一種動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法及測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法及測(cè)量裝置，包括下列步驟：A.將測(cè)量狀態(tài)調(diào)整到和手表的工作相似的振動(dòng)狀態(tài)，與手表的工作頻率接近；B.動(dòng)態(tài)測(cè)量擺輪游絲振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期TB、TY；C.計(jì)算待測(cè)擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和待測(cè)游絲剛度；已知擺動(dòng)體中標(biāo)準(zhǔn)擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JB和標(biāo)準(zhǔn)游絲剛度MB,　公式（1）　公式（2）式中：M：待測(cè)硅游絲剛度，J：待測(cè)擺輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。有益效果是：由游絲和擺動(dòng)體組成的擺輪游絲振動(dòng)系統(tǒng)，是在工作狀況相同的情況下測(cè)量，消除了非線性誤差對(duì)測(cè)量的影響，測(cè)量速度快，精度高；屬一種動(dòng)態(tài)測(cè)量方法。另外，只需要通過更換擺動(dòng)體即可通過一臺(tái)儀器測(cè)量游絲剛度和擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
【專利說明】一種動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法及測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種游絲剛度和擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法，特別是涉及一種動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法及測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]硅材料具有質(zhì)量小、硬度高、摩擦系數(shù)低可自潤滑、且不受磁場(chǎng)影響，溫度穩(wěn)定性好，便于著色處理等特點(diǎn)，使其在高檔機(jī)械手表上得到越來越多的應(yīng)用。如用硅材料制作擒縱輪片、擒縱叉、夾板和游絲，并受到世界各手表制造商的重視和競相開發(fā)。尤其是硅游絲具有溫度穩(wěn)定性好，不受磁場(chǎng)干擾，便于著色提高手表的觀賞性的顯著優(yōu)點(diǎn)，而成為研發(fā)應(yīng)用的重點(diǎn)。
[0003]在機(jī)械手表中，游絲和擺輪的頻率一定要匹配，現(xiàn)有對(duì)普通金屬游絲和擺輪的頻率匹配，是在生產(chǎn)中采用分檔儀對(duì)擺輪和游絲進(jìn)行分檔，再根據(jù)檔號(hào)匹配擺輪和游絲，使其基本滿足標(biāo)準(zhǔn)頻率，也就是配頻后誤差落在快慢針調(diào)整范圍以內(nèi)。調(diào)整快慢針本質(zhì)上是調(diào)整游絲長度，調(diào)整范圍較大，但快慢針和游絲在工作中會(huì)發(fā)生接觸和碰撞，造成接觸處游絲表面的磨損，這對(duì)金屬游絲影響較小，對(duì)硅游絲的影響就不可忽視?？炻樤谟?jì)時(shí)理論上將對(duì)擺輪游絲系統(tǒng)產(chǎn)生等時(shí)性誤差。
[0004]由于硅游絲較脆，不易在分檔儀上分檔，目前生產(chǎn)中是先裝表測(cè)量節(jié)拍，再根據(jù)誤差更換擺輪，擺輪可預(yù)先在分檔儀上分檔，直到滿足標(biāo)頻。但效率極低，更換過程中硅游絲易損壞，不符合批量生產(chǎn)的要求。但由于硅游絲組成的擺輪游絲系統(tǒng)，具有溫度穩(wěn)定性好，不受磁場(chǎng)干擾等特點(diǎn)，通常采用無快慢針結(jié)構(gòu)，也就是通常所說的無卡度結(jié)構(gòu)，這樣可以避免快慢針內(nèi)外夾對(duì)硅游絲的局部接觸而造成硬彎，同時(shí)去掉快慢針也提高了擺輪游絲系統(tǒng)的等時(shí)性。無快慢針擺輪游絲系統(tǒng)必須通過調(diào)整擺輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來調(diào)整振動(dòng)頻率，也就是調(diào)整手表的走時(shí)精度，通常在擺輪上設(shè)置偏心錘或在擺輪輪幅上設(shè)置調(diào)整螺絲等機(jī)構(gòu)，通過對(duì)稱調(diào)整偏心錘的偏心量和對(duì)稱調(diào)整螺絲的旋進(jìn)旋出量，從而改變擺輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；硅游絲相對(duì)于金屬游絲較脆，離散性也較大，因結(jié)構(gòu)上的限制，擺輪上的調(diào)整機(jī)構(gòu)也不易設(shè)置太多，這樣擺輪和硅游絲配對(duì)達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)頻率就有一定難度。
[0005]關(guān)于游絲剛度的測(cè)量，現(xiàn)有技術(shù)一般是采用扭矩轉(zhuǎn)角方法。該方法是將測(cè)頭和游絲內(nèi)樁接觸，游絲外樁固定，轉(zhuǎn)動(dòng)儀器測(cè)頭，由扭矩傳感器測(cè)量測(cè)頭所受到的游絲扭矩，用角度傳感器測(cè)量測(cè)頭轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角。如果扭矩用N表示，游絲剛度用M表示，轉(zhuǎn)角用β表示，
M
那么M = j。該方法受游絲非線性誤差的影響，游絲被測(cè)量時(shí)的狀態(tài)與工作狀態(tài)不同，屬
靜態(tài)測(cè)量，測(cè)量誤差較大。擺輪游絲配頻后，頻率誤差往往超出擺輪慣量的微調(diào)范圍，滿足不了生產(chǎn)需要。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法及測(cè)量裝置。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法，包括下列步驟:
A.將測(cè)量狀態(tài)調(diào)整到和手表的工作相似的振動(dòng)狀態(tài)，與手表的工作頻率接近；
B.動(dòng)態(tài)測(cè)量擺輪游絲振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期ΤΒ、Τy；
C.計(jì)算待測(cè)擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和待測(cè)游絲剛度；
已知擺動(dòng)體中標(biāo)準(zhǔn)擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JB和標(biāo)準(zhǔn)游絲剛度mb，
公式⑴
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法，其特征在于，包括下列步驟: A.將測(cè)量狀態(tài)調(diào)整到和手表的工作相似的振動(dòng)狀態(tài)，與手表的工作頻率接近； B.動(dòng)態(tài)測(cè)量擺輪游絲振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期TB、Ty； C.計(jì)算待測(cè)擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和待測(cè)游絲剛度； 已知擺動(dòng)體中標(biāo)準(zhǔn)擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jb和標(biāo)準(zhǔn)游絲剛度Mb，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法，其特征在于， 步驟A由氣鼓產(chǎn)生的間歇?dú)饬魍ㄟ^氣嘴吹氣使擺動(dòng)體振動(dòng)，并逐步提升擺幅，其振動(dòng)系統(tǒng)的工作頻率與手表的工作頻率相近；振動(dòng)系統(tǒng)包括被測(cè)游絲與游絲剛度測(cè)量擺動(dòng)體組成的振動(dòng)系統(tǒng)和被測(cè)擺輪與擺輪慣量測(cè)量擺動(dòng)體組成的振動(dòng)系統(tǒng)； 為消除吹氣對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的周期影響，測(cè)量是在自由衰減振動(dòng)的情況下完成的，當(dāng)振動(dòng)系統(tǒng)擺幅達(dá)到一個(gè)定值時(shí)， 自動(dòng)停氣，測(cè)量數(shù)個(gè)自由振動(dòng)周期，并取平均值； 步驟B通過激光光電非接觸拾取振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)周期信號(hào)，通過兩組光電接受器獲得振動(dòng)系統(tǒng)的擺幅信號(hào)。
3.一種用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，包括，機(jī)械測(cè)量部分VI和電控測(cè)量部分Vn ;所述機(jī)械測(cè)量部分VI包括，氣鼓(2)、設(shè)置在上平板(7)上的擺動(dòng)體(3)、激光發(fā)射接收回路(4)、氣鼓噴氣嘴(21)和擺動(dòng)體鎖緊裝置(5);氣鼓(2)通過軟管(22)與氣嘴(21)連接，擺動(dòng)體鎖緊裝置(5)為偏心輪結(jié)構(gòu)，通過手柄(51)可以旋轉(zhuǎn)偏心輪，實(shí)現(xiàn)對(duì)擺動(dòng)體(3)的釋放或鎖緊；所述電控測(cè)量部分VII包括，主機(jī)(I)和液晶顯示器(11);所述激光發(fā)射接收回路(4)通過電纜(13)和主機(jī)(I)電連接，所述氣鼓(2)通過電纜(6)與主機(jī)(I)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射接收回路(4)為兩組，包括第一激光發(fā)射器(41)、第一激光接收器(42)和第二激光發(fā)射器(43)、第二激光接收器(44)，兩組激光發(fā)射接受回路(4)對(duì)稱或靠近振動(dòng)系統(tǒng)平衡位置設(shè)置，兩光路夾角應(yīng)盡量?。辉谒龅谝患す獍l(fā)射器(41)、第一激光接收器(42)、第二激光發(fā)射器(43)和第二激光接收器(44)前端安裝有狹縫(8)，狹縫(8)能夠提高光路系統(tǒng)對(duì)環(huán)境光的抗干擾力。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)體(3)為游絲剛度測(cè)量擺動(dòng)體和擺輪慣量測(cè)量擺動(dòng)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，所述氣鼓(2 )安裝在上平板(7 )和下平板(9 )之間，上平板(7 )和下平板(9)通過邊角的立柱進(jìn)行固定，下平板(9)的四角安裝有水平調(diào)節(jié)螺絲(10)，水平調(diào)節(jié)螺絲用于調(diào)節(jié)上平板(7 )的水平位置；在所述主機(jī)(I)上安裝有液晶顯示器(11)和RS232接口(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，所述游絲剛度測(cè)量擺動(dòng)體包括，安裝在擺軸(310)上的擺輪(311)、雙圓盤(312)、平衡游絲(313)和游絲托盤(314)，所述擺軸(310)通過上軸承(315)和下軸承(316)獲得支撐，所述游絲托盤(314)上放置待測(cè)硅游絲被緊固環(huán)(317)壓緊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，還包括有主夾板(318)，所述主夾板(318)上形成有中心孔(319)和第一定位孔(320)和第二定位孔(321)，所述中心孔(319)和第一定位孔(320)的圓心連線與中心孔(319)和第二定位孔(321)的圓心連線成30度夾角。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，還包括有硅游絲外樁固定支架(323)，所述外樁固定支架(323)上安裝有硅游絲外樁定位銷(327)和偏心螺釘(329)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，所述游絲剛度測(cè)量擺動(dòng)體的擺輪(311)輪緣為齒狀，所述雙圓盤上固定有紅寶石圓盤釘，圓盤釘用于反射激光產(chǎn)生脈沖信號(hào)；在所述緊固環(huán)(317)和待測(cè)硅游絲之間置有墊片(325)，所述上軸承(315)和下軸承(316)的支撐材料為紅寶石。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，所述擺輪慣量測(cè)量擺動(dòng)體包括，安裝在擺軸(310)上的擺輪托盤(330)，擺輪(311)，雙圓盤(312)和標(biāo)準(zhǔn)游絲(327);所述托盤上放置待測(cè)擺輪，所述擺輪(311)的上方和下方均設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)游絲(327 )。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于動(dòng)態(tài)測(cè)量硅游絲剛度和測(cè)量擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方法的測(cè)量裝置，其特征在于，所述電控測(cè)量部分νπ由微機(jī)控制部分IV和顯示通訊部分V組成；包括激光驅(qū)動(dòng)電路，光電轉(zhuǎn)換放大電路，信號(hào)整形電路，信號(hào)合成電路，擺輪轉(zhuǎn)向判別電路，氣鼓吹氣換向控制電路，單片微機(jī)系統(tǒng)、停氣控制電路，氣鼓驅(qū)動(dòng)控制電路，液晶顯示器和RS232接口 ；所述機(jī)械測(cè)量部分VI包括，氣動(dòng)裝置III，擺動(dòng)體II和激光發(fā)射接收部分I ;所述氣動(dòng)裝置III包括氣鼓和氣嘴；所述單片微機(jī)系統(tǒng)分別與停氣控制電路，氣鼓吹氣換向電路連接，氣量調(diào)節(jié)控制單元控制所述氣動(dòng)裝置的給氣量，氣動(dòng)裝置由氣嘴噴氣驅(qū)動(dòng)測(cè)量儀的擺動(dòng)體振動(dòng)，所述激光發(fā)射接收部分將檢測(cè)到的隨待測(cè)擺輪游絲振動(dòng)的激光信號(hào)，由光電轉(zhuǎn)換放大電路，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過放大整形電路處理傳送至單片微機(jī)系統(tǒng)中，計(jì)算處理后由液晶顯示器顯示結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G01N3/34GK103674742SQ201210351685
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月19日
【發(fā)明者】辛浩, 傅裕, 薛超君, 曹維峰, 張健 申請(qǐng)人:天津海鷗表業(yè)集團(tuán)有限公司