專利名稱：由機械能源驅(qū)動并由電路調(diào)整的時鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的時鐘含有電能發(fā)生器，它包括一轉(zhuǎn)子和根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而提供所述的電能的裝置；機械能源，它機械地連接到所述的轉(zhuǎn)子，使所述的轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)動速度比預定的速度快；輔助裝置，將所述的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度調(diào)整到所要求的速度，它是由所述的電能激勵的，它包括—連接于所述的發(fā)生器的測量裝置，用于產(chǎn)生多個測量脈沖，當所述轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)通過一特定角度時產(chǎn)生所述的每一個測量脈沖；—基準裝置，用于產(chǎn)生多個周期性基準脈沖，在所述的轉(zhuǎn)子按所要求的速度轉(zhuǎn)動時，它的周期與所述的測量脈沖的周期相同；—比較裝置，提供表示兩個數(shù)目之間的差異的比較信號，這兩個數(shù)目是一方面，第一個數(shù)目是產(chǎn)生于確定的初始時刻的所述基準脈沖的數(shù)目，另一方面，第二個數(shù)目是產(chǎn)生于所述初始時刻的所述測量脈沖的數(shù)目，所述的比較信號具有第一種狀態(tài)或第二種狀態(tài)，這要視所述的第一數(shù)目是小于或大于所述的第二數(shù)目分別而定；—制動裝置，根據(jù)加給所述轉(zhuǎn)子的制動轉(zhuǎn)矩的指令信號，對所述的轉(zhuǎn)子強施以一種低于所要求速度的轉(zhuǎn)動速度。
例如在US-A-937001中說明的包含這些特征的時鐘具有與一般的電子時鐘一樣的準確性，這是因為基準脈沖的頻率確定了發(fā)生器的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，而且顯示走時的指針是由來自石英振蕩器的信號驅(qū)動的。
此外，這種時鐘既無電池，又無蓄電池，因為其電子電路是由其發(fā)生器提供的電能激勵的，發(fā)生器的轉(zhuǎn)子連接于其機械能源，該機械能源與一般機械時鐘中使用圓筒形彈簧相同。
這對一般的電子時鐘來說，是一種明顯的優(yōu)點。這種一般的電子時鐘的電路由電池或蓄電池供電，使用壽命有限。
在上述US-A-397001中說到的時鐘中，發(fā)生器的轉(zhuǎn)子的制動裝置由串聯(lián)于電子開關(guān)的電阻器組成，而由該電阻器與該電子開關(guān)構(gòu)成的這種裝置并聯(lián)于發(fā)生器的線圈。
而且，這種開關(guān)是由比較信號直接控制的，以致后者到了第一種狀態(tài)時，一直關(guān)閉，也就是，只要發(fā)生器的轉(zhuǎn)子相對于其應占的位置為超前時，它總是按預定的速度轉(zhuǎn)動。
因此，這種轉(zhuǎn)子在相當長時間無間斷地制動的情況可能發(fā)生，特別是如果在此之前曾受到斜面震動而強烈加速。
時鐘的電子電路由一種電路供給的直流電壓施以電流，這種電路用以對發(fā)生器產(chǎn)生的交流電壓加以整流。
取決交流電壓值的這一直流電壓值對這些電子電路來說顯然必須始終充足，以便使其正常運轉(zhuǎn)。
當發(fā)生器的轉(zhuǎn)子被制動時，制動阻力越小，發(fā)生器產(chǎn)生的交流電壓亦越低，如制動阻力本身等于零時，那交流電壓也顯然是零。
如果發(fā)生器的轉(zhuǎn)子僅被制動較短時間，在被制動的時間中，時鐘的電子電路可由給這些電路激勵的整流器所一般包括的電容器內(nèi)積蓄的電能施以電流，甚至在制動的阻力值處于零時。
但如上所述，發(fā)生器的轉(zhuǎn)子可能相當長時間不間斷地被制動，因此實際上對制動阻力選擇一個零值是不可能的，因為整流器電路的電容器要有一個很大的電容量，這樣體積就會相當大，而且昂貴。此外，因為不能預測發(fā)生器的轉(zhuǎn)子可能被制動的最長時間是多少，所以不可能確定電容器應有的電容量。
當制動電阻器與發(fā)生器的線圈并聯(lián)時，這線圈產(chǎn)生的交流電壓下降，這首先是由于這連接而造成的轉(zhuǎn)速下降，其次是由于因制動電阻器吸收電流而造成發(fā)生器線圈產(chǎn)生的電壓下降。
結(jié)果，為了使時鐘的電子電路的激勵電壓總是充足的，如上所述光是使制動阻力的值不等于零是不夠的，還必須使這值相對地高些。
然而，制動阻力越小，則應于發(fā)生器的轉(zhuǎn)子上的制動轉(zhuǎn)矩越大；而當制動阻力是零時，制動轉(zhuǎn)矩最大。
無論圓筒形彈簧供給的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩是什么，這種制動轉(zhuǎn)矩顯然要給發(fā)生器的轉(zhuǎn)子施加一種低于預定速度的轉(zhuǎn)動速度。
為了使這驅(qū)動轉(zhuǎn)矩盡可能大某些因素會影響時鐘的轉(zhuǎn)動情況，即，在不必重新卷緊圓筒形彈簧時鐘能運轉(zhuǎn)的時間里，制動轉(zhuǎn)矩也必須很大，這意味著制動阻力必須有一個低值，而且這種阻力最好應有一個零值。
因此轉(zhuǎn)子的制動阻力必須滿足兩個對立的條件。首先，它必須足夠大，在任何情況下，不處于零，使對電子電路施以電流的電壓在任何情況下是足夠的。其次，它必須足夠小，最好是零，使制動轉(zhuǎn)矩是大的，并使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度在制動時，甚至在由機械能源提供的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩在最大時，低于預定的速度。
上述的第一個條件較容易滿足，理論上說增加發(fā)生器線圈的匝數(shù)是可能的，但多匝數(shù)的線圈使體積變大，就可能難以安裝在小的時計(如手表)內(nèi)有限的可利用的空間中，否則，想以足夠小的直徑的金屬絲來制作這線圈，以使其體積不太大，這是很難的，而且成本價格亦會增加。
須考慮到這種實際情況，以小直徑的金屬絲制作的多匝數(shù)線圈有一個大的內(nèi)阻，這種阻力一方面增加了制動阻力，并減小了轉(zhuǎn)子的制動轉(zhuǎn)矩，另一方面，在發(fā)生器提供的電流通過線圈時，造成由發(fā)生器產(chǎn)生的交流電壓的下降。
從理論上說，亦可使用電壓乘法整流器電路來將發(fā)生器的線圈所產(chǎn)生的交流電壓加以整流，但這種電路涉及到許多電容器，這些電容器是體積大的元件，由二極管組成，這些二極管的閾電壓實質(zhì)上不低于須要給時鐘的電子電路供以電流的電壓。實際上，這意味著只能使用簡單的整流器，或最多是使用倍壓整流器，來對發(fā)生器產(chǎn)生的電壓加以整流。
為了使上述第二個條件較容易得到滿足，當然可以減小由圓筒形彈簧對發(fā)生器的轉(zhuǎn)子提供的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的最大值。但時鐘的運轉(zhuǎn)性被減弱了，這當然不是所期望的。
本發(fā)明的目的是提供一種與上述專利US-A-3937001中所述相同時鐘，但它無缺陷。即，一種時鐘，其里面的轉(zhuǎn)子的制動阻力值可能很小，甚至可能是零，而不必提供許多匝數(shù)給發(fā)生器的線圈，且在任何情況下，都不會使給電子電路供以電流的電壓出現(xiàn)冒險的情況，使電子電路的電壓不夠，而影響正常運轉(zhuǎn)。而且，這個很低，甚至可能處于零的制動阻力值使以這種方式選擇驅(qū)動發(fā)生器的轉(zhuǎn)子的圓筒形彈簧成為可能，這種方式是其最大的轉(zhuǎn)矩將是大的，從而使時鐘的運轉(zhuǎn)性比上述已知的時鐘的運轉(zhuǎn)性更強了，而所有其它方面則相同。
達到此目的的時鐘所具有一個電能發(fā)生器，它包括一轉(zhuǎn)子，和響應于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動以提供所述的電能的裝置；一機械能源，它機械地連接至所述的轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子的所述的轉(zhuǎn)動速度大于預定的速度；輔助裝置，用以輔助所述的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度達到所述的預定速度，它由所述的電能量給以電流，它包括
為產(chǎn)生許多脈沖而連接于所述的發(fā)生器的測量裝置，所述的每一個脈沖是響應于所述的轉(zhuǎn)子通過一特別斜位而被產(chǎn)生的；產(chǎn)生許多周期性基準脈沖的基準裝置，它有一個周期，在所述的轉(zhuǎn)子器按所述的預定速度轉(zhuǎn)動時，該周期與所述的測量脈沖的周期相同；提供表示兩個數(shù)目之間的差異比較信號的比較裝置，這兩個數(shù)目是一方面，第一個數(shù)目是產(chǎn)生于確定的初始時刻的所述的基準脈沖的數(shù)目，另一方面，第二個數(shù)目是來自于所述初始時刻的所述的測量脈沖的數(shù)目，所述的比較信號是具有第一種狀態(tài)或第二種狀態(tài)，分別取決于所述的第一個數(shù)目是小于或大于所述的第二個數(shù)目；響應于施加到所述轉(zhuǎn)子的制動轉(zhuǎn)矩的指令信號的制動裝置，這種制動轉(zhuǎn)矩給所述的轉(zhuǎn)子施以一種低于所述的預定速度的轉(zhuǎn)動速度；所述的輔助裝置還包括控制裝置，它在所述的比較信號處于所述的第一種狀態(tài)時，響應于所述的每一個測量脈中以設(shè)定持續(xù)時間指令脈沖的形式產(chǎn)生所述的指令信號。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點通過參照附圖的下列說明，將會變得清楚明了

圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的時鐘的一個實施例的概略圖。
在圖1中以概略方式顯示的實施例為非限制的實例。根據(jù)本發(fā)明的時鐘通常以1表示，它包括一個由圓筒形彈簧構(gòu)成的機械能源。這個圓筒形彈簧2僅以概略方式顯示，因而它可與在一般機械時鐘中使用的眾所周知的任何一種圓筒形彈簧相同。
圓筒形彈簧2連接于手動或自動卷繞裝置，這種卷繞裝置因為可以與一般機械時鐘亦使用的任何一種眾所周知的卷繞裝置相同，所以沒有顯示。
圓筒形彈簧2通過以鏈形虛線表示的齒輪組4機械地連接于電能發(fā)生器3的轉(zhuǎn)子3a，發(fā)生器3還有一個線圈3b，將不予以詳細說明，因為它可能以不同方法制造，這點已為專家的所熟知。
簡單提到的是在本實施例中，轉(zhuǎn)子3a有一塊雙極磁鐵，這雙極磁鐵以表示磁軸的箭頭符號來簡單表示。
亦要提到的是線圈3b被磁連接于轉(zhuǎn)子3a的永久磁鐵，比如通過設(shè)顯示的定子，以致產(chǎn)生隨轉(zhuǎn)子3a的任何轉(zhuǎn)動，穿過終端B1和B2的交流電壓Ug，這種交流電壓Ug具有與轉(zhuǎn)子3a的轉(zhuǎn)動周期相同的周期，即與轉(zhuǎn)子3a執(zhí)行一次回轉(zhuǎn)運動所用的時間相同的周期。線圈3b的終端B1和B2當然就是發(fā)生器3的輸出端。
時鐘1而且包括一整流器電路5，其輸入端5a和5b分別連接于發(fā)生器3的終端B1和B2，其輸出端5c和5d提供電壓Ua，它至少大致上是直流，對發(fā)送器3產(chǎn)生的交流電壓Ug起反應。電壓Ug通過未顯示的導體，對后面說到的不同的電子電路供以電流。
整流器5將不予以詳敘，因為它與任何一個整流器一樣，為專家們所熟知，這里簡單提到的是在一般情況下，整流器5包括跨接于其輸出終端5c和5d的平流電容器，但沒顯示。
在本實施例中，整流器5的終端5a和5g互相連接，并連接于發(fā)生器3的終端B1。此外，這三個終端5a，5c和B1的電位被任意選為參考電位或接地，在說明書中以后提到的所有電壓都是相對于這參考電位而測定的電壓。
在任意的基礎(chǔ)上，當轉(zhuǎn)子3a在等速轉(zhuǎn)動時，交流電壓Ug對這參考電位來說是對稱的。
而且，在本說明書的以下部分中，不同信號將被說明為處于邏輯狀態(tài)“0”或邏輯狀態(tài)“1”，這要根據(jù)測試點的電位在實質(zhì)上與參考電位相同，或與整流器5的終端5d的電位相同而分別決定。
時鐘1還包括在本實施中由一般指針6組成的顯示實際時間的裝置，但也可由其他眾所周知的元件組成，如圓盤，卷盤等。時鐘1也可包括一個或多個輔助顯示部分，如日歷，月歷或其他部件。這輔助部件沒顯示出來。
指針6和可能出現(xiàn)的輔助部件通過齒輪組機械地連接于圓筒形彈簧2和發(fā)生器3的轉(zhuǎn)子3a，在該齒輪組中，至少一部分會與齒輪組4的一部分相同。在圖1中，連接于指針6的齒輪組沒有被分別標號，亦以鏈形虛線表示。
時鐘1亦包括一個校調(diào)指針6的機械裝置，是否能校調(diào)輔助部件，則沒予以說明，因為它可能與專家們所熟知的任何一種同類的各種機械裝置相同。
當然指針6的轉(zhuǎn)動速度必須有一個調(diào)節(jié)好的，不變的平均值，且由輔助電路7控制。該輔助電路7能使轉(zhuǎn)子3a的轉(zhuǎn)動速度達到預定的速度，這種預定的速度在下面稱為Vc。
確定轉(zhuǎn)子3a的轉(zhuǎn)動速度和以下會予以說明的輔助電路7的元件與齒輪組4被裝置好，以使轉(zhuǎn)子3a按預定速度Vc轉(zhuǎn)動時，指針6按正常速度轉(zhuǎn)動。在本實施例中，假設(shè)已調(diào)好的預定速度Vc為每秒轉(zhuǎn)四圈。
而且，有一理由在本說明書下面會變得清楚明白的是被選定的圓筒形彈簧2、由其驅(qū)動的不同元件和發(fā)生器3的那些部件所具有的特點，使得如果線圈3b不短路，只要圓筒形彈簧2幾乎不是完全松掉，轉(zhuǎn)子3a的平均轉(zhuǎn)動速度將大于預定速度Vc。在下述的情況中，如果線圈3b短路，甚至當圓筒形彈簧完全卷緊和它提供的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩處于最大值時，被選定的這些特點也將使這平均轉(zhuǎn)動速度低于預定速度Vc。
上述輔助電路7包括一個比較器8，其正向輸入端連接于發(fā)生器3的終端B2，其反向輸入端連接于參考電位，致使其輸出端產(chǎn)生的信號，以下稱為信號SM，交替處于狀態(tài)“0”和狀態(tài)“1”之中，這要根據(jù)發(fā)送器3提供的電壓Ug是正或是負來定。
信號SM的周期顯然與是電壓Ug的周期相同，特別是當發(fā)生器3的轉(zhuǎn)子3a按其預定速度Vc轉(zhuǎn)動時(這種速度在本實施例中是每秒鐘四圈)，信號SM的周期是250毫秒。
此外，在發(fā)生器3的轉(zhuǎn)子3a通過一個特別斜位時，信號SM從其狀態(tài)“0”變至狀態(tài)“1”，在這特別斜位，電壓Ug在上升時經(jīng)過其零值。
因此信號SM既是測量轉(zhuǎn)子3a轉(zhuǎn)動速度的信號，又是檢測轉(zhuǎn)子3a通過上述特別斜位的信號。
輔助電路7還包括一種基準信號源SR，在本實施例中，它由振蕩器9(可以是石英振蕩器)和分頻電路10組成。該分頻電路有一隨著振蕩器9產(chǎn)生的信號而供給信號SR的輸出端Q1。
振蕩器9和分頻電路10將不予以詳述，因為它們可以用不同方法制造，這些方法為懂這門技術(shù)的人所熟知。將會簡單提到的是振蕩器9和分頻電路10是這樣配置的，使得信號SR的周期在發(fā)生器3的轉(zhuǎn)子3a按其預定速度Vc轉(zhuǎn)動時與信號SM的周期相同，即，在實施例中，為250毫秒。
還是以舉例說明，通過將與大部分電子時鐘所采用的相同并發(fā)生32768HZ頻率信號的振蕩器作為振蕩器9，并通過使分頻電路10以常稱為觸發(fā)器的一系列十三個雙穩(wěn)定諧振蕩器的為人所熟知形式，也可以獲得這種效果。
亦將會提到的是分頻電路10包括以Q2來表示的第二輸出端，它發(fā)出很短的周期的信號SC，例如它的周期比信號RS的周期短大約100倍，它的作用在以下會解釋清楚。在本實施例中，信號SC可由分頻電路10的第六個觸發(fā)器的輸出端供給，這樣就有一個約1.95毫秒的周期。
輔助電路7還包括一個雙向計數(shù)器，或上下計數(shù)器，標號為11。計數(shù)器11的計數(shù)輸入端C連接于分頻電路10的輸出端Q1，從而接收信號SR，其下計數(shù)輸入端D連接于比較器8的輸出端，從而接收信號SM。
雙向計數(shù)器11將不予以詳敘，因為它是可用多種為人所熟知的方法制作的。將會簡單提到的是，它對收到的脈沖的上升邊沿起反應，即將信號SR和SM的狀態(tài)從邏輯狀態(tài)“0”變到邏輯狀態(tài)“1”。換句話說，計數(shù)器11的存數(shù)，即由構(gòu)成計數(shù)器的各個觸發(fā)器的正向輸出端的邏輯狀態(tài)“0”或“1”形式的以二進位制表示以數(shù)目，是在信號SR脈沖每一次上升邊沿按一個單位而增加，同時在信號SM脈沖每一次上升邊沿按一個單位而減小。計數(shù)器11還包括消除在輸入端C和D收到脈沖時由于重疊而引起的模糊情況的裝置，此裝置是眾所周知的。
而且，計數(shù)器11還有一個重置輸入端R，這樣配置，使得只要輸入端R處于邏輯狀態(tài)“1”時，其存數(shù)保持在零值。
還應記住的是如果計數(shù)器11由n個觸發(fā)器組成，其存數(shù)可假定為大于或等于零并小于或等于2n－1的任何值。
此外，計數(shù)器11是循環(huán)運轉(zhuǎn)的，即尤其是，其存數(shù)等于零時，響應于加到其下計數(shù)輸入端D的脈沖，這存數(shù)假設(shè)為2n－1的值。
以任意的方式和以下澄清的理由，大于或等于零和小于或等于2(n－1)的計數(shù)器11的存數(shù)值將稱為正值，大于2(n－1)和小于或等于2n－1的計數(shù)器11的存數(shù)值將稱為負值。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，在上述的基礎(chǔ)上，由最后一個觸發(fā)器的正向輸出端以一般方式形成的計數(shù)器11的輸出端Q，在計數(shù)器11的存數(shù)是正時，會處于邏輯狀態(tài)“0”，在該存數(shù)是負時，就會處于邏輯狀態(tài)“1”。
雙向計數(shù)器11的輸出端Q連接于“與”門12的第一個輸入端，該“與”門的第二個輸入端連接到比較器8的輸出端。
該“與”門12的輸出端連接到一個R-S型觸發(fā)器13的輸入端S，其輸入端R則連接到“或”門14的輸出端。
如上所述，雙向計數(shù)器11，觸發(fā)器13對在其輸入端S和R收到的脈沖的上升邊沿起反應。換句話說，觸發(fā)器13的正向輸出端Q和反向輸出端Q響應于施加到輸入端S的信號的每一上升邊沿，而分別假設(shè)一邏輯狀態(tài)“1”和一邏輯狀態(tài)“0”；并響應于施加到輸入端R的信號的每一上升邊沿而分別假設(shè)一邏輯狀態(tài)“0”和一邏輯狀態(tài)“1”。
“或”門14的第一個輸入端連接于一個簡單的非雙向計數(shù)器15的輸出端。
在本實施例中，計數(shù)器15是由以一般方法串聯(lián)的五個觸發(fā)器組成，使得其第五個觸發(fā)器的正向輸出端Q在其存數(shù)從數(shù)值十五變至數(shù)值十六時，從狀態(tài)“0”轉(zhuǎn)變到狀態(tài)“1”。
計數(shù)器15的計數(shù)輸入端C連接于分頻電路10的輸出端Q2，從而收到信號SC，其重置輸入端R連接于觸發(fā)器13的反向輸出端Q。
此外，如同雙向計數(shù)器11，計數(shù)器15對施加于其計數(shù)輸入端C的信號的上升邊沿起反應，只要是其輸入端R處于邏輯狀態(tài)“1”時，其存數(shù)保持在零值。
輔助電路7還包括用以電制動發(fā)生器3的轉(zhuǎn)子3a的裝置，在本實施例中，由一個n-型MOS品體管16構(gòu)成，其源極和漏極分別連接于發(fā)生器3的終端B1和B2，而其控制極連接于觸發(fā)器13的正向輸出端Q。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員都會知道，晶體管16是斷路或是導通，這要視其控制極是處于狀態(tài)“0”或“1”而定，因為它是n-型的，它以源極處于參考電位。
輔助電路7還包括一個預置電路17，它有兩個輸入端分別連接于整流器5的終端5c和5d，它有一個輸出端，一方面連接于分頻電路10和雙向計數(shù)器11的重置輸入端R，另一方面，連接于“或”門14的第二個輸入端。
預置電路17將不予以詳細說明，因而它可用眾所周知的不同方法制成。將簡單提到的是它如此配置，使得其輸出端在電壓Ua上升到設(shè)定閾值(它相等或稍大于輔助電路7的其他各組件開始正常運作時的值)的時刻，產(chǎn)生一個短的預置脈沖。這個時刻以下稱為預置時刻t0。
當圓筒形彈簧2完全松掉，發(fā)送器3的回轉(zhuǎn)子3a不轉(zhuǎn)時，電壓Ug和Ua顯然是“0”，而時鐘1不運轉(zhuǎn)，如果圓筒形彈簧2被重卷，轉(zhuǎn)子3a就會開始運轉(zhuǎn)，同時電壓Ug和Ua就會開始增加。
在上述時刻t0時，預置電路17產(chǎn)生時脈沖使得分頻電路10和雙向計數(shù)器11被重置，從而使分頻電路10的輸出端Q1和Q2與雙向計數(shù)器11的輸出端Q被置于邏輯狀態(tài)“0”。
同樣的預置脈沖通過門電路14施加于觸發(fā)器13的輸入端R，從而使觸發(fā)器13的輸出端Q和Q分別處于邏輯狀態(tài)“0”和邏輯狀態(tài)“1”。
觸發(fā)器13輸出端Q的邏輯狀態(tài)“0”造成晶體管16斷路，因而發(fā)生器3的線圈3b不短路，且轉(zhuǎn)子3a的轉(zhuǎn)動速度可以達到或超出預定速度Vc。同樣地，觸發(fā)器13的輸出端Q的邏輯狀態(tài)“1”使計數(shù)器15的存數(shù)維持于零。
關(guān)于在時刻瞬t0后的時鐘1的運轉(zhuǎn)，以下只予以概略地說明，因為本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會借助已提供的說明，很容易地綜合所有的詳細情況。
在這有關(guān)時鐘1運轉(zhuǎn)的本說明書中，當基準信號SR從其狀態(tài)“0”轉(zhuǎn)到狀態(tài)“1”，且當計數(shù)器11的存數(shù)因此增加一個單位時，每一時刻將稱為基準時刻tr；而當測量信號SM亦從其狀態(tài)“0”轉(zhuǎn)變到狀態(tài)“1”，且計數(shù)器11的存數(shù)因此減少一個單位時，每一時刻將稱為測量時刻tm。
而且，從時刻t0開始于每一基準時刻tr，轉(zhuǎn)子3a具有相等于所定速度Vc的平均速度而應占領(lǐng)的斜位將稱為理論斜位。
雙向計數(shù)器11的存數(shù)總是表示在上述時刻t0起，由分頻電路10產(chǎn)生的信號SR的脈沖數(shù)和由比較器8產(chǎn)生的信號SM的脈沖數(shù)(它是從同樣的瞬間t0起，發(fā)生器3的轉(zhuǎn)子3a運作以全部轉(zhuǎn)數(shù))之間的差，這是很清楚的。
計數(shù)器11的存數(shù)因此也總是表示轉(zhuǎn)子3a的相對于理論斜位的滯后或超前，這種滯后或超前可能相當于幾圈。
恰在上述的時刻tm后，當計數(shù)器11的存數(shù)是正的時，它意味著相對于理論斜位，轉(zhuǎn)子3a正在滯后。
在這種情況，雙向計數(shù)器11的輸出端Q處于邏輯狀態(tài)“0”，從而“與”門12的輸出端保持在狀態(tài)“0”，觸發(fā)器13保留在其輸出端Q處于狀態(tài)“0”的狀態(tài)之中。晶體管16保持斷路，因而發(fā)生器3的線圈3b不短路，轉(zhuǎn)子3a的轉(zhuǎn)動速度將維持于預定速度Vc，或如果圓筒形彈簧2仍然充足卷繞的話，可能會出現(xiàn)超過預定速度Vc的情況。
亦如同雙向計數(shù)器11的存數(shù)一樣，相對于理論斜位，轉(zhuǎn)子3a的滯后情況會減少至零。
恰在一個時刻tm之后，當雙向計數(shù)器11的存數(shù)是負時，這意味著相對于它的理論斜位，轉(zhuǎn)子3a在超前。
在這種情況下，計數(shù)器11的輸出端Q處于邏輯狀態(tài)“1”。因而信號SM亦處于狀態(tài)“1”，觸發(fā)器13處于其輸出端Q和Q分別處于邏輯狀態(tài)“1”和邏輯狀態(tài)“0”的狀態(tài)。
結(jié)果，晶體管16變?yōu)閷?，使發(fā)生器3的線圈3b短路，轉(zhuǎn)子3a因此被制動，其轉(zhuǎn)速降至預定速度Vc以下。
結(jié)果亦因為計數(shù)器15的重置輸入端R現(xiàn)處于狀態(tài)“0”，計數(shù)器15的存數(shù)在信號SC每一脈沖增加一個單位。在本實施例中，當這個存數(shù)從值十五變至值十六，即，觸發(fā)器13改變了其狀態(tài)約31.25毫秒后計數(shù)器15的輸出端Q變至邏輯狀態(tài)“1”。
觸發(fā)器13然后回到其輸出端Q和Q分別處于邏輯狀態(tài)“0”和邏輯狀態(tài)“1”的狀態(tài)。
晶體管16因此再次斷路，以致轉(zhuǎn)子3a不再受制動，其轉(zhuǎn)速會再增加。
將會知道的是包括門電路12和14，觸發(fā)器13和計數(shù)器15的電路構(gòu)成一個將轉(zhuǎn)子3a的制動持續(xù)時間限制于設(shè)定的部分的電路，在本實施例中，為發(fā)生器3供給的電壓Ug的周期的1/8。
如果恰在接著的時刻tm后，雙向計數(shù)器11的輸出端Q仍處于邏輯狀態(tài)“1”，則剛述過的過程就重復，直至自時刻t0起的轉(zhuǎn)子3a的平均速度在轉(zhuǎn)子3a被制動時，當然會減速，變?yōu)榈陀诨蛳嗟扔陬A定速度Vc。
達到這種情況時，雙向計數(shù)器11的輸出端Q取邏輯狀態(tài)“0”，轉(zhuǎn)子3a不再被制動。
將會知道的是當轉(zhuǎn)子3a的平均速度被測量較長時間時，是相等于預定速度Vc的。如果指針6在時刻t0被定時時，總是顯示準確的時間，其準確度與基準信號SR頻率的準確度相同。
亦將會知道的是轉(zhuǎn)子3a在相對于其理論斜位超前時，僅僅通過在有限的持續(xù)時間制動轉(zhuǎn)子3a，這持續(xù)時間明顯少于轉(zhuǎn)子3a平均所取的進行一整圈運轉(zhuǎn)的時間，來獲得這種效果。在本實施例中，由信號Sc頻率和配制計數(shù)器15的觸發(fā)器數(shù)目來確定的制動持續(xù)時間，大約比轉(zhuǎn)子3a的平均轉(zhuǎn)動周期短八倍。
在轉(zhuǎn)子的每一制動周期，發(fā)生器3產(chǎn)生的電壓Ug顯然是“0”，因而晶體管16是導通的，并使線圈3b短路。
但每一制動周期開始于電壓Ug變?yōu)榱愕臅r刻，且其持續(xù)時間僅僅相當于剛解釋過的這電壓周期的一小部分。在這些制動周期中，如果線圈3b不短路，電壓Ug僅僅會有一個較小的值，發(fā)生器3只能提供小的甚至可能是零的能量給整流器5。但在這些制動周期之外，電壓Ug有一個正常值，使得發(fā)生器3提供的電能幾乎不能由于轉(zhuǎn)子3a的制動作用而完全消減。
結(jié)果，即使當轉(zhuǎn)子3a對于其理論斜位超前運轉(zhuǎn)及被制動時，如上所述，不管超前轉(zhuǎn)到怎樣程度發(fā)送器3將繼續(xù)給輔助電路7提供轉(zhuǎn)動所需要的電能。
整流器5的一個或多平流電容器可具有較低的電容，因為它們不必長時間地對輔助電路7供以電流，這情況與上述專利US-A-3937001中所述的為人所知的時鐘情況相同。
而且，基于同樣理由，相當可能，確實可取的是按上述方法制作轉(zhuǎn)子3a的制動裝置，也就是，在制動裝置中，不包括任何與在專利US-A-3937001中所述的時鐘制動裝置中必須提供的電阻器相同的電阻器。
關(guān)于這后者的時鐘，不使用這電阻器使轉(zhuǎn)子3a的制動作用具有更有效的優(yōu)點，從而增加了圓筒形彈簧2可接受的最大的電機轉(zhuǎn)矩，并從而增加了時鐘1的運轉(zhuǎn)性。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員便會知道可對剛提到過的時鐘作許多的改進，而后者卻不必跳出本發(fā)明的框架之外。
比如根據(jù)本發(fā)明，時鐘的發(fā)生器的轉(zhuǎn)子可不包括上述發(fā)生器3的轉(zhuǎn)子3a的雙極磁鐵，卻包括一個多極的永久磁鐵或在一圓盤邊緣配置的多個多極永久磁鐵。在這種情況下，這發(fā)生器的線圈所產(chǎn)生的交流電壓有一個周期，它與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動周期和多極磁鐵的雙極數(shù)目或雙極磁鐵數(shù)目之間的比相同。
如此產(chǎn)生測量信號亦有可能，即在圖1例子中的信號Sm不僅在時鐘發(fā)生器產(chǎn)生的交流電壓上升通過其零值時，而且在該交流電壓下降通過該零值時的有限持續(xù)時間中，以這種方法，轉(zhuǎn)變至狀態(tài)“1”。
在這種情況下，這測量信號的周期等于發(fā)生器產(chǎn)生的交流電壓的一半，且當這發(fā)送器的轉(zhuǎn)子相對于其理論斜位超前運轉(zhuǎn)時，它在這交流電壓的每一周期內(nèi)被制動兩次。因此，有必要減少這轉(zhuǎn)子的制動周期的持續(xù)時間，以防止發(fā)生器供應的電能不足以正常地給時鐘的電子電路施以電流。
在剛提供的所有情況中，一定要以這種方法設(shè)計在圖1例子中由振蕩器9和分頻電路10形成的基準信號源，以致這基準信號的周期在發(fā)生器的轉(zhuǎn)子按預定速度轉(zhuǎn)動時，與測量信號的周期相同。
此外還可以用這種方式改進確定在圖1中包括計數(shù)器15的發(fā)生器的轉(zhuǎn)子制動周期的持續(xù)時間的裝置，使得這周期直接取決于這轉(zhuǎn)子相對于理論斜位超前轉(zhuǎn)動的程度。比如由于劇烈震動，轉(zhuǎn)子受到大的斜位加速后使轉(zhuǎn)子相對于這理論斜位超向前轉(zhuǎn)了幾圈，而所述改進，可減少轉(zhuǎn)子回復到其理論斜位所需的時間。
權(quán)利要求
1.一種時鐘，具有一個電能發(fā)生器(3)，它包括一轉(zhuǎn)子(3a)，和響應于所述轉(zhuǎn)子(3a)的轉(zhuǎn)動以提供所述的電能的裝置(3b)；一機械能源(2)，它機械地連接至所述的轉(zhuǎn)子(3a)，所述的轉(zhuǎn)子(3a)的所述的轉(zhuǎn)動速度大于預定的速度；輔助裝置(7)，用以輔助所述的轉(zhuǎn)子(3a)的轉(zhuǎn)動速度達到所述的預定速度，它由所述的電能量給以電流，它包括為產(chǎn)生許多脈沖而連接于所述的發(fā)生器(3)的測量裝置(8)，所述的每一個脈沖是響應于所述的轉(zhuǎn)子(3a)通過一特別斜位而被產(chǎn)生的；產(chǎn)生許多周期性基準脈沖的基準裝置(9，10)，它有一個周期，在所述的轉(zhuǎn)子器(3a)按所述的預定速度轉(zhuǎn)動時，該周期與所述的測量脈沖的周期相同；提供表示兩個數(shù)目之間的差異比較信號的比較裝置(11)，這兩個數(shù)目是一方面，第一個數(shù)目是產(chǎn)生于確定的初始時刻的所述的基準脈沖的數(shù)目，另一方面，第二個數(shù)目是來自于所述初始時刻的所述的測量脈沖的數(shù)目，所述的比較信號是具有第一種狀態(tài)或第二種狀態(tài)，分別取決于所述的第一個數(shù)目是小于或大于所述的第二個數(shù)目；響應于施加到所述轉(zhuǎn)子(3a)的制動轉(zhuǎn)矩的指令信號的制動裝置(16)，這種制動轉(zhuǎn)矩給所述的轉(zhuǎn)子(3a)施以一種低于所述的預定速度的轉(zhuǎn)動速度；其特征在于所述的輔助裝置(7)還包括控制裝置(12，13，15)，它在所述的比較信號處于所述的第一種狀態(tài)時，響應于所述的每一個測量脈沖以設(shè)定持續(xù)時間指令脈沖的形式產(chǎn)生所述的指令信號。
全文摘要
時鐘(1)的指針(6)連接于圓筒彈簧(2)，它驅(qū)動發(fā)生器(3)的轉(zhuǎn)子(3a)，使其速度大于預定速度(Vc)。由發(fā)生器(3)提供的電能給輔助電路(7)供以電流，它包括一只使發(fā)生器(3)的線圈(3b)短路的晶體管(16)，這樣，在比較器(11)顯示這轉(zhuǎn)子(3a)相對于其理論斜位超前轉(zhuǎn)動時，制動轉(zhuǎn)子(3a)使它的速度低于預定速度(Vc)。限制電路(12至15)將轉(zhuǎn)子(3a)制動作用的持續(xù)時間限制到發(fā)生器(3)提供的交流電壓(Ug)的周期的一小部分。
文檔編號G04C11/00GK1122920SQ9510483
公開日1996年5月22日 申請日期1995年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月25日
發(fā)明者F·韋格特 申請人:阿蘇拉布股份有限公司