專利名稱：衛(wèi)星定時(shí)指針自控定位時(shí)鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用衛(wèi)星定時(shí)、指針角度能按準(zhǔn)確的衛(wèi)星時(shí)刻自動(dòng)定位的自控時(shí)鐘。
背景技術(shù)：
目前，指針式計(jì)時(shí)鐘無論在民用或公用場(chǎng)合仍具有不可取代的重要地位。為使指針式時(shí)鐘達(dá)到高精度，常常采用高精度數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)控制指針式時(shí)鐘的運(yùn)行。指針式時(shí)鐘運(yùn)行的技術(shù)關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)指針機(jī)械旋轉(zhuǎn)與數(shù)字鐘的同步。當(dāng)前，使用最多的是開環(huán)控制系統(tǒng)，即每隔一段時(shí)間間隔，電子系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)或一組脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)機(jī)芯旋轉(zhuǎn)一定角度，從而調(diào)整指針指示的時(shí)刻。這種開環(huán)控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于，電子系統(tǒng)無法了解時(shí)鐘指針的確切位置，無法自動(dòng)調(diào)整指針位置的偏差。一旦發(fā)生錯(cuò)誤，必須人工對(duì)時(shí)。因此，經(jīng)常看到公共場(chǎng)所的大鐘走時(shí)不準(zhǔn)，實(shí)際上往往是因指針的機(jī)械位置與數(shù)字鐘不同步所致。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的為了克服開環(huán)控制系統(tǒng)的時(shí)鐘不能自動(dòng)調(diào)整指針位置的偏差的缺陷，提供一種衛(wèi)星定時(shí)、指針角度能按準(zhǔn)確的衛(wèi)星時(shí)刻自動(dòng)定位的自控時(shí)鐘。保證時(shí)鐘指針的機(jī)械位置隨時(shí)與數(shù)字鐘同步，保證時(shí)鐘的高精度計(jì)時(shí)。
本實(shí)用新型的時(shí)鐘所采取的技術(shù)方案是采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。利用旋轉(zhuǎn)變壓器采集時(shí)鐘指針角度信息，并將信息反饋給時(shí)鐘控制部分；時(shí)鐘控制部分將衛(wèi)星上發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)對(duì)應(yīng)地?fù)Q算為鐘面指針的角度位置，與旋轉(zhuǎn)變壓器采集的指針角度信息進(jìn)行比對(duì)后，再向時(shí)鐘發(fā)出正轉(zhuǎn)，或反轉(zhuǎn)，或停轉(zhuǎn)的指令，從而保證鐘面指針與從衛(wèi)星上接收到的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻同步。
本實(shí)用新型的時(shí)鐘有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
本實(shí)用新型時(shí)鐘的核心技術(shù)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的開環(huán)控制系統(tǒng)的不能自動(dòng)調(diào)整鐘面指針位置的缺陷，保證了時(shí)鐘的高精度計(jì)時(shí)?？蓮母旧辖鉀Q公共場(chǎng)所指針式時(shí)鐘走時(shí)不準(zhǔn)的難題。能夠方便地使用在諸多公共場(chǎng)所，如體育場(chǎng)館、車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、賓館、大型建筑、街頭以及綠地等。本實(shí)用新型的時(shí)鐘改變了傳統(tǒng)的時(shí)鐘控制技術(shù)，形成簡(jiǎn)潔、可靠、無累計(jì)走時(shí)誤差、無須人工校正、全自動(dòng)的新型時(shí)鐘。


圖1為本實(shí)用新型自控時(shí)鐘的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型自控時(shí)鐘的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示。本實(shí)用新型的自控時(shí)鐘包含三部分時(shí)鐘控制部分1，鐘針位置取樣部分2和鐘針機(jī)械傳動(dòng)部分3。
所說的時(shí)鐘控制部分1含有衛(wèi)星(全球定位系統(tǒng)——簡(jiǎn)稱GPS——GlobalPositioning System)接收天線101，與衛(wèi)星接收天線101連接的衛(wèi)星接收模板102，與衛(wèi)星接收模板102輸出端相連的數(shù)字母鐘103。與數(shù)字母鐘103輸出端相連的信號(hào)處理器(CPU)104。分別與信號(hào)處理器104相連的時(shí)針相位檢測(cè)器109、分針相位檢測(cè)器110、時(shí)針馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器111和分針馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器112。與時(shí)針相位檢測(cè)器109相連的時(shí)針相位比較器107。與分針相位檢測(cè)器110相連的分針相位比較器108。振蕩器105和與振蕩器105輸出端相連的脈沖輸出放大器106。時(shí)針、分針兩相位比較器107、108分別與振蕩器105的輸出端相連。
所說的鐘針位置取樣部分2含有第一、第二兩個(gè)串聯(lián)的旋轉(zhuǎn)變壓器201、202。其中第一旋轉(zhuǎn)變壓器201與時(shí)針控制部分1中的時(shí)針相位比較器107相連。第二旋轉(zhuǎn)變壓器202與時(shí)針控制部分1中的分針相位比較器108相連。第一、第二兩旋轉(zhuǎn)變壓器201、202均與脈沖輸出放大器106的輸出端相連。
所說的鐘針機(jī)械傳動(dòng)部分3含有端點(diǎn)帶分針307的分針管304，套在分針管304上的端點(diǎn)帶時(shí)針306的時(shí)針管305，連在分針管304上的分針慢速電機(jī)302，連在時(shí)針管305上的時(shí)針慢速電機(jī)301，一端與時(shí)針管305相連的時(shí)針位置取樣軸303。時(shí)針位置取樣軸303的另一端與第一旋轉(zhuǎn)變壓器201相連，分針管304的另一端與第二旋轉(zhuǎn)變壓器202相連。
所說的衛(wèi)星接收模板102是時(shí)間信息接收模板，也就是說，本實(shí)用新型的衛(wèi)星接收模板102是接收衛(wèi)星上的時(shí)間信息和所接收時(shí)間信息來源的衛(wèi)星的數(shù)目。對(duì)于監(jiān)測(cè)衛(wèi)星數(shù)目的數(shù)據(jù)很重要，因?yàn)檫@能證明所接收的時(shí)間信息的可靠性。如果監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的數(shù)目為零，則當(dāng)前衛(wèi)星接收模板102發(fā)出的時(shí)間信息不可靠。因此，只有監(jiān)測(cè)衛(wèi)星數(shù)目不為零時(shí)，衛(wèi)星接收模板102發(fā)出的時(shí)間信息才是可靠的。
所說的數(shù)字母鐘103的作用一是將衛(wèi)星接收模板102發(fā)出的衛(wèi)星上格林尼治時(shí)間轉(zhuǎn)換為北京時(shí)間傳給信號(hào)處理器104。二是它本身具有的時(shí)間，用衛(wèi)星的時(shí)間校準(zhǔn)，一旦衛(wèi)星接收模板工作不正常時(shí)，它自身可以短期維持標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。
所說的信號(hào)處理器104是單板機(jī)，或稱中央處理器CPU。
所說的振蕩器105含有方波整形電器和濾波電路。它產(chǎn)生方波信號(hào)，經(jīng)過脈沖輸出放大器106放大后，作為激勵(lì)信號(hào)輸送到兩旋轉(zhuǎn)變壓器201、202上，激勵(lì)旋轉(zhuǎn)變壓器并提供給旋轉(zhuǎn)變壓器一個(gè)工作的基準(zhǔn)頻率。
所說的第一、第二兩旋轉(zhuǎn)變壓器201、202是角度定位傳感器。在本實(shí)用新型中用于采集時(shí)鐘指針角度信息。本實(shí)施例中，所使用的旋轉(zhuǎn)變壓器上含有二組定子線圈和一組轉(zhuǎn)子線圈。
如上述的結(jié)構(gòu)，衛(wèi)星接收模板102通過衛(wèi)星接收天線101接收到的衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，經(jīng)過數(shù)字母鐘103轉(zhuǎn)換成北京標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間送到信號(hào)處理器104中作為時(shí)刻的基準(zhǔn)；兩旋轉(zhuǎn)變壓器201、202作為時(shí)鐘指針角度定位傳感器，采集時(shí)鐘指針的位置，通過相位比較器107、108和相位檢測(cè)器109、110送入信號(hào)處理器104內(nèi)，將時(shí)刻基準(zhǔn)與時(shí)針的指示位置——即時(shí)針顯示的時(shí)刻進(jìn)行比較，比較的結(jié)果向馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器111、112發(fā)出正轉(zhuǎn)、或反轉(zhuǎn)、或停轉(zhuǎn)的指令，使鐘面上指針指示的時(shí)刻與衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻相同。則構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)，使時(shí)鐘自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)刻，無須人工校準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種衛(wèi)星定時(shí)指針自控定位時(shí)鐘，包含時(shí)鐘控制部分(1)和鐘針機(jī)械傳動(dòng)部分(3)；其中時(shí)鐘控制部分(1)含有信號(hào)處理器(104)，分別與信號(hào)處理器(104)相連的數(shù)字母鐘(103)、時(shí)針馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(111)和分針馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(112)；鐘針機(jī)械傳動(dòng)部分(3)含有端點(diǎn)帶分針(307)的分針管(304)，套在分針管(304)上端點(diǎn)帶時(shí)針(306)的時(shí)針管(305)，連在分針管(304)上的分針慢速電機(jī)(302)和連在時(shí)針管(305)上的時(shí)針慢速電機(jī)(301)，其特征在于是閉環(huán)控制系統(tǒng)，含有鐘針位置取樣部分(2)，鐘針位置取樣部分(2)含有第一、第二兩個(gè)串聯(lián)的旋轉(zhuǎn)變壓器(201、202)；所說的時(shí)鐘控制部分(1)還含有衛(wèi)星接收天線(101)，與衛(wèi)星接收天線(101)連接的衛(wèi)星接收模板(102)，衛(wèi)星接收模板(102)通過數(shù)字母鐘(103)連接到信號(hào)處理器(104)上；還含有與信號(hào)處理器(104)相連的時(shí)針相位檢測(cè)器(109)和分針相位檢測(cè)器(110)，分別與時(shí)針、分針相位檢測(cè)器(109、110)相連的時(shí)針、分針比較器(107、108)，振蕩器(105)和與振蕩器(105)輸出端相連的脈沖輸出放大器(106)，時(shí)針、分針兩相位比較器(107、108)分別與振蕩器(105)的輸出端相連；所說的第一旋轉(zhuǎn)變壓器(201)與時(shí)針相位比較(107)相連，第二旋轉(zhuǎn)變壓器(202)與分針相位比較器(108)相連，第一、第二兩旋轉(zhuǎn)變壓器(201、202)均與脈沖輸出放大器(106)的輸出端相連；所說的鐘針機(jī)械傳動(dòng)部分(3)內(nèi)還含有一端與時(shí)針管(305)相連的時(shí)針位置取樣軸(303)，時(shí)針位置取樣軸(303)的另一端與第一旋轉(zhuǎn)變壓器(201)相連，分針管(304)的另一端與第二旋轉(zhuǎn)變壓器(202)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定時(shí)指針自控定位時(shí)鐘，其特征在于所說的衛(wèi)星接收模板(102)是時(shí)間信息接收模板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定時(shí)指針自控定位時(shí)鐘，其特征在于所說的第一、第二兩旋轉(zhuǎn)變壓器(201、202)是角度定位傳感器。
專利摘要一種衛(wèi)星定時(shí)指針自控定位時(shí)鐘，它包含三部分時(shí)鐘控制部分、鐘針位置取樣部分和鐘針機(jī)械傳動(dòng)部分。其中時(shí)鐘控制部分含有與衛(wèi)星接收天線連接的衛(wèi)星接收模板，與衛(wèi)星接收模板通過數(shù)字母鐘連接的信號(hào)處理器，與信號(hào)處理器相連的時(shí)針、分針的相位監(jiān)測(cè)器和相位比較器；其中鐘針位置取樣部分含有兩個(gè)串聯(lián)的旋轉(zhuǎn)變壓器分別與時(shí)針、分針相位比較器相連，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。從而保證了鐘面指針與衛(wèi)星上標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻同步。改變了傳統(tǒng)時(shí)鐘的控制技術(shù)，構(gòu)成了簡(jiǎn)潔、可靠、無累計(jì)走時(shí)誤差、無需人工校正、全自動(dòng)的新型時(shí)鐘。尤其適用于體育場(chǎng)館、車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、賓館、大型建筑、街頭和綠地等。
文檔編號(hào)G04C13/00GK2715201SQ20042002314
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者鄔林達(dá), 桂承鯤, 沈?yàn)槊?申請(qǐng)人:上海宇豐電子信息工程有限責(zé)任公司