一种动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量的方法及测量装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量的方法及测量装置，包括下列步骤：A.将测量状态调整到和手表的工作相似的振动状态，与手表的工作频率接近；B.动态测量摆轮游丝振动系统的振动周期TB、TY；C.计算待测摆轮转动惯量和待测游丝刚度；已知摆动体中标准摆轮转动惯量JB和标准游丝刚度MB, 公式（1） 公式（2）式中：M：待测硅游丝刚度，J：待测摆轮的转动惯量。有益效果是：由游丝和摆动体组成的摆轮游丝振动系统，是在工作状况相同的情况下测量，消除了非线性误差对测量的影响，测量速度快，精度高；属一种动态测量方法。另外，只需要通过更换摆动体即可通过一台仪器测量游丝刚度和摆轮转动惯量。
【专利说明】一种动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量的方法及测量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种游丝刚度和摆轮转动惯量的测量方法，特别是涉及一种动态测量硅游丝刚度和摆轮转动惯量的方法及测量装置。
【背景技术】
[0002]硅材料具有质量小、硬度高、摩擦系数低可自润滑、且不受磁场影响，温度稳定性好，便于着色处理等特点，使其在高档机械手表上得到越来越多的应用。如用硅材料制作擒纵轮片、擒纵叉、夹板和游丝，并受到世界各手表制造商的重视和竞相开发。尤其是硅游丝具有温度稳定性好，不受磁场干扰，便于着色提高手表的观赏性的显著优点，而成为研发应用的重点。
[0003]在机械手表中，游丝和摆轮的频率一定要匹配，现有对普通金属游丝和摆轮的频率匹配，是在生产中采用分档仪对摆轮和游丝进行分档，再根据档号匹配摆轮和游丝，使其基本满足标准频率，也就是配频后误差落在快慢针调整范围以内。调整快慢针本质上是调整游丝长度，调整范围较大，但快慢针和游丝在工作中会发生接触和碰撞，造成接触处游丝表面的磨损，这对金属游丝影响较小，对硅游丝的影响就不可忽视。快慢针在计时理论上将对摆轮游丝系统产生等时性误差。
[0004]由于硅游丝较脆，不易在分档仪上分档，目前生产中是先装表测量节拍，再根据误差更换摆轮，摆轮可预先在分档仪上分档，直到满足标频。但效率极低，更换过程中硅游丝易损坏，不符合批量生产的要求。但由于硅游丝组成的摆轮游丝系统，具有温度稳定性好，不受磁场干扰等特点，通常采用无快慢针结构，也就是通常所说的无卡度结构，这样可以避免快慢针内外夹对硅游丝的局部接触而造成硬弯，同时去掉快慢针也提高了摆轮游丝系统的等时性。无快慢针摆轮游丝系统必须通过调整摆轮的转动惯量来调整振动频率，也就是调整手表的走时精度，通常在摆轮上设置偏心锤或在摆轮轮幅上设置调整螺丝等机构，通过对称调整偏心锤的偏心量和对称调整螺丝的旋进旋出量，从而改变摆轮的转动惯量；硅游丝相对于金属游丝较脆，离散性也较大，因结构上的限制，摆轮上的调整机构也不易设置太多，这样摆轮和硅游丝配对达到要求的标准频率就有一定难度。
[0005]关于游丝刚度的测量，现有技术一般是采用扭矩转角方法。该方法是将测头和游丝内桩接触，游丝外桩固定，转动仪器测头，由扭矩传感器测量测头所受到的游丝扭矩，用角度传感器测量测头转过的转角。如果扭矩用N表示，游丝刚度用M表示，转角用β表示，
M
那么M = j。该方法受游丝非线性误差的影响，游丝被测量时的状态与工作状态不同，属
静态测量，测量误差较大。摆轮游丝配频后，频率误差往往超出摆轮惯量的微调范围，满足不了生产需要。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提供一种可动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量的方法及测量装置。
[0007]本发明所采用的技术方案是:一种动态测量硅游丝刚度和摆轮转动惯量的方法，包括下列步骤:
A.将测量状态调整到和手表的工作相似的振动状态，与手表的工作频率接近；
B.动态测量摆轮游丝振动系统的振动周期ΤΒ、Τy；
C.计算待测摆轮转动惯量和待测游丝刚度；
已知摆动体中标准摆轮转动惯量JB和标准游丝刚度mb，
公式⑴
【权利要求】
1.一种动态测量硅游丝刚度和摆轮转动惯量的方法，其特征在于，包括下列步骤: A.将测量状态调整到和手表的工作相似的振动状态，与手表的工作频率接近； B.动态测量摆轮游丝振动系统的振动周期TB、Ty； C.计算待测摆轮转动惯量和待测游丝刚度； 已知摆动体中标准摆轮转动惯量Jb和标准游丝刚度Mb，
2.根据权利要求1所述的动态测量硅游丝刚度和摆轮转动惯量的方法，其特征在于， 步骤A由气鼓产生的间歇气流通过气嘴吹气使摆动体振动，并逐步提升摆幅，其振动系统的工作频率与手表的工作频率相近；振动系统包括被测游丝与游丝刚度测量摆动体组成的振动系统和被测摆轮与摆轮惯量测量摆动体组成的振动系统； 为消除吹气对振动系统的周期影响，测量是在自由衰减振动的情况下完成的，当振动系统摆幅达到一个定值时， 自动停气，测量数个自由振动周期，并取平均值； 步骤B通过激光光电非接触拾取振动系统振动周期信号，通过两组光电接受器获得振动系统的摆幅信号。
3.一种用于动态测量硅游丝刚度和摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，包括，机械测量部分VI和电控测量部分Vn ;所述机械测量部分VI包括，气鼓(2)、设置在上平板(7)上的摆动体(3)、激光发射接收回路(4)、气鼓喷气嘴(21)和摆动体锁紧装置(5);气鼓(2)通过软管(22)与气嘴(21)连接，摆动体锁紧装置(5)为偏心轮结构，通过手柄(51)可以旋转偏心轮，实现对摆动体(3)的释放或锁紧；所述电控测量部分VII包括，主机(I)和液晶显示器(11);所述激光发射接收回路(4)通过电缆(13)和主机(I)电连接，所述气鼓(2)通过电缆(6)与主机(I)电连接。
4.根据权利要求3所述的用于动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，所述激光发射接收回路(4)为两组，包括第一激光发射器(41)、第一激光接收器(42)和第二激光发射器(43)、第二激光接收器(44)，两组激光发射接受回路(4)对称或靠近振动系统平衡位置设置，两光路夹角应尽量小；在所述第一激光发射器(41)、第一激光接收器(42)、第二激光发射器(43)和第二激光接收器(44)前端安装有狭缝(8)，狭缝(8)能够提高光路系统对环境光的抗干扰力。
5.根据权利要求3所述的用于动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，所述摆动体(3)为游丝刚度测量摆动体和摆轮惯量测量摆动体。
6.根据权利要求3所述的用于动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，所述气鼓(2 )安装在上平板(7 )和下平板(9 )之间，上平板(7 )和下平板(9)通过边角的立柱进行固定，下平板(9)的四角安装有水平调节螺丝(10)，水平调节螺丝用于调节上平板(7 )的水平位置；在所述主机(I)上安装有液晶显示器(11)和RS232接口(12)。
7.根据权利要求5所述的用于动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，所述游丝刚度测量摆动体包括，安装在摆轴(310)上的摆轮(311)、双圆盘(312)、平衡游丝(313)和游丝托盘(314)，所述摆轴(310)通过上轴承(315)和下轴承(316)获得支撑，所述游丝托盘(314)上放置待测硅游丝被紧固环(317)压紧。
8.根据权利要求7所述的用于动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，还包括有主夹板(318)，所述主夹板(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)的圆心连线与中心孔(319)和第二定位孔(321)的圆心连线成30度夹角。
9.根据权利要求7所述的用于动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，还包括有硅游丝外桩固定支架(323)，所述外桩固定支架(323)上安装有硅游丝外桩定位销(327)和偏心螺钉(329)。
10.根据权利要求7所述的用于动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，所述游丝刚度测量摆动体的摆轮(311)轮缘为齿状，所述双圆盘上固定有红宝石圆盘钉，圆盘钉用于反射激光产生脉冲信号；在所述紧固环(317)和待测硅游丝之间置有垫片(325)，所述上轴承(315)和下轴承(316)的支撑材料为红宝石。
11.根据权利要求5所述的用于动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，所述摆轮惯量测量摆动体包括，安装在摆轴(310)上的摆轮托盘(330)，摆轮(311)，双圆盘(312)和标准游丝(327);所述托盘上放置待测摆轮，所述摆轮(311)的上方和下方均设置有标准游丝(327 )。
12.根据权利要求3所述的用于动态测量硅游丝刚度和测量摆轮转动惯量方法的测量装置，其特征在于，所述电控测量部分νπ由微机控制部分IV和显示通讯部分V组成；包括激光驱动电路，光电转换放大电路，信号整形电路，信号合成电路，摆轮转向判别电路，气鼓吹气换向控制电路，单片微机系统、停气控制电路，气鼓驱动控制电路，液晶显示器和RS232接口 ；所述机械测量部分VI包括，气动装置III，摆动体II和激光发射接收部分I ;所述气动装置III包括气鼓和气嘴；所述单片微机系统分别与停气控制电路，气鼓吹气换向电路连接，气量调节控制单元控制所述气动装置的给气量，气动装置由气嘴喷气驱动测量仪的摆动体振动，所述激光发射接收部分将检测到的随待测摆轮游丝振动的激光信号，由光电转换放大电路，转换成电信号通过放大整形电路处理传送至单片微机系统中，计算处理后由液晶显示器显示结果。
【文档编号】G01N3/34GK103674742SQ201210351685
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月19日 优先权日:2012年9月19日
【发明者】辛浩, 傅裕, 薛超君, 曹维峰, 张健 申请人:天津海鸥表业集团有限公司