Способ поддержания работы и регулирования часового резонатора

Способ поддержания работы и регулирования часового резонатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к способу поддержания работы и регулирования частоты часового резонатора во время работы указанного резонатора в пределах его собственной частоты, согласно которому применяют по меньшей мере одно регулирующее устройство, воздействующее на указанный резонатор периодическим движением, при этом указанное периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты и/или добротности и/или положения точки покоя указанного резонатора с частотой регулирования указанного регулирующего устройства, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного указанной собственной частоты, при этом указанное целое больше или равно 2 и меньше или равно 10.

Изобретение относится к области часовых механизмов, используемых в механических часах.

Уровень техники

Существует постоянная потребность в улучшении работы часовых механизмов.

Важным ограничением для усовершенствования механических часов является использование обычных импульсных спусковых механизмов, и пока ни одно решение спускового механизма не позволило устранить этот недостаток.

В документе ЕР 1843227 А1, зарегистрированном на имя заявителя, описан спаренный резонатор, включающий в себя первый резонатор низкой частоты, например, порядка нескольких герц, и второй резонатор более высокой частоты, например, порядка килогерца. Изобретение характеризуется тем, что первый резонатор и второй резонатор содержат средства постоянной механической связи, при этом указанная связь позволяет стабилизировать частоту в случае внешних воздействий, например, в случае ударов.

В документе СН 615314 А3, зарегистрированном на имя PATEK PHILIPPE SA, описан подвижный узел регулирования часового механизма, содержащий совершающий колебания баланс, механически удерживаемый спиральной пружиной, и вибрирующий элемент, магнитно-связанный с неподвижным элементом для синхронизации баланса. Баланс и вибрирующий элемент представляют собой единый подвижный вибрирующий и одновременно совершающий колебания элемент. Частота вибрации вибрирующего элемента является целым кратным частоты колебания баланса.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является изготовление максимально точного часового механизма.

В связи с этим объектом изобретения является способ поддержания работы и регулирования частоты часового резонатора во время работы указанного резонатора в пределах его собственной частоты, согласно которому применяют по меньшей мере одно регулирующее устройство, воздействующее на указанный резонатор периодическим движением, при этом указанное периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты и/или добротности и/или положения точки покоя указанного резонатора с частотой регулирования указанного регулирующего устройства, которая составляет от 0,9 до 1,1 целого кратного указанной собственной частоты, при этом указанное целое больше или равно 2 и меньше или равно 10, указанное периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности указанного резонатора, действуя на потери и/или на демпфирование и/или на трение указанного резонатора.

Объектом изобретения является также способ поддержания работы и регулирования частоты часового резонатора во время работы указанного резонатора в пределах его собственной частоты, согласно которому применяют по меньшей мере одно регулирующее устройство, воздействующее на указанный резонатор периодическим движением, при этом указанное периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты и/или добротности и/или положения точки покоя указанного резонатора с частотой регулирования указанного регулирующего устройства, которая составляет от 0,9 до 1,1 целого кратного указанной собственной частоты, при этом указанное целое больше или равно 2 и меньше или равно 10, указанный способ применяют к указанному резонатору, содержащему по меньшей мере один узел пружинного баланса, включающий в себя баланс, и указанную добротность указанного резонатора изменяют посредством возбуждения колебаний, под действием указанного регулирующего устройства, вспомогательных пружинных балансов с сильным остаточным дисбалансом, установленных эксцентрично на указанном балансе.

Объектом изобретения является также способ поддержания работы и регулирования частоты часового резонатора во время работы указанного резонатора в пределах его собственной частоты, согласно которому применяют по меньшей мере одно регулирующее устройство, воздействующее на указанный резонатор периодическим движением, при этом указанное периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты и/или добротности и/или положения точки покоя указанного резонатора с частотой регулирования указанного регулирующего устройства, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного указанной собственной частоты, при этом указанное целое больше или равно 2 и меньше или равно 10, указанный способ применяют к указанному резонатору, содержащему кольцо, удерживающее торсионную нить, которая образует упругое возвратное средство указанного резонатора, и указанное регулирующее устройство приводят в действие, задавая периодическое изменение натяжения указанной торсионной нити.

Объектом изобретения является также способ поддержания работы и регулирования частоты часового резонатора во время работы указанного резонатора в пределах его собственной частоты, согласно которому применяют по меньшей мере одно регулирующее устройство, воздействующее на указанный резонатор периодическим движением, при этом указанное периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты и/или добротности и/или положения точки покоя указанного резонатора с частотой регулирования указанного регулирующего устройства, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного указанной собственной частоты, при этом указанное целое больше или равно 2 и меньше или равно 10, указанный способ применяют к указанному резонатору, содержащему по меньшей мере один камертон, и указанное регулирующее устройство действует на крепление указанного камертона и/или на подвижный элемент, оказывающий давление по меньшей мере на одну ветвь указанного камертона.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично и частично представлены параметрические генераторы колебаний, соответствующие различным вариантам и версиям осуществления изобретения, и на которых:

фиг. 1 - частичный схематичный вид в плане параметрического резонатора, регулируемого в соответствии с изобретением, который содержит часовой пружинный баланс, образующий резонатор, и инерцию и/или добротность которого модулируют при помощи грузиков, расположенных радиально или тангенциально при помощи пружин и возбуждаемых на частоте, вдвое превышающей частоту резонатора с пружинным балансом, содержащего указанный баланс, пружина которого не показана; этот баланс содержит на своем ободе элементы, вибрирующие в радиальном или тангенциальном направлении во время поворотного движения баланса;

фиг. 2 - частичный схематичный вид в плане баланса, содержащего четыре радиальные пружины, соединенные с ободом и поддерживающие грузики, и подвергающегося возбуждению регулирования на частоте, вдвое превышающей частоту резонатора с пружинным балансом, включающего в себя этот баланс, пружина которого не показана;

фиг. 3 - частичный схематичный вид в плане баланса, содержащего свободно установленные встроенные пружинные балансы, каждый из которых имеет сильный дисбаланс;

фиг. 4 - частичный схематичный вид в плане баланса, подвешенного при помощи двух диаметрально противоположных радиальных пружин, при этом траектория центра тяжести баланса соответствует общему направлению этих двух пружин;

фиг. 5А, 5В, 5С - частичный схематичный вид в плане баланса, содержащего на своем ободе элементы, которые поворачиваются во время поворотного движения баланса;

фиг. 6 - частичный схематичный вид в плане баланса, вблизи которого колодка, образующая аэродинамический тормоз, перемещается с частотой, вдвое превышающей частоту резонатора с пружинным балансом, включающего в себя этот баланс, пружина которого не показана;

фиг. 7 - баланс, аналогичный показанному на фиг. 3, с пружинными балансами с сильными дисбалансами, установленными свободно на одном диаметре и в положении совмещения дисбалансов, отличных (в точке покоя) от дисбалансов, показанных на фиг. 3, и находящихся либо в фазе, либо с чередованием в противофазе;

фиг. 8 - частичный схематичный вид в плане камертона, одна ветвь которого находится в контакте с фрикционной колодкой, возбуждаемой на частоте, вдвое превышающей частоту камертонного резонатора;

фиг. 9 - резонатор, содержащий баланс с кольцом, удерживающим торсионную нить, для которой регулирующее устройство задает периодическое изменение натяжения с частотой, вдвое превышающей частоту резонатора с балансом и с торсионной нитью;

фиг. 10 - схематичный вид регулируемого параметрического резонатора в соответствии с изобретением, содержащего часовой пружинный баланс, в котором наружный виток спиральной пружины закреплен на пальце, которому регулирующее устройство задает периодическое движение, причем этот палец выполнен подвижным с возможностью поступательного движения, поворота и наклона в пространстве для закручивания пружины в случае необходимости;

фиг. 11 - схематичный вид спиральной пружины, оснащенной часовым градусником со штифтами, с кривошипно-шатунной системой для активации непрерывного движения градусника с целью непрерывного изменения активной длины спиральной пружины;

фиг. 12 - схематичный вид спиральной пружины, на которую опирается кулачок для непрерывного изменения активной длины спиральной пружины и/или положения точки соединения и/или геометрии спиральной пружины. Эта фигура представляет собой упрощенное изображение, на котором на спиральную пружину опирается только один кулачок и только с одной стороны; разумеется, можно предусмотреть два кулачка, расположенные таким образом, чтобы зажимать спиральную пружину с двух сторон;

фиг. 13 - частичный схематичный вид спиральной пружины узла пружинного баланса с дополнительным витком, закрепленным на этой пружине и локально образующим подкладку для концевой кривой спиральной пружины, при этом регулирующее устройство воздействует на конец этого дополнительного витка;

фиг. 14 - вид спиральной пружины с другим витком вблизи ее концевой кривой, который удерживается первым концом при помощи опоры, управляемой регулирующим устройством, и который является свободным на втором конце, выполненном с возможностью периодического вхождения в контакт с концевой кривой под действием регулирующего устройства на эту опору;

фиг. 15 - регулирование, которое получается в случае резонатора, показанного на фиг. 2;

фиг. 16А и 16В - изменение центра тяжести резонатора для резонатора с пружинным балансом, содержащего баланс с по существу радиальными пружинами, закрепленными на ободе и поддерживающими колеблющиеся грузики, некоторые из которых расположены внутри, а другие снаружи обода;

фиг. 17А и 17В - вид, аналогичный фиг. 5, другой балансовой системы с лопатками на гибкой поворотной опоре, позволяющей изменять аэродинамические потери и инерцию;

фиг. 18А-18D - модуляция центра тяжести с использованием резонатора, показанного на фиг. 3 или на фиг. 7, содержащего встроенные пружинные балансы;

фиг. 19 - пример выполнения параметрического генератора колебаний с балансовым кольцом, на котором установлена пружина из кремния с периферическим грузиком, утяжеленным при помощи слоя золота, при этом узел пружина-грузик колеблется на частоте регулирования ωR;

фиг. 20 - баланс, содержащий узлы пружина-грузик, аналогичные узлу, показанному на фиг. 19;

фиг. 21 - камертон, на одной ветви которого с возможностью свободного крутильного колебания установлен узел вспомогательного пружинного баланса;

фиг. 22 - камертон, на одной ветви которого с возможностью свободной вибрации установлен узел вспомогательного пружинного баланса;

фиг. 23 - блок-схема часов, содержащих механический часовой механизм с резонатором, регулируемым в соответствии с изобретением регулирующим устройством на двойной частоте.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения

Задачей настоящего изобретения является изготовление часового механизма, который позволяет добиться максимальной точности часового изделия, в частности, механического часового изделия, в частности, механических наручных часов.

Для этого объединяют несколько разных резонаторов либо напрямую, либо через спусковой механизм.

Для решения проблемы нестабильности, связанной со спусковым механизмом, система параметрического резонатора позволяет, в частности, уменьшить влияние этого спускового механизма и повысить, таким образом, точность часов.

Для поддержания колебаний в генераторе колебаний используют параметрическое возбуждение, которое состоит в изменении по меньшей мере одного из параметров генератора колебаний с частотой регулирования ωR.

Условно и для четкого разграничения в данном случае «регулятором» 2 называют генератор колебаний, который служит для поддержания и регулирования частоты другой системы, называемой «резонатором» 1.

Лагранжиан L параметрического резонатора соответствующей размерности выражается как:

где Т обозначает кинетическую энергию, а V - потенциальную энергию, и где инерция I(t), жесткость k(t) и положение покоя x₀(t) указанного резонатора являются периодической функцией времени, х является обобщенной координатой резонатора.

Уравнение возбуждаемого и демпфируемого резонатора получают при помощи уравнения Лагранжа для лагранжиана L с добавлением возбуждающей функции и силы Ланжевена и с учетом рассеивающих механизмов:

где коэффициент производной первого порядка по х равен:

,

β(t)>0 является параметром, описывающим потери,

и где коэффициент члена нулевого порядка зависит от частоты резонатора:

.

Функция f(t) принимает значение 0 в случае не возбуждаемого генератора колебаний. Эта функция f(t) может быть также периодической функцией или функцией, отображающей импульс Дирака.

Согласно изобретению, при помощи действия поддерживающего генератора колебаний, называемого регулятором, изменяют один и/или другой или все параметры β(t), k(t), I(t), x₀(t) с частотой регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного, в частности, двойной собственной частоты ω0 регулируемой системы генерирования колебаний.

Чтобы понять это явление, можно обратиться к примеру маятника, в котором изменяют длину. Уравнение демпфируемого генератора колебаний имеет следующий вид:

где член первого порядка по х является параметром потерь, где член нулевого порядка является параметром частоты резонатора и где x₀(t) соответствует положению покоя резонатора.

Функция f(t) принимает значение 0 в случае не возбуждаемого генератора колебаний. Эта функция f(t) может быть также периодической функцией или функцией, отображающей импульс Дирака.

Согласно изобретению, при помощи действия поддерживающего генератора колебаний или регулятора 2 изменяют один и/или другой или все параметры β(t), k(t), I(t), x₀(t) с частотой регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного, причем это целое превышает или равно 2, в частности равно 2, собственной частоты ω0 регулируемой системы генерирования колебаний, в данном случае резонатора 1. В частном варианте осуществления частота регулирования ωR составляет от 2,2 до 2.2 собственной частоты ω0, и, в частности, частота регулирования ωR вдвое превышает собственную частоту ω0.

Предпочтительно один или несколько параметров или все параметры β(t), k(t), I(t), x₀(t) меняются с определенной таким образом частотой регулирования ωR, которая предпочтительно является целым кратным, в частности, вдвое превышает собственную частоту ω0 регулируемой системы резонатора 1.

Как правило, кроме модуляции параметрических членов, поддерживающий генератор колебаний или регулятор использует непараметрический поддерживающий член f(t), амплитуда которого является ничтожной после достижения параметрического режима [W.B.Case, The pumping of a swing from the standing position. Am J. Phys. 64, 215 (1996)].

В варианте возбуждающую функцию f(t) можно вводить при помощи второго поддерживающего механизма.

Поддерживающий генератор колебаний или регулятор 2 позволяет также изменять член f(t), если он не является нулевым.

В примере не возбуждаемого демпфируемого генератора колебаний и в случае, когда х₀ является константой, параметры уравнения сводятся к параметру частоты ω и к параметру потерь β, в частности, потерь от механического трения, или аэродинамических потерь, или внутренних потерь, или других потерь.

Добротность генератора колебаний определяют как Q=ω/β.

Чтобы лучше понять явление, можно обратиться к примеру маятника, в котором изменяют длину. В этом случае:

,

где L - длина маятника, а g - действие силы тяжести.

В данном частном примере маятника, если длину L модулировать во времени периодически с частотой 2ω и с достаточной амплитудой модуляции δL (δL/L>2δ/ω), система колеблется с частотой ω, но не демпфируется.

[D. Rugar et P. Grutter, Mechanical parametric amplification and thermomechanical noise squeezing, RPL 67, 6999 (1991), A. H. Nayfeh and D. T. Mook, Nonlinear Oscillations, Wiley-Interscience, (1977)].

Член нулевого порядка может также принимать вид ω²(A,t), где А является амплитудой колебания.

Таким образом, изобретение относится к способу и к системе поддержания работы и регулирования частоты часового резонатора 1 в диапазоне его собственной частоты ω0. Согласно этому способу, применяют по меньшей мере одно регулирующее устройство 2, действующее на резонатор 1 периодическим движением.

В частности, применяют по меньшей мере одно регулирующее устройство 1, сообщающее периодическое движение по меньшей мере одному внутреннему компоненту резонатора 1 или наружному компоненту, оказывающему влияние на такой внутренний компонент, такое как аэродинамическое влияние или торможение, или модулирующее магнитное или электростатическое или электромагнитное или аналогичное поле, действующее так называемым возвратным усилием (в данном случае его следует рассматривать в широком смысле: усилие притяжения или отталкивания) на такой внутренний компонент резонатора 1.

Это периодическое движение приводит к периодической модуляцию резонансной частоты и/или добротности и/или положения покоя резонатора 1 с частотой регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного собственной частоты ω0, причем это целое превышает или равно 2 и меньше или равно 10.

Что касается добротности, конструкторы часов стремятся к ее максимальному увеличению. Эта добротность зависит от архитектуры резонатора, а также от всех параметров его хода, в частности, от собственной частоты, и зависит также от рабочей окружающей среды резонатора. Первым концептуальным подходом может быть установление добротности на постоянном значении, как только это значение, смоделированное и проверенное экспериментальным путем, считают достаточным. Хотя этот первый подход и кажется надежным, он оказывается плохо адаптированным к работе крутильно-колебательного типа резонаторов, используемых в часах, и, в частности, представляется нереальным, что касается зон изменения направления на обратное или разворотов.

Поэтому изобретение следует второму подходу, который учитывает явления, связанные с крутильно-колебательной работой. Согласно изобретению, периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности резонатора 1, влияя на потери и/или на демпфирование и/или на трение резонатора 1.

Понятно, что в случае резонатора типа пружинного баланса, даже если нет возможности воздействовать на сам баланс, это не исключает возможности влиять на окружающую его среду или на положение крутильного колебания (особенно в случае виртуальных крутильных колебаний) для модуляции момента аэродинамического торможения и, следовательно, добротности.

В частном варианте выполнения периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности резонатора 1, действуя на аэродинамические потери резонатора 1, посредством деформации резонатора и/или изменения окружающей среды вокруг резонатора 1.

Что касается окружающей среды резонатора, понятно, что контекст резонатора, который содержит элементы, совершающие крутильно-колебательные движения и колеблющиеся вокруг среднего положения, полностью отличается от случая регулятора скорости, который, как правило, действует только в одном направлении. Кроме того, в рамках изобретения в данном случае речь идет о регулировании частоты, а не скорости, что предполагает точность регулирования абсолютно другого порядка величины: если точность порядка 10^-2 является достаточной для регулятора часового механизма боя с грузиками и/или тормозными лопатками, она не подходит для резонатора, предназначенного для обеспечения постоянства хода часового механизма, и в этом последнем случае необходимо предусматривать точность порядка 10^-5 для получения суточного отклонения порядка одной секунды.

В частной версии выполнения периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности резонатора 1, модулируя внутреннее демпфирование упругих возвратных средств, входящих в состав резонатора 1.

В частной версии выполнения периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности резонатора 1, модулируя механическое трение внутри резонатора 1.

В первом частном варианте осуществления изобретения это периодическое движение задает периодическую модуляцию по меньшей мере резонансной частоты резонатора 1 при помощи такой частоты регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного собственной частоты ω0, причем это целое больше или равно 2 и меньше или равно 10.

Во втором частном варианте осуществления изобретения это периодическое движение задает периодическую модуляцию по меньшей мере добротности резонатора 1 при помощи такой частоты регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного собственной частоты ω0, причем это целое больше или равно 2 и меньше или равно 10.

В третьем частном варианте осуществления изобретения это периодическое движение задает периодическую модуляцию по меньшей мере точки покоя резонатора 1 при помощи такой частоты регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного собственной частоты ω0, причем это целое больше или равно 2 и меньше или равно 10.

Естественно, другие частные варианты осуществления изобретения допускают комбинации этих первого, второго и третьего вариантов.

Так, в четвертом частном варианте осуществления изобретения, представляющем собой комбинацию первого и второго вариантов, это периодическое движение задает периодическую модуляцию по меньшей мере резонансной частоты и добротности резонатора 1 при помощи такой частоты регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного собственной частоты ω0, причем это целое больше или равно 2 и меньше или равно 10.

В пятом частном варианте осуществления изобретения, представляющем собой комбинацию второго и третьего вариантов, это периодическое движение задает периодическую модуляцию по меньшей мере добротности и точки покоя резонатора 1 при помощи такой частоты регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного собственной частоты ω0, причем это целое больше или равно 2 и меньше или равно 10.

В шестом частном варианте осуществления изобретения, представляющем собой комбинацию первого и третьего вариантов, это периодическое движение задает периодическую модуляцию по меньшей мере резонансной частоты и точки покоя резонатора 1 при помощи такой частоты регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного собственной частоты ω0, причем это целое больше или равно 2 и меньше или равно 10.

В седьмом частном варианте осуществления изобретения, представляющем собой комбинацию первого, второго и третьего вариантов, это периодическое движение задает периодическую модуляцию по меньшей мере резонансной частоты, добротности и точки покоя резонатора 1 при помощи такой частоты регулирования ωR, которая составляет от 0,9 до 1,1 значения целого кратного собственной частоты ω0, причем это целое больше или равно 2 и меньше или равно 10.

В частной версии этих различных частных вариантов осуществления способа все модуляции происходят либо с одной частотой ωR, либо с кратными друг другу частотами ωR.

Рассмотрим более подробно три первых главных варианта осуществления изобретения.

В частной версии первого варианта изобретения это периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты резонатора 1, действуя на жесткость и/или на инерцию резонатора 1. В частности, это периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты резонатора 1, задавая одновременно модуляцию жесткости резонатора 1 и модуляцию инерции резонатора 1.

Различные предпочтительные версии допускают различные средства осуществления изобретения в этом первом варианте.

В первой версии первого варианта это периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты резонатора 1, задавая модуляцию инерции резонатора 1 посредством модуляции распределения массы резонатора 1 и/или посредством деформации резонатора 1 (показанного на фиг. 1, 2 и 3), и/или посредством модуляции положения центра тяжести резонатора 1, как показано, например, на фиг. 4.

В этой же первой версии первого варианта на фиг. 16А и 16В тоже представлено изменение центра тяжести резонатора, а также его инерции.

В этой же первой версии первого варианта на фиг. 18А-18D представлено изменение центра тяжести на основе резонатора, показанного на фиг. 3 или на фиг. 7. Такая система содержит встроенные вспомогательные пружинные балансы 260. Предпочтительно эти вспомогательные пружинные балансы 260 заменены на системы без осей, то есть на системы с гибкими направляющими, тем более что амплитуда их колебаний не обязательно должна быть большой. В этом случае изменяется только инерция главного пружинного баланса. В зависимости от углового положения дисбалансов малых пружинных балансов можно создать систему с модулируемым центром тяжести.

Предпочтительно такая модуляция положения центра тяжести представляет собой динамическую модуляцию, влияющую на один или несколько компонентов резонатора 1. Модуляцию инерции можно осуществлять посредством изменения формы, изменения массы или изменения центра тяжести резонатора относительно его центра вращения, например, с использованием гибкого баланса. Здесь тоже можно применить встроенные балансы, как показано на фиг. 7, где дисбалансы находятся либо в фазе, либо поочередно в противофазе.

Во второй версии первого варианта это периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты резонатора 1, задавая модуляцию жесткости упругого возвратного средства, входящего в состав резонатора 1, или модуляцию возвратного усилия, создаваемого магнитным или электростатическим или электромагнитным полем внутри резонатора 1. В частности, в этой второй версии периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты резонатора 1, задавая модуляцию активной длины пружины, входящей в состав резонатора 1 (как показано на фиг. 11 и 12), или модуляцию сечения пружины, которая входит в состав резонатора 1 (как показано на фиг. 13 и 14), или модуляцию модуля упругости упругого возвратного средства, входящего в состав резонатора 1, или модуляцию формы упругого возвратного средства, входящего в состав резонатора 1. Модуляцию модуля упругости компонента резонатора 1 можно получить при помощи пьезоэлектрической системы, электрического поля (электроды), посредством периодического локального нагрева под действием магнитного поля, приводящего к расширению специальных сплавов, при помощи оптомеханических резонансных систем, посредством кручения или скручивания, в частности, для материалов с запоминанием формы.

В третьей версии первого варианта, являющейся результатом комбинации с третьим вариантом изобретения, периодическое движение задает периодическую модуляцию резонансной частоты резонатора 1, задавая одновременно модуляцию жесткости резонатора 1 и модуляцию положения точки покоя резонатора 1.

Для воздействия на жесткость предпочтительно можно использовать явления магнитострикции, периодически изменяя жесткость за счет воздействия на компонент резонатора 1, выполненный из соответствующего материала, магнитным полем (внутреннее намагничивание и/или внешнее поле), или за счет ударного воздействия.

Для воздействия на модуль упругости можно тоже использовать явление магнитострикции, а также применять периодическое повышение температуры к компонентам с запоминанием формы, пьезоэлектрический эффект или получение нелинейных режимов путем создания специальных напряжений.

В частной версии второго варианта изобретения это периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности резонатора 1, воздействуя на потери и/или на демпфирование и/или на трение резонатора 1. В частности, можно воздействовать разными способами:

- в первой версии этого второго варианта периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности резонатора 1, воздействуя на аэродинамические потери резонатора 1 посредством деформации резонатора 1 (как показано на фиг. 5, на баланс, оснащенный поворотными лопатками, или как показано на фиг. 17) и/или посредством изменения окружающей среды вокруг резонатора (как показано на фиг. 6, где колодка, которой сообщают периодическое движение, изменяет циркуляцию воздуха вокруг баланса);

- во второй версии этого второго варианта периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности резонатора 1, модулируя внутреннее демпфирование упругих возвратных средств, входящих в состав резонатора 1, например, при помощи циркуляции жидкости в полом корпусе (например, спиральной пружины или баланса из узла пружинного баланса) или под действием кручения, периодически применяемого для спиральной пружины или аналогичного элемента, что приводит одновременно к наведенным изменениям жесткости и демпфирования резонатора, содержащего эту пружину. В частном случае можно изменять внутренние потери, не изменяя жесткость: одну пружину заменяют двумя пружинами с эквивалентной общей жесткостью, при этом внутренние потери становятся больше; в частности, можно установить последовательно или параллельно, в зависимости от случая, две пружины, одна из которых может быть предварительно напряжена. Другим средством изменения потерь с сохранением одинаковой жесткости является применение на пружине либо термической компенсации путем легирования кремния, либо термоупругого эффекта с теплопередачей между двумя разными частями витка пружины.

- в третьей версии этого второго варианта периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности резонатора 1, модулируя механическое трение внутри резонатора 1, с использованием эффекта, аналогичного виртуальному увеличению тяжести. Пример представлен на фиг. 8, где трущаяся пластинка модулируемо взаимодействует с ветвью камертона.

В частной версии осуществления третьего варианта изобретения, это периодическое движение задает периодическую модуляцию точки покоя резонатора 1 посредством модуляции положения крепления резонатора 1 и/или посредством модуляции равновесия между возвратными силами, действующими на резонатор 1. Модуляция положения крепления резонатора 1 может происходить по меньшей мере на одной точке крепления этого резонатора. Например, на резонаторе 1 с пружинным балансом 3 можно воздействовать на палец и/или на кольцо 7 крепления спиральной пружины 4 по меньшей мере на одной точке крутильного колебания путем действия на противоударные элементы цапф. Для этого можно применять некоторые функции движения, например, в классическом спусковом механизме удары анкерных элементов по пружинам, или аналогичные функции.

- в частности, в первой версии этого третьего варианта периодическое движение задает периодическую модуляцию точки покоя резонатора 1 посредством модуляции равновесия между возвратными силами, действующими на механизм резонатора 1 со стороны механических упругих возвратных средств или магнитных возвратных средств и/или электростатических возвратных средств. Для модуляции этого равновесия самым простым способом является воздействие на резонатор несколькими возвратными силами разного происхождения, из которых достаточно модулировать во времени по меньшей мере одну по интенсивности и/или по направлению. Эти силы не обязательно имеют одинаковую природу, некоторые могут быть механическими (пружины), а другие связаны с приложением поля. Частным примером является случай пружинного баланса 3 с двумя спиральными пружинами, когда модуляции положения одного из пальцев достаточно, чтобы изменить равновесие. Скручивание спиральной пружины под углом Ψ, как показано на фиг. 10, является хорошим способом изменения баланса сил, действующих на резонатор 1, и, следовательно, модуляции их равновесия. В связи с этим следует отметить, что для пальца можно применять шесть степеней свободы, при этом на фигуре показан упрощенный случай, в частности, предпочтительным может быть вращение вокруг оси Z;

- во второй версии этого третьего варианта комбинируют модуляцию положения точки покоя с модуляцией жесткости согласно первому варианту: действительно, часто при изменении равновесия сил меняется также общая жесткость. Действие модуляции на точку покоя комбинируют при этом с действием модуляции жесткости.

Предпочтительно, когда компонент, на котором можно модулировать жесткость, состоит из нескольких элементов, модуляцию осуществляют по меньшей мере на одном из этих элементов.

В другом варианте осуществления изобретения периодическое движение задает периодическую модуляцию добротности резонатора 1, и, согласно изобретению, периодическое движение на одинаковой частоте регулирования ωR сообщают одновременно компоненту резонатора и механизму генерирования потерь по меньшей мере на одном компоненте резонатора 1.

В еще одном варианте осуществления изобретения, совместимом с каждым из вышеупомянутых вариантов, регулирующий механизм 2 задает периодическое изменение частоты резонатора 1 с относительной амплитудой, превышающей обратную величину добротности резонатора 1.

В рамках простого в реализации варианта изобретения такое регулирующее устройство 2 действует по меньшей мере на одно крепление резонатора 1.

Что касается частоты ωR, если предположить, что периодическую модуляцию каждой из различных характеристик - резонансной частоты, добротности, точки покоя - осуществляют с разными кратными частоты ω0 (например, модуляцию жесткости с двойной базовой частотой и модуляцию добротности с учетверенной базовой частотой), это не дает особых преимуществ, так как максимум эффекта и стабильности параметрического усиления достигают, когда частота вдвое превышает базовую частоту. Кроме того, далеко не всегда можно представить систему, в которой каждую характеристику можно модулировать разными способами, если только не предусмотреть несколько регуляторов 2, что приводит к усложнению системы. Поэтому предпочтительно модуляцию всех параметров п