專利名稱：衛(wèi)星定時指針自控定位時鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用衛(wèi)星定時、指針角度能按準(zhǔn)確的衛(wèi)星時刻自動定位的自控時鐘。
背景技術(shù)：
目前，指針式計時鐘無論在民用或公用場合仍具有不可取代的重要地位。為使指針式時鐘達到高精度，常常采用高精度數(shù)字鐘的時間基準(zhǔn)信號控制指針式時鐘的運行。指針式時鐘運行的技術(shù)關(guān)鍵是如何實現(xiàn)指針機械旋轉(zhuǎn)與數(shù)字鐘的同步。當(dāng)前，使用最多的是開環(huán)控制系統(tǒng)，即每隔一段時間間隔，電子系統(tǒng)發(fā)出一個或一組脈沖信號，驅(qū)動機芯旋轉(zhuǎn)一定角度，從而調(diào)整指針指示的時刻。這種開環(huán)控制系統(tǒng)的缺點在于，電子系統(tǒng)無法了解時鐘指針的確切位置，無法自動調(diào)整指針位置的偏差。一旦發(fā)生錯誤，必須人工對時。因此，經(jīng)?？吹焦矆鏊拇箸娮邥r不準(zhǔn)，實際上往往是因指針的機械位置與數(shù)字鐘不同步所致。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的為了克服開環(huán)控制系統(tǒng)的時鐘不能自動調(diào)整指針位置的偏差的缺陷，提供一種衛(wèi)星定時、指針角度能按準(zhǔn)確的衛(wèi)星時刻自動定位的自控時鐘。保證時鐘指針的機械位置隨時與數(shù)字鐘同步，保證時鐘的高精度計時。
本實用新型的時鐘所采取的技術(shù)方案是采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。利用旋轉(zhuǎn)變壓器采集時鐘指針角度信息，并將信息反饋給時鐘控制部分；時鐘控制部分將衛(wèi)星上發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)時刻信號對應(yīng)地換算為鐘面指針的角度位置，與旋轉(zhuǎn)變壓器采集的指針角度信息進行比對后，再向時鐘發(fā)出正轉(zhuǎn)，或反轉(zhuǎn)，或停轉(zhuǎn)的指令，從而保證鐘面指針與從衛(wèi)星上接收到的標(biāo)準(zhǔn)時刻同步。
本實用新型的時鐘有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
本實用新型時鐘的核心技術(shù)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的開環(huán)控制系統(tǒng)的不能自動調(diào)整鐘面指針位置的缺陷，保證了時鐘的高精度計時?？蓮母旧辖鉀Q公共場所指針式時鐘走時不準(zhǔn)的難題。能夠方便地使用在諸多公共場所，如體育場館、車站、碼頭、機場、賓館、大型建筑、街頭以及綠地等。本實用新型的時鐘改變了傳統(tǒng)的時鐘控制技術(shù)，形成簡潔、可靠、無累計走時誤差、無須人工校正、全自動的新型時鐘。


圖1為本實用新型自控時鐘的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型自控時鐘的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示。本實用新型的自控時鐘包含三部分時鐘控制部分1，鐘針位置取樣部分2和鐘針機械傳動部分3。
所說的時鐘控制部分1含有衛(wèi)星(全球定位系統(tǒng)——簡稱GPS——GlobalPositioning System)接收天線101，與衛(wèi)星接收天線101連接的衛(wèi)星接收模板102，與衛(wèi)星接收模板102輸出端相連的數(shù)字母鐘103。與數(shù)字母鐘103輸出端相連的信號處理器(CPU)104。分別與信號處理器104相連的時針相位檢測器109、分針相位檢測器110、時針馬達驅(qū)動器111和分針馬達驅(qū)動器112。與時針相位檢測器109相連的時針相位比較器107。與分針相位檢測器110相連的分針相位比較器108。振蕩器105和與振蕩器105輸出端相連的脈沖輸出放大器106。時針、分針兩相位比較器107、108分別與振蕩器105的輸出端相連。
所說的鐘針位置取樣部分2含有第一、第二兩個串聯(lián)的旋轉(zhuǎn)變壓器201、202。其中第一旋轉(zhuǎn)變壓器201與時針控制部分1中的時針相位比較器107相連。第二旋轉(zhuǎn)變壓器202與時針控制部分1中的分針相位比較器108相連。第一、第二兩旋轉(zhuǎn)變壓器201、202均與脈沖輸出放大器106的輸出端相連。
所說的鐘針機械傳動部分3含有端點帶分針307的分針管304，套在分針管304上的端點帶時針306的時針管305，連在分針管304上的分針慢速電機302，連在時針管305上的時針慢速電機301，一端與時針管305相連的時針位置取樣軸303。時針位置取樣軸303的另一端與第一旋轉(zhuǎn)變壓器201相連，分針管304的另一端與第二旋轉(zhuǎn)變壓器202相連。
所說的衛(wèi)星接收模板102是時間信息接收模板，也就是說，本實用新型的衛(wèi)星接收模板102是接收衛(wèi)星上的時間信息和所接收時間信息來源的衛(wèi)星的數(shù)目。對于監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)目的數(shù)據(jù)很重要，因為這能證明所接收的時間信息的可靠性。如果監(jiān)測衛(wèi)星的數(shù)目為零，則當(dāng)前衛(wèi)星接收模板102發(fā)出的時間信息不可靠。因此，只有監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)目不為零時，衛(wèi)星接收模板102發(fā)出的時間信息才是可靠的。
所說的數(shù)字母鐘103的作用一是將衛(wèi)星接收模板102發(fā)出的衛(wèi)星上格林尼治時間轉(zhuǎn)換為北京時間傳給信號處理器104。二是它本身具有的時間，用衛(wèi)星的時間校準(zhǔn)，一旦衛(wèi)星接收模板工作不正常時，它自身可以短期維持標(biāo)準(zhǔn)時間。
所說的信號處理器104是單板機，或稱中央處理器CPU。
所說的振蕩器105含有方波整形電器和濾波電路。它產(chǎn)生方波信號，經(jīng)過脈沖輸出放大器106放大后，作為激勵信號輸送到兩旋轉(zhuǎn)變壓器201、202上，激勵旋轉(zhuǎn)變壓器并提供給旋轉(zhuǎn)變壓器一個工作的基準(zhǔn)頻率。
所說的第一、第二兩旋轉(zhuǎn)變壓器201、202是角度定位傳感器。在本實用新型中用于采集時鐘指針角度信息。本實施例中，所使用的旋轉(zhuǎn)變壓器上含有二組定子線圈和一組轉(zhuǎn)子線圈。
如上述的結(jié)構(gòu)，衛(wèi)星接收模板102通過衛(wèi)星接收天線101接收到的衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)時間，經(jīng)過數(shù)字母鐘103轉(zhuǎn)換成北京標(biāo)準(zhǔn)時間送到信號處理器104中作為時刻的基準(zhǔn)；兩旋轉(zhuǎn)變壓器201、202作為時鐘指針角度定位傳感器，采集時鐘指針的位置，通過相位比較器107、108和相位檢測器109、110送入信號處理器104內(nèi)，將時刻基準(zhǔn)與時針的指示位置——即時針顯示的時刻進行比較，比較的結(jié)果向馬達驅(qū)動器111、112發(fā)出正轉(zhuǎn)、或反轉(zhuǎn)、或停轉(zhuǎn)的指令，使鐘面上指針指示的時刻與衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)時刻相同。則構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)，使時鐘自動校準(zhǔn)時刻，無須人工校準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種衛(wèi)星定時指針自控定位時鐘，包含時鐘控制部分(1)和鐘針機械傳動部分(3)；其中時鐘控制部分(1)含有信號處理器(104)，分別與信號處理器(104)相連的數(shù)字母鐘(103)、時針馬達驅(qū)動器(111)和分針馬達驅(qū)動器(112)；鐘針機械傳動部分(3)含有端點帶分針(307)的分針管(304)，套在分針管(304)上端點帶時針(306)的時針管(305)，連在分針管(304)上的分針慢速電機(302)和連在時針管(305)上的時針慢速電機(301)，其特征在于是閉環(huán)控制系統(tǒng)，含有鐘針位置取樣部分(2)，鐘針位置取樣部分(2)含有第一、第二兩個串聯(lián)的旋轉(zhuǎn)變壓器(201、202)；所說的時鐘控制部分(1)還含有衛(wèi)星接收天線(101)，與衛(wèi)星接收天線(101)連接的衛(wèi)星接收模板(102)，衛(wèi)星接收模板(102)通過數(shù)字母鐘(103)連接到信號處理器(104)上；還含有與信號處理器(104)相連的時針相位檢測器(109)和分針相位檢測器(110)，分別與時針、分針相位檢測器(109、110)相連的時針、分針比較器(107、108)，振蕩器(105)和與振蕩器(105)輸出端相連的脈沖輸出放大器(106)，時針、分針兩相位比較器(107、108)分別與振蕩器(105)的輸出端相連；所說的第一旋轉(zhuǎn)變壓器(201)與時針相位比較(107)相連，第二旋轉(zhuǎn)變壓器(202)與分針相位比較器(108)相連，第一、第二兩旋轉(zhuǎn)變壓器(201、202)均與脈沖輸出放大器(106)的輸出端相連；所說的鐘針機械傳動部分(3)內(nèi)還含有一端與時針管(305)相連的時針位置取樣軸(303)，時針位置取樣軸(303)的另一端與第一旋轉(zhuǎn)變壓器(201)相連，分針管(304)的另一端與第二旋轉(zhuǎn)變壓器(202)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定時指針自控定位時鐘，其特征在于所說的衛(wèi)星接收模板(102)是時間信息接收模板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定時指針自控定位時鐘，其特征在于所說的第一、第二兩旋轉(zhuǎn)變壓器(201、202)是角度定位傳感器。
專利摘要一種衛(wèi)星定時指針自控定位時鐘，它包含三部分時鐘控制部分、鐘針位置取樣部分和鐘針機械傳動部分。其中時鐘控制部分含有與衛(wèi)星接收天線連接的衛(wèi)星接收模板，與衛(wèi)星接收模板通過數(shù)字母鐘連接的信號處理器，與信號處理器相連的時針、分針的相位監(jiān)測器和相位比較器；其中鐘針位置取樣部分含有兩個串聯(lián)的旋轉(zhuǎn)變壓器分別與時針、分針相位比較器相連，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。從而保證了鐘面指針與衛(wèi)星上標(biāo)準(zhǔn)時刻同步。改變了傳統(tǒng)時鐘的控制技術(shù)，構(gòu)成了簡潔、可靠、無累計走時誤差、無需人工校正、全自動的新型時鐘。尤其適用于體育場館、車站、碼頭、機場、賓館、大型建筑、街頭和綠地等。
文檔編號G04C13/00GK2715201SQ20042002314
公開日2005年8月3日 申請日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者鄔林達, 桂承鯤, 沈為民 申請人:上海宇豐電子信息工程有限責(zé)任公司