Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Уақытты өлшейтін құрылғы
Time measuring device
Тепе-теңдік дөңгелегі – механикалық сағаттар мен кіші сағаттарда қолданылатын уақытты өлшеуге арналған құрылғы, ол маятникті сағаттағы маятникке ұқсас. Бұл – салмақты дөңгелек, ол алға-артқа айналады және спиральді серіппе арқылы орталық положению қайтарылады. Ол сағат механизмдерінің айналу қозғалысын тепе-теңдік дөңгелегіне берілетін импульстарға түрлендіретін эскапмент арқылы қозғалады. Дөңгелектің әрбір тербелісі ("тік" немесе "соққы" деп аталады) механизмге белгілі бір мөлшерде жылға жылжуға мүмкіндік береді, соның нәтижесінде сағат тілдері жылжиды. Тепе-теңдік дөңгелегі мен серіппе бірге гармониялық осциллятор құрайды, ол резонансқа байланысты белгілі бір жиілікте, яғни резонанстық жиілігінде немесе "соққысында" тербеледі және басқа жиіліктерде тербелуге қарсы тұрады. Тепе-теңдік дөңгелегінің массасы мен серіппенің серпімділігі тербелістер арасындағы уақытты тұрақты ұстайды, сондықтан механикалық сағаттарда оның уақытты өлшеу құралы ретінде кеңінен қолданылуына себеп болады. 14 ғасырда ойлап табылғаннан бастап, 1960 жылдары камертонды және кварцты механизмдер пайда болғанға дейін, барлық портативті уақыт өлшеу құрылғыларында дерлік тепе-теңдік дөңгелегі қолданылды.
A balance wheel, or balance, is the timekeeping device used in mechanical watches and small clocks, analogous to the pendulum in a pendulum clock. It is a weighted wheel that rotates back and forth, being returned toward its center position by a spiral torsion spring, known as the balance spring or hairspring. It is driven by the escapement, which transforms the rotating motion of the watch gear train into impulses delivered to the balance wheel. Each swing of the wheel (called a "tick" or "beat") allows the gear train to advance a set amount, moving the hands forward. The balance wheel and hairspring together form a harmonic oscillator, which due to resonance oscillates preferentially at a certain rate, its resonant frequency or "beat", and resists oscillating at other rates. The combination of the mass of the balance wheel and the elasticity of the spring keep the time between each oscillation or "tick" very constant, accounting for its nearly universal use as the timekeeper in mechanical watches to the present. From its invention in the 14th century until tuning fork and quartz movements became available in the 1960s, virtually every portable timekeeping device used some form of balance wheel.
Шолу
1980 жылға дейін теңгерім дөңгелектері хронометрлерде, банк сейфтерінің уақыт құлыптарында, оқ-дәрілердің уақыт қысқыштарында, ескерту сағаттарында, ас үй таймерлерінде және хронометрлерде қолданылатын уақытты өлшеу технологиясы болды, бірақ кварц технологиясы бұл қолданыстарды ығыстырды, ал қазіргі кезде негізгі қолданысы – сапалы механикалық сағаттарда. Қазіргі заманғы (2007) сағаттың теңгерім дөңгелектері әдетте Глюцидурдан жасалады, ол бериллий, мыс және темірдің төмен жылулық кеңеюі бар қорытпасы, ал серіппелері Nivarox сияқты төмен жылулық серпімділік коэффициенті бар қорытпадан жасалады. Екі қорытпа бір-біріне сәйкес келеді, осылайша олардың қалдық температуралық реакциялары өшіріледі, нәтижесінде температураның қателігі азаяды. Дөңгелектер ауаның кедергісін азайту үшін тегіс, ал біліктері дәл зергерлік подшипниктерге тіреледі. Ескі теңгерім дөңгелектері тепе-теңдікті реттеу үшін жиегінде салмақ бұрандаларын пайдаланған, бірақ қазіргі заманғы дөңгелектер зауытта компьютерлік тепе-теңдікпен теңгеріледі, оларды теңгерімдеу үшін жиекте дәл ойық жасау үшін лазер қолданылады. Теңгерім дөңгелектері әрбір тербелісте шамамен 1½ айналыс жасайды, яғни олардың орталық тепе-теңдік позициясының әр жағына шамамен 270°. Теңгерім дөңгелегінің жылдамдығы реттегішпен реттеледі, ол серіппеден өтетін тар саңылауы бар бұрыш. Бұл серіппедегі саңылаудың артындағы бөлікті бекітеді. Бұрышты жылжыту серіппеге қатысты саңылауды жоғары және төмен жылдырады, оның тиімді ұзындығын өзгертеді, соның салдарынан теңгерімнің резонанстық тербеліс жиілігі өзгереді. Реттегіш серіппенің жұмысына кедергі келтіргендіктен, хронометрлер мен кейбір дәл сағаттарда, мысалы Gyromax сияқты, реттегішсіз "бос серіппелі" теңгерімдер бар. Ескерту сағаттары мен ас үй таймерлері көбінесе секундына 4 тербеліс (14 400 BPH) жиілігімен жұмыс істейді. 1970 жылдарға дейін жасалған сағаттар көбінесе секундына 5 тербеліс (18 000 BPH) жиілігіне ие болды. Қазіргі заманғы сағаттар 6 (21 600 BPH), 8 (28 800 BPH) жиіліктерімен және кейбіреулері секундына 10 тербеліс (36 000 BPH) жиілігімен жұмыс істейді. Audemars Piguet қазіргі уақытта өте жоғары теңгерім тербелісі бар, секундына 12 тербеліс (43 200 BPH) жиілігімен сағат шығарады. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Elgin АҚШ Әуе күштерінің бомбалаушы экипаждары үшін секундына 40 тербеліс (144 000 BPH) жиілігімен жұмыс істейтін өте дәл хронометр жасады, бұл оған "Jitterbug" деген лақап атты берді. Білегіндегі ең жақсы теңгерім дөңгелекті сағаттардың дәлдігі күніне бірнеше секундқа жетеді. Ең дәл теңгерім дөңгелекті сағаттар – теңіз хронометрлері, олар кемелерде аспан навигациясы үшін, бойлықты анықтау үшін дәл уақыт көзі ретінде қолданылды. Екінші дүниежүзілік соғысқа қарай олар тәулігіне 0,1 секундтық дәлдікке қол жеткізді.
Until the 1980s balance wheels were the timekeeping technology used in chronometers, bank vault time locks, time fuzes for munitions, alarm clocks, kitchen timers and stopwatches, but quartz technology has taken over these applications, and the main remaining use is in quality mechanical watches. Modern (2007) watch balance wheels are usually made of Glucydur, a low thermal expansion alloy of beryllium, copper and iron, with springs of a low thermal coefficient of elasticity alloy such as Nivarox. The two alloys are matched so their residual temperature responses cancel out, resulting in even lower temperature error. The wheels are smooth, to reduce air friction, and the pivots are supported on precision jewel bearings. Older balance wheels used weight screws around the rim to adjust the poise (balance), but modern wheels are computer poised at the factory, using a laser to burn a precise pit in the rim to make them balanced. Balance wheels rotate about 1½ turns with each swing, that is, about 270° to each side of their center equilibrium position. The rate of the balance wheel is adjusted with the regulator, a lever with a narrow slit on the end through which the balance spring passes. This holds the part of the spring behind the slit stationary. Moving the lever slides the slit up and down the balance spring, changing its effective length, and thus the resonant vibration rate of the balance. Since the regulator interferes with the spring's action, chronometers and some precision watches have ‘free sprung’ balances with no regulator, such as the Gyromax. Alarm clocks and kitchen timers often have a rate of 4 beats per second (14,400 BPH). Watches made prior to the 1970s usually had a rate of 5 beats per second (18,000 BPH). Current watches have rates of 6 (21,600 BPH), 8 (28,800 BPH) and a few have 10 beats per second (36,000 BPH). Audemars Piguet currently produces a watch with a very high balance vibration rate of 12 beats/s (43,200 BPH). During World War II, Elgin produced a very precise stopwatch for US Air Force bomber crews that ran at 40 beats per second (144,000 BPH), earning it the nickname 'Jitterbug'. The precision of the best balance wheel watches on the wrist is around a few seconds per day. The most accurate balance wheel timepieces made were marine chronometers, which were used on ships for celestial navigation, as a precise time source to determine longitude. By World War II they had achieved accuracies of 0.1 second per day.
Тарих
Тепе-теңдік дөңгелегі алғашқы механикалық сағаттармен бірге 14 ғасырдағы Еуропада пайда болды, бірақ ол алғаш рет қашан немесе қайда қолданылғаны белгісіз. Бұл фолиоттың жақсартылған нұсқасы, ол ертедегі инерциялық уақыт өлшегіш, ортасынан тік сызықшаға тіреліп, екі басында салмақтары бар және алға-артқа қозғалады. Сағаттың жылдамдығын реттеу үшін фолиоттың салмақтарын сызықша бойымен ішке немесе сыртқа жылжытуға болады. Солтүстік Еуропадағы алғашқы сағаттарда фолиоттар, ал оңтүстік Еуропадағы сағаттарда тепе-теңдік дөңгелектері қолданылды. Сағаттар кішірейгенде, алдымен тұғырлық сағаттар мен шам сағаттары, содан кейін 1500 жылдан кейін алғашқы үлкен сағаттар жасалғанда, фолиоттардың орнына тепе-теңдік дөңгелектері қолданыла бастады. Тепе-теңдік дөңгелегінің салмағының көп бөлігі осінен алыс, шетінде орналасқандықтан, ол бірдей өлшемдегі фолиотқа қарағанда инерция моменті жоғары болып, уақытты дәлірек сақтай алады. Дөңгелектің пішіні ауаға қарсылықты азайтады, ал оның геометриясы температура өзгерген кезде туындайтын жылулық кеңеюдің қатесін ішінара толықтырады.
The balance wheel appeared with the first mechanical clocks, in 14th century Europe, but it seems unknown exactly when or where it was first used. It is an improved version of the foliot, an early inertial timekeeper consisting of a straight bar pivoted in the center with weights on the ends, which oscillates back and forth. The foliot weights could be slid in or out on the bar, to adjust the rate of the clock. The first clocks in northern Europe used foliots, while those in southern Europe used balance wheels. As clocks were made smaller, first as bracket clocks and lantern clocks and then as the first large watches after 1500, balance wheels began to be used in place of foliots. Since more of its weight is located on the rim away from the axis, a balance wheel could have a larger moment of inertia than a foliot of the same size, and keep better time. The wheel shape also had less air resistance, and its geometry partly compensated for thermal expansion error due to temperature changes.
Тепе-теңдік пружинасын қосу
Бұл ертедегі теңгерім дөңгелектері уақытты дұрыс өлшеуге мүмкіндік бермеді, себебі оларда маңызды элемент – теңгерім серпімі болмады. Ертедегі теңгерім дөңгелектері, эскапменттің тісімен жанасқан жалау тістің ұшынан ("босап") өтіп, дөңгелекті кері итеруге дейін бір бағытта итеріліп тұрды. Мұндай "инерциялық" дөңгелекте үдеу қозғау күшіне пропорционал. Теңгерім серпімі жоқ сағатта қозғау күші дөңгелекті үдетуге, сондай-ақ оны баяулатуға және кері бұруға қатысады. Егер қозғау күші арттырылса, үдеу де, баяулау да артады, нәтижесінде дөңгелек алға-артқа жылдам итеріледі. Бұл уақыт өлшеуді эскапментпен берілетін күшке тәуелді етті. Сағат жұмыс істеу кезеңінде негізгі серпімдік бұрылып, босаған кезде, сағат механизмі арқылы эскапментке берілетін қозғау күші азаяды. Күшті теңестірудің қандай да бір жолы болмағандықтан, серпімдік күші азайғанда сағат орамалар арасында баяулап, уақытты жоғалтады. Сондықтан барлық теңгерім серпімі жоқ сағаттарда, тіпті минималды дәлдікті қамтамасыз ету үшін, негізгі серпімнен эскапментке жететін күшті теңестіру үшін фузеялар (немесе кейбір жағдайларда стекфридтер) қажет болды. Осы құрылғылармен де, теңгерім серпіміне дейінгі сағаттар өте дәлсіз болды. Теңгерім серпімінің идеясы дөңгелектің айналуын шектеуге және оның дәлдігін арттыруға арналған серпімді шошқа қылшығының қолданылуынан туындады. Роберт Гук 1658 жылы теңгерімге металл серпімін алғаш рет қолданды, ал Жан де Готефюйль мен Кристиан Гюйгенс 1674 жылы оны қазіргі спиральдік түріне жетілдірді. Серпімді қосу теңгерім дөңгелегін гармоникалық осцилляторға айналдырды, ол әрбір заманауи сағаттың негізі болып табылады. Бұл дөңгелек табиғи резонанстық жиілікте немесе "соққыда" тербеледі және үйкеліс немесе қозғау күшінің өзгеруінен туындаған тербеліс жылдамдығының өзгеруіне қарсы тұрды. Бұл маңызды жаңару сағаттардың дәлдігін күніне бірнеше сағаттан күніне 10 минутқа дейін арттырып, оларды қымбат жаңалықтардан пайдалы уақыт өлшегіштерге айналдырды.
These early balance wheels were crude timekeepers because they lacked the other essential element: the balance spring. Early balance wheels were pushed in one direction by the escapement until the verge flag that was in contact with a tooth on the escape wheel slipped past the tip of the tooth ("escaped") and the action of the escapement reversed, pushing the wheel back the other way. In such an "inertial" wheel, the acceleration is proportional to the drive force. In a clock or watch without balance spring, the drive force provides both the force that accelerates the wheel and also the force that slows it down and reverses it. If the drive force is increased, both acceleration and deceleration are increased, this results in the wheel getting pushed back and forth faster. This made the timekeeping strongly dependent on the force applied by the escapement. In a watch the drive force provided by the mainspring, applied to the escapement through the timepiece's gear train, declined during the watch's running period as the mainspring unwound. Without some means of equalizing the drive force, the watch slowed down during the running period between windings as the spring lost force, causing it to lose time. This is why all pre balance spring watches required fusees (or in a few cases stackfreeds) to equalize the force from the mainspring reaching the escapement, to achieve even minimal accuracy. Even with these devices, watches prior to the balance spring were very inaccurate. The idea of the balance spring was inspired by observations that springy hog bristle curbs, added to limit the rotation of the wheel, increased its accuracy. Robert Hooke first applied a metal spring to the balance in 1658 and Jean de Hautefeuille and Christiaan Huygens improved it to its present spiral form in 1674. The addition of the spring made the balance wheel a harmonic oscillator, the basis of every modern clock. This means the wheel vibrated at a natural resonant frequency or ‘beat’ and resisted changes in its vibration rate caused by friction or changing drive force. This crucial innovation greatly increased the accuracy of watches, from several hours per day to perhaps 10 minutes per day, changing them from expensive novelties into useful timekeepers.
Температура қатесі
Тепе-теңдік пружинасы қосылғаннан кейін, дәлдіктің басты себебі температураның өзгеруінің әсері болды. Алғашқы сағаттардың тепе-теңдік пружиналары қарапайым болаттан, ал тепе-теңдіктері мыстан немесе болаттан жасалған. Температураның әсері олардың жылдамдығына айқын әсер етті. Температураның жоғарылауы термиялық кеңею салдарынан тепе-теңдік пружинасы мен тепе-теңдіктің өлшемдерін ұлғайтады. Пружинаның күші, оның иілгенде тудыратын қалпына келтіру күші, оның еніне және қалыңдығының кубына пропорционалды, ал ұзындығына кері пропорционалды. Егер температураның жоғарылауы тек физикалық өлшемдеріне әсер етсе, пружина күшейер еді. Дегенмен, қарапайым болаттан жасалған тепе-теңдік пружинасында температураның жоғарылауымен пружина металлының серпімділігі айтарлықтай төмендейді, нәтижесінде пружина әлсірейді. Температураның жоғарылауы болаттан немесе мыстан жасалған тепе-теңдік дөңгелегінің диаметрін де ұлғайтады, оның айналу инерциясын, инерция моментін арттырады, соның салдарынан тепе-теңдік пружинасының оны жылдамдатуы қиындайды. Температураның пружина мен тепе-теңдіктің физикалық өлшемдеріне тигізетін әсері, пружинаның күшеюі және тепе-теңдіктің айналу инерциясының өсуі бір-біріне қарсы әсер етеді және белгілі бір деңгейде өзара теңестіреді. Сағаттың жылдамдығына ең көп әсер ететін температураның факторы – температураның жоғарылауымен тепе-теңдік пружинасының әлсіреуі. Температураның әсерін ескермейтін сағатта, әлсіз пружина тепе-теңдік дөңгелегін ортаға қайтаруға көбірек уақыт жұмсайды, сондықтан «соққысы» баяулайды және сағат уақытты жоғалтады. Фердинанд Бертхуд 1773 жылы қарапайым мыс тепе-теңдік және болат шашты пружина 60°F (33°C) температураға дейін қыздырылғанда күніне 393 секунд (6 1/2 минут) уақыт жоғалғанын, оның 312 секунды пружинаның серпімділігінің төмендеуіне байланысты екенін анықтады.
After the balance spring was added, a major remaining source of inaccuracy was the effect of temperature changes. Early watches had balance springs made of plain steel and balances of brass or steel, and the influence of temperature on these noticeably affected the rate. An increase in temperature increases the dimensions of the balance spring and the balance due to thermal expansion. The strength of a spring, the restoring force it produces in response to a deflection, is proportional to its breadth and the cube of its thickness, and inversely proportional to its length. An increase in temperature would actually make a spring stronger if it affected only its physical dimensions. However, a much larger effect in a balance spring made of plain steel is that the elasticity of the spring's metal decreases significantly as the temperature increases, the net effect being that a plain steel spring becomes weaker with increasing temperature. An increase in temperature also increases diameter of a steel or brass balance wheel, increasing its rotational inertia, its moment of inertia, making it harder for the balance spring to accelerate. The two effects of increasing temperature on physical dimensions of the spring and the balance, the strengthening of the balance spring and the increase in rotational inertia of the balance, have opposing effects and to an extent cancel each other. The major effect of temperature which affects the rate of a watch is the weakening of the balance spring with increasing temperature. In a watch that is not compensated for the effects of temperature, the weaker spring takes longer to return the balance wheel back toward the center, so the ‘beat’ gets slower and the watch loses time. Ferdinand Berthoud found in 1773 that an ordinary brass balance and steel hairspring, subjected to a 60 °F (33 °C) temperature increase, loses 393 seconds (6 1/2 minutes) per day, of which 312 seconds is due to spring elasticity decrease.
Температурамен өтемді тепе-теңдік дөңгелегі
Теңіздегі сапарлар кезінде аспандық навигация үшін дәл сағат қажеттігі 18-шы ғасырдағы Англия мен Францияда тепе-теңдік технологиясының көптеген жетістіктерін тудырды. Теңіз хронометрінің күніне 1 секундтық қатесі 2 айлық сапардан кейін кеменің орнында 17 миль (27 км) қателікке алып келуі мүмкін. Джон Харрисон 1753 жылы алғаш рет теңгерім дөңгелегіне температураны өтеуді қолданды, ол үшін алғашқы табысты теңіз хронометрлері H4 және H5-те серіппеде екі металлдан жасалған «компенсациялық жиек» пайдаланды. Бұл құралдар күніне секундының бір бөлігідей дәлдікке жетті. Негізгі мәселе – температураға байланысты теңгерім дөңгелегінің мөлшерін өзгерту болатын. Егер теңгерім қызғанда диаметрі кішірейтілсе, кішірек инерция моменті теңгерім серіппесінің әлсіреуін өтемелендіріп, тербеліс периодын сақтап тұрар еді. Мұны іске асыру үшін теңгерімнің сыртқы жиегі екі металлдан тұратын «қабаттама» түрінде жасалды: ішкі жағына болат, сыртқы жағына мыс қабаттары біріктірілді. Бұл екі металлдан жасалған конструкциядағы жолақтар қызғанда болат жаққа қарай иіледі, себебі мыстың жылулық кеңеюі болаттан жоғары. Дөңгелектің тіректерінің жанында екі жерден кесілгендіктен, ол екі дөңгелекті қос металл «қолдары» бар S пішініне ұқсады (суретті қараңыз). Мұндай дөңгелектер кейде «Z теңгерімдері» деп аталады. Температураның көтерілуі қолдарды дөңгелектің ортасына қарай иілтеді, ал массаның ішке қарай жылғалысы теңгерімнің инерция моментін азайтады, бұл мұз үстінде айналып тұрған конькишінің қолдарын денесіне жақындату арқылы инерция моментін азайтуына ұқсас. Инерция моментінің төмендеуі әлсіз теңгерім серіппесінің тудырған күшін азайтуды өтемелендірді. Өтемақы мөлшері қолдардағы жылжымалы салмақтар арқылы реттелді. Мұндай теңгерімге ие теңіз хронометрлері температураның кең диапазонында күніне 3–4 секунд қателік көрсетті. 1870 жылдары сағаттарда компенсацияланған теңгерімдер қолданыла бастады.
The need for an accurate clock for celestial navigation during sea voyages drove many advances in balance technology in 18th century Britain and France. Even a 1 second per day error in a marine chronometer could result in a 17 mile (27 km) error in ship's position after a 2 month voyage. John Harrison was first to apply temperature compensation to a balance wheel in 1753, using a bimetallic ‘compensation curb’ on the spring, in the first successful marine chronometers, H4 and H5. These achieved an accuracy of a fraction of a second per day, The key was to make the balance wheel change size with temperature. If the balance could be made to shrink in diameter as it got warmer, the smaller moment of inertia would compensate for the weakening of the balance spring, keeping the period of oscillation the same. To accomplish this, the outer rim of the balance was made of a ‘sandwich’ of two metals; a layer of steel on the inside fused to a layer of brass on the outside. Strips of this bimetallic construction bend toward the steel side when they are warmed, because the thermal expansion of brass is greater than steel. The rim was cut open at two points next to the spokes of the wheel, so it resembled an S shape (see figure) with two circular bimetallic ‘arms’. These wheels are sometimes referred to as "Z balances". A temperature increase makes the arms bend inward toward the center of the wheel, and the shift of mass inward reduces the moment of inertia of the balance, similar to the way a spinning ice skater can reduce her moment of inertia by pulling in her arms. This reduction in the moment of inertia compensated for the reduced torque produced by the weaker balance spring. The amount of compensation is adjusted by moveable weights on the arms. Marine chronometers with this type of balance had errors of only 3–4 seconds per day over a wide temperature range. By the 1870s compensated balances began to be used in watches.
Орта температураның қатесі
Стандартты Ерншоу компенсациялық теңгерімі температураның өзгеруіне байланысты қателікті күрт азайтты, бірақ оны толығымен жойған жоқ. Алғаш рет J. G. Ulrich сипаттағандай, белгілі бір төмен және жоғары температурада дұрыс уақытты көрсету үшін реттелген компенсациялық тепе-теңдік, аралық температурада күніне бірнеше секундқа жылдамдайды. Бұның себебі, тепе-теңдіктің инерция моменті компенсациялық қолдардың радиусының квадратымен, демек температураның квадратымен өзгереді. Ал серіппенің серпімділігі температураға пропорционалды түрде өзгереді. Бұл мәселені шешу үшін хронометр жасаушылар әртүрлі "қосымша компенсация" схемаларын қолданды, олар қателікті күніне 1 секундтан азайтады. Мұндай схемалар, мысалы, тепе-теңдік дөңгелегінің ішкі жағына бекітілген кішкентай биметалл қолдардан тұрады. Бұл компенсаторлар тек тепе-теңдік дөңгелегінің ортасына қарай иіле алады, ал сыртқа қарай иілу дөңгелектің өзімен тоқтатылады. Бұл шектелген қозғалыс сызықты емес температуралық реакцияны тудырады, ол серіппедегі серпімділік өзгерістерін жақсырақ өтеуге мүмкіндік береді. 1850 және 1914 жылдар аралығында Гринвич обсерваториясының жылдық сынақтарында бірінші орын алған хронометрлердің көпшілігі қосымша компенсацияланған модельдер болды. Қосымша компенсацияның күрделілігіне байланысты ол ешқашан сағаттарда қолданылмады.
The standard Earnshaw compensation balance dramatically reduced error due to temperature variations, but it didn't eliminate it. As first described by J. G. Ulrich, a compensated balance adjusted to keep correct time at a given low and high temperature will be a few seconds per day fast at intermediate temperatures. The reason is that the moment of inertia of the balance varies as the square of the radius of the compensation arms, and thus of the temperature. But the elasticity of the spring varies linearly with temperature. To mitigate this problem, chronometer makers adopted various 'auxiliary compensation' schemes, which reduced error below 1 second per day. Such schemes consisted for example of small bimetallic arms attached to the inside of the balance wheel. Such compensators could only bend in one direction toward the center of the balance wheel, but bending outward would be blocked by the wheel itself. The blocked movement causes a non linear temperature response that could slightly better compensate the elasticity changes in the spring. Most of the chronometers that came in first in the annual Greenwich Observatory trials between 1850 and 1914 were auxiliary compensation designs. Auxiliary compensation was never used in watches because of its complexity.