Pendulum relógio - Invenções
Um relógio de pêndulo utiliza um pêndulo como a sua base de tempo. Desde a sua invenção até cerca de 1930 , os mais precisos relógios foram pêndulo relógios. Os relógios de pêndulo não pode operar em veículos, pois as acelerações do veículo conduzir o pêndulo, causando imprecisões. Ver cronometro para uma discussão sobre os problemas de relógios de navegação.
História
Em 1656 , Christiaan Huygens , um cientista holandês, fez o primeiro relógio de pêndulo, regulada por um mecanismo com um período de "natural" de oscilação. ( Galileo Galilei é creditado com inventar o conceito de pêndulo do relógio, e ele estudou o movimento do pêndulo já em 1582 . Ele até esboçou um projeto para um relógio de pêndulo, mas ele nunca realmente construído um antes de sua morte, em 1642 .) relógio de pêndulo cedo Huygens tinha um erro de menos de 1 minuto por dia, a primeira vez que tal precisão tinha sido alcançado. Seus refinamentos posteriores reduzida erro de seu relógio para menos de 10 segundos por dia.
Huygens obteve uma patente em 1657 e dentro de algumas semanas, o Inglês relojoeiro Assuero Fromanteel garantiu os direitos de produção e começou a tradição de Inglês longcase (avô) relógios.
Por volta de 1675 , Huygens desenvolveu a roda de balanço e montagem primavera, ainda encontrado em alguns dos relógios de pulso de hoje. Esta melhoria permitiu portátil século 17 relógios para manter o tempo de 10 minutos por dia. E em Londres, em 1671 ,William Clement começou a construir relógios com a nova " âncora "ou" recuo "escapamento, uma melhoria substancial em relação à beira porque interfere menos com o movimento do pêndulo.
Em 1721 , George Graham melhorou a precisão do relógio de pêndulo para um segundo por dia, compensando para alterações no comprimento do pêndulo, devido às variações de temperatura. John Harrison , um carpinteiro e autodidata relojoeiro, refinou as técnicas de compensação de temperatura de Graham e desenvolveu novos métodos para reduzir a fricção. Por 1761 , ele havia construído um cronômetro marinho com um escapamento primavera e roda de balanço que ganhou 1714 o prêmio do governo britânico (no valor de mais de 10 milhões dólares em moeda de hoje) para um meio de determinar a longitude para dentro de um meio grau depois de uma viagem para o Ocidente Indies. Ele manteve o tempo a bordo de um navio de rolamento para cerca de um quinto de um segundo por dia, quase tão bem como um relógio de pêndulo poderia fazer em terra, e 10 vezes melhor do que o necessário para ganhar o prêmio.
No século seguinte, refinamentos levou em 1889 a Siegmund Riefler relógio 's com um pêndulo quase livre, que atingiu uma precisão de um centésimo de segundo por dia e tornou-se o padrão em muitos observatórios astronômicos. Um princípio de livre-pêndulo verdade foi introduzida pelo RJ Rudd sobre 1898 , estimulando o desenvolvimento de vários relógios livre de pêndulo. Um dos mais famosos, o relógio WH Shortt, foi demonstrada em 1921 . O relógio Shortt substituído quase imediatamente o relógio do Riefler como cronometrista supremo em muitos observatórios. Este relógio continha dois pêndulos, um escravo e do outro um mestre. O pêndulo escravo deu o mestre pêndulo os empurrões suaves necessários para manter seu movimento, e também levou as mãos do relógio.Isso permitiu que o pêndulo mestre para permanecer livre de tarefas mecânicas que perturbam a sua regularidade. Ths Shortt relógio foi o primeiro dispositivo precisa o suficiente para detectar variações sazonais na rotação da Terra.
Mecanismo
Os relógios de pêndulo tem várias partes:
O pêndulo oscila com um período projetado. Para manter o tempo com precisão, pêndulos são feitas geralmente não variam em tamanho, quando as temperaturas mudanças. John Harrison inventou o pêndulo grid, que usou a expansão diferencial de latão e aço para alcançar um pêndulo de expansão do zero. Relógios modernos usam uma baixa expansão liga como invar . Pêndulos astronômicos foram construídos frequentemente de fundido de quartzo , que muda de comprimento menos ainda por causa da temperatura.
Pêndulos são frequentemente polido e aerodinâmico para reduzir os efeitos randomizing de fluxo de ar turbulento na precisão do relógio. No final do século 19 e início do século 20 , pêndulos de relógios em observatórios astronômicos foram frequentemente operados em um vácuo para tornar a operação do pêndulo ainda mais preciso.
O escapamento impulsiona o pêndulo, geralmente a partir de uma engrenagem de trem. É a parte que os carrapatos. Escapamentos ter um estado de bloqueio, e um estado de unidade. No estado de bloqueio, nada se move. O movimento do pêndulo muda, a fuga para dirigir, eo escapamento então empurra o pêndulo para uma breve parte do ciclo do pêndulo.
No final do século 19 , foram desenvolvidos escapamentos eletromecânicos. Nestes, um interruptor ou phototube virou um eletroímãpor uma breve seção de balanço do pêndulo. Estes são os escapes mais precisos conhecidos. Eles eram geralmente empregada comvácuo pêndulos em relógios astronómicos. O pulso de eletricidade que levou o pêndulo também dirigir um êmbolo para mover o trem de engrenagens.
No século 20 W.H. Shortt inventou um relógio de pêndulo duplo com uma precisão de um centésimo de segundo por dia. Neste sistema, o tempo mantendo pêndulo não faz nenhum trabalho e seu movimento é monitorado por dispositivos elétricos que impulsionam um pêndulo escravo qual os impulsos do pêndulo master. Esta forma de relógio tornou-se um padrão para uso em observatórios.
Para converter o movimento do escapamento em uma representação analógica precisa usar 'mãos' um trem de engrenagens divide o movimento do escapamento. Normalmente, há pelo menos duas marchas: uma engrenagem hora, e uma engrenagem minuto. Estas duas engrenagens estão diretamente ligados aos indicadores (mãos).
É costume fazer pequenas engrenagens mais precisamente, a partir de materiais mais dispendiosos, a fim de reduzir o desgaste.
Trens de engrenagens modernos usam rodas dentadas , com formas de dente que são um compromisso entre eficiência e engenharia desgaste. Clocks mais velhos usam engrenagens cycloidal . Os relógios mais antigos tinha engrenagens cortados à mão, algumas engrenagens de uso feitos de interpenetrando gaiolas de varas conhecidas como Pinons lanterna .
Os indicadores e face do relógio mostrar a hora atual. Relógios de pêndulo premium muitas vezes conduzir sinos , assobios ( relógios de cuco ) e bonecas , a fim de ajudar a anunciar o tempo.
A parte mais lenta do trem de engrenagens está ligado a um dispositivo de armazenamento de energia. Isto é tanto uma mola , ou um conjunto de pesos que puxam em uma roda dentada.
Ver igualmente
- Pêndulo
- Escapamento
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