Kronografer blev brugt til at bestemme tidsintervaller ved at sammenligne mærkerne for begyndelsen og slutningen af de observerede intervaller med mærkerne for kendte tidsintervaller. Så hvis for eksempel en post AabcdA' af et eller andet fænomen opnås på bevægeligt papir, hvor bruddet ab angiver begyndelsen, og cd slutningen af fænomenet, og posten BB', hvor hver af linjerne i formen οαβγι viser en registrering på f.eks. et sekund, og hvis den relative position pentegning AA' og BB', ved vi for eksempel, om begge penne blev sat således, at deres ender er på samme linje, vinkelret på papirets retning bevægelse, så kan vi sagtens konkludere om varigheden (ad) af fænomenet.
For at gøre dette tegner vi vinkelrette ak og dl fra a og d; det er indlysende, at den ønskede varighed af fænomenet er mere end 2 sekunder, men mindre end 4 og tæt på 3 sekunder. Hvis længderne, der repræsenterer sekunder i nærheden af k og l, er tæt på hinanden, så vil vi bestemme det nødvendige tidsinterval mere præcist; hvis den gennemsnitlige længde af et sekund omkring k er for eksempel 15 mm, og afstanden mellem punkterne k og o er 3 mm, så skal 3/15 sek eller 0,2 sek lægges til to sekunder. Tilsvarende finder vi, at tiden svarende til længden 2 l vil være 0,75 sek. Den påkrævede varighed af annoncen er = 2 + 0,2 + 0,75 = 2,95 sek. Ud fra dette princip er kronografen den mest perfekte og bør derfor bestå af følgende dele:
Hvis den bevægelige del (1) ved hjælp af en eller anden mekanisme bevæger sig med en nogenlunde ensartet hastighed, så kan denne hastighed let bestemmes ved at observere bevægelsen af denne del over et kendt tidsrum, bestemt ved hjælp af et ur. Den resulterende hastighed er den vej, der svarer til et sekund; efter at have målt afstanden mellem mærkerne for det observerede fænomen med denne skala, opnår vi den nødvendige tid. Det vil allerede være en kronograf i en forenklet form. En af de velkendte universalkronografer er Marey -kronografen , der består af en urfjedermekanisme A, udstyret med en hastighedsregulator ( Foucault ) og en tromle B, hvis akse kan indstilles i tre positioner, hvor tromlen kan rotere med tre bestemte hastigheder.
I hver af disse positioner tjener tromlens akse som en fortsættelse af den tilsvarende akse i urværket og går i indgreb og roterer med den, for eksempel på en akse - en gang i minuttet, på en anden - 6 gange, på den tredje 36 gange i minuttet. Glat papir limes på tromle B, som er dækket af et let sodlag, for eksempel fra et stearinlys. At skrive på sod til de mest sarte markører giver meget lidt modstand og kan let fikseres med en alkoholopløsning af shellak. Markøren monteres på en vandret stang C, monteret på en fast stolpe. De mest brugte er hurtige markører: luft - Marey og elektromagnetiske - Marcel Despres . Marey-markøren består af et metalkar a, hvis forvæg er dækket med en tynd gummimembran c; en let aluminiumscirkel er limet på denne membran d.
Hvis der blæses luft ind i a gennem røret b, så overføres bevægelsen af skiven d ved hjælp af et håndtag til en let fjer e, som vil lave et tilsvarende mærke på cylinderens sodfyldte overflade. Skrue f kan ændre længden af armens korte arm og dermed ændre mængden af bevægelse af enden e; spalten i e gør det muligt at installere samtidig håndtaget, der forbinder e med d, vinkelret på d og e. Ved at forbinde gummipæren med røret b, kan vi lave et mærke på cylinderen ved at trykke pæren fra en vis afstand. Overførselshastigheden af mærket afhænger af længden af forbindelsesrøret og dets indre diameter (såvel som af rørets elasticitet), men er stadig tæt på lydens hastighed i luft. Selve markørens virketid, med en ekstrem lille masse af bevægelige dele og et relativt stærkt tryk af pæren, er meget kort og måles i tusindedele af et sekund. Den samlede forsinkelse af markøren vil under alle omstændigheder være ubetydelig i sammenligning med fejlen begået af observatøren, der giver signalet, som ikke er mindre end 1/5 sekund ; hvis signalet gives automatisk af en hurtigt bevægende krop, så er det nogle gange nødvendigt at regne med forsinkelsen af markøren og med metoden til at presse pæren. Den elektromagnetiske markør Marcel Despres kan bruges i flere tilfælde og med større bekvemmelighed.
Den består af en elektromagnet C og et bevægeligt armatur A trukket tilbage fra en spiralfjeder R. Skrue B kan flytte keglen, der begrænser armaturets spændvidde udad, og et stykke tyndt papir forhindrer det i at klæbe tæt på kernen af armaturet. elektromagnet. I den ene ende af ankeret er en fjer D lavet af en meget tynd hornplade fastspændt. Armaturets masse skal være så lille som muligt, og fjederens R tiltrækningskraft og spænding skal være relativt stor, således at enhedens virkningstid eller dens forsinkelse er ubetydelig. Eksisterende Depres enheder kan nemt registrere 1500 åbninger og det samme antal lukninger i sekundet, lukke- eller åbningstiden individuelt kan øges til 1/5000 sek. passende justering af fjederspændingen. Elektromagneten c er lavet lille for at reducere forsinkelsen af magnetisering og afmagnetisering. Lad os igen vende tilbage til figur 1, der viser Mareys kronometer. Hvis varigheden af det observerede fænomen er mindre end tiden for én omdrejning af tromlen B, så kan vi naturligvis, ved at sætte en eller anden markør og sætte mekanismen i gang, registrere fænomenet. Hvis varigheden af fænomenet er mere end den maksimale omdrejningstid for tromlen, er det nødvendigt at informere kolonnen C om translationsbevægelsen parallelt med cylinderens B-akse. Så skriver markøren en spirallinje på overfladen af cylinderen, og laver tænder på den, når den modtager et signal. Til dette formål, ved siden af tromle B, er enheden vist i den følgende figur installeret.
Denne indretning har en skrue C', hvis drejning ved hjælp af en møtrik bibringer translationsbevægelse til en vogn B', der ruller på hjul på skinner, på hvilken der er et lodret stativ D' til markører. Skruen C' drives enten af urværket A', som vist på figuren til højre, eller af en snor ved hjælp af remskiver monteret på skruens C akse og på de akser, der rager ud til venstre fra urværket A. antal omdrejninger af skruen C' vælges således, at stigningen af helixen, der resulterede på kronograftromlen, var tilstrækkelig til at sikre, at registreringerne af markøren eller to markører, der stod side om side, ikke overlappede hinanden. På instrumentet vist til højre opnås ændringen i antallet af omdrejninger af skruen C' ved at dreje vindmøllevingerne på urværket A'. Da Marey-kronografens rotationshastighed takket være Foucault-regulatoren holdes nogenlunde konstant under eksperimenterne (hastighedsændringen er mindre end 1%), er det kun i nogle tilfælde nødvendigt at markere mere tid og indstille 2 markører. Hvis der kræves et tidsestimat på op til 1/10 af et sekund, er det ganske tilstrækkeligt kun at markere sekunder, hvortil du kan bruge et ur med elektriske kontakter eller endda et sekunds pendul, der bryder strømmen. For at estimere små tidsintervaller eller præcist at bestemme tiden, bruges en stemmegaffel, der giver et kendt antal svingninger i sekundet (Duhamels metode). Ved at fastgøre en let fjer til stemmegaflens gren kan man registrere stemmegaflens vibrationer direkte på en roterende cylinder dækket med sod: så får vi en bølget linje med gradvist aftagende amplituder. Helmholtz og Foucault introducerede stemmegafler, hvis svingninger opretholdes kontinuerligt ved hjælp af en elektromagnet, svarende til ankeret på en elektrisk klokke. I Mareys kronograf og mange andre føres intermitterende strømme, som holder stemmegaffelen vibrerende, også gennem Despres-tælleren; med stemmegaflens antal vibrationer op til 100 pr. sekund. Deprez' markør giver en rekord med meget skarpe tænder. Et sådant skema er vist i figur 1, det bruges der til at kalibrere ensartetheden af rotationen af kronograftromlen. I Richard og andres kronografer er en bevægelig vogn med en markør eller to, og nogle gange tre, monteret sammen med urværk og tromle; i denne form er enheden mere bekvem at bære. Det er dog praktisk kun at optage på en sodet overflade, når fænomenerne er meget kortvarige. Hvis det dog kun er nødvendigt at måle op til 1/10 eller 1/20 sek., så er det meget mere bekvemt at bruge skrift på papir med blæk, især når observationstiden kan være meget lang. Et af disse kronometre er afbildet i følgende figurer (Peyer, Favarzhe): det ligner en morse-telegraf og optager på et langt papirbånd.
Urmekanismen på denne kronograf, der er udstyret med en Hipp-regulator med en vibrerende stang, leder papirtapen under tre sifonmarkører og skriver med speciel ikke-tørrende blæk. Disse markører aktiveres hver for sig af deres egen elektromagnet E og giver tænder, når strømmen lukkes og åbnes gennem den tilsvarende elektromagnet. I denne kronograf er reguleringsgraden lavere end i Foucault-regulatoren, men på den anden side, har vi bekvemt placeret tre markører, kan vi forbinde en af dem til uret for at optage sekunder. Her er massen og friktionen af tuschernes dele allerede betydelig, desuden holder blækket ikke altid med at skrive på papir, der bevæger sig for hurtigt, og nøjes derfor for det meste med tapehastigheder på 10 eller 20 mm pr. . Før Marcel Despres' opfindelse af sin markør blev der lavet mærker på papir og på den sodede overflade af en metalcylinder ved hjælp af en elektrisk gnist. Udledningen af en Leyden krukke giver meget tydelige punkteringer på papiret, og den svageste gnist giver selv uden krukke et noget sløret mærke på soden. En sådan markør er ekstremt enkel og hurtig, men stedet for mærkets udseende er forskelligt fra tilfældige årsager, og nogle gange er mærkets udseende noget lunefuldt, derudover kræves anstændig isolation, hvis signalet gives langvejs fra. Fordelen ved denne metode ligger i muligheden for at give en meget høj hastighed til tromlen ved hjælp af en ikke særlig stærk mekanisme, da gnistmarkøren ikke giver nogen modstand mod tromlens rotation. Den følgende figur viser et af apparaterne af denne art, Siemens og Halskes arbejde.
Den består af en urmekanisme drevet af vægte, udstyret med en regulator i Foucault-typen; justeringen kan ændres noget ved at øge divergensen af regulatorens blade, hvilket opnås ved at dreje hovedet E. Urmekanismen giver en meget hurtig rotation af rullen A (op til 100 omdrejninger pr. sekund) og hver 100 omdrejninger af rullen A giver et signal med et kald B for at bestemme rullens rotationshastighed i stopurets observationstid. Foran rullen, vinkelret på den, monteres en stift D isoleret fra mekanismen. Efter at have lavet en udledning mellem D og B, får vi et mærke på tromlen A. Vinkelafstanden mellem de to mærker kan måles ved hjælp af en mikroskop C og en mikrometerskrue, der roterer tromlen. I den beskrevne indretning har rulle A ikke et skrueformet slag, derfor er indretningen egnet til fænomener, hvis varighed er mindre end rullens halve omdrejningstid. Lignende enheder blev brugt før til at bestemme skydevåbens begyndelseshastigheder, og gnisten blev opnået på enheden fra udledningen af den sekundære vikling af Ruhmkorff-spiralen, når strømmen af det primære kredsløb blev åbnet af selve projektilet. Det er indlysende, at det på et sådant instrument er muligt at optage flere på hinanden følgende, meget hurtigt følgende homogene fænomener, hvis vi for hvert mærke tager en speciel Ruhmkorff-spiral. Ud over de beskrevne kronografer er der også kronografer, der ikke er så universelle, men tilpasset til nogle specifikke opgaver, sådanne enheder omfatter Boulanger-kronografen, som bruges overalt til at bestemme starthastigheden af granater og riffelkugler. Ved hjælp af denne kronograf kan man nemt lave en masse observationer på kortest mulig tid og desuden straks rapportere de endelige resultater. Denne enhed er arrangeret som følger: to elektromagneter E1 og E2 med lige kerner, peget i bunden, er monteret på en lodret søjle.
Til disse kerner, magnetiseret af strømmene, der passerer gennem elektromagneterne, er to stænger A og B ophængt, med jernspidser i den øvre del, også spidse. Stang A - længere - er beregnet til mærker, så tyndvæggede sølvrør af rødt kobber sættes tæt på den. Disse rør er udskiftelige; hvert rør kan tjene til et stort antal mærker, da det kan drejes rundt om stangen. Så lad begge stænger være suspenderet under deres elektromagneter, gennem hvilke der strømmer strøm fra deres batteri. Lad os åbne begge kæder på samme tid, så vil stængerne A og B efter kort tid begynde at falde. Stangen B rører tidligere ved forhindringen - ambolten C, som ved at dreje rundt om sin rotationsakse udløser den stramme fjeder D.
På denne fjeder, til højre, er der monteret en stålklinge, som vil ramme stangen A, flyvende forbi, og lave et hak på den i en vis højde h1, idet denne højde tælles fra det sted, hvor bladet rørte stangen, der havde endnu ikke faldet. Tiden t1 = √(2h1/g), hvor g er tyngdeaccelerationen, vil måle tiden fra det øjeblik, hvor stangen A begyndte at falde, til det øjeblik, den blev ramt af klingen. Forestil dig, at kredsløbet af elektromagneten E1 var åbent tidligere end kredsløbet af elektromagneten E2, så vil stangen A nå at falde under, før bladet slår, og et nyt mærke vil blive opnået i en højde h2; t2 = √(2h2/g) - der vil være et nyt tidspunkt fra begyndelsen af faldet af stang A til stødøjeblikket. Forskellen t2 - t1 vil måle tidsintervallet mellem tidspunkterne for åbning af strømmen i elektromagneterne E1 og E2. For korrektheden af sammenlignende målinger er det naturligvis nødvendigt, at elektromagneternes afmagnetiseringstid altid er konstant, og for tilstrækkelig nøjagtig, absolut, er det nødvendigt, at afmagnetiserings- eller forsinkelsestiderne for begge elektromagneter ikke afhænger af åbningsmetoden eller den er nødvendigt for at lave en ret ensartet åbningsmetode. For konstantheden af den uundgåelige forsinkelse passeres en strøm af altid samme styrke, hvilket opnås ved at bruge konstante elementer og justere modstanden af kredsløbet med kulstofreostater F, F med glidende kontakter. Disse rheostater er indført, så stængerne A og B, med nogle ekstra vægte, knap bliver på plads.
For at forsinkelsen i begge kredsløb skal være den samme, alt andet lige, er begge elektromagneter E1 og E2 lavet nøjagtigt ens, vægten af stængerne A og B er også gjort ens. Da begge kredsløb tidligere skal åbnes samtidigt, hvilket gør en speciel åbningsnøgle G, hvor åbning sker i det øjeblik den bevægelige ramme rammer en forhindring, når fjedrene med kontakter hopper af inerti. Samtidigheden af at åbne denne enhed kontrolleres ved at skifte kredsløbene, det vil sige, at afbryderen af det første kredsløb indsættes i det andet og omvendt. I rigtige Boulanger-apparater opnås mærket ved åbning af kredsløbene med en afbryder, når apparatet er korrekt installeret, altid på ét sted, så h1 er konstant og kun verificeret flere gange; med en stor række målinger kan denne højde altid sikres, f.eks. 110 mm, ved at hæve eller sænke elektromagneten E2, som har en mikrometrisk stigning. Så vil det ønskede tidsinterval blive bestemt ud fra aflæsningen h2 alene, derfor er der for det første blevet udarbejdet en tabel med tider, der udtrykker √ (h2 / 2g) - √ (0,110 / 2g), og for det andet er der en lineal med en vernier til direkte aflæsning af projektilets begyndelseshastighed, hvis afstanden mellem målene er 50 meter. Disse mål består til projektiler af lodrette ledninger forbundet i serie; projektilet, der flyver, skal helt sikkert bryde en af dem. Det første mål er inkluderet i kredsløbet af elektromagneten E1, det andet i kredsløbet E2. Det målte tidsinterval for moderne projektilhastigheder i en afstand mellem mål på 50 m er noget mindre end 1/10 af et sekund, mens nøjagtigheden af kronografaflæsningerne i det endelige resultat når 1/10%.
Kronometre som Marey, Peyer og Favarzhe og Boulanger er meget almindelige; der er mange andre, der snarere tjener relative definitioner. Ved hjælp af fotografering er det muligt at opnå endnu større nøjagtighed i måling af tidsintervaller og undersøgelse af hurtige bevægelser, men disse teknikker er stadig ikke meget brugt i kronografi. En meget detaljeret fremstilling af de sædvanlige metoder til måling af tid og håndtering af kronografen findes i La methode graphique af Marey.