<<< 掃碼關注,GET明星同款時下,雖然人(ren)手一部手機,但鐘表(biao)還(huan)是(shi)(shi)沒有完全淡出人(ren)們視線。除了計時,鐘表(biao)還(huan)是(shi)(shi)一種重要的(de)裝飾品。
市面(mian)上鐘表(biao)的(de)類型多(duo)種多(duo)樣,有(you)石英表(biao)和機(ji)械表(biao)等。為什(shen)么(me)有(you)的(de)鐘表(biao)走針(zhen)是連續滑(hua)動掃(sao)秒的(de),而有(you)的(de)鐘表(biao)卻是一(yi)秒一(yi)秒跳躍走針(zhen)的(de)呢?不(bu)同鐘表(biao)的(de)內部(bu)結構又有(you)什(shen)么(me)不(bu)同?
下面我們(men)就來簡單了解(jie)一下。

石(shi)英表的(de)主要部件(jian)是一個較為穩(wen)定的(de)石(shi)英振蕩(dang)器(qi)(qi),通過將石(shi)英振蕩(dang)器(qi)(qi)所產(chan)生的(de)振蕩(dang)頻率“讀取”出來,再令其帶動時鐘內的機械部件指示時間,就能讓石英鐘表準確報時。
目前最精準的石英計時器能(neng)準到(dao)十(shi)萬分之一秒(miao),這意味著經過270年,這個石英鐘的計時時差才為1秒。
目前的(de)石(shi)英(ying)(ying)表整體(ti)來講比機械表更精準,機械表的(de)誤差(cha)為平均一(yi)天(tian)差(cha)一(yi)秒,而常見的(de)石(shi)英(ying)(ying)表平均每(mei)過十天(tian)差(cha)一(yi)秒。
除了一些(xie)航天(tian)器(qi)械和對時間精準性(xing)要(yao)求(qiu)較高(gao)的工業儀(yi)器(qi),石英鐘表(biao)的精準度可(ke)以(yi)滿(man)足日(ri)常生(sheng)活(huo)中(zhong)大部分的計(ji)時需求(qiu),這也是(shi)石英鐘表(biao)至今都沒(mei)有被淘汰(tai)的重要(yao)原因之一。
石(shi)英鐘表的核心原件是(shi)壓電(dian)石(shi)英晶片(pian),它能(neng)夠產(chan)生(sheng)(sheng)壓電(dian)效(xiao)應(ying)。壓電(dian)效(xiao)應(ying)是(shi)指當電(dian)介(jie)質在一定方向受外力,并(bing)發生(sheng)(sheng)形變時(shi),內部正負電(dian)荷出現不均勻分布(電(dian)荷極化現象(xiang)),使電(dian)介(jie)質受壓兩側產(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)壓的現象(xiang)。
外(wai)(wai)力消(xiao)失后,電介質又會(hui)恢復到不帶(dai)電的狀態;當(dang)外(wai)(wai)力的方(fang)向(xiang)改變(bian)時,電荷的極性也會(hui)改變(bian)。

在人(ren)們(men)認識(shi)到這種現(xian)象后,聰(cong)明的科學家反(fan)其(qi)道而行之,在電(dian)(dian)介質(zhi)的某兩端加上電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya),于是(shi)在電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的驅動下(xia),電(dian)(dian)介質(zhi)在該方向(xiang)上被壓(ya)(ya)(ya)縮,這便是(shi)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)效應(ying)的逆效應(ying)。
石英(ying)晶體便(bian)是(shi)一(yi)種可產生逆壓電(dian)(dian)效應的電(dian)(dian)介質材料,當石英(ying)某兩端被(bei)加(jia)上強度(du)不斷變(bian)化的電(dian)(dian)壓(交變(bian)電(dian)(dian)壓)時,石英(ying)就會隨著電(dian)(dian)壓的變(bian)化,不斷地(di)被(bei)壓縮,被(bei)釋放,被(bei)壓縮,被(bei)釋放……于是石英就振動了起來。
當(dang)石英晶體被施加(jia)頻率穩(wen)定(ding)的(de)交變(bian)電場時,就會隨之產生規律的(de)機械振動,由于石英晶體本身的(de)性質,它的(de)固(gu)有振動頻率十分(fen)穩(wen)定(ding),可用來計時。
石英振蕩器(qi)能夠(gou)產生穩(wen)定(ding)的(de)頻率信(xin)號,再利用分頻器(qi)將石英的(de)振動(dong)頻率調(diao)節至2Hz,并驅動電機轉動,使轉動頻率剛好為1秒/圈,這樣就可以實現指針的掃秒運動。
通電(dian)狀態(tai)下,石(shi)英振(zhen)蕩器產生(sheng)的(de)周期脈沖信號使得鐘表內(nei)電(dian)機的(de)步進馬(ma)達(da)定(ding)子(zi)(zi)片磁化,與轉子(zi)(zi)產生(sheng)相(xiang)互作用,克服轉子(zi)(zi)定(ding)位力矩,產生(sheng)旋轉力矩,轉子(zi)(zi)旋轉180°,并在定位力矩作用下重新靜止,所用時間恰為1秒,實現讀秒。

除(chu)了石英表(biao),機(ji)械鐘表(biao)是現在市面上另(ling)外(wai)一種常見的(de)鐘表(biao)類型。雖然(ran)不(bu)同機(ji)械鐘表(biao)的(de)組(zu)成在復(fu)雜程度上可能有很大差別,但它(ta)們內部結構的(de)主體部分(fen)和指示時間的(de)工作原理基(ji)本相似。
機械表的內部(bu)結構主要(yao)由原(yuan)動系(xi)、傳動系(xi)、擒縱調速器、指針系(xi)和上調撥針系(xi)等部(bu)分組成。
發條屬(shu)(shu)于(yu)原(yuan)動(dong)(dong)系(xi),為機械表提供動(dong)(dong)力;齒輪(lun)(lun)屬(shu)(shu)于(yu)傳動(dong)(dong)系(xi),齒輪(lun)(lun)轉(zhuan)動(dong)(dong)可(ke)以(yi)推(tui)動(dong)(dong)擒縱調速器工作;擒縱調速器反之又可(ke)以(yi)控(kong)制齒輪(lun)(lun)的轉(zhuan)速,保證指針的轉(zhuan)動(dong)(dong)頻(pin)率固定,可(ke)準確(que)指示時間(jian)。
發條上鏈后(hou)聚(ju)集能(neng)(neng)(neng)量(liang),通過傳動系(xi)統把(ba)能(neng)(neng)(neng)量(liang)輸送(song)到擒縱調速(su)器,擒縱調速(su)器可(ke)把(ba)能(neng)(neng)(neng)量(liang)均(jun)勻(yun)分開,保證指針的轉動頻率(lv)一(yi)定,并(bing)且(qie)再通過傳動系(xi)統提供能(neng)(neng)(neng)量(liang)推(tui)動指針走動,準確顯示秒(miao)、分鐘和小(xiao)時。
發(fa)條(tiao)呈圈狀,螺(luo)旋(xuan)繞在手表內部的發(fa)條(tiao)盒中,并積聚能量,上條(tiao)時,通過上條(tiao)撥針系使條(tiao)軸(zhou)旋(xuan)轉將(jiang)發(fa)條(tiao)在條(tiao)軸(zhou)上卷(juan)緊,發(fa)條(tiao)力矩增加(jia),其彈性作用(yong)使條(tiao)盒輪(lun)轉動(dong)(dong),從(cong)而驅動(dong)(dong)傳(chuan)動(dong)(dong)系。
擒縱調速器(qi)起(qi)到發條與擺(bai)輪之間的(de)連接(jie)作用,它通過一擒一縱,一收一放,將原動系(xi)統(發條)提供的(de)能量定期地(di)傳(chuan)遞(di)給擺(bai)輪游(you)絲。
擺輪偏離平衡位置后會產生扭轉力(li)矩(ju),游(you)絲被(bei)扭轉后又產生回復(fu)力(li)矩(ju),兩者配合即(ji)可實現擺輪系(xi)統的來回擺動。
有了(le)擒縱系統(tong),就(jiu)能將發(fa)條的能量規律地傳(chuan)遞給傳(chuan)動(dong)(dong)系統(tong),保證擺(bai)輪(lun)游絲可自(zi)動(dong)(dong)保持以穩定速率震蕩。最后(hou),擺(bai)輪(lun)游絲把其(qi)振(zhen)動(dong)(dong)次(ci)數傳(chuan)遞給齒輪(lun),并推(tui)動(dong)(dong)指針實現精準(zhun)走(zou)時。
我國的第一塊機械腕(wan)表誕生在(zai)天津(jin),開創(chuang)了中(zhong)國自主研制機械手表的先河。
經過幾十年的摸索和發展,現在(zai)我國鐘表(biao)業(ye)(ye)(ye)已形成(cheng)了以(yi)高(gao)精密制造技術為(wei)核(he)心的工業(ye)(ye)(ye)生產(chan)體(ti)系,在(zai)世界鐘表(biao)業(ye)(ye)(ye)中占有重要且不可替(ti)代的地(di)位。
滑動走針和跳躍走針是如何實(shi)現的?
不管是(shi)石英表還是(shi)機械(xie)表,都可以(yi)(yi)實(shi)現掃秒(miao)(miao)(miao)(miao)和(he)跳(tiao)(tiao)秒(miao)(miao)(miao)(miao)。所謂掃秒(miao)(miao)(miao)(miao),就是(shi)指鐘表的秒(miao)(miao)(miao)(miao)針是(shi)滑(hua)動式走針的,而跳(tiao)(tiao)秒(miao)(miao)(miao)(miao)式代(dai)表鐘表的秒(miao)(miao)(miao)(miao)針是(shi)以(yi)(yi)一秒(miao)(miao)(miao)(miao)為單位跳(tiao)(tiao)躍式走針。
掃(sao)秒和(he)跳秒式石英表的(de)主要區(qu)別在馬達的(de)頻(pin)率。跳秒式的(de)馬達頻(pin)率只有1Hz,就可以實現秒針每一秒跳動一下,而掃秒式的馬達頻率是一個范圍,大約在1至幾百赫茲之間,以實現秒針連續不停歇的滑動。
其實掃描式(shi)秒針走(zou)動(dong)也有間歇,只(zhi)是由(you)于馬(ma)達(da)轉動(dong)頻率較高(gao),人(ren)眼辨別不(bu)出秒針兩次振動(dong)之間的時間間歇,認為(wei)它(ta)是連續滑動(dong)的。
早期,石英表因為內部結構較(jiao)為簡單,為了(le)節(jie)省(sheng)動力,大(da)多(duo)(duo)設(she)計成跳秒式,而機械表動力相對充足,多(duo)(duo)為掃秒式。
但現在(zai),掃秒式和跳秒式的(de)石英表和機械表在(zai)市面(mian)上都(dou)較為常見,以(yi)滿足不同消費者(zhe)的(de)需要。
掃秒是機械表常用的方(fang)式,因為機械表要(yao)想實現跳秒,需(xu)要(yao)在機芯(xin)的主輪(lun)系(xi)外(wai)增加一套專供跳秒使(shi)用的小輪(lun)系(xi),再(zai)在擒(qin)縱器與秒針輪(lun)之間設置一個(ge)彈簧驅動齒(chi)輪(lun)。
彈簧根(gen)據機芯振動頻(pin)率累積能量并定期釋放(fang),其(qi)釋放(fang)頻(pin)率還需要(yao)配合(he)表指針相(xiang)應的振頻(pin)。
這種設(she)計(ji)顯(xian)然(ran)會增加其(qi)內(nei)部結構的復雜程度,因此大多數機(ji)械表為掃(sao)秒式。
目前,還有(you)(you)很多智能手表(biao)相繼(ji)面世(shi),但傳(chuan)統的機械和石英表(biao)仍(reng)然(ran)有(you)(you)其魅(mei)力所在。
人們(men)對于(yu)它們(men)有一種難以(yi)撼動的(de)(de)關于(yu)精密(mi)機械的(de)(de)情(qing)結和感情(qing),這種情(qing)感的(de)(de)羈絆是智(zhi)能手(shou)表無法帶給使用者(zhe)的(de)(de)。
在(zai)電子科技飛速(su)發展的今天,鐘(zhong)表(biao)依(yi)然沒(mei)有從(cong)人們的視野中消失(shi),小小的表(biao)盤不(bu)僅僅在(zai)指示著(zhu)時(shi)間的流動,更在(zai)提醒著(zhu)我們應該時(shi)刻注意(yi)光(guang)陰(yin)的流逝,要把握好當下的每分每秒,認真地過(guo)每一天,不(bu)虛度分分秒秒的時(shi)間,才不(bu)辜負(fu)時(shi)光(guang),不(bu)辜負(fu)自己!







