Кіріспе

Температураға қарай реттелетін маятник механизмі. Гридрон маятнигі – британдық сағатшы Джон Харрисон 1726 жыл шамасында ойлап тапқан, кейін Джон Элликотт өзгерткен температураға сезімтал маятник. Ол жоғары дәлдікті сағаттарда қолданылды. Қарапайым сағат маятниктерінде маятник таяғы температура өзгергенде кеңейіп немесе жиырылады. Маятник тербелісінің периоды оның ұзындығына байланысты болғандықтан, маятник сағатының жүрісі қоршаған ортаның температурасына байланысты өзгеретін, нәтижесінде уақытты дұрыс емес көрсетуге алып келді. Гридрон маятнигі болат және мыс сияқты әртүрлі жылулық кеңею коэффициенттері бар екі металдан жасалған параллель таяқшалардан тұрады. Таяқшалар бір-бірімен мұндай етіп байланыстырылған, олардың әртүрлі жылулық кеңеюі (немесе жиырылуы) бір-бірін толықтырып, маятниктің жалпы ұзындығын, демек, оның периодын температураға қарамастан тұрақты ұстайды. Гридрон маятнигі өнеркәсіптік революция кезеңінде маятник сағаттарында, сондай-ақ фабрикаларда, зертханаларда, кеңселерде және пошта бөлімшелерінде жұмыс кестесін белгілеу және басқа сағаттарды дұрыс уақытқа келтіру үшін уақыт стандарты ретінде қолданылатын жоғары дәлдікті сағаттарда пайдаланылды. Гридрон дәл уақытты ұстаумен тығыз байланысты болғандықтан, бүгінгі күнге дейін көптеген сағаттарда температураны өтеуге қабілеті жоқ, әсемдік үшін жасалған гридронды маятниктер кездеседі.

Қалай жұмыс істейді

Оның ең қарапайым және кейінгі түрі бес таяқтан тұрады. Орталық темір таяқ бобтан ілгіштің астындағы нүктеге дейін созылады. Сол жерде орталық таяқтан екі мырыш таяққа жалғасатын көлденең бөлік (орталық көпір) шығады, олар орталық таяқтың екі жағында орналасқан, төменгі көпірге дейін жетеді және бобтың үстіне бекітіледі. Төменгі көпір орталық таяқтың үстінен өтеді және екі қосымша темір таяққа жалғасады, олар ілгішке бекітілген жоғарғы көпірге дейін көтеріледі. Темір таяқтар қызғанда кеңейеді, соның салдарынан төменгі көпір ілгішке қатысты төмен түседі, ал боб орталық көпірге қатысты төмен түседі. Дегенмен, мырыш таяқтардың күштірек кеңеюі орталық көпірді, демек бобты, кеңейген темірдің тудырған құлдырауына теңестіретіндей жоғары көтереді. Қысқасы, мырыштың жоғары қарай кеңеюі темірдің төмен қарай кеңеюіне (оның жалпы ұзындығы үлкен болғандықтан) қарсы әрекет етеді. Таяқтардың ұзындығы мырыш таяқтарының тиімді ұзындығын мырыштың жылулық кеңею коэффициентімен көбейту, темір таяқтарының тиімді ұзындығын темірдің кеңею коэффициентімен көбейту арқылы маятниктің ұзындығын өзгеріссіз ұстау үшін есептеледі. Харрисонның бастапқы құрылымы, мырыш таза болмағандықтан (сол кезде таза мырыш қолжетімді болмады), күрделірек, себебі мыс мырыштан гөрі аз кеңейеді. Одан әрі, тоғыз таяқтан – бес темір және төрт мыстан тұратын қосымша таяқтар мен көпірлер қажет. Компенсация дәрежесін орталық таяқтың бір бөлігін, оның бір бөлігі мыс, екінші бөлігі темірден жасалған арқылы реттеуге болады. Олар бір-бірімен жабысып (сендвичтей), екі металлдан да өтетін штырь арқылы біріктіріледі. Екі бөлігінде де штырь үшін бірнеше тесіктер жасалған, ал штырьды жоғары немесе төмен жылжыту таяқтың қанша бөлігі мыстан, қаншасы темірден екенін өзгертеді. 19 ғасырдың соңында Dent компаниясы мырыш тордың одан әрі жетілдірілген нұсқасын ұсынды, онда төрт сыртқы таяқ екі концентрлі түтікпен алмастырылды, олар өтемақы деңгейін өзгерту үшін жоғары және төмен бұралатын түтікшелі гайкамен байланысқан.

Кемшіліктер

1800 жылдары ғалымдар гридерл маятнигінің ең жоғары дәлдікті сағаттарға жарамсыз ететін кемшіліктері бар екенін анықтады. Рамкадағы тесіктердегі таяқшалардың сырғанауы салдарынан олар температура өзгерісіне біртегіс қозғалыс емес, ұсақ секірістер арқылы бейімделді. Бұл маятниктің, демек сағаттың, жылдамдығының әрбір секірісте күрт өзгеруіне әкеп соқты. Кейін мырыштың өлшемдері тұрақты емес екені, ол деформацияға ұшырайтыны анықталды. Сондықтан ең жоғары дәлдікті сағаттарда температураны өтеуші басқа бір маятник түрі – сынап маятнигі қолданылды. 1900 жылға қарай ең жоғары дәлдікті астрономиялық реттегіш сағаттар инвар және балқытылған кварц сияқты төмен жылулық кеңею коэффициентіне ие материалдардан жасалған маятник таяқшаларын пайдаланды.