[其他]石英晶体校准塔钟

说明书

本实用新型是是一种由直流可调电机带动塔钟指针，连续走时，用石英晶体自动校准的计时装置。

一般塔钟的结构型式较多，四十年代前后，一般是用重锤代替发条作动力，利用钟摆作调速装置的机械结构式塔中。这种塔钟的走时精度高，日误差可作到1秒左右。其缺点是设备笨重，重锤要经常用人拉起以补充其势能，给使用带来很多麻烦。

目前国内生产的塔钟多是石英钟，它由石英晶体振荡器、分频器、步进电机、齿轮系、指针等部分组成。其优点是走时精度高，结构简单。但存在冲击严重、可靠性差、寿命短等弊端。

本实用新型的目的是设计制造一种用直流可调电机带动塔钟指针，连续走时，用石英晶体自动校准，无冲击，走时准确，可靠性高的计时装置。

本实用新型是以直流可调电机为动力，通过蜗杆、蜗轮带动塔钟指针运转。同时，利用霍尔传感器及磁钢取出转速信号与石英晶体的振荡信号相比较，用来控制电机的驱动电流大小，使塔钟指针走时自动校准。本实用新型的具体实现，可参照实施例附图给以详细介绍。

图1是本实施例的机械传动示意图。

图1中1是电机，2是电机蜗杆，3是蜗轮，4是转轴蜗杆，5是塔针驱动涡轮，6是塔针驱动轴，7是转盘，8是固定盘，9是磁钢，10是塔针，11是霍尔传感器。

图2是本实施例的自动校准控制电路原理图。

图2中1是电机，12是直流放大器，13是单稳态触发器，14是与门电路，15是石英晶体振荡器和分频器，16是非门电路，17是与门电路，18是差动放大器，19是相位比较电路，20是驱动电路。

该使用新型的工作原理如下：

电机1的轴上设置一电机蜗杆2，电机蜗杆2与蜗轮3咬合。当电机1转动时，蜗轮3转动，带动转轴蜗杆4转动，转轴蜗杆4与塔针驱动蜗轮5咬合，转轴蜗杆4转动带动塔针驱动蜗轮5旋转，驱动蜗轮5通过塔针驱动轴6带动塔钟的塔针10转动。蜗杆及蜗轮齿数的多少和直径的大小，可根据电机转速的大小进行设计，以塔针10的秒针每转一圈1分钟为准。

当电源电压波动时，通过电机的电流波动，因而影响塔钟走时不准，为稳定转速加一自动校准控制电路，其原理如下：

在转轴蜗杆4上固定一转盘7，转盘7上设置一磁铁9。与转盘7相对应有一固定盘8，固定盘8上设置一霍尔传感器11。

当电机1转动时，转盘7上的磁铁9随之转动，因此霍尔传感器11在磁铁9的作用下将转速信号取出。信号送往相位比较电路19中的直流放大器12放大，放大后的信号经单稳态触发器13整形分两路送往与门电路14和17。石英晶体振荡器和分频器15产生的信号经二极管D1、D2一正一负交替送出，负信号经非门电路16倒相后，与正信号一齐分别送到与门电路14和17。霍尔传感器送来的转速信号与晶振信号在两个与门电路14和17中进行相位比较，然后将两路比较信号输出，送至差动放大器18的两个输入端，经差动放大器18放大并倒相后由输出端将信号送至驱动电路20中的三极管BG2的基极，BG2处在甲类放大状态，当有信号输入时，集电极电流发生变化，结果BG1的基极电流发生变化，导致BG1集电极电流发生更大的变化。BG1集电极电流变化，使电机的转速发生变化，达到调整电机转速的目的。电机转速的变化又使霍尔传感器的输出信号产生相位变化，这样就形成了闭环控制系统。

在该实用新型中所使用的电机1可采用WYL系列直流电机，霍尔传感器11可采用HJ3020N霍尔元件，直流放大器12可采用LM301AN放大器，单稳态触发器13可采用SG021触发器，石英晶体振荡器和分频器15可采用ZGB－3B晶振器及分频器，非门电路16可采用T065非门电路，与门电路14和17可采用74HC08电路，差动放大器18可采用LM733放大器，BG1，BG2可采用硅nPn型三极管，二极管D1，D2可采用普通硅二极管。

本实用新型因采用石英晶体振荡器作校准，所以走时精度高。采用直流电机，可连续运转，无冲击，省电节能。因所用动力小，可配备蓄电池，做到停电不停钟。成本低，结构简单便于车站、码头、机场及城市建筑物上推广应用。