[发明专利]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

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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，那么                                                。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

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。

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T_B、T_Y；

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J_B和标准游丝刚度M_B,

　　　　　　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。

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。

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，包括，机械测量部分Ⅵ和电控测量部分Ⅶ；所述机械测量部分Ⅵ包括，气鼓、设置在上平板上的摆动体、激光发射接收回路、气鼓喷气嘴和摆动体锁紧装置；气鼓通过软管与气嘴连接，摆动体锁紧装置为偏心轮结构，通过手柄可以旋转偏心轮，实现对摆动体的释放或锁紧；所述电控测量部分Ⅶ包括，主机和液晶显示器；所述激光发射接收回路通过电缆和主机电连接，所述气鼓通过电缆与主机电连接。