Приборы для измерения времени

Для измерения времени на судах применяют морские хронометры, судовые часы, палубные часы и секундомеры.

Морской хронометр предназначен для определения моментов точного гринвичского времени Т_гр. Механизм хронометра состоит из следующих основных узлов:

двигателя, заводная пружина которого приводит в движение части хронометра;

регулятора (маятника), совершающего колебания со строго постоянным периодом. Для сохранения постоянства колебаний при изменениях температуры он имеет температурный компенсатор;

хронометрического спуска, предназначенного для равномерного пуска и остановки счетного механизма в соответствии с колебаниями маятника;

счетного механизма, включающего в себя систему зубчатых колес и стрелок.

В верхней части основного циферблата находится стрелка счетчика завода, которая при полном заводе хронометра устанавливается на отсчет 0 ч, а при его остановке – на отсчет 56 ч. Таким образом, стрелка показывает, сколько часов прошло от полного завода прибора.

Хронометр хранится в специальном отделении штурманского стола.

Отсчеты хронометра при проведении астрономических наблюдений берут через стекло во второй крышке ящика. Стопор карданова подвеса у работающего хронометра должен быть отдан.

Хронометр заводят ежедневно в одно и то же время, обычно утром в 8 ч. Чтобы завести прибор, открывают обе крышки ящика и аккуратно поворачивают корпус вверх дном. Удерживая корпус в таком положении левой рукой, заводным ключом открывают заслонку отверстия для завода. Вставив заводной ключ, поворачивают его правой рукой против часовой стрелки, делая семь-восемь полуоборотов, что достаточно при ежедневном заводе хронометра. Последний полуоборот делают осторожно, доводя стрелку счетчика завода до положения 4-8^ч.

Если хронометр стоял, то после завода для срочного пуска его стрелки устанавливают по намеченному Т_гр. Для этого закрепляют стопором 6 карданов подвес, отвинчивают кольцо со стеклянно крышкой и надевают заводной ключ на выступающий конец оси стрелок. Поворотом ключа вправо переводят стрелки на нужный отсчет Т_гр, согласовывая показания минутной стрелки с секундной. Завинтив стеклянную крышку, пускают хронометр, для чего поворачивают его легким толчком на 40-50° вокруг вертикальной оси. Если есть возможность, пуск хронометра производится, когда его показание приближенно равно Т_гр.

На небольшие расстояния хронометр переносят на руках при закрепленном стопоре.

При получении на судно нового хронометра следует перед его пуском удалить пробковые клинышки, вставленные под регулятор.

Судовые часы предназначены для фиксации судового времени Т_с при ведении счисления и производстве навигационных определений. Часы служат также для организации службы и повседневной жизни на судне. Циферблат судовых часов разбит на 12 или 24 часовых деления. Заводят их раз в неделю, причем показания часов, установленных в различных служебных и жилых помещениях, согласовываются с часами в штурманской рубке.

Палубные часы представляют собой переносные часы карманного типа с центральной секундной стрелкой. Часы устанавливаются по Т_гр и используются при проведении астрономических наблюдений.

Секундомер служит для измерения небольших промежутков времени при судовых наблюдениях. При помощи пусковой кнопки секундную стрелку пускают в ход, стопорят и, по окончании наблюдений, возвращают в нулевое положение. В настоящее время широкое применение находят электронные хронометры, часы и секундомеры.

Показания хронометра, вследствие их конструктивных недостатков, могут отличаться от Т_гр, на которое они устанавливаются.

Разность между Т_гр и показанием хронометра Т_хр в один и тот же момент называется поправкой хронометра u_хр:

Величина u_хр не может превышать ±6^ч, так как циферблат хронометра разбит на 12^ч.

Поправка хронометра не остается постоянной. Хронометры или спешат, или отстают. Величину изменения u_хр за некоторый промежуток времени называют ходом хронометра.

Изменение поправки хронометра за одни сутки называется суточным ходом хронометра w. Суточный ход определяют по формуле

,

где u_хр1 – предыдущая поправка;

u_хр2 - последующая поправка;

DТ - промежуток времени, сут и их доли.

По техническим условиям абсолютная величина w при температурах от +6 до +36° не должна превышать 4^с,0

Качество хронометра определяется постоянством суточного хода. Среднее изменение w за одни сутки не должно быть больше 0^с,5. Для суждения о работе хронометра w выводят каждые сутки из двух соседних поправок.

Пример. 15.V в Т_гр = 10^ч00^м имели u_хр1 = +2^м24^с;

26. V в Т_гр = 10^ч00^м определили u_хр2 = +1^м59^c. Определить w.

Решение.

Определение поправки хронометра. Для получения Т_гр к замеченному моменту хронометра Т_хр необходимо прибавлять поправку хронометра со своим знаком:

Значение u_хр определяют ежесуточно по радиосигналам времени.

Принцип определения u_хр заключается в том, что в момент подачи радиосигнала замечают отсчет по хронометра Т_хр. Так как гринвичское время Т_гр подачи сигнала заранее известно из программы передачи, то

или по отсчету UTC на приемоиндикаторе GPS. Отклонение UTC от UT не превышает ±0,9 сек; точное значение в данный момент находят во втором томе ALRS, глава Time Signals.

На практике u_хр иногда определяют по сигналам времени широковещательных радиостанций, которые подают шесть звуковых точек в конце 59-1 минуты каждого часа. Начало последней, шестой точки соответствует 00^м00^с очередного часа.

Если возле хронометра есть динамик или ДИ GPS, то Т_хр в момент подачи сигналов времени фиксируют непосредственно по хронометру. Сперва замечают показания секундной, затем минутной и часовой стрелок. Если хронометр удален, то прием сигналов ведут на секундомер. В момент подачи сигнала пускают его стрелку; в намеченный момент по хронометру Т_хр останавливают секундомер. Вычтя их Т_хр показания секундомера, получают Т_гр.

Сигналы можно принимать также на палубные часы, переводя их показания в моменты хронометра при помощи особого приема,называемого "сличением".

Сличение часов с хронометром легче всего произвести с помощью секундомера.

В какой-то определенный момент по часам (момент фиксируется заблаговременно путем записи) пускаем секундомер и подходим к хронометру. Когда секундная стрелка хронометра придет на целое число, стопорим секундомер и записываем показания секундной, минутной и часовой стрелок хронометра.

Например, когда часы показывали 10^ч58^м30^с, пустили секундомер.Когда хронометр показывал 8^ч55^м45^с, застопорили секундомер, его отсчет 1^м15,6^с.

Показание хронометра 8^ч55^м45^с. Момент по часам 10^ч58^м30^с

Секундомер 1^м15^с,6 Момент хронометра 8^ч54^м29^с,4

Момент хронометра = 8^ч54^м29^с,4 Сличение (хронометр-часы) = -2^ч04^м00^с,6

Для получения u_хр на произвольный момент пользуются суточным ходом:

,

где u_хр2 – определяемая поправка;

u_хр1 - последняя известная поправка;

DТ - промежуток времени после определения поправки, сут. и их доли.

Поправку хронометра и суточный ход после их определения записывают в судовой Журнал поправок хронометра.

Определение Т_гр при астрономических наблюдениях. При измерении высот светил фиксируют моменты по хронометру для последующего расчета Т_гр наблюдений.

Если наблюдения проводит один штурман, то Т_хр замечают по секундомеру. В момент касания светилом линии горизонта наблюдатель пускает секундомер и идет в рубку. Заметив какой-либо отсчет на хронометре Т¢_хр, останавливает секундомер. Отсчет хронометра, соответствующий моменту взятия высоты, будет равен Т_хр = Т_хр – с, где с – показание секундомера. Затем наблюдения продолжают в том же порядке. Этот способ требует больших затрат времени.

Циферблат хронометра разделен только на 12 часовых делений, чтобы не ошибиться на 12^ч, предварительно по Т_с рассчитывают приближенное Т_гр, а также дату наблюдений.