격자철 진자

Gridiron pendulum
A: 외부 도식도
B: 정상 온도
C: 더 높은 온도

격자철 진자는 1726년경 영국의 시계 제조업자 존 해리슨이 발명한 온도 보정 시계 진자였다가 나중에 존 엘리콧에 의해 변형되었다. 그것은 정밀시계에 사용되었다. 일반적인 시계 진자에서는 진자 막대가 팽창하고 온도 변화에 따라 수축한다. 진자의 흔들림 기간은 길이에 따라 달라지기 때문에 진자 시계의 속도는 주변 온도의 변화에 따라 달라져 시간 계측이 부정확하게 된다. 격자철 진자는 강철과 황동과 같이 열팽창 계수가 서로 다른 두 금속의 평행봉으로 교차하여 구성된다. 막대들은 서로 다른 열팽창(또는 수축)이 서로를 보상하는 방식으로 프레임에 의해 연결되어 진자의 전체 길이, 즉 그 기간이 온도에 따라 일정하게 유지된다.

격자철 진자는 산업 혁명 기간 동안 레귤레이터 시계, 공장, 실험실, 사무실 건물, 우체국에서 시간 기준으로 작업 일정을 정하고 다른 시계를 설정하기 위해 사용되었다. 격자철은 양질의 시간 계측과 매우 연관되어 오늘날까지 많은 시계들이 온도 보상 특성이 없는 가짜 격자무늬를 장식한 진자를 가지고 있다.

작동 방식

그것의 가장 단순하고 이후의 형태는 다섯 개의 막대기로 이루어져 있다. 중앙 철봉이 단발에서 현수막 바로 아래 지점까지 뛰어오른다.

그 지점에서 크로스피스(중간교)가 중앙봉에서 뻗어 두 개의 아연봉에 연결되며, 중앙봉의 양쪽에 하나씩 있으며, 이 두 개의 아연봉은 단발 바로 위에 있는 바닥교까지 도달하여 고정된다. 하단 브릿지는 중앙 로드를 제거하고 서스펜션에 부착된 상단 브리지까지 다시 올라가는 두 개의 추가 철봉에 연결된다. 쇠막대기가 열로 팽창하면서 현수막에 비해 아래다리가 떨어지고, 중간다리에 비해 단발이 떨어진다. 그러나 아연봉의 확장이 커질수록 중교를 밀어올리고, 따라서 팽창하는 철에 의한 복합강하와 일치하도록 밥이 위로 올라가기 때문에 중교는 하단에 비해 상대적으로 상승한다.

간단히 말해서 아연의 위쪽 팽창은 철(총 길이가 더 큰)의 아래쪽으로 결합된 팽창에 대항한다. 로드 길이는 아연의 열팽창 계수를 곱한 아연 로드의 유효 길이와 철의 팽창 계수를 곱한 철봉의 유효 길이와 같도록 계산하여 진자의 길이를 동일하게 유지한다.

놋쇠(순아연은 그때 구할 수 없음)를 사용한 해리슨의 원래 건축은 놋쇠가 아연만큼 팽창하지 않기 때문에 더욱 복잡하다. 한 세트의 막대기와 다리는 모두 9개의 막대기와 5개의 철과 4개의 놋쇠로 만들어져야 한다. 정확한 보상의 정도는 부분적으로 놋쇠와 부분적인 철로 된 중앙 막대의 한 부분을 가지고 조절할 수 있다. 이것들은 겹치고(샌드위치처럼) 양쪽 금속을 통과하는 핀에 의해 결합된다. 핀을 위한 여러 개의 구멍이 양쪽에 만들어지고 핀을 로드의 위아래로 움직이면 결합 봉의 양이 황동이고 철이 얼마인가가 바뀐다. 19세기 후반에 덴트 회사는 아연 격자철의 추가 개발을 추진했는데, 아연 격자철은 4개의 외측봉이 2개의 동심 튜브로 대체되었고, 이 튜브들은 보상 정도를 바꾸기 위해 위아래로 연결되었다.

단점들

1800년대 과학자들은 격자철 진자가 가장 높은 정밀 시계에 적합하지 않은 단점을 가지고 있다는 것을 발견했다. 프레임의 구멍에서 미끄러지는 막대의 마찰로 인해 막대는 부드러운 움직임이 아닌 일련의 작은 점프에서 온도 변화에 적응하게 되었다. 이로 인해 진자의 속도, 즉 시계가 점프를 할 때마다 갑자기 변하게 되었다. 나중에 아연은 차원적으로 매우 안정적이지 않다는 것이 밝혀졌다. 아연은 소름끼치기 쉽다. 따라서 또 다른 형태의 온도 보정 진자인 수은 진자는 최고 정밀 시계에 사용되었다.

1900년까지 가장 정밀도가 높은 천문관측기관은 인바와 퓨전 석영과 같은 낮은 열팽창 물질의 진자봉을 사용했다.