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时钟的基本原理
浏览次数:4007发布日期:2010-10-15

设计一个复杂的稳定弥补结构,使得温度对摆钟的精度的影响大大减弱,并获得英国国会专项奖金。从此以后,远洋轮上一直普遍使用着哈里林发明的天文钟。哈里森的发明为后世无数的航海者们提供有效而可靠的仪器。巧妙的解决了这个问题。>

计时器是如何工作的呢?

    从人类发明历法以来,不时的尝试发明各种计时工具,用以满足生活、生产活动的需要,不管日晷、克里斯蒂安·惠更斯的钟摆、约翰·哈里森的航海天文钟,计时器是如何工作的呢?<    从人类发明历法以来。沃伦·马里森的石英钟,拉比的原子钟,都是人类探索计时器具征途中的关键里程碑。除了知道他做出的贡献,探索的方向和价值又在哪里呢?下面我从时钟的基本原理谈起。

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Helvetica,如下图所示:

先不考虑具体的物理形式,其基本的思想是带有进位的计数器,    对于时钟。Helvetica,sans-serif,SimSun">

多少个间隔是1秒,满60秒,加1分钟;满60分钟加1小时 等等即有固定间隔。>

Helvetica,Helvetica,sans-serif,SimSun">网络时间服务器维护(七)-时钟的基本原理 -ntp-azmail博客

也可以是装置活动特征,如钟摆的摆动。      频率源:以一个固定的频率(周期)固定的呈现信号的物体。可以是中自然现象如日晷上的影子。>

达到计时的目的计数器的实现有不同的形式,机械钟表联动的齿轮,电子时钟实时时钟,计算机里的软件等。      计数器对频率源计数。>

一个时钟器具计时是否准确,主要取决与两个部分:频率源和计数器,这两个局部任何一个制造和运行随机误差,都会对计时的准确度发生重要影响。      从上面的分析可以看出。>

以及关键人物对计时历程做出的贡献。      分析两个时钟来看一看频率源和计数器对时钟的影响。>

zui重要的一布是频率源的选取,这个频率源要有稳定的周期(频率)又要方便被机械装置识别(即能够简单的驱动机械计数器)zui早时音叉,但是音叉频率与材料、形状密切相关,当时工业上很难制造多个在频率上相同(或高度接近)音叉,所以音叉为基础的计时器具精度很低,人工制造的计时器具和保守天文还差的很远,大多数情况只能当作一个的玩具。知道钟摆的呈现,才得以改观,      人类在机械计时器具构建的过程中。Helvetica,sans-serif,SimSun">

g为重力加速度,可以看出只与摆长和重力加速度有关系。所以只要摆长相当,可以成批制造出周期相同的摆,虽然地理位置改变重力加速度g会改变,但是摆长很容易调整,通过摆长调整可以逆补重力加速度g改变。如果以重力摆为频率源,那么便可以制造出和天文计时实用相当的时钟。下图为以重力摆作为频率基础的摆钟原理示意图。该类时钟两部份构成:钟摆和齿轮计数器。两部份通过机械档板连接,发条(弹性钢片)作为秒(或更小单位)齿轮旋转的初始动力,钟摆在通常位置时, 机械档板锁住秒齿轮,时分秒均不走动,当钟摆摆到档位位置时,机械档板将秒齿轮松开,秒齿轮在发条的驱动下进一秒,同时按比例驱动分齿轮和时齿轮转动,实现计时。知道网络时间服务器维护(七)- -ntp-azmail博客其中l为摆长。>

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当时航海待发现时代的呈现,这种简单的摆钟暴露出了自己的弱电,不能满足航海导航的需要。这个弱点或者缺陷是由资料性质来引起的热胀冷缩这个基本的原理作用在钟摆的摆长上,极大的改变了钟摆频率源的稳定性,英国人约翰·哈里森

 

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