Titel: | C. F. Hall's meteorologische Uhr, ausgestellt auf der Londoner Industrieausstellung. |
Fundstelle: | Band 124, Jahrgang 1852, Nr. XCIV., S. 409 |
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XCIV.
C. F. Hall's meteorologische Uhr, ausgestellt
auf der Londoner Industrieausstellung.
Aus dem Practical Mechanic's Journal, Sept. 1851, S.
131.
Mit Abbildungen auf Tab.
VII.
Hall's meteorologische Uhr.
Wenn man eine hölzerne Stange ungefähr in ihrer Mitte aufhängt und ein Gewicht oder
eine Pendellinse an ihrem unteren Ende befestigt, so werden, wenn man sie schwingen
läßt, ihre Schwingungen in dem Verhältniß langsamer, in welchem man das Gewicht, das
man an dem andern Ende befestigte, vergrößert; auch zeigt es sich, daß sehr kleine
Gewichte in Folge des veränderten Schwingungshalbmessers eine bedeutende Veränderung
in der Anzahl der stündlichen Schwingungen hervorbringen. Diese Eigenschaft des
Pendels fand bei dem Metronom oder Taktmesser Anwendung. Wenden wir nun das nämliche
Princip auf einen Barometer an, welcher frei aufgehängt ist, und ungefähr in seiner
Mitte um Schneiden in Oscillation gesetzt wird, so zeigt es sich, daß jede kleine
Veränderung im Steigen oder Sinken des Quecksilbers im Barometer einen
entsprechenden Unterschied in der Anzahl seiner Schwingungen während einer
bestimmten Zeit zur Folge hat. Der oscillirende Barometer wird daher Gyrator genannt. Die nämliche Wirkung wird durch die
Expansion beim Thermometer hervorgebracht. Mit Hülfe des Elektromagnetismus und
einer galvanischen Batterie sind wir nun im Stande, die oscillirende Bewegung auf
beliebige Dauer zu erhalten, die Anzahl der Schwingungen per Stunde zu
registriren und hieraus einfach die Aenderung oder Höhe der Quecksilbersäule
abzuleiten. Nach dieser Methode können auch thermometrische Aenderungen, so wie
Aenderungen in der verticalen und horizontalen Kraft der Magnete ermittelt werden.
Bei der Untersuchung der Veränderungen in der magnetischen Kraft hängt die
Schwingungsdauer von der Intensität des magnetischen Stromes ab. Dieses ist seit Coulomb's Zeiten stets als die genaueste Probe für
magnetische Untersuchungen erkannt worden; aber die einfache Hinzufügung eines
Räderwerks mit Hemmung, um eine dauernde Oscillation hervorzubringen, und die
Aenderungen zu registriren, hat man bis jetzt nicht versucht.
Fig. 37 ist
eine Skizze von Hall's Hemmung. Die Reaction findet bei
dieser Hemmung an einem, anstatt wie gewöhnlich an zwei Punkten statt.
A ist ein verticales Rad von 7 Zähnen; Bein concentrischer Kreis mit zwei Rubinstiften. Während
der Oscillation der Stifte gleitet jedesmal der obere Theil des Zahns des Rades A unter der kreisrunden Fläche der Rubine hinweg und
ertheilt dem Pendel den nöthigen Impuls. Die Compensation des Pendels wegen der
Temperatur geschieht vermittelst einer Messing- und Zinkstange, welche in dem
Verhältniß von 20 : 10 gerade oberhalb der Linse zusammengefügt sind. In den oberen
Theil der Messingröhre ist eine Zinkschraube und in den Zinkcylinder eine
Stahlschraube, beide von gleichen Dimensionen, gelöthet.
Die Länge der Compensationsstange erhält man zunächst durch Rechnung. Wird alsdann
das Pendel im positiven Sinne compensirt, so dreht man die Stange nach der rechten
Seite, wodurch die Zinkschraube verkürzt und die Stahlschraube verlängert wird; der
Unterschied zwischen der Ausdehnung des Zinks und des Stahls bezeichnet den
negativen Betrag der Compensation. Wird das Pendel im negativen Sinne compensirt, so
dreht man die Stange nach der linken Seite, wodurch der Zink verlängert und der
Stahl verkürzt wird; der Unterschied zwischen der Expansion beider Metalle
bezeichnet die positive Größe der Compensation. Das Pendel besteht aus zwei
Glasröhren, die sich nach unten ausdehnen, und der Compensationsstange, die sich
nach oben ausdehnt. Die Linse kommt auf Stifte zu liegen, welche an die innere
Glasröhre befestigt sind, und durch die äußere hindurchgehen.
Die schwarze Linie in der Abbildung Fig. 38 bezeichnet die
Compensationsstange. Das Pendel ist mit zwei Glasstangen versehen, wovon die innere
die Linse, die äußere die zusammengesetzte Compensationsstange trägt, bei welcher
zwei Metalle von großem Unterschied in ihrer Ausdehnung angewendet werden. Jedes
dieser Metalle ist an seinem Ende mit einer Schraube von gleicher Theilung
versehen.
Diese Anordnung bietet eine sozusagen mikrometrische Adjustirung nach der Temperatur
dar. Der Aufriß Fig. 39 zeigt den beigefügten meteorologischen Apparat. A, a sind zwei Cylinder, welche an die Achsen der ersten
Räder des Räderwerks befestigt sind und in drei Stunden eine Umdrehung machen. Die
Hemmungsräder B, b des Werkes sind wie bei der Uhr
eingerichtet; sie enthalten 25 Zähne. C ist das
Federhaus, welches beide unabhängige Werke treibt; D, d
der Thermometer und Barometer; E die Stange, an welche
der mit dem rotirenden Cylinder A, a in Verbindung
stehende Markirapparat befestigt ist. Die Wirkungsweise dieser neuen Anordnung ist
nun folgende. Der Thermometer und Barometer D, d werden
durch die Hemmung B, b beständig, wie Reversionspendel,
in Schwingung gesetzt, wobei die Schwingungshalbmesser stets durch den Druck der
Luft oder durch den Wechsel der Temperatur afficirt werden. So werden die
Schwingungen des Toricellischen Barometers d, wenn das Quecksilber um 1 Zoll sinkt, um 1 Schwingung
per Stunde zunehmen, und jede derselben wird auf dem
rotirenden Cylinder A registrirt werden. Die stündliche
Messung geschieht durch die Unterbrechung der Linien, indem der Markirapparat in
jeder Stunde um 1/20 Zoll tiefer herabsinkt. Der Barometer d und der Thermometer D können auch von dem
Uhrwerk C ausgelöst und in beliebiger Entfernung, z. B.
1000 englische Meilen von dem Apparate, aufgestellt werden; die Aenderungen des
Barometerstandes werden dennoch weit genauer, als dieses bei unmittelbarer
Beobachtung möglich ist, transmittirt und aufgezeichnet, indem in diesem Falle der
elektrische Draht das Mittel der Communication ist.