高橋製作所 EM 系列赤道儀使用手冊(修正一版)
原譯：清華天文社
增補：林宏欽
整理：黃祈雄
前言
高橋製作所的天文望遠鏡在日本和台灣普遍受到天文同好的喜愛
與肯定，可惜的是一直沒有中文的使用手冊詳述，用家多在實際觀測
中養成技藝，而初使用者則無跡可循，往往摸不著頭緒，白走許多冤
枉路。
這一份中文使用手冊源出清華天文社，由於手頭上只有印刷不清
的影印版本，疏漏訛誤之處也需要修正，在遍求不到原始電腦文字檔
的情形之下 ( 到底有沒有電腦檔也不知道 )，自個兒著手把全文輸入成
電腦文字檔，並加以修增，希望能對同好有所助益，苦勞有一些，我
不敢居功，受益於這本手冊的同好主要還是要感謝清華天文社所做的
努力。
本手冊是高橋製作所製 EM-10 型赤道儀的使用手冊，同時也適用
於 EM-200 型赤道儀，對於高橋製的其他型赤道儀也有很好的參考價
值，高橋製的產品完成度甚高，特色也很具有一致性，這份手冊稍加
修改，就適用於高橋製的 P-2，90S，NJP 等其他型赤道儀了，文中疏
漏訛誤之處，還請各方同好給予指正。
目錄
■注意事項
■組立
■平衡
△三腳架的組合
把三腳架台上的三腳防止脫落螺絲放鬆，然後把三腳的螺拴穿入三腳架台的切入孔，再把防止脫落螺絲鎖緊，進一步，用六角螺絲扳手將三腳的螺拴上的螺帽稍微鎖緊，此時，請拿三角板的裝配零件開始在內側安裝
△三角板的安裝
在三角板的螺絲孔中，把蝶形螺絲旋幾圈進去螺孔中，再把各個蝶形螺絲穿入三角板安裝配件的切入孔中，調整三腳適當的張角之後，把蝶形螺絲旋緊，然後，只需把三腳上的螺帽旋緊，三腳就會固定
一般而言，張角越大，重心越低，望遠鏡越穩，但是，尚需考慮操作的高度，張開太大的三腳容易阻礙行動，也容易被踢到，而不完全張開的三腳也有可能因蝶形螺絲鬆脫，望遠鏡重量下壓而不知不覺中變動，觀測之前嚴謹的準備功夫是很重要的，再好的赤道儀也需要仔細檢視任何微小的安裝環節，並在觀測中注意是否有異常動作，以免一夜心血付諸東流
△赤道儀的裝配
組合三角板之後，把三腳架台上有「突起支持棒」的那隻腳朝向北方，將水平方位微調鈕完全地鬆開，裝配赤道儀，注意把「突起支持棒」置入這兩個微調鈕之間，赤道儀得輕輕地放到三角架台上，從三腳架台下面，以架台下面的大型螺絲把赤道儀固定，這兩個水平方位微調鈕抵住支持棒， 提供了微動赤道儀左右方位的方便功能，將可動範圍大致地固定在兩微調鈕中間，在後面對極軸時調整赤道儀方位才有比較大的餘裕
△平衡重錘棒及平衡用重錘的安裝
在赤緯體的下部螺絲孔把平衡棒旋裝進去，再將銀色的迫緊環旋緊，將平衡棒前稍防止重錘脫落的螺帽取下，將重錘穿插進平衡棒，在適當的位置以固定螺絲將重錘鎖緊，在將螺絲固定時，為不使固定頭滑動，請先將螺絲放鬆，在穿入時重錘上的固定螺絲需在靠近迫緊環的那一端，重錘中心的穿孔是兩段孔徑式的設計，較小的直徑恰好密合平衡棒本身，略粗的孔徑可以通過防脫螺絲，使防脫螺絲恰好卡在重錘中心，提供了比較大的平衡空間，重錘固定後，為了安全，請將防止重錘脫落的螺絲確實安裝上去，特別是在 4.6Kg，6.5Kg 的重錘使用時，請小心謹慎地做安裝固定作業，取下平衡棒時，請握迫緊環再轉鬆，因直接就拔出會有危險，所以請務必先把重錘取下後再拔取平衡棒
△安裝鏡筒箍環
在赤緯體上的載台可以安裝本社所製造的各種鏡筒箍環及適當的雲台板，故能依觀測目的而將儀器一起架在上面，在載台下面有三個調節螺，鬆開後可旋轉載台做調整，因此可以根據鏡筒位置自由地設定最方便使用的赤緯扳手位置，注意，做此項設定時，若鏡筒仍裝在上面的話，鬆開這三個螺絲會有讓整個鏡筒及箍環掉落的危險，故必須先把架上所有物品拆下後再作業
在進入觀測之前，必須先把各個部位調節到平衡一致，如果沒有調整到平衡一致，扳手轉動就會有聲音，而扳手只要稍微鬆開，儀器就會有急速運動的危險，其他尚有會使齒輪負擔太重而縮短赤道儀的使用壽命的可能，所謂使鏡筒平衡指的是在實際情況下鏡筒，相機，和儀器等全架好在一起的重心穩定情形，應拆下不必要的配件，如鏡筒蓋等物件再調整平衡，從事攝影時的平衡尤其要仔細調過，程序如下：
△定赤緯軸中心，使緯軸轉動平衡
△定赤經軸中心，使經軸轉動平衡
當星星引入望遠鏡的視野中,然後保持望遠鏡不動，因為星星會隨著時間的變化而運動，不久後星星就跑出視野之外了，這乃是地球自轉的關係，像這種運動稱為星星的「日周運動」，為了使星星一直留在視野中不動，得使望遠鏡運動和這個日周運動一致，赤道儀便是為了補償這個日周運動而做的機械設計
△赤經及赤緯
在說明赤道儀的運動之前，必須先了解赤經,赤緯及類似的名詞，在地球上的位置是以經緯度來表示，而星星的位置則是使用赤經赤緯來表示，假定星空就是指那包圍著地球上面的球狀體，如天象儀表示，這個球便稱為天球，在這球上假定有和地球相類似的經度和緯度之刻度，相當於經度的就稱為赤經，而相當於緯度的就稱為赤緯，地理經度是以英國格林威治為基準，赤經是以春分點為 0 時起點，（春分點是指春分日太陽所在的方向），向東分為 24 時以時間來表示
△星圖與星表
以數字表的方式收集星星的位置資料 ( 赤經,赤緯 )，星等的表稱為星表，若把星表上面的值具體的以圖形來表示則為星圖，總言之，星表就是星星所在的地方目錄，而星圖則是以圖來表示星星所在的地點，星表和星圖是用來把天體導入時相當便利的工具，特別是因為星圖可以看到星座的形狀，對星野照相攝影時的構圖很有幫助，務必準備一冊，像全天星圖2000.0( 中野主一)就是一本很好的參考，更詳盡的如 Sky Atlas 2000.0 八等星圖，URANOMETRIA 2000.0 九等星圖等都是尋找天體的好工具書
△赤經軸和赤緯軸
赤道儀式由赤經軸及赤緯軸所構成的，特別是赤經軸很重要，若此軸和地球的自轉軸 ( 由地球北極和南極相連所構成的假想軸 ) 平行的話，則只需要赤經軸轉動就能追蹤視野內的天體
一般來說，赤經軸又稱為極軸，將極軸指向天的北極 ( 在南極指向天的南極 ) 稱為對極軸，所以，極軸的傾斜度和當地的緯度是相等的，在對極軸正確的情況，望遠鏡對赤經軸中心旋轉，視野就會沿著某一條緯線移動（赤經值改變，但赤緯值是不變的），將這兩軸轉動的話，望遠鏡就能指向任何一個方向，若對好極軸的話，轉動赤經軸就能夠追蹤天體，但是因為極軸在安裝時有誤差，又若追蹤像彗星一類運動的天體時，赤緯值就會有所變化，必須要時時修正赤緯值的變化
△粗調及微調
在把天體目標導入望遠鏡時，需轉動赤道儀，這轉動分粗調及微調兩種方式，若能很靈活地使用粗調及微調，就能很快地把目標找到
粗調
粗調是要在把目標物引入尋星鏡的視野時才使用，現在當把望遠鏡由目前的方位移往遠星體方向做修正時，因為微調移動太慢，基於這個理由，只需把赤經和赤緯的扳手鬆開，赤道儀便能任意的大幅度轉動，在這個狀態下，窺視尋星鏡的視野把天體目標導入視野中，然後再把各扳手鎖住，赤道儀固定，把各扳手鬆開，赤道儀能自由轉動即為粗調
相對於尋星鏡而言，因望遠鏡的視野倍率大而範圍小，粗調只要稍微一動，天體目標就會跑出視野之外，所以只用粗調就要把天體目標導入視野中央是有困難的，在這個時候，我們就必須開始改採用微調了
微調
把天體目標以微調的方式引入視野中央是很快的方式，本機是採用齒輪比 144：1的全齒輪方式，赤經赤緯馬達是隱藏在赤緯體中，全部以馬達作電子微調驅動，而沒有離合器及手動微調把手的設計（詳細請看「馬達驅動方式」的項目）
本機是由內藏在赤緯體中的赤經及赤緯驅動的兩個馬達運轉（實用新案申請中），從天體的導入到導星修正，可以全部用手和控制盒來操縱；除此之外，在赤緯側面有控制面板，驅動回路皆內藏在赤緯體中（實用新案申請中 )，可以控制馬達轉速，全電子馬達驅動是本機最大的特徵，若能熟練使用，必能把這部赤道儀使用得非常好
△控制盒的接線
把控制盒電纜的前端插入控制面板中的插孔之中，這個插頭有8個針端依不規則排列，所以必須先對好才能插得進去
△電源的接線
本機用所附的電池盒需裝入 8 顆 1.5V 電池當標準電源，更換電池時，從皮袋中把電池取出，更換電池，接線方式是把電源纜線用的插頭插到控制面板的孔中，其他使用家庭電源的場合可以使用另售的 AC 轉 DC 變壓器 ( 穩壓電源 )，「市面上販賣的變壓器負荷常超過 12.5V，是導致回路受損而遭破壞的原因，建議不要採用」
日本製的變壓器係使用 AC 100V 的電源，在台灣使用標準 AC 110V 時，輸出 DC 可能超過 12.5V，電壓也不穩，需注意 AC 降壓至 100V及 DC 穩壓的問題，否則，使用電池還是比較保險的作法，目前市面上免加水可充電式電池普遍好用，比乾電池經濟的多，值得推薦
特別是當長時間在屋外使用的場合下，用變壓器較便利有效，但是，在直接接上車上蓄電池的場合下，請先把引擎關掉，因為在引擎加速時，電壓常會接近 16V，導致回路受損
務請注意 : 在使用所附電池盒以外的電源時，請注意不要把極性接反了，本機的電源插頭外側是「 + 」極，在電源接線時，請務必把電源開關關掉
△「恆星時」驅動
當接上控制盒及電源後，只要把電源開關切到「 ON 」，馬達就開始以恆星時驅動追蹤，此時請確定電源指示燈是否亮著，此外，當在不同半球使用時是必須要切換馬達逆向開關，若誤用會導致追蹤失敗，故必須十分小心，在北半球時請把此開關切到「 N 」，南半球時則把此開關切到「 S」
△高速驅動
用粗調把目標天體導入尋星鏡的視野後，在最後把天體導入望遠鏡的視野時，以前的赤道儀是用手動微調，但本機必須以馬達電動微調
把控制盒上驅動馬達控制開關切換到「 HIGH SPEED 」，若中間的驅動指示燈變成了「紅色」，則知目前的驅動狀態在高速驅動模式，在上面的四個方向按鈕便是用來做高速驅動的按鈕，當按下這些鈕時，驅動速度便為控制面板上高速驅動旋鈕所設定的值 ( 從恆星時驅動的 1.2 倍至 16倍無段調整 )，因此請先設定最適當的值
這個高速恆星時驅動旋鈕會同時改變赤經赤緯的驅動速度，若要達到最高速，電壓必須達 DC 12V，當電池電力消耗很多時，就不能用 16 倍速的驅動，在這時，請稍估計一下電池的電壓，設定比此電壓能驅動的速度還小的速度值，在這四個按鈕中，兩個較大的是用來驅動赤經用的，至於方向則可藉由馬達方向切換開關來做設定，適當的設定可以使控制盒的方向和視野的移動方向一致，而赤緯的驅動是以每秒轉動多少角度來表示，恆星時驅動速度的 1. 2 倍至 16 倍，即表示以每秒 18 秒角至 240 秒角轉動，當按鈕不按時，赤緯馬達不動
例如：在設定高速驅動調整鈕為 16 倍速的場合，赤經在增速方向為 16 倍速，在逆轉方向則為 17 倍速 ( 多了 1 倍恆星時運動 )，而赤緯無論增或減皆以 240 秒角 / 秒驅動
此外，當赤經赤緯的按鈕同時按下時，赤經赤緯的驅動馬達會同時驅動，可以快速的把天體導入
註：赤經在順轉方向馬達轉速為 1.2 ∼ 16 倍恆星時速，逆轉時為 2.2 ∼ 17 倍恆星時速
◆導引修正驅動速度及正常的馬達驅動速度
由於極軸對準的精確度，赤道儀的精密度，大氣擾動，各種因素的影響，馬達在進行恆星時的驅動時，赤經方向追蹤會有不準的現象，此外，在赤緯方向上也會移動
其他方面，若要以恆星時驅動來正確地追蹤向彗星，行星之類移動得快或慢的天體是不太可能的，必須要修正赤經赤緯方向上的移動速度，由於這些修正量僅是些微，在高速驅動下不能做這些微量的修正，必須將控制盒上馬達切換開關切換到「 NORMAL 」，控制器中央的馬達驅動指示燈顯示「綠色」，才能確定是在正常的馬達驅動速度，此時，控制盒上的四個方向按鈕便作為各方向的修正鈕
赤經方向
赤經方向有增速及減速，以兩個較大的按鈕操作，至於那一個才是增速， 那一個才是減速，則由赤經馬達方向切換開關切換設定，增加速度是由控制面板上的赤經增速調整旋鈕 ( 增速用 ) 來控制，其值可設定範圍由 100% ∼ 200% 無分段設定，工作方式為在按下按鈕的期間，馬達才會執行增速驅動，不按時又恢正常恆星時驅動，減少速度也是由控制面板上的赤經減速調整旋鈕 ( 減速用 ) 來控制，其值可設定範圍由 90% ∼ 5% 無分段設定，工作方式同增速方式
赤緯方向
赤緯方向修正有「＋」增速及「－」減速兩種，以兩個較小的按鈕操作，至於那一個才是「＋」，那一個才是「－」，則由赤緯馬達方向切換開關切換設定，驅動速度是由控制面板上的赤緯增速調整旋鈕來控制，可設定範圍由 0 ∼ 15 秒角 /sec，採無分段方式，當按下按鈕時，才會驅動馬達，放開後，馬達立刻停止運轉
◆馬達操作
從實際上做導引攝影中，才能知道導引修正方向和各馬達方向操作鈕的對應，錯誤的操作將會造成導引失敗，這是因為導引星的方向和鏡筒指的方向和按鈕的方向不一致所造成的，同樣是要把導引星引入的情況下，鏡筒在赤道儀東邊及鏡筒在赤道儀西邊就有兩種不同方式，在這裡，請注意一下赤緯軸的轉動情形，在赤緯軸往箭頭方向旋轉的情形下，按下赤緯修正鈕，鏡筒會往下動，同樣在圖中的場合下，按相同的修正鈕，會因為赤緯軸已翻轉了 180 °，故會向上動，總之，會產生赤緯軸轉的方向完全相反的運動
在控制盒的操作上，若導星鏡內的東西南北 ( 赤經赤緯方向 ) ，和各個修正鈕操作方向一致，因為憑方向「直覺」來操作，就能避免掉操作錯誤而導致導星失敗，在本機中，用馬達操作方向切換開關，按下控制鈕後改變馬達迴轉方向，依照下面的要領，就能使操作方向一致( 實用新案申請中 )
當要把尋星鏡中看不到的黑暗天體捕捉入望遠鏡時，便可利用兩軸刻度環來將天體引入，在目視觀測廣視野的場合，準確度尚夠，本機所給的規格可視為定位準確度的參考
刻度環赤經：最小刻度：10分
赤緯：最小刻度：2°
即表示赤經及赤緯的刻度環定位誤差約 2 度，一般尋星鏡視野約有 6 °，所以理論上可以很容易在尋星鏡視野中導入天體，如果使用望遠鏡導入的話，必需使用廣視野低倍率的目鏡，才能導入目標
以下圖的星雲 ( α =19 h 45 m , δ = 18 ° ) 導入為實例，依序說明，基準星 ( α = 20 h 35 m , δ =26 ° )
方法１：
方法２：
一般小型赤道儀都是德式或叉式兩種設計，日本的望遠鏡幾乎清一色是折射式和牛頓反射式搭配德式赤道儀的形式，而美國以Schmidt-Cassegrain 式鏡筒為主的設計則一律採用叉式架台，取其設計簡單使用輕便，而且能承載較大的望遠鏡筒的優點，近年來，折射式望遠鏡和德式赤道儀在美國抬頭，事實上選擇那一種形式並不重要，赤道儀本身的設計及製造是否用心，好不好用才是用家所重視的，高橋製的赤道儀幾乎清一色是德式赤道儀的設計，加上極軸望遠鏡的體貼設計及日本式的一貫細膩作風，所以深受業餘天文愛好者的青睞
天文望遠鏡所用的赤道儀赤經齒輪減速比越大越好，最大值為360：1 或 359：1，減速比大則週期性運動時間間隔可以縮小，減少
赤經軸驅動關係整個赤道儀恆星追蹤的精度，所以減速比要求要大，並使用精確的「石英震盪」脈沖式馬達電動驅動，傳統赤道儀多提供離合器切換電動及手動微調，全電子式的設計則只有電動微調，不可手動微調
高速驅動用於尋星鏡導入目標的場合，常速驅動則用於主鏡視野觀測及導星時使用，導星時速度需小於追蹤攝影的容許量， 一般以4000" 除以所用鏡頭焦距為追蹤攝影的容許量
基於成本及實用的考慮，赤道儀赤緯齒輪減速比一般不大，並使用「 CR 震盪」脈沖式馬達電動驅動
購買時必須注意，赤道儀傾斜角調整高度範圍是否適用於自己所在地緯度，台灣位置位於北緯 22 °∼ 25 °之間，赤道儀傾斜角調整範圍高度必須包含此範圍
追蹤精確度：由赤道儀的週期性運動決定，愈小愈好，一般小於 5" 可視為絕佳，各廠家莫不強調自家赤道儀追蹤精確度，但這是就最好的製造狀況而言，必須通過「實測」來瞭解自己的赤道儀追蹤精確度
搭載重量：廠家確保赤道儀精度的搭載重量上限，超過此一極限，赤道儀的轉軸不動點彈性下降，會「暫時性」失去廠家保證的追蹤精確度，一般使用時，最好嚴守此一載重限制，才能得到有效的追蹤精度，慎防機械上的永久形變，重量過重的話，對齒輪等的磨耗也會增加
本體重量：赤道儀本體的重量，或是含重錘之後的總重量
極軸望遠鏡：內藏固定式，安裝精確度約2分
內藏固定式的極軸望遠鏡一般安裝精確度較高，也不易偏心，相對的不能自己調整得更準，內部發霉也無法自己處理，但是多半的外加式極軸望遠鏡調整起來會整死人，也很容易偏掉，因為只作為對極軸之用，發霉等等比較無妨，內藏固定式還是比較方便實用
.◆操作資料
馬達驅動裝置：各型赤道儀使用的馬達驅動裝置不同，如 NJP需配備 PD-6XY 型控制器使用，P-2 需使用 HD-4 型，新一代的赤道儀採馬達內藏的設計，內部齒輪構和已經調整到最佳狀況，避免時需人為調整的困擾
恆星時驅動：使用石英震盪器 (QUARTZ)，可以得到極高精確度的時間基準，以此時間基準得到馬達的轉動誤差可以小到 0.001%(對恆星時 )，也就是說一天的誤差不超過 1 秒 (0.001% x 24h = 0.864 sec)
加附南半球逆轉開關：出國到南半球觀測也可以使用本赤道儀，對於特別的天象如日蝕發生在南半球或是觀賞南天銀河大小麥哲倫星雲壯觀等，可以不必顧慮赤道儀的適應性，這一點已成為標準配備，高級的機種還加上可以追蹤太陽的驅動回路，電子回路的時間基準誤差實際上十分小，可以忽略，影響赤道儀追蹤誤差來源的主要還是來自於機械誤差，蝸桿，蝸輪，行星減速齒輪，及馬達的結合累積起來的機械誤差
高速驅動：電子微調赤經增速方向2∼16倍速(對恆星時)，赤經逆速方向2.2?∼17倍速(對恆星時)，赤緯方向：±30秒角/sec∼240秒角/sec，速度設定是在各方向皆為連續無分段設定的方式，若要達16倍速，必須電壓達12 Volts
常速驅動：赤經增速方向：100%∼200%連續無分段設定，赤經減速方向：90%∼5%連續無分段設定，赤緯方向:±0∼15秒角/sec連續無分段設定
電源電壓規格：DC 12V消耗電流，赤經驅動電流：250 mA (at 12V)，兩軸驅動時：500 mA (at 12V )
高橋製的赤道儀一般耗電很省，頗受推獎，可以估計電池使用時間，以 12 AH ( 安培 - 小時 ) 的電池為例，兩軸驅動時消耗 500 mA (at 12V ) 的場合，可以使用時間為 12 AH / 500 mA = 24 H，即 24 小時，可以用兩到三個晚上，通常只用赤經驅動電流250 mA (at 12V)，所以實際使用時間更長許多
操作溫度：過低溫主要是影響到電池的電力，而使赤道儀不能運轉，過高溫度下持續使用可能使馬達等電子機件過熱故障
