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标  题: 望远镜的转仪钟(zz)
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标  题: 望远镜的转仪钟
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望远镜的转仪钟
摘自《天文摄影与望远镜使用》  作者：卢保罗蓝松竹张元东   扫描整理  覃育
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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。现代的专业大型望远镜或普及型望远镜一般都采用不同的电机驱动，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一-转仪
钟是必不可少的。因为对于一个暗弱天体的拍摄往往需要数分钟，数十分种乃至几小时
的跟踪，再加上极轴调整误差，蒙气差……等因素，赤经和赤纬的微调也有较高的要求
。对于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。
望远镜的赤经传动和赤纬传动指标一般是：
　赤经赤纬
快动 900或手动同左
恒动 15'/min 　
慢动 ±（10～30）或手动同左
微动 ±（1'～3'）同左
在普及型望远镜中，为了简化电控系统，常常把电动快动设计成200／min～450／min。
这样的设计往往被采用于步进电机单电机的驱动中。
望远镜的跟踪精度一般取决于电机的转动精度以及末段下体（或齿轮体）的精� 。对
于普及型望远镜 下种本的大小是关键。对于同样口径的望远镜，制造商提供的转仪
钟的末段下种本对大，精度往往也就越高。对于正规的设计，末段下值闹本队等于
或大于望远镜主径口径。例如：KP400K反射望远镜，其下种本是Φ405mm。而KP200R折
射望远镜的末段下尺寸是Φ270mm。必须指出的是，对于口径大而蜗轮小的望远镜，一
般不适宜拍摄暗弱的天体照片。
在普及型望远镜中，直流电机、同步电机以及步进电机为经常采用的动力源。而在大型
望远镜中多采用力矩机，电控系统相当复杂。
下面介绍转仪钟的驱动系统：
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。
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