Бытовые приборы времени
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Альфа-М
Год издания: 2010
Кол-во страниц: 384
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-98281-137-0
Артикул: 093050.02.01
Доступ онлайн
от 64 ₽
В корзину
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
БЫ ТО ВЫ Е ПРИ БО РЫ ВРЕМ ЕНИ
A.И.Набережных B.B.Ярабаев Бытовые приборы времени Рекомендовано УМО учебных заведений Российской Федерации по образованию в области сервиса и туризма Минобрнауки России в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 100101 «Cервис» (специализация «Сервис бытовых машин и приборов») МОСКВА • АЛЬФАМ • ИНФРАМ 2010
УДК 681.1(075) ББК 34.96 Н13 Р е ц е н з е н т ы: заслуженный работник высшей школы РФ профессор В.А Мещеряков (Пензен ский государственный университет), профессор И.В. Варламов (Российский государственный университет сервиса и туризма) Н13 Набережных А.И., Ярабаев В.В. Бытовые приборы времени: Учебное пособие. – М.: Альфа М: ИНФРА М, 2010. – 384 с.: ил. – (Сервис и ту ризм). ISBN 978 5 98281 137 0 («Альфа М») ISBN 978 5 16 003290 0 («ИНФРА М») Излагается история развития часов от древних до новейших молеку лярных и атомных приборов. Приводятся конструкции механических, электронно механических и электронных часов, а также теоретические ос новы и технология их ремонта, сборки, регулировки. Содержит более 200 подробных иллюстраций и приложения. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специаль ности «Бытовые машины и приборы». УДК 681.1(075) ББК 34.96 © «Альфа М»: «ИНФРА М», 2010 © Набережных А.И., Ярабаев В.В., 2010 ISBN 9785982811370 («АльфаМ») ISBN 9785160032900 («ИНФРАМ»)
ВВЕДЕНИЕ В.1. История развития часов Потребность в определении времени возникла в глубокой древности. Наблюдая за движением Солнца, Луны, разливом рек, созреванием плодов, сменой дня и ночи, чело век установил строгую закономерность и периодичность этих явлений природы и положил их в основу измерения времени. Первыми приборами времени были солнечные часы, или гномоны (рис. В.1, а). Они представляли собой высокий столб (обелиск), поставленный вертикально на горизонтальной пло щадке, в центре начерченного циферблата. По тени, отбрасы ваемой от столба на циферблат, определяли время дня. Сол нечные часы были известны за 500 лет до н.э. В более позднее время солнечные часы сооружались на зданиях и имели раз личную форму. Такие часы сохранились в Москве на здании Историко архивного института на Никольской улице. Пере носные солнечные часы, относящиеся к VI в., хранятся в музее Звартноц в предместье Еревана (Армения). Насменусолнечнымчасампришливодяныечасы(рис.В.1,б)– клепсидра, что в переводе с греческого означает «воровка во ды». В отличие от солнечных часов они показывали время днем и ночью. Время исчислялось количеством воды, вытекавшей из сосуда каплями или тонкой струей. Водяные часы имели широкое распространение, ими поль зовались при несении караульной службы, во время судебных процессов, на различных заседаниях для регламентации вре мени выступления ораторов. В Афинах ораторы часто подку пали рабов, приставленных к часам, чтобы они подлили воды в сосуд и тем самым продлили время их выступления. Со времен применения водяных часов известны крылатые выражения «в докладе было много воды», «много воды утекло».
Введение Из множества конструкций водяных часов наибольшей из вестностью пользовались часы Ктезибия Александрийского (II в. до н.э.). Они отличались высокой точностью и служили для астрономических наблюдений. Эти часы имели систему зубчатых колес и механизм, подобный механизму башенных часов. В средние века были изобретены песочные часы, весьма удобные в использовании (рис. В.1, в). Песочные часы приме няют и в настоящее время для грубого отсчета промежутков времени 5, 10, 15, 20 мин, например при лечебных процедурах. Рис. В.1. Солнечные часы (а), водяные (б) и песочные (в) Первое упоминание о механических часах содержится в ви зантийских летописях. В VI в. н.э. византийский император Юстиниан II и его жена София пожертвовали в базилику Кон стантинополя механические часы с боем. В 936 г. монах Герберт, впоследствии папа Сильвестр II, из готовил механические часы с боем. Он применил в часах гирю и колесную систему, заимствованную у водяных часов. Однако в его часах еще не было маятника и ход их регулировался осо бым устройством. Такие часы помещали на башнях зданий для всеобщего обозрения, почему они и получили название «ба шенные». В 1352 г. были изготовлены знаменитые Страсбургские ча сы, окончательно усовершенствованные в 1842 г. Страсбург ские часы имеют вечный календарь, глобус, планетарий и ук рашены аллегорическими фигурами на религиозные темы. На Руси первые башенные часы в 1404 г. изготовил монах Лазарь Сербин, пришедший из Византии. Часы были установ
В.1. История развития часов 7 лены на ныне Спасской башне Кремля и показывали дневное и ночное время раздельно. Петр Первый в 1700 г. ввел в России новое летосчисление (от Рождества Христова) и начало года установил с января. До этого действовал славянский календарь, исчислявший время от сотворения мира, а начало года – с сентября. Поэтому 1699 г. был самым коротким годом в России, он имел всего четыре ме сяца: сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь. Петр выписал из Голландии новые часы, которые в 1706 г. были установлены также на Спасской башне Кремля. С этого времени в России стали вести суточный счет времени. В 1769 г. часы на Спасской башне были заменены другими, находившимися в Грановитой палате. На большом колоколе, в который отбивают часы, есть надпись: «Вылит сей колокол мая 27 дня 1769 г. Весу 135 пудов 32 фунта. Лил мастер Семен Моз жухин». В 1852 г. часовые мастера, московские временные 3 й гиль дии купцы личные почетные граждане, братья Николай и Иван Бутеноп провели капитальный ремонт и модернизацию ча сов курантов. Братья Бутеноп применили в часах минутную стрелку, что значительно повысило точность отсчета времени, поставили новые циферблаты, капитально отремонтировали ход и бой четвертей и полных часов, отладили механизм курантов на вы званивание новых пьес: Преображенского марша времен Пет ра Первого (исполнение утром) и молитвы «Коль славен» (ис полнение вечером), заменили деревянное основание на чугун ное и многое другое. По свидетельству экспертной комиссии, составленной из квалифицированных часовых мастеров, «механизм часов пере делан вновь и по правильному ходу и верности заслуживает полного одобрения». В октябрьские дни 1917 г. четыре орудийных снаряда попа ли в часы. Циферблат, выходящий на Красную площадь, был разбит, механизмы оказались поврежденными. Ремонт был выполнен мастером кремлевских мастерских Беренцем, сы ном часовщика Беренца, когда то обслуживавшего эти часы. Колокольную музыку с вызваниванием гимна «Интернацио нал» наладил музыкант Михаил Черемных.
Введение В настоящее время со Спасской башни Кремля в 24 ч 00 мин разносится мелодичный перезвон 35 колоколов с вызванива нием Гимна России. Карманные часы появились в XVI в. Первоначально они имели форму яйца. Вместо гири в них была применена пружи на, что дало возможность сделать часы портативными. Такие часы с цепочкой или шнуром носили на шее, прикрепляли к одежде, поэтому название «карманные» было условным. В XVII в. Христиан Гюйгенс применил в карманных часах сис тему баланс спираль, что позволило значительно повысить точность хода часов и применять их на кораблях в мореплава нии. В XVIII в. русский изобретатель самоучка И.П. Кулибин (1735–1818) сконструировал и собственноручно изготовил уникальные часы размером с гусиное яйцо с цилиндровым хо дом. Часы поражают своим замыслом и сложностью механиз мов; так, с боем полных часов в них начинается показ сцен ре лигиозного содержания. Часы были известны и за границей. Сейчас они хранятся в Санкт Петербурге в одном из залов му зея Эрмитаж. Кулибин изобрел также планетные карманные часы диаметром 13/8 вершка, или 61,1 мм. На сложном цифер блате этих часов размещены шесть стрелок, показывающих весну, лето, осень, зиму, месяцы и дни недели, часы, минуты и секунды; часы показывали фазы Луны, восход и заход Солнца для различных широт. Известны имена многих талантливых изобретателей и мас теров XVIII и XIX вв. Среди них следует назвать Терентия Во лоскова и Льва Собакина, создавших уникальные часы со сложными механизмами, пригодные для астрономических на блюдений. Наручные механические часы появились в конце XIX в. Особенно широкое распространение они получили в послед ние 50 лет ХХ в., вытеснив карманные часы. Часовой механизм наручных часов принципиально не от личается от механизма карманных часов, но наручные часы бо лее удобны в эксплуатации. Усовершенствования в конструк ции позволили выпускать часы с высокой степенью точности хода и с различными дополнительными устройствами: кален дарем, секундомером, автоматическим подзаводом пружины
В.1. История развития часов 9 и т.д. К настоящему времени имеются конструкции наручных электромеханических и электронно механических часов с ба лансовым, камертонным и кварцевым осцилляторами с пита нием от гальванического элемента. Электрические (первичные и вторичные) часы различных конструкций появились в 1830–1840 е гг. на Западе. Практи ческое применение получили часы Гиппа благодаря изобре тенному им маятнику (1842). Маятник Гиппа применяют и в настоящее время в первичных часах. Первые электрические маятниковые часы Ф.С. Буткевича появились в России в 1865 г. Первый морской электрохроно метр был представлен в Москве в 1872 г. на политехнической выставке изобретателем И.А. Данишевским и удостоился Большой золотой медали. В хронометре применен компенса ционный баланс с периодом колебания 0,5 с (такой же, как у всех современных балансовых хронометров). Питание посто янным током осуществлялось от гальванического элемента че рез специальное реле, причем замыкание и размыкание кон тактов реле осуществлялись самим балансом. Данишевский осуществил систему единого времени, т.е. передачу периодических импульсов тока во вторичные часы на определенном расстоянии. Системы были смонтированы в Ас трономической обсерватории Московского университета, в Московском высшем техническом училище, где в то время ра ботал Данишевский, и в Политехническом музее. За границей системы единого времени в то время работали от первичных маятниковых часов. Электрохронометры стали известны там лишь в конце XIX в. В 1882 г. на политехнической выставке в Москве механик Одесского университета И.А. Тимченко продемонстрировал электрический хронометр своей конструкции. В дальнейшем ряд изобретателей представляли свои конструкции балансо вых электрических часов. Следует отметить, что в США элек трические балансовые часы «Эврика» появились лишь в 1906 г. Опережающее развитие у нас балансовых электрических хронометров по сравнению с маятниковыми часами диктова лось требованием широкого применения их в геодезических, картографических и других научных исследованиях, где необ ходим точный прибор времени переносного типа.
Введение В настоящее время электромеханические и электронно ме ханические приборы времени с маятниковым, балансовым, камертонным и кварцевым осцилляторами находят примене ние и как автономные приборы, и как первичные часы в систе мах единого времени. В перспективе системы единого времени получат еще большее развитие и применение как неотъемле мая часть больших развивающихся систем связи, транспорта, энергосистем, систем управления в различных отраслях народ ного хозяйства и систем службы быта городского и сельского населения. Значительное повышение точности измерения времени оказалось возможным в результате создания квантово механи ческих генераторов, излучающих высокостабильную частоту электромагнитных колебаний, и электронного устройства, по нижающего эту частоту. В.2. Измерение и хранение времени За основные единицы измерения времени бы ли приняты сутки – время одного оборота Земли вокруг своей оси, и год – период движения Земли вокруг Солнца. Деление суток на часы, минуты и секунды было выполнено греческим астрономом Клавдием Птоломеем (II в. н.э.). Различают звездные и солнечные сутки и соответственно звездный и солнечный год. Звездные сутки равны полному обо роту Земли вокруг своей оси относительно звезд, а солнечные сутки – обороту Земли вокруг своей оси относительно Солнца. Солнечные сутки на 3 мин 56,555 с больше звездных суток. Сол нечный год на одни сутки меньше звездного года. Звездное вре мя применяют только в астрономии, так как звездные сутки не согласуются с видимым движением Солнца и с естественным делением суток на день и ночь. Начало звездных суток прихо дится на разное время дня и ночи и совпадает с началом солнеч ных суток лишь 22 сентября. По солнечному времени начало су ток относится к полуночи, а середина – к полудню. Различают истинные солнечные сутки и средние солнеч ные сутки. Интервал времени между двумя последовательны
В.2. Измерение и хранение времени 11 ми одноименными кульминациями центра истинного Солнца называют истинными солнечными сутками. Недостаток их за ключается в том, что продолжительность в разные периоды го да различна. Интервал времени между двумя последователь ными одноименными кульминациями среднего Солнца назы вают средними солнечными сутками. Под средним Солнцем понимают воображаемое солнце (точку), движущееся равномерно по небесному экватору и со вершающее один оборот по небесному своду за тот же интервал времени, что и истинное Солнце, движущееся неравномерно по эклиптике, т.е. видимому пути Солнца среди звезд. Поэтому принято вести счет времени по средним солнечным суткам, равным 24 ч. В Международной системе единиц, обозначаемой симво лом SI или в русском написании СИ, основными единицами величин являются метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин и кандела. В СИ секунда определяется как 1/315 569 25,9747 часть тропического года для 1900 г. января 0 в 12 ч эфемеридно го времени, т.е. равномерно текущего времени, более точно определяемого из наблюдений и вычислений координат не бесных тел Солнечной системы. Тропический год – время пол ного оборота Земли вокруг Солнца. Он содержит 365 суток 5 ч 48 мин и 46 с. До введения в действие Международной системы единиц (СИ) секунда определялась как 1/86400 часть продол жительности средних солнечных суток. Средние солнечные сутки определялись с погрешностью 10–7 ед., или 0,01 с, точ ность недостаточная при современных высоких частотах. В начале 1930 х гг. была установлена неравномерность вра щения Земли вокруг своей оси, что и послужило основанием для определения эфемеридной секунды как части тропическо го года. Движение Земли вокруг Солнца происходит с большей стабильностью, чем вращение вокруг своей оси. Следует заметить, что продолжительность секунды по но вому определению равна средней продолжительности секунды по старому определению за последние три столетия. Это не вы зывает появления новой единицы времени, но позволяет более строго определять эталон времени из совокупности движений небесных тел, в том числе Луны.
Доступ онлайн
от 64 ₽
В корзину