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  • 转仪钟

    望远镜的转仪钟,是驱动望远镜以天体周日运动的速度绕极轴旋转的机械转动装置。19世纪时,仪器转动的动力由重锤或发条给出,仪器速度的恒定也是靠机械离心调速来达到。现代的大型望远镜或普及型望远镜一般都采用各式的电机驱动.经过变速而达到恒动的目的。为了取得一张理想的天体摄影作品,高精度的望远镜驱动系统——转仪钟是必不可少的。因为一个暗弱天体的拍摄往往需要数分钟、数十分钟乃至几小时的跟踪.还要考虑极轴调整误差、蒙气差等因素,另外对赤经和赤纬的微调也有较高的要求。如果是较高级的天文望远镜,还包括赤经和赤纬的快动、慢动及微动。本世纪以前的转仪钟,其动力靠链条式的重锤或发条提供,旋转速度靠离心调速器来控制。现在转仪钟的动力靠马达带动,速度由天文钟或无线电振荡器来控制

    编辑摘要

    目录

    简介/转仪钟 编辑

    能够补偿地球自转,使望远镜始终对准同一片天区的装置。
    本世纪以前的转仪钟,其动力靠链条式的重锤或发条提供,旋转速度靠离心调速器来控制。现在转仪钟的动力靠马达带动,速度由天文钟或无线电振荡器来控制。[1]

    驱动系统/转仪钟 编辑

    1、直流电机驱动方式

    由于小型直流电机可以直接用干电池及蓄电池作为电源供给,且以十分简单的方法可以达到速度的改变,对于精度要求不高的小型天文望远镜十分合用,而且可以采用市场上很容易买到的录音机电机经过一些处理就能应用。此类驱动方式总是把快动做成手动。直流电机驱动的转仪钟仅作为恒动,也有做成可电动微调,很方便。但小型直流电机的转速会随着转速力矩改变或电源电压波动而改变,且用简单的电控稳速不易,往往使跟踪精度不高。对于中型望远镜采用直流电机作为动力源,输出力矩较大,传动平稳,稳速线路采用测速发电机或光栅编码器等作为反馈元件来稳速,再加上直流电机较易调速的特性,在要求较高的普及型望远镜中也有采用。相对来讲,这种系统的造价较高,控制系统也比较复杂。

    2、交流同步电机驱动方式

    交流同步电机驱动系统是一种可以用较简单的电控系统,提供稳定的工作频率而使稳速精度十分高的一种望远镜驱动系统,不必附加任何反馈元件。对于要求不十分高的望远镜转仪钟,可以直接用交流50Hz市电驱动。对于要求较高的系统,采用高精度的石英振荡器,经过多次分频成电机的驱动频率,再进行功放后驱动电机。也可以微量变化频率而改变电机转速。例如对于50Hz电机,可以用40Hz或60Hz频率来驱动以达到望远镜微动的目的(即±(1'~3')/min)。
    但是交流同步电机因频率变化值十分有限,而不能使望远镜达到慢动和快动,给观测带来不便。多速同步电机较方便地解决了望远镜的慢动问题,因此,同步电机驱动系统仅能完成慢动、恒动及微动。至于快动只能用手动或其它差分电机传动而达到。同步电机驱动平稳,噪音小,电控系统较可靠、方便。但由于其不能大幅度变速而影响扩大使用度。

    3、步进电机驱动方式

    步进电机以其高稳速,大变速范围而越来越广泛地用于望远镜驱动系统,特别在计算机(或单片机)控制系统中,步进电机的优越性更能广泛体现。在特殊设计后,步进电机的变速范围可达5400倍,且没有直流电机变速后力矩改变的缺点,可以用一只电机来完成望远镜的快动、恒动、慢动及微动。
    步进电机驱动方式也是依靠晶体分频(或计算机软件分频)加功放后驱动电机。分频的精度及步进电机的"步",直接决定了精度。随着电子技术的不断发展,原来受到因步进电机驱动电控系统复杂,功放部分功率需要较大,制作成本较高等,在部分硬件改由软件处理,再加上单片机的应用,大大降低了成本,提高了可靠性,步进电机应用得越来越广。但步进电机由于是"一步一步"地走,而不是像其它电机那样连续转动,因此噪声较大,而且在分频不够的情况下望远镜会有震动。现在用步矩角细分的方法使步进电机跟踪趋于平稳。小型步进电机还可以采用十分简单的线路来达到跟踪要求及变速要求,在KPl50M马克苏托夫折反射望远镜中成功地采用步进电机驱动而且在户外可以用蓄电池驱动。
    当然,还有其它驱动方式可以用于天文望远镜的驱动,特别在赤纬传动中,交直流伺服电机系统,交流变频调速异步电机系统等都可以被采用。[1] 

    根据用途的分类/转仪钟 编辑

    固定式望远镜的转仪钟

    固定式望远镜的转仪钟一般精度与自动化程度都相当高。它的传动系统必须稳定、可靠,末级蜗轮(或齿轮)的直径一定要与望远镜的口径相当,且一般要求模数较大、精度较高。选择时应充分注意这一点。望远镜一定有自动跟踪系统,并且赤经、赤纬传动一定有慢动及微动。从可靠的角度来考虑,快动采用手动比较有利,但随着计算机技术的普及,应用计算机寻星及演示时,则要求望远镜的快动必须是电动。由于固定式望远镜的驱动装置不必为电源负荷担忧,因此无论是同步电机、直流电机或步进电机驱动系统都被广泛应用。 

    便携式望远镜的转仪钟


    便携式望远镜的转仪钟设计中一般须考虑重量与精度的匹配,有时为了减轻重量而不得不降低一些精度。一般来讲,便携式望远镜的跟踪精度不及固定式的高,末级蜗轮(或齿轮)也小于固定式。便携式望远镜的如要长时间曝光拍摄,需靠不停地导星来提高拍摄精度。对于电机选用,小功率的直流电机、步进电机及同步电机都在可选范围。由于便携式望远镜经常要在没有市电供应的地方观测,电池或蓄电池供电的将作为首选。便携式望远镜的转仪钟一般仅有“恒动”(即与天体周日运动同步的跟踪转动)为电动,其余快、慢、微动均为手动,但具备慢、微电动的转仪钟,将会对拍摄时的导星带来很多方便之处。近来,单片机控制的小型转仪钟控制器已问世,这对于寻星及导星带来很大的方便。例如美国Meade LX200 GPS-SMT望远镜(固定与便携两用式),与全球定位系统(GPS)联网,实现定位、校准、寻星、跟踪的全自动控制,将望远镜的控制提高到世界顶级水平。

    维护/转仪钟 编辑

    (1)转仪钟是属于高精度的传动系统,但由于其转速较慢,一般不需要经常维护,只是要按照说明书的要求,不要过载使用并定期加入同样型号的润滑油(脂);若润滑油(脂)的型号不同,请将原来的润滑油(脂)用煤油等清洗干净后再加入新的润滑油(脂),注意千万不要将不同类型的润滑油(脂)混合使用。有条件的单位或个人,如能在使用几年后,请专业人员重新清洗、加油、调整,将是十分有益的。    
    (2)转仪钟系统应不定期的进行检查,使用时应严格按照说明书的要求操作,平时应防止水滴、水汽、异物进入电路部分,电池长期不用应取出保存好。  [2]

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2010-01-13
    [2]^引用日期:2010-01-14
    扩展阅读
    1转仪钟

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