WikiDer > Разделительный двигатель

Dividing engine
Разделяющая машина в Мичиганском геодезическом музее

А разделительный двигатель это устройство, используемое для маркировки выпускные на измерительных приборах, чтобы можно было считывать меньшие размеры, чем это может быть разрешено путем непосредственной гравировки. Известный нониусная шкала и микрометр винтовой калибр - классический пример, в котором используется такая градуировка.

История

Разделительный двигатель на Museo Galileo в Флоренция.

Всегда существовала потребность в точных измерительных приборах. Будь то линейное устройство, такое как линейка или же верньер или круглое устройство, такое как транспортир, астролябия, секстант, теодолит, или же установка кругов для астрономических телескопывсегда существовало стремление к еще большей точности. Для каждого улучшения измерительных приборов, например, лучшего Алидадес или с появлением оптических прицелов немедленно последовала потребность в более точной градуировке.

В ранних инструментах деления обычно представляли собой вытравленные или начерченные линии. дерево, слоновая кость или же латунь. Изготовители приборов разработали различные устройства для выполнения таких задач. Создатели ранних исламских инструментов должны были владеть техникой тонкого разделения своих инструментов, поскольку эта точность отражается в точности сделанных ими считываний. Этот навык и знания, кажется, были утеряны, учитывая этот небольшой квадранты и астролябии в 15 и 16 веках не имели тонкой градуировки и были сделаны относительно грубо.[1]

В 16 веке европейским производителям инструментов мешали доступные материалы. Латунь была в кованых листах с шероховатой поверхностью, а инструменты для гравировки были плохого качества. Не было достаточно мастеров, чтобы создать давнюю традицию практики, и лишь немногие из них были обучены мастера.[1]

Трансверсали установил стандарт в начале 14 века. Тихо Браге использовал трансверсали на своих инструментах и ​​сделал этот метод более известным. Поперечные сечения, основанные на прямых линиях, не обеспечивают правильного разделения дуги, поэтому другие методы, например, основанные на использовании дуг окружности, разработанные Philippe de La Hire, также использовались.

Другая система была создана в 16 веке Педро Нунес и был назван нониус после него. Он заключался в отслеживании определенного количества концентрический круги на инструменте и разделив каждый последующий на одно деление меньше, чем в соседнем внешнем круге. Таким образом, самый внешний квадрант будет иметь 90 ° на 90 равных делений, следующий внутренний будет иметь 89 делений, следующий 88 и так далее. При измерении угла круг и деление, на котором алидада упал. Затем была проведена консультация с таблицей, чтобы предоставить точные данные. Однако эту систему было сложно построить, и ею пользовались немногие. Тихо Браге было одним исключением.

Некоторые улучшения в системе Nunes были разработаны Кристофер Клавиус и Яков Курций. Работа Курция напрямую привела к работе Пьер Вернье, опубликованный в 1631 году. Вернье усовершенствовал этот процесс и дал нам нониусная шкала. Однако, хотя эти различные методы улучшили считывание градуировки, они не повлияли напрямую на точность их построения. Дальнейшие улучшения шли медленно, и потребовалась новая разработка: двигатель разделения.

Предыдущие работы по разработке передача режущие машины подготовили путь. Такие устройства требовались, чтобы разрезать круглую пластину с однородной шестерней. зубы. Часовщики были знакомы с этими методами, и они сыграли важную роль в разработке делительных двигателей. Джордж Грэм разработал процесс использования геометрических методов для разделения конечность инструмента. Он разработал сложную луч компас для облегчения маркировки градуировки. Джон Берд и Иеремия Сиссон продолжил с этими методами. Эти методы лучевого компаса использовались в 19 веке, поскольку последующие делительные машины не подходили для создания самых больших инструментов.

Двигатель кругового деления

Первый настоящий круговой двигатель с делением, вероятно, был построен Генри Хиндличасовщик, около 1739 года. Об этом сообщил Королевскому обществу Джон Смитон в 1785 г.[2] Он был основан непосредственно на зуборезном станке для часовых механизмов. Он использовал зубчатую индексную пластину и червячный редуктор продвигать механизм. Duc de Chaulnes создал две машины деления между 1765 и 1768 годами для деления дуг окружности и линейных масштабов. Он хотел улучшить градуировку инструментов, убрав мастерство мастера из техники, где это возможно. В то время как использование лучевого компаса критически зависело от навыков пользователя, его машина производила более регулярные деления в силу своей конструкции. Его машины также были вдохновлены предыдущей работой часовых мастеров.

Джесси Рамсден вслед за герцогом де Шоленом на пять лет в производстве делительной машины. Как и в случае с предшествующими изобретениями, компания Ramsden's использовала тангенциально-винтовой механизм для перемещения машины из одного положения в другое. Однако он разработал токарно-винторезный станок это было особенно продвинутым и производило превосходный продукт.[3][4] Этот двигатель был разработан при финансовой поддержке Доска долготы[1] при условии подробного описания (вместе с соответствующими токарно-винторезный станок) и не защищены патентом. Это позволило другим свободно копировать устройство и улучшать его. Фактически, Правление потребовало, чтобы он научил других создавать свои собственные копии и сделал свою машину деления доступной для инструментов, сделанных другими.[1]

Усовершенствования механизма разделения

Эдвард Тротон был первым, кто построил копию конструкции Рамсдена. Он улучшил дизайн и выпустил свою версию. Это позволило повысить точность делительной машины.

Сэмюэл Ри разработал свой собственный винторезный станок бесконечного действия и смог продавать его другим. Его винты считались лучшими из доступных на то время.[1]

Во Франции, Этьен Ленуар создал более точный механизм деления, чем английская версия. Mégnié, Richer, Fortin и Jecker также построили двигатели деления значительного качества.[1]

К началу 19 века стало возможно изготавливать такие инструменты, как секстант который оставался полностью работоспособным и имел достаточную точность для использования в течение полувека или более.[5]

Делительный двигатель был уникальным среди разработок в области производства научных инструментов, так как был немедленно принят всеми производителями. Не было сомнений в ценности этой разработки.[5]

Смотрите также

Генри Джозеф Грейсон - австралийский изобретатель, разработавший двигатель (~ 1900 г.) для изготовления дифракционные решетки это делало 120 000 линий на дюйм (примерно 4700 на мм).

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Домас Морис, Научные инструменты семнадцатого и восемнадцатого веков и их создатели, Портман Букс, Лондон 1989 ISBN 978-0-7134-0727-3
  2. ^ Смитон, Джон, Наблюдения за градуировкой астрономических инструментов, Философские труды Королевского общества, том 76, 1785 г.
  3. ^ Дэниел Дж. Бурстин, Первооткрыватели; История поиска человека познать свой мир и себя, Рэндом Хаус, 1983, ISBN 0-394-40229-4
  4. ^ Уоткинс, Дж. Элфрет (июль 1890 г.). "Двигатель разделения Рамсдена". Годовой отчет Попечительского совета Смитсоновского института: 721–739. Получено 2009-08-07.
  5. ^ а б Рональд Пирсолл, Сбор и восстановление научных инструментов, Дэвид и Чарльз, Лондон, 1974 г., ISBN 0-7153-6354-9

внешняя ссылка