Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Хронограф – прибор, способный измерять промежутки времени, начиная с малых долей секунды. Название образовано от греческих слов chronos и grafo, которые обозначают: «время» и «пишу». Представляет собой самопишущий измерительный прибор, предназначенный для произведения регистрации и определения явлений, происходящих в течение короткого времени.

Запись осуществляется на бумажной ленте, или при помощи вращательного барабана прибора создается отметка начала, продолжительности, окончания явления, вместе с этим записываются секунды.

Относительно метода регистрации хронографы подразделяются на пишущие, печатающие и фотохронографы.

Пишущие хронографы оснащаются перьями специальной конструкции, создающими запись на равномерно подающейся бумажной ленте.

Перо представляет собой электромагнитную систему, разработанную относительно двух устойчивых положений, сменяющихся в результате подачи тока на электромагнит и отключения тока от электромагнита. При этом лента показывает излом следа пера. Одно перо находится под контролем опорных часов, остальные перья управляются исследуемыми устройствами, в роли которых могут выступать часы, контактный микрометр пассажного инструмента, реле, которое управляется радиосигналами точного времени.

Моменты времени в системе опорных часов определяются в результате рассмотрения координат точек, соответствующих изломам следа. Также разработаны пишущие хронографы, оснащенные чертящими и колющими иглами, электрическими искрами. Точность таких приборов в середине XX в. достигала 0,01 с, поэтому такие хронографы перестали использоваться.

Печатающие хронографы производят печатание чисел на бумажной ленте, когда осуществляются подача или отключение тока в цепи. Числа идентичны моменту времени в определенной условной шкале времени, шкала оснащается кварцевым генератором хронографа. В состав хронографа такого типа включены три цилиндрических диска одного диаметра, внешние поверхности диска характеризуются наличием выпуклых рисок. Количество рисок первого и второго диска соответствует 60, оцифрованы эти риски от 0 до 59; у третьего насчитывается 100 рисок и оцифровка от 0 до 99. За регистрацию минут отвечает первый диск, который производит один оборот в час, за регистрацию секунд отвечает второй диск, производящий один оборот в минуту, третий диск совершает один оборот в секунду, поэтому используется для регистрации малых долей секунды, таких как десятые, сотые, тысячные. В конструкции предусмотрен синхронный двигатель, питающийся от кварцевого генератора и создающий размеренное движение дисков. При срабатывании электромагнита пишущего хронографа происходит очень быстрое соединение бумажной ленты и красящей ленты с вращающимися дисками, в результате чего получается изображение цифр, рисок, отсчетного индекса на бумаге. Точность регистрируемых данных современных пишущих хронографов составляет 0,005 с.

Фотохронографы оснащаются дисками, конструкторское решение которых подобно дискам пишущих хронографов, отсчетный индекс таких приборов фотографируется в момент вспышки импульсной лампы. Контролирующая цепь импульсной лампы принимает опорный и рассматриваемый сигналы. Моменты поступления рассматриваемого сигнала в системе времени опорных часов определяются относительно изученных на фотопленке разностей изображенных отсчетов. Если механические элементы полностью отсутствуют в исполнительном устройстве, то такой фотохронограф считается практически не обладающим инерцией, поэтому он употребляется в том случае, если точность печатающего хронографа не удовлетворяет нашей задаче. Погрешность при регистрации момента времени при помощи фотохронографа составляет примерно 0,001 с.

В основном используется в астрономических исследованиях.

Название образовано от слов «хроно» и «метр». Прибор представляет собой высокоточные переносные механические часы, в обязательном порядке подвергающиеся аттестации в испытательной лаборатории, в роли которой может выступать астрономическая обсерватория. Хронометр предназначен для измерения промежутков времени, в основном начиная с 3/4 с, погрешность хронометра примерно несколько секунд в сутки.

Первые хронометры были разработаны как навигационные устройства примерно в XVI—XVII вв. Для точной навигации не подходили маятниковые часы, так как постоянная качка и нестационарные условия не способствовали точности.

М. В. Ломоносов одним из первых предложил использовать балансовый регулятор и часовой механизм с двигателем на четырех пружинах, который создавал выравнивание передающегося балансу момента.

Первый практический механический хронометр, основой которого стали часы с балансовым регулятором, был изготовлен английским механиком Дж. Харрисоном, считается, что это произошло в середине XVIII в. Русские астрономы В. Я. Струве, О. В. Струве, П. М. Смыслов в середине XIX в. внесли предложения для хронометра относительно методов регулирования хода и контроля температурной компенсации.

Конец этого века и начало следующего стали примечательными для конструктивного оформления хронометра, и это решение практически не изменилось, дойдя до 70-х гг. XX в. Современные усовершенствования коснулись технологической составляющей их производства, а также используемых при этом материалов.

Прибор оснащается хронометровым спуском, сообщающим один импульс в течение времени колебания, обусловливая изохронность колебаний баланса, а также достаточно высокую точность хода прибора. Производится сопряжение баланса и цилиндрической спирали, также баланс оснащается биметаллическим разрезным ободом, способствующим в результате изменения температуры сохранять непрерывный период колебания баланса. В хронометре предусмотрено включение специального приспособления, называемого улиткой (или фузей), которое предназначено для произведения выравнивания момента заводной пружины в течение спуска, которое происходит от начала до конца завода.

Морской хронометр фиксируется на карданной подвеске для создания горизонтального положения прибора в результате качки корабля.

В середине XX в. в хронометрах был введен анкерный спуск, при котором производилось сообщение двух импульсов за период колебания.

Если хронометры используются в экспедициях на транспортных средствах, то они фиксируются на амортизаторах. В лабораториях и обсерваториях хронометры не обеспечиваются амортизационными приспособлениями. Приборы могут обеспечиваться контактными устройствами, передающими электрические импульсы, которые могут передаваться с секундным интервалом.