГц, это позволяет достичь точности порядка 5 секунд в год. При этом такой генератор потребляет больше энергии, и если в обычных кварцевых часах батареи хватает на 2-4 года, то «мегагерцовые» часы требуют замены батареи каждый год (причем в них обычно используются литиевые батарейки гораздо большей, чем обычно, емкости). Компромиссом между обычными часами и «мегагерцовыми» являются модели, где генератор работает на частоте 144 кГц. При помощи ряда технических ухищрений в таких механизмах удается добиться точности порядка 20 секунд в год и низкого энергопотребления: от одной батарейки часы могут работать до 10 лет.

  1. Изменение температуры

Точность кварцевых часов, так же как и часов других типов, меняется с изменением температуры. Но в любом случае они намного точнее, чем механические.

  1. Старение кристалла кварца

Со временем кристалл кварца «стареет», и его резонансная частота меняется. Однако это изменение не является сильным.

В отличие от механических, большинство кварцевых часов не позволяет регулировать их точность хода — в этом просто нет необходимости. Однако в ряде кварцевых механизмов (обычно более дорогих) имеется подстроечный конденсатор, позволяющий регулировать точность хода часов. Наличие такого конденсатора несколько снижает надежность часов, в то же время такие механизмы более ремонтопригодны, т.к. допускают замену кварцевого резонатора.

Читайте также:  Белые точки на мясе

Ряд кварцевых механизмов имеют модуль радиоконтроля. Такие часы улавливают эталонные сигналы точного времени, передаваемые специальным передатчиком (не нужно путать их с «бибиканьем» на обычных каналах радио), и автоматически настраиваются на точное время. Таким образом, показания этих часов всегда будут совпадать с точным временем. К сожалению, ближайший передатчик расположен в Германии, и на большей части России и Украины его сигналы не принимаются. Часы с радиоконтролем эффективны только в нескольких самых западных регионах России.

Несмотря на то, что большинство людей считает швейцарские механические часы самыми точными, их репутация скорее движется на всемирной славе. На самом деле они значительно уступают кварцевым часам, погрешность которых сведена к минимуму. Допустимое отклонение для механических часов составляет примерно 15 секунд в сутки. Погрешность целиком и полностью зависит от механизма. Механические часы с автоподзаводом могут иметь по 40 часов запаса хода, в проверке они нуждаются лишь раз в 5 лет. Мастер должен производить своевременную калибровку, чтобы часы показывали достаточно точное время. Люди покупают механические часы не из-за того, что они точные, а за их надежность. Те же швейцарские часы могут идти отлично, если им обеспечивать надлежащий уход. Впрочем, современные кварцевые модели оснащаются схемами, которые довольно легко ремонтировать. При этом они тоже отличаются долговечностью.

Если вам кажется, что погрешность 15 секунд в сутки является довольно большой, подумайте вот о чем: за 86400 секунд точность хода швейцарских хронографов составляет 99,994%. Впечатляюще, не правда ли?

Родоначальники механических часов

Первые ставшие известными швейцарские фабрики производители часов по сей день известны на весь мир. Такие бренды, как Rolex и Zenith внушают трепет многим поклонникам, в то же время именно эти компании производят большинство механизмов, которые покупаются не только за рубежом, но и в самой Швейцарии. Отметим, что существуют модели механизмов, которые производятся специализированными компаниями поставщиками. Одной из самых известных является ETA. Невольно у покупателя может возникнуть вопрос о зависимости стоимости модели от цены на механизм. Действительно, существенную роль в ценообразовании имеет именно цена механизма хронографа. Но необходимо учитывать, что существуют разные способы обработки корпуса, браслета, исполнения циферблата и прочих деталей. Поэтому даже у двух часов с одинаковой базой может быть весьма большая разница в цене. Кроме того, в дорогостоящих моделях часто производят модификацию базового механизма. Заменяются винты, детали передачи, шестерни и т.д.

Механизм механических часов

Что интересно, ряд производителей создает модели, которые аналогичны конкурентам, но могут стоить на порядок дороже. Очень часто люди не подозревают, что переплачивают только за бренд, не получая никакой дополнительной обработки механизма. Обычно производитель, который хочет продемонстрировать, что механизм был модернизирован, и прячет его ход под задней крышкой, выполняя так называемый скелетон. Впрочем, не следует забывать о банальном маркетинге – не каждый скелетон является обработанным и доведенным до совершенства.

Хронографы и хронометры

Понятие хронографа включает использование секундомера, в то время как хронометр – это уже совсем другая история. Часы, которые позиционируются как хронометры, должны быть сертифицированы в специальной организации COSC. В случае прохождения тестов модель можно назвать хронометром, что означает погрешность -4/+6 секунд за сутки. Безусловно, сертификация влияет на стоимость часов, но не стоит стремиться раскошеливаться, ведь большинство механических моделей достаточно точны.

Механические часы – это эстетика и роскошь. Они требуют к себе бережного обращения, поскольку их детали все время находятся в напряжении, но как показывает время, такие часы никогда не устареют, поэтому их можно передавать по наследству, как фамильную ценность.

Как отрегулировать точность хода механических часов

Основная разница между механическими и кварцевыми часами — это точность хода. Кварц однозначно точнее механики!

Вы задаетесь вопросом: " Какие часы лучше купить? Кварцевые или механические?"

Существует невежественный, но устойчивый миф : «Точность хода швейцарских наручных механических часов значительно выше, чем точность хода кварцевых часов».

Спешим Вас просветить и избавить от дремучих мифов!

На самом деле, даже самые дорогостоящие механические наручные швейцарские часы уступают по точности любым кварцевым часам.

Вы задаетесь вопросом: "Почему же тогда механические наручные часы всегда дороже кварцевых наручных часов?"

Механические наручные часы дороже потому, что их механизм очень сложен, состоит из многочисленных мелких хрупких частей и собираются они в ручную, требуют большей защиты, а вовсе не потому, что они очень надежны.

Читайте также:  Inet e security problem как исправить

Например, кварцевые часы « Emporio Armani » дешевле потому, что их механизм более совершенен, прост и его быстро собирают роботы, а не потому, что они якобы менее надежны. Вовсе нет!

Поэтому и международные стандарты точности хода для механических и для кварцевых механизмов существенно отличаются, их нельзя сравнивать.

Точность механических часов:

  • Механические часы имеют допустимую погрешность от –20 до +40 секунд в сутки .
  • Существуют механические часы с повышенной точностью хода, это – хронографы . Они отличаются высокой точностью хода даже в разных положениях и при разных температурах, их погрешность составляет лишь — 4/+6 секунд в сутки.

Лучшие механические хронографы демонстрируют показатель 4 — 5 секунд. Для того, чтобы часы назывались хронографом (хронометром), чтобы им был присвоен такой статус, их механизм должен успешно пройти ряд испытаний и получить сертификат официального швейцарского института хронометрии, COSC – Controle Officiel Suisse de Chronometres.

В принципе, если к точности хода часов не предъявляются повышенные требования, подобная неточность не представляет особой проблемы.

На точность хода механических часов может влиять их положение в пространстве или влажность воздуха, особенно степень износа их отдельных элементов, интенсивность ношения, преобладающее положение за сутки, уровень смазки и чистоты механизма, и другие факторы. Например, только что заведенная часовая пружина и уже раскрученная по-разному давят на стенки барабана. Точность хода часов с почти «разряженной» пружиной конечно же ниже, чем только что заведенных. Но из-за отсутствия "постоянства силы" часы при полном заводе заводной пружины немного отстают. По мере распускания пружины уменьшается импульс, который она передает балансу часов, и уменьшается амплитуда его колебаний. Т.е. баланс поворачивается на меньший угол, и часы начинают спешить.

На точность хода механических часов влияет температура окружающего воздуха, так как материалы, из которых изготовлены детали механизма в механических часах, имеют разный коэффициент теплового расширения.

Точность кварцевых часов:

  • Кварцевые часы в этом сравнении особо неприхотливы, стабильны, надежны и долговечны. Это обусловлено отсутствием в их механизме хрупких деталей, постоянно находящихся в движении и напряжении, а также сложных механических узлов. Поэтому, кварцевые часы не боятся встрясок и ударов (главным условием их бесперебойной работы является качественный элемент питания).

Точность (погрешность) хода кварцевых часов составляет до 40 секунд – но уже не в сутки, а в месяц! Если Вы хотите купить лучшие модели кварцевых часов, то они, например, отличаются точностью хода до 5 секунд в месяц – это эталон точности кварцевых наручных часов. Заряда батарейки в таких кварцевых часах хватает обычно на несколько лет.

При работе кварцевых часов энергию механизм получает от батарейки. Ее энергия приводит в действие электрический двигатель и электронный блок. В основу подобного механизма ложится кварцевый кристалл. С его использованием, появляется возможность добиться стабильности частоты импульсов, которые вырабатываются электронным блоком. Эти импульсы передаются на стрелки, которые каждую секунду изменяют свое положение.

  • При нормальной температуре, в сравнении с механическими часами, у кварцевых часов более высокая точность.

  • Вот единственные факторы, которые несколько влияют на точность кварцевых часов:

    1. Частота генератора.
    Стандартной для абсолютного большинства кварцевых часов является частота 32 кГц. В высокоточных часах применяются генераторы с частотой около 1 МГц, это позволяет достичь точности порядка 5 секунд в год. При этом такой генератор потребляет больше энергии, и если в обычных кварцевых часах батареи хватает на 2-4 года, то «мегагерцовые» часы требуют замены батареи каждый год (причем в них обычно используются литиевые батарейки гораздо большей, чем обычно, емкости). Компромиссом между обычными часами и «мегагерцовыми» являются модели, где генератор работает на частоте 144 кГц. При помощи ряда технических ухищрений в таких механизмах удается добиться точности порядка 20 секунд в год и низкого энергопотребления: от одной батарейки часы могут работать до 10 лет.

    2. Изменение температуры.
    Точность кварцевых часов, так же как и часов других типов, меняется с изменением температуры. Точность кварцевых часов начинает снижаться лишь при температуре ниже — 6 и выше +40 градусах. Но в любом случае они намного точнее, чем механические наручные часы.

    Как кварцевые так и механические наручные часы бывают разные: сложные, роскошные, спортивные, авиационные, деловые, дайверские, дизайнерские и т.д. Какие часы лучше выбрать, вы прочтете в этой статье .

    Ссылка на основную публикацию
    Песок в стиральной машине
    Irzeis Ужасно интересно всё то, что неизвестно! Ужасно неизвестно всё то, что интересно! Стиральная машина избавляет нас от многих хлопот....
    Отчет времени от даты
    Дата от: Год Месяц День Час Минута Дата до: Год Месяц День Час Минута Между датами прошло: Лет Месяц Дней...
    Очистка wsus от ненужных обновлений
    Хранилище WSUS состоит из двух частей: базы данных MS SQL (обычно на Windows Internal Database) с информацией о всех ПК,...
    Погрешность хода механических часов
    Когда люди говорят о точности, они подразумевают, отклонение хода часов от эталонного в течение некоторого периода времени. Для наручных механических...
    Adblock detector