Необходимость компенсации баланса со стальной пружиной обуславливается тем, что сталь теряет свою упругость при высокой температуре, что вызывает потери хода. Стальная пружина удлиняется при повышении температуры, но удлинение компенсируется другими размерами (толщиной и шириной), увеличивающимися пропорционально. Потеря упругости спирали является действительной причиной потерь хода.
Простой металлический баланс (под словом «простой» автор подразумевает неразрезной монометаллический баланс) или баланс из латуни и стали также расширяется в условиях высокой температуры. Но все же потеря упругости спирали является главной причиной ошибки. Латунь имеет более высокий коэффициент расширения, чем сталь. Когда она сплавлена со сталью или присоединяется частичным сплавлением к стали и баланс разрезается, как показано на фиг. 142, под действием тепла концы дуг баланса загибаются внутрь, что приводит к опережению.
Фиг. 142. Компенсационный баланс.
Пунктирными линиями показано положение дуг: при высокой температуре — внешняя линия, при низкой — внутренняя линия. С помощью винтов, закрепленных в ободе баланса, можно произвести точную регулировку и таким образом компенсировать потерю упругости спирали (фиг. 143). На схеме (фиг. 143) дано обозначение частей разрезного баланса.
Фиг. 143. Детали компенсационного баланса:
1 — разрез; 2 — позиционные винты; 3 — латунь; 4 — сталь; 5 — винты для температурной регулировки; 6 — нейтральная точка находится в этом районе; 7 — эта часть баланса наиболее подвержена влиянию температуры.
Если винты завинчивают по направлению к свободному концу дуги обода баланса, то часы спешат при высокой температуре и отстают при низкой температуре.
Если винты завинчивают в сторону к закрепленному концу дуги, то часы спешат при низкой температуре и отстают при высокой.
Испытания часов обычно производят при двух предельных температурах: 30 °C и 0 °C, и ошибки сравнивают с ходом в условиях нормальной температуры: 15 °C и 20 °C. Если баланс отрегулирован так, что часы работают точно при 25 °C и 0 °C и затем их испытывают, например, при 15°, появится другая ошибка — средняя температурная.
Произвести регулировку для исправления этой ошибки с обычным балансом невозможно. Для устранения этой средней температурной ошибки было изобретено несколько приспособлений, ныне известных как приспособления для вспомогательных компенсаций; но балансы, имеющие эти приспособления, дороги в изготовлении и выигрыш, который они дают, сомнителен.
Новые монометаллические балансы в паре со спиралью, изготовленной из сплавов, определенно уменьшают эту ошибку. Более подробно об этих спиралях будет сказано ниже. Если термин «точный» применяется к ходу при температуре 0 °C и 25 °C, это означает только отсутствие вариаций хода. Иными словами, если часы дают опережение на 3 сек в сутки при температуре 25 °C, они будут давать опережение на 3 сек в сутки при 0 °C, причем вариаций в ходе не будет.
Часы можно подвергнуть следующей проверке. Прежде всего часы следует отрегулировать насколько возможно точно в условиях мастерской. Через два или три дня записывают ход часов. Никаких дальнейших изменений в регулировке не делают. Затем испытывают часы при 25 °C. Для этой цели пользуются специальными печами; они обычно нагреваются газом через среду водяной рубашки, окружающей испытательную камеру, и снабжены термостатом и устройством для регулировки температуры, которое автоматически поддерживает одинаковую температуру. В настоящее время часовщики в ремонтной мастерской не всегда должны производить температурную регулировку, и поэтому испытание в печи не всегда обязательно. В этих условиях отличным заменителем может быть обычный деревянный ящик с дверцей. Внутренность ящика нагревается электролампой 25 вт. Ящик можно снабдить терморегулятором, который будет включать и выключать ток для регулировки температуры.
Допустим, что в условиях нормальной температуры часы дают опережение на 5 сек в сутки, а в печи за то же время часы отстают на 20 сек. Так как они уже давали опережение на 5 сек, это равняется отставанию на 25 сек в печи. К сожалению, нет определенного правила, касающегося степени регулировки, необходимой для компенсации ошибки. Регулировку производят методом последовательных приближений. Для начала перемещают компенсационные винты из отверстий В и В1 (фиг. 144) в отверстия А и А1 (фиг. 145).