Hlídání délku kyvu u kyvadla

Zpráva

psychosalam

tomasjedno píše: Co myslíš, je rychlost pohybu kyvadla po celé dráze konstantní, anebo se řídí funkcí cosinus?

Sinusový tlumený pohyb

Uí se to v matematice v diferenciálním počtu

http://cs.wikipedia.org/wiki/Matematick%C3%A9_kyvadlo

psychosalam

tomasjedno píše:
JanikPetr píše:...před měřením jej kalibruji signálem časové základny čítače TESLA BM641 jehož oscilátor 10 MHz je termostatován s přesností 1x10/-8...
To je hodně optimistický předpoklad.

Také si myslím, u tak starého přístroje, který nebyl léta kalibrován to bude spíš o ukazování hodnot. Nejlepším řešením je synchronizovat ten čítač externě 10 MHz signálem z GPS přijímače. GPS satelit má cesiový normál, takže jsme u přesnosti 10E-12. Krom toho, na takováto měření je možné použít také časový údaj z GPS signálu. To ale už vyžaduje mikropočítačové zpracování.

JanikPetr · #153 Příspěvek od **JanikPetr** » 16 říj 2012, 23:19

tomasjedno píše:Tak jsem si pěkně naběhl.
Takže originální závaží 1070 g šlo pryč, a teď jedu na kuchyňská závaží 550 g (na 500 g si hodiny nejsou jisté, jestli mají jít, nebo se na to vykašlat). Náhlé skokové zrychlování je pryč, couralismus tam-zpátky je menší (nyní při volném, neřízeném chodu ± 1,5 ms/27 kmitů tj. /40 s), hodiny jdou krásně rovnoměrně

Po změně originál závaží 1070g za kuchyňská závaží 550g hodiny skutečně jdou? A jak dlouho ? Hodiny
taktou jdou včetně bytí,nebo je toto odstraněno.Od minutového kola jícího soukolí je uvolňováno a
spouštěno vlastní odbíjení ,a tak se mi zdá divné,že poloviční hmotnost závaží stačí pro spolehlivý chod
hodin včetně uvolňování a spouštění bicího mechanismu.

#154 Příspěvek od **tomasjedno** » 16 říj 2012, 23:47

JanikPetr píše:...skutečně jdou? A jak dlouho ? Hodiny
taktou jdou včetně bytí,nebo je toto odstraněno....

Ano, po snížení hmotnosti závaží z 1070 na 550 g samotné hodiny skutečně jdou, včetně jejich bytí, ovšem bez bití, které tam nikdy nebylo.
Synchronizátor ovšem - když se strefí pulsem v určitý okamžik - umí tomu kyvadlu kus energie sebrat, takže pro překonání i tohoto efektu jsem musel ještě 50g závaží přidat (tentokrát už ne kuchyňské, ale laboratorní

) na aktuálních 600 g.

A jak dlouho takto jdou? Už 24 h, a půjdou tak dalších 9 dní, dokud závaží neklesne na dno skříňky. Kolísání rozkmitu krásně vidím na osciloskopu, takže to mohu tvrdit s vysokou mírou jistoty.

JanikPetr · #155 Příspěvek od **JanikPetr** » 17 říj 2012, 00:02

Zajímala by mě pak celková odchylka hodin se zapojeným synchronizátorem z QUARTZ strojku za 24hod
popřípadě za dobu jednoho nátahu tedy cca 7 dnů.

#156 Příspěvek od **tomasjedno** » 17 říj 2012, 00:18

Jak jsem psal už před týdnem, s konečnými výsledky se podělím, až bude hotovo.

#157 Příspěvek od **tomasjedno** » 17 říj 2012, 10:07

Tak zase jeden mezivýsledek - od včerejšího večera do teď jdou hodiny stále synchronně s tím udělátkem, nesklouzly ani o jeden kyv. Podle nepravidelností stroje kolísají kolem rovnovážné polohy o ± několik (cca 3) ms, s periodou několik minut. Samotný časový normál za tu dobu ujel cca o 20 ms (a samozřejmě hodiny s ním).

Aktuálně je synchronizační magnet na půl cestě mezi středovou polohou a krajní úvratí kyvadla. Tato poloha se mi jeví jako nejnadějnější. (Aktivní synchronizační puls je tedy každých 27 kmitů, čili 40 s.)
Pokud je magnet u krajní úvrati kyvadla (a hodiny nastaveny na rychlejší chod), má to snahu synchronizovat se na puls v okamžiku vzdalování se kyvadla od magnetu - což způsobí zkrácení rozkmitu a vzdálení se kyvadla od synchronní polohy, až do utržení synchronizace.
Pokud je magnet u středové polohy kyvadla (a hodiny nastaveny na pomalejší chod), má to snahu synchronizovat se na puls v okamžiku přiblížení se kyvadla k magnetu - což způsobí zvětšení rozkmitu, a tedy opět vzdálení se kyvadla od synchronní polohy, až do utržení synchronizace.
S magnetem na půl cestě mezi oběma těmito polohami to touto nectností netrpí, a drží to jak přibité.
Ovšem nutno podotknout, že výšeuvedené chování platí pro krátký synchronizační puls - podstatně kratší, než je délka pobytu kyvadla v dosahu magnetu. Při dlouhém synchronizačním pulsu, trvajícím déle než je délka pobytu kyvadla v dosahu magnetu, se to bude chovat příznivěji. Prameny uvádějí např. 0,3 s puls při kyvu 1 s. Já jsem ovšem kvůli výdrži baterek volil co nejkratší puls (pokusy jsem začínal s 30 ms, aktuálně 56 ms).

Edit 17.10. v 17:36: Něco je určitě úplně špatně, protože hodiny pořád sedí na tom synchronizačním pulsu a nechcou se utrhnout

JanikPetr · #158 Příspěvek od **JanikPetr** » 17 říj 2012, 22:39

Nepravidelnost kyvu měříš viz výše ve vláknu,tak,že čítačem měříš interval mezi synchronizačním pulsem a pulsem vzniklým průchodem kyvadla optickou závorou.Jak jsi ale za dobu měření (od včerejška) zjistil,že
samotný časový normál za tu dobu ujel cca o 20 ms (a hodiny samozřejmě s ním) ? Odvozením z doby
měření a skutečnosti,že používáš jako časový normál hodinky s odchylkou 0,1s/den.
K doplněné poznámce:hodiny sedí na synchronizačním pulsu a nejsou schopny se utrhnout !!! Není tento
problém způsoben sníženou hmotnosti závaží,kdy popudná energie závaží na kyvadlo je menší než energie
synchronizačního pulzu.Na zkoušku bych zkusil přidat na závaží.

#159 Příspěvek od **tomasjedno** » 17 říj 2012, 22:59

JanikPetr píše:...Jak jsi ale za dobu měření (od včerejška) zjistil,že
samotný časový normál za tu dobu ujel cca o 20 ms (a hodiny samozřejmě s ním) ? Odvozením z doby měření a skutečnosti,že používáš jako časový normál hodinky s odchylkou 0,1s/den.

Tím "časovým normálem" jsem mínil zdroj synchronizačních impulsů pro hodiny, který mám oměřený, jak ujíždí (zpožďuje se o 40 ms/24h). Bohužel v tuto chvíli nemohu měřit obojí (krátkodobé kolísání i dlouhodobou odchylku) s potřebnou přesností současně - druhý čítač má zatím ještě podobu pytlíku součástek a neovrtaného plošňáku.

JanikPetr píše:K doplněné poznámce:hodiny sedí na synchronizačním pulsu a nejsou schopny se utrhnout !!!
Není tento problém způsoben sníženou hmotnosti závaží,kdy popudná energie závaží na kyvadlo je menší než energie synchronizačního pulzu.Na zkoušku bych zkusil přidat na závaží.

Nerozumíš legraci? To není problém, ale naopak žádoucí stav. A stále trvá, což dle murphologie znamená, že jsem nějaký obrovský problém přehlédl

Aktualizace 18.10. v 9:10: hodiny stále v synchronu, od předvčerejška neztratily ani kyv. Končím pokus a zahajuji proměření pásma synchronizace.

#160 Příspěvek od **tomasjedno** » 19 říj 2012, 22:32

Aktuálně jsem se dostal na pásmo synchronizace 1 minuta/týden, se synchronizačním pulsem šířky 56 ms. Zítra zkusím ještě 2x širší.

#161 Příspěvek od **tomasjedno** » 22 říj 2012, 21:31

Prodloužení synchronizačního impulsu na 120 ms se prakticky neprojevilo (kromě dvojnásobné spotřeby energie).
Upřesnění pásma synchronizace: - 20s/týden (zpomalování) a + 50s/týden (zrychlování opožďujících se hodin).
Další pokusy budou následovat se zkrácenými impulsy na 30 ms, které by měly být energeticky efektivnější. To by mi dovolilo zvýšit počet impulsů při zachování rozumné spotřeby. Už mám ideu, jak pomocí jednoho švába, 4 kondů, 4 odporů a 2 diod přidat k impulsu na 1. kyv ještě impulsy na 9. a na 47. kyv z celkových 54.

#162 Příspěvek od **tomasjedno** » 02 lis 2012, 21:31

Trochu jsem změnil přístup k věci.
Metoda "když to nejde silou, půjde to větší silou" sice přináší výsledky, ale není elegantní. Soustředil jsem se tedy na uvedení hodin do stavu, kdy budou méně fluktuovat, a bude jim tedy stačit užší pásmo synchronizace.
Se samotným strojkem až po výstupní hřídel minutové rafije jsem už spokojen. Co mě teď trápí, je nevyvážená minutová rafička. Cestou do kopce spotřebuje až 0,5 µW navíc a cestou s kopce to zas odevzdává, což je docela vidět na rozkmitu kyvadla i na periodě. Nejpříhodnější materiál na vyvážení (tj. s největší hustotou) je zlato nebo wolfram...

#163 Příspěvek od **Bernard** » 02 lis 2012, 21:58

Je důsledkem historického paradoxu, že hodinová ručička je kratší než minutová, i když má větší váhu. Jako kdyby halířové mince měly být větší než korunové. A tak máš šanci napravit ten historický omyl a současně zpřesnit své hodiny. Zaměň minutovou ručičku s hodinovou!

#164 Příspěvek od **tomasjedno** » 02 lis 2012, 22:41

To na první pohled vypadá jako dobrý nápad (až na potíže s uchycením na hřídel) - ostatně původně se dělala minutová rafije malá.
Ovšem alespoň ta moje hodinová rafije má hodně bachratý ornament, takže ač je kratší, je pro její zdvihání potřeba větší moment (0,3 mNm) než u dlouhé a štíhlé minutové (0,25 mNm).
Nějaký další nápad?

#165 Příspěvek od **Bernard** » 02 lis 2012, 23:27

Jistě, o nápady nikdy není nouze. Jak už to většinou bývá, dá se řešit příčina nebo důsledek.
Příčinou je vertikální poloha ciferníku. Řešením je tedy uvedení ciferníku do horizontální roviny.
Důsledkem je, že dolu běží minutovka rychleji, nahoru pomalejc. Elegantní řešení spočívá v nelineární minutové stupnici, která zároveň navozuje intenzivní pocit relativity času.
Tak si vyber.