一種動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量的方法及測量裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開一種動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量的方法及測量裝置，包括下列步驟：A.將測量狀態調整到和手表的工作相似的振動狀態，與手表的工作頻率接近；B.動態測量擺輪游絲振動系統的振動周期TB、TY；C.計算待測擺輪轉動慣量和待測游絲剛度；已知擺動體中標準擺輪轉動慣量JB和標準游絲剛度MB, 公式（1） 公式（2）式中：M：待測硅游絲剛度，J：待測擺輪的轉動慣量。有益效果是：由游絲和擺動體組成的擺輪游絲振動系統，是在工作狀況相同的情況下測量，消除了非線性誤差對測量的影響，測量速度快，精度高；屬一種動態測量方法。另外，只需要通過更換擺動體即可通過一臺儀器測量游絲剛度和擺輪轉動慣量。
【專利說明】一種動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量的方法及測量裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種游絲剛度和擺輪轉動慣量的測量方法，特別是涉及一種動態測量硅游絲剛度和擺輪轉動慣量的方法及測量裝置。
【背景技術】
[0002]硅材料具有質量小、硬度高、摩擦系數低可自潤滑、且不受磁場影響，溫度穩定性好，便于著色處理等特點，使其在高檔機械手表上得到越來越多的應用。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。尤其是硅游絲具有溫度穩定性好，不受磁場干擾，便于著色提高手表的觀賞性的顯著優點，而成為研發應用的重點。
[0003]在機械手表中，游絲和擺輪的頻率一定要匹配，現有對普通金屬游絲和擺輪的頻率匹配，是在生產中采用分檔儀對擺輪和游絲進行分檔，再根據檔號匹配擺輪和游絲，使其基本滿足標準頻率，也就是配頻后誤差落在快慢針調整范圍以內。調整快慢針本質上是調整游絲長度，調整范圍較大，但快慢針和游絲在工作中會發生接觸和碰撞，造成接觸處游絲表面的磨損，這對金屬游絲影響較小，對硅游絲的影響就不可忽視。快慢針在計時理論上將對擺輪游絲系統產生等時性誤差。
[0004]由于硅游絲較脆，不易在分檔儀上分檔，目前生產中是先裝表測量節拍，再根據誤差更換擺輪，擺輪可預先在分檔儀上分檔，直到滿足標頻。但效率極低，更換過程中硅游絲易損壞，不符合批量生產的要求。但由于硅游絲組成的擺輪游絲系統，具有溫度穩定性好，不受磁場干擾等特點，通常采用無快慢針結構，也就是通常所說的無卡度結構，這樣可以避免快慢針內外夾對硅游絲的局部接觸而造成硬彎，同時去掉快慢針也提高了擺輪游絲系統的等時性。無快慢針擺輪游絲系統必須通過調整擺輪的轉動慣量來調整振動頻率，也就是調整手表的走時精度，通常在擺輪上設置偏心錘或在擺輪輪幅上設置調整螺絲等機構，通過對稱調整偏心錘的偏心量和對稱調整螺絲的旋進旋出量，從而改變擺輪的轉動慣量；硅游絲相對于金屬游絲較脆，離散性也較大，因結構上的限制，擺輪上的調整機構也不易設置太多，這樣擺輪和硅游絲配對達到要求的標準頻率就有一定難度。
[0005]關于游絲剛度的測量，現有技術一般是采用扭矩轉角方法。該方法是將測頭和游絲內樁接觸，游絲外樁固定，轉動儀器測頭，由扭矩傳感器測量測頭所受到的游絲扭矩，用角度傳感器測量測頭轉過的轉角。如果扭矩用N表示，游絲剛度用M表示，轉角用β表示，
M
那么M = j。該方法受游絲非線性誤差的影響，游絲被測量時的狀態與工作狀態不同，屬
靜態測量，測量誤差較大。擺輪游絲配頻后，頻率誤差往往超出擺輪慣量的微調范圍，滿足不了生產需要。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是，提供一種可動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量的方法及測量裝置。
[0007]本發明所采用的技術方案是:一種動態測量硅游絲剛度和擺輪轉動慣量的方法，包括下列步驟:
A.將測量狀態調整到和手表的工作相似的振動狀態，與手表的工作頻率接近；
B.動態測量擺輪游絲振動系統的振動周期ΤΒ、Τy；
C.計算待測擺輪轉動慣量和待測游絲剛度；
已知擺動體中標準擺輪轉動慣量JB和標準游絲剛度mb，
公式⑴
【權利要求】
1.一種動態測量硅游絲剛度和擺輪轉動慣量的方法，其特征在于，包括下列步驟: A.將測量狀態調整到和手表的工作相似的振動狀態，與手表的工作頻率接近； B.動態測量擺輪游絲振動系統的振動周期TB、Ty； C.計算待測擺輪轉動慣量和待測游絲剛度； 已知擺動體中標準擺輪轉動慣量Jb和標準游絲剛度Mb，
2.根據權利要求1所述的動態測量硅游絲剛度和擺輪轉動慣量的方法，其特征在于， 步驟A由氣鼓產生的間歇氣流通過氣嘴吹氣使擺動體振動，并逐步提升擺幅，其振動系統的工作頻率與手表的工作頻率相近；振動系統包括被測游絲與游絲剛度測量擺動體組成的振動系統和被測擺輪與擺輪慣量測量擺動體組成的振動系統； 為消除吹氣對振動系統的周期影響，測量是在自由衰減振動的情況下完成的，當振動系統擺幅達到一個定值時， 自動停氣，測量數個自由振動周期，并取平均值； 步驟B通過激光光電非接觸拾取振動系統振動周期信號，通過兩組光電接受器獲得振動系統的擺幅信號。
3.一種用于動態測量硅游絲剛度和擺輪轉動慣量方法的測量裝置，其特征在于，包括，機械測量部分VI和電控測量部分Vn ;所述機械測量部分VI包括，氣鼓(2)、設置在上平板(7)上的擺動體(3)、激光發射接收回路(4)、氣鼓噴氣嘴(21)和擺動體鎖緊裝置(5);氣鼓(2)通過軟管(22)與氣嘴(21)連接，擺動體鎖緊裝置(5)為偏心輪結構，通過手柄(51)可以旋轉偏心輪，實現對擺動體(3)的釋放或鎖緊；所述電控測量部分VII包括，主機(I)和液晶顯示器(11);所述激光發射接收回路(4)通過電纜(13)和主機(I)電連接，所述氣鼓(2)通過電纜(6)與主機(I)電連接。
4.根據權利要求3所述的用于動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量方法的測量裝置，其特征在于，所述激光發射接收回路(4)為兩組，包括第一激光發射器(41)、第一激光接收器(42)和第二激光發射器(43)、第二激光接收器(44)，兩組激光發射接受回路(4)對稱或靠近振動系統平衡位置設置，兩光路夾角應盡量小；在所述第一激光發射器(41)、第一激光接收器(42)、第二激光發射器(43)和第二激光接收器(44)前端安裝有狹縫(8)，狹縫(8)能夠提高光路系統對環境光的抗干擾力。
5.根據權利要求3所述的用于動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量方法的測量裝置，其特征在于，所述擺動體(3)為游絲剛度測量擺動體和擺輪慣量測量擺動體。
6.根據權利要求3所述的用于動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量方法的測量裝置，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)通過邊角的立柱進行固定，下平板(9)的四角安裝有水平調節螺絲(10)，水平調節螺絲用于調節上平板(7 )的水平位置；在所述主機(I)上安裝有液晶顯示器(11)和RS232接口(12)。
7.根據權利要求5所述的用于動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量方法的測量裝置，其特征在于，所述游絲剛度測量擺動體包括，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)上放置待測硅游絲被緊固環(317)壓緊。
8.根據權利要求7所述的用于動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量方法的測量裝置，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.根據權利要求7所述的用于動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量方法的測量裝置，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.根據權利要求7所述的用于動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量方法的測量裝置，其特征在于，所述游絲剛度測量擺動體的擺輪(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生脈沖信號；在所述緊固環(317)和待測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.根據權利要求5所述的用于動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量方法的測量裝置，其特征在于，所述擺輪慣量測量擺動體包括，安裝在擺軸(310)上的擺輪托盤(330)，擺輪(311)，雙圓盤(312)和標準游絲(327);所述托盤上放置待測擺輪，所述擺輪(311)的上方和下方均設置有標準游絲(327 )。
12.根據權利要求3所述的用于動態測量硅游絲剛度和測量擺輪轉動慣量方法的測量裝置，其特征在于，所述電控測量部分νπ由微機控制部分IV和顯示通訊部分V組成；包括激光驅動電路，光電轉換放大電路，信號整形電路，信號合成電路，擺輪轉向判別電路，氣鼓吹氣換向控制電路，單片微機系統、停氣控制電路，氣鼓驅動控制電路，液晶顯示器和RS232接口 ；所述機械測量部分VI包括，氣動裝置III，擺動體II和激光發射接收部分I ;所述氣動裝置III包括氣鼓和氣嘴；所述單片微機系統分別與停氣控制電路，氣鼓吹氣換向電路連接，氣量調節控制單元控制所述氣動裝置的給氣量，氣動裝置由氣嘴噴氣驅動測量儀的擺動體振動，所述激光發射接收部分將檢測到的隨待測擺輪游絲振動的激光信號，由光電轉換放大電路，轉換成電信號通過放大整形電路處理傳送至單片微機系統中，計算處理后由液晶顯示器顯示結果。
【文檔編號】G01N3/34GK103674742SQ201210351685
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月19日 優先權日:2012年9月19日
【發明者】辛浩, 傅裕, 薛超君, 曹維峰, 張健 申請人:天津海鷗表業集團有限公司