手表周歷原理(手表的計(jì)時(shí)原理)
來(lái)源:Watch手表之家 發(fā)布時(shí)間:2024-02-27 19:30:471. 手表的計(jì)時(shí)原理
鐘表能自動(dòng)校準(zhǔn)的原理:
1、在鐘表內(nèi)增加了接收無(wú)線電長(zhǎng)波信號(hào)、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)校正功能結(jié)構(gòu)的電波鐘表可以接收天文臺(tái)地面發(fā)射站以長(zhǎng)波發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)授時(shí)信號(hào)。
電波鐘表在接收到這一精確的時(shí)碼后,經(jīng)數(shù)據(jù)處理器處理,即可自動(dòng)校正波電鐘表的走時(shí)誤差,使鐘表的走時(shí)都受統(tǒng)一精確的授時(shí)信號(hào)控制,從而實(shí)現(xiàn)了鐘表高精度的計(jì)時(shí)時(shí)間和顯示時(shí)間與的一致。
電波手表通過(guò)內(nèi)置的電波接收器,接收由天文臺(tái)地面發(fā)射塔發(fā)出的授時(shí)信號(hào)電波,獲取時(shí)間和日歷等數(shù)據(jù),自動(dòng)校正手表的時(shí)間和日期。
2. 手表的計(jì)時(shí)原理圖解
作為機(jī)械表來(lái)說(shuō),手表日歷運(yùn)行分3種:
1,萬(wàn)年歷機(jī)械表,可以自動(dòng)區(qū)分大小月還有二月的28或29天,一般都計(jì)年,能區(qū)分簡(jiǎn)單的閏年,可以保證在100年內(nèi)(因?yàn)橐话愕娜f(wàn)年歷表只能做到4年一閏,做不到百年一閏,除非最頂級(jí)的萬(wàn)年歷表能做到四百年或更長(zhǎng)時(shí)間),一直保持日期準(zhǔn)確,不需要調(diào)節(jié)日歷。
2,年歷表,一般都不計(jì)年,但可以保證區(qū)分大小月,但2月都是按28天算,如果遇到了29天情況,就只能手動(dòng)把日歷調(diào)到29號(hào),其實(shí)只需要每4年調(diào)一次。
3,普通日歷表,每月永遠(yuǎn)都是31天,2月和小月都需要手動(dòng)調(diào)節(jié),調(diào)過(guò)這幾天直接到1號(hào)就行了。
作為電子表或石英表:
1,電子表最容易實(shí)現(xiàn),因?yàn)橹皇莻€(gè)程序的問(wèn)題。
2,石英指針日歷表,可以在表內(nèi)部加裝個(gè)電子計(jì)時(shí)芯片,以信號(hào)的形式控制表的日歷運(yùn)行。比如歐米茄現(xiàn)在又些石英表就是這樣的。
還有些復(fù)雜的日本表,比如西鐵城表,盡管沒(méi)有計(jì)年功能,但是在第一次設(shè)置的時(shí)候,還是要先設(shè)定年份校準(zhǔn)閏年的,只不過(guò)是通過(guò)日歷窗口來(lái)顯示和設(shè)置年份,操作比較復(fù)雜,要看說(shuō)明書(shū)。
3. 手表的計(jì)時(shí)原理圖
擺輪游絲系統(tǒng)是機(jī)械手表的核心部分,其作用是計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)。機(jī)械手表屬于振動(dòng)計(jì)時(shí)儀器,它的基本工作原理是利用一個(gè)周期恒定的、持續(xù)振動(dòng)的振動(dòng)系統(tǒng),振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期乘以被測(cè)過(guò)程內(nèi)的振動(dòng)次數(shù),就得到該過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間,時(shí)間=振動(dòng)周期×振動(dòng)次數(shù),而振動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械手表里就是我們常見(jiàn)到的擺輪游絲系統(tǒng)。
4. 鐘表定時(shí)原理
是利用鐘表機(jī)構(gòu)的原理制成的,它以發(fā)條作為動(dòng)力源,目前生產(chǎn)的廠家較多。除發(fā)條外,還有齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和時(shí)間控制組件等三部分構(gòu)成了定時(shí)器。
(1)發(fā)條
由彈性的鋼帶卷制而成,使用時(shí)靠人力通過(guò)旋鈕卷緊發(fā)條,存儲(chǔ)勢(shì)能。發(fā)條自動(dòng)松弛時(shí)釋放儲(chǔ)存的能量,向齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和時(shí)間控制組件傳送動(dòng)力。
(2)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
按照上發(fā)條時(shí)齒輪離合方式的不同,機(jī)械式定時(shí)器又可分為彈簧管式、棘爪式和小彈簧式三種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
(3)時(shí)間控制組件
各種機(jī)械定時(shí)器的時(shí)間控制組件的結(jié)構(gòu)基本相同,都是采用一組或兩組凸輪來(lái)分配時(shí)間,當(dāng)控制凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),不斷改變其凸凹位置,使相關(guān)接觸簧片的觸點(diǎn)按設(shè)計(jì)要求接通或斷開(kāi),以控制電動(dòng)機(jī)(或其他電器)的運(yùn)行和停止。
5. 手表的計(jì)時(shí)原理有哪些
在有鐘表之前,人類就想方設(shè)法,用各種辦法來(lái)計(jì)時(shí)。
6000多年前,古巴比倫人開(kāi)始使用日晷。3000年前,中國(guó)也開(kāi)始使用這一工具。日晷又稱“日規(guī)”,利用太陽(yáng)的投影方向來(lái)測(cè)定并劃分時(shí)刻,原理非常簡(jiǎn)單,也很好制作。但是一遇到陰天,日晷就起不了什么作用了。
東漢張衡制造漏水轉(zhuǎn)渾天儀,用漏壺滴水推動(dòng)渾象均勻地旋轉(zhuǎn),一天剛好轉(zhuǎn)一周。北宋元祜三年(1088)蘇頌和韓公廉等創(chuàng)制水運(yùn)儀象臺(tái),已運(yùn)用了擒縱機(jī)構(gòu)。
1283年在英格蘭的修道院出現(xiàn)史上首座以砝碼帶動(dòng)的機(jī)械鐘。
13世紀(jì)意大利北部的僧侶開(kāi)始建立鐘塔(或稱鐘樓),其目的是提醒人禱告的時(shí)間。
16世紀(jì)中在德國(guó)開(kāi)始有桌上的鐘。那些鐘只有一支針,鐘面分成四部分,使時(shí)間準(zhǔn)確至最近的15分鐘。
17世紀(jì),逐漸出現(xiàn)了鐘擺和發(fā)條。它運(yùn)轉(zhuǎn)的精度得到了很大的提高。喬萬(wàn)尼·德·丹第被譽(yù)為歐洲的鐘表之父。他用了16年的時(shí)間制造出一臺(tái)功能齊全的鐘,被稱為宇宙渾天儀,它能夠表示出天空中一些行星的運(yùn)行軌跡,還可以對(duì)宗教節(jié)日和每天的時(shí)間有所反映,它于1364年開(kāi)始被使用。丹第制造的鐘并不是歐洲的第一臺(tái)鐘。據(jù)說(shuō),歐洲第一臺(tái)能報(bào)時(shí)的鐘是1335年于米蘭制成的。
1657年,惠更斯發(fā)現(xiàn)擺的頻率可以計(jì)算時(shí)間,造出了第一個(gè)擺鐘。1670年英國(guó)人威廉·克萊門特(William Clement)發(fā)明錨形擒縱器。
1695年,英國(guó)湯姆平發(fā)明了工字輪擒縱機(jī)構(gòu)。后來(lái),同國(guó)的格雷厄姆發(fā)明了靜止式擒縱機(jī)構(gòu)。
1765年,自由錨式擒縱機(jī)構(gòu)誕生。
1797年,美國(guó)人伊萊·特里(Eli Terry)獲得一個(gè)鐘的專利權(quán)。他被視為美國(guó)鐘表業(yè)的始祖。
1840年,英國(guó)的鐘表匠貝恩發(fā)明了電鐘。
1946年,美國(guó)的物理學(xué)家利比博士弄清楚了原子鐘的原理。于兩年后,創(chuàng)造出了世界上第一座原子鐘,原子鐘至今也是最先進(jìn)的鐘。它的運(yùn)轉(zhuǎn)是借助銫、氨原子的天然振動(dòng)而完成的,它可以在300年內(nèi)都能準(zhǔn)確運(yùn)轉(zhuǎn),誤差十分小。
18到19世紀(jì),鐘表制造業(yè)逐步實(shí)行了工業(yè)化生產(chǎn)。
20世紀(jì),開(kāi)始進(jìn)入石英化時(shí)期。
21世紀(jì),根據(jù)原子鐘原理而研制的能自動(dòng)對(duì)時(shí)的電波鐘表技術(shù)逐漸成熟。
6. 電子表的計(jì)時(shí)原理
針和數(shù)顯一樣的原理。
指針電波和普通的石英表內(nèi)部是不一樣的。普通石英表
內(nèi)部很簡(jiǎn)單就是一個(gè)秒脈沖發(fā)生器,一秒一個(gè)信號(hào)推動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。
現(xiàn)在的指針電波內(nèi)部也有一個(gè)計(jì)時(shí)器,會(huì)記錄當(dāng)前是幾點(diǎn)幾分幾秒,校正的是內(nèi)部的時(shí)間。如果慢了或者快了就會(huì)發(fā)信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)讓手表往前或往后走。復(fù)雜功能的石英表都有基準(zhǔn)位置校正這個(gè)功能,校正的目的就是讓機(jī)械指針顯示的時(shí)間和內(nèi)部計(jì)時(shí)器時(shí)間一致。以后調(diào)節(jié)的時(shí)候內(nèi)部的時(shí)間動(dòng),然后再通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制外面。
7. 鐘表的計(jì)時(shí)原理
機(jī)械掛鐘都是靠發(fā)條驅(qū)動(dòng),齒輪相互咬合來(lái)行走計(jì)時(shí)的。
8. 手表的計(jì)時(shí)原理,簡(jiǎn)單的
原理:將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”,“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào),該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。
電子鐘是一個(gè)將“ 時(shí)”,“分”,“秒”顯示于人的視覺(jué)器官的計(jì)時(shí)裝置。它的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí),顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒,具有校時(shí)功能和報(bào)時(shí)功能。因此,一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時(shí)”,“分”,“秒”計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路和振蕩器組成。
主電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào),它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度,一般用石英晶體振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”,“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào),該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。
9. 機(jī)械表計(jì)時(shí)原理
通過(guò)觀察古代太陽(yáng)、月亮、星星和季節(jié)的變化,時(shí)間概念逐漸形成。對(duì)時(shí)間概念的理解和探索,伴隨著整個(gè)人類歷史的發(fā)展。同樣長(zhǎng)度的時(shí)間也是客觀量,但時(shí)間是無(wú)形的。隨著人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們的計(jì)時(shí)方法也在不斷改進(jìn)。
光影計(jì)時(shí)
就時(shí)間的許多性質(zhì)而言,人類首先掌握的是計(jì)算時(shí)間的方法。由于時(shí)間是一個(gè)連續(xù)有序的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,我們可以用測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程來(lái)表示測(cè)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)。這樣一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程需要盡可能統(tǒng)一和連續(xù)。例如,測(cè)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)可以用來(lái)測(cè)量水滴、緩慢燃燒的香、原子振蕩等。
測(cè)量物體陰影在一天內(nèi)的變化是人們最早掌握的計(jì)時(shí)方法。太陽(yáng)作為地球自轉(zhuǎn)的反射,日復(fù)一日地在東西方升起和落下,產(chǎn)生地球上物體的陰影運(yùn)動(dòng)。在人類早期,時(shí)間的概念是通過(guò)觀察這一自然現(xiàn)象而產(chǎn)生的,并逐漸學(xué)會(huì)了計(jì)算時(shí)間。用物體眼影的變化和運(yùn)動(dòng)過(guò)程作為測(cè)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)而言之,我們可以通過(guò)觀察陰影的長(zhǎng)度或運(yùn)動(dòng)來(lái)計(jì)算時(shí)間。這就是光影計(jì)時(shí)的原理。這個(gè)原理比較簡(jiǎn)單,量具也不復(fù)雜,所以是人類首先掌握的。
根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)出的計(jì)時(shí)工具一般通稱為太陽(yáng)鐘,具體包括圭表和日晷等計(jì)時(shí)工具。 圭表由“圭”和“表”兩個(gè)部件組成,直立于平地上測(cè)日影的標(biāo)桿和石柱,叫做“表”:正南正北方向平放的測(cè)定表影長(zhǎng)度的刻板,叫做“圭”。通過(guò)“表”在“圭”上投影的長(zhǎng)短來(lái)確定時(shí)間。
在成書(shū)于周代的古代典籍《周禮》中就有關(guān)于使用土圭的記載,可見(jiàn)圭表的歷史相當(dāng)久遠(yuǎn)。我國(guó)現(xiàn)存最早的圭表實(shí)物是1965年在江蘇儀征一座東漢中葉墓葬中出土的一件袖珍銅制圭表,它由19.2厘米的表和34.39厘米長(zhǎng)的圭構(gòu)成,圭表之間有樞軸相連,可將表平放于匣內(nèi),圭表合裝一體,啟合自如,攜帶方便。
日晷也是通過(guò)觀測(cè)日影計(jì)時(shí)的儀器,通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫“晷針”,垂直地穿過(guò)圓盤中心,起著圭表中立竿的作用,因此,晷針又叫“表”。石制的圓盤叫做“晷面”,安放在石臺(tái)上,呈南高北低,使晷面平行于赤道面,這樣,晷針的上端正好指向北天極,下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻畫(huà)出12個(gè)大格,每個(gè)大格代表兩個(gè)小時(shí)。當(dāng)太陽(yáng)光照在日晷上時(shí),晷針的影子就會(huì)投向晷面,太陽(yáng)由東向西移動(dòng),投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動(dòng)。于是,移動(dòng)著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針,晷面則是鐘表的表面,以此來(lái)顯示時(shí)間。
我國(guó)歷史典籍中關(guān)于日晷的記載最早出現(xiàn)在《漢書(shū)》當(dāng)中。從出土文物來(lái)看,我國(guó)現(xiàn)存最早的日晷是1897年在內(nèi)蒙古呼和浩特出土的“玉盤日晷”。此晷呈正方形,邊長(zhǎng)27.4厘米,厚度3.5厘米,晷面上刻有輻射條紋和1至69的數(shù)字,按順時(shí)針?lè)较蚺帕校瑪?shù)字以小隸書(shū)寫(xiě)。
圭表與日晷的主要區(qū)別在于:圭表根據(jù)日影的長(zhǎng)短判別方向測(cè)定季節(jié)、全年日數(shù)和冬至、夏至的日子,推算歷法等;日晷主要是根據(jù)日影的位置來(lái)指定當(dāng)日的時(shí)辰或刻數(shù),是我國(guó)古代較為普遍使用的計(jì)時(shí)儀器。
漏刻計(jì)時(shí)
圭表、目晷等太陽(yáng)鐘操作簡(jiǎn)易,原理也不復(fù)雜,但是其最大弱點(diǎn)就是在陰雨天氣或者沒(méi)有太陽(yáng)的黑夜是無(wú)法使用的,于是人們開(kāi)始尋找其他的計(jì)時(shí)方法。計(jì)時(shí)水鐘應(yīng)運(yùn)而生,這就是漏刻。據(jù)梁代《漏刻經(jīng)》記載:“漏刻之作,蓋肇于軒轅之日,宣乎夏商之代。”這說(shuō)明,早在公元前三、四千年的父系氏族公社時(shí)期,我們的祖先就用漏刻這種滴水的器具來(lái)計(jì)時(shí)了。
漏刻的發(fā)明是古人受到容器漏水現(xiàn)象啟發(fā)的結(jié)果。在新石器時(shí)代的早期,我國(guó)先民已能制作陶器。陶器在使用時(shí)難免會(huì)有破損裂縫,某些盛水的陶器可能因破損而漏水,而水的流失與時(shí)間的流逝有著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在長(zhǎng)期的社會(huì)生活中,這種現(xiàn)象多次地出現(xiàn),使古人逐漸認(rèn)識(shí)到二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。久而久之,古人就產(chǎn)生用這種方法計(jì)量時(shí)間的概念。
漏,是指漏壺:刻,是指刻箭;箭,則是標(biāo)有時(shí)間刻度的標(biāo)尺。漏刻是以壺盛水,利用水均衡滴漏原理,觀測(cè)壺中刻箭上顯示的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算時(shí)間。作為計(jì)時(shí)器,漏刻的使用比日晷更為普遍。在機(jī)械鐘表傳入中國(guó)之前,漏刻也是我國(guó)使用最普遍的一種計(jì)時(shí)器。簡(jiǎn)單的說(shuō),漏刻計(jì)時(shí)的原理是通過(guò)水慢慢地從小孔漏出,利用容器內(nèi)水面的升降來(lái)計(jì)算時(shí)間。
最早的漏刻是簡(jiǎn)單的單只泄水型漏壺。它就是一只壺,在靠近底部的一側(cè)有一個(gè)出水孔。將刻箭置于壺中,隨著水面的下降,刻箭緩緩下沉從而顯示時(shí)間的變化。因此這種漏刻也稱為“沉箭漏”,最初是陶制的,以后逐漸用銅制作。目前我國(guó)尚未發(fā)現(xiàn)秦朝以前的漏刻實(shí)物,但從文獻(xiàn)來(lái)看,先秦時(shí)期漏刻已廣泛使用。先秦漏刻大都與軍事活動(dòng)有關(guān),軍事調(diào)度需要有統(tǒng)一的時(shí)間,這無(wú)疑會(huì)促進(jìn)漏刻的發(fā)展。用于軍事上的漏刻必須便于攜帶,故其尺寸不會(huì)很大。最常用的漏刻就是“一刻之漏”,即每漏完一壺水的時(shí)間為一刻(古刻,一晝夜為100刻,一古刻合今14.4分鐘?,F(xiàn)代的一刻等于15分鐘,一晝夜為96刻)。如果要計(jì)量較長(zhǎng)的時(shí)間,可以再灌滿漏壺,重復(fù)下去。
沉箭漏受環(huán)境溫濕度、大氣壓力的因素影響較大,是漏刻發(fā)展的初級(jí)階段。之后,漏刻發(fā)展史上的里程碑——“浮箭漏”出現(xiàn)了。浮箭漏是由兩只漏壺組成,~只是播水壺(亦稱供水壺或泄水壺),另一只是受水壺。受水壺內(nèi)裝有指示時(shí)刻的箭尺,故通常稱為“箭壺”。箭壺承接由播水壺流下的水,隨著壺內(nèi)水位的上升,安在箭舟上的箭尺隨之上浮,所以稱作浮箭漏。由于箭尺不直接放在播水壺中,故可以采取措施來(lái)保持播水壺內(nèi)水位的穩(wěn)定,從而保證流量的穩(wěn)定,提高計(jì)時(shí)精度。此后沿著穩(wěn)定水位、提高精度這一思路,又逐漸發(fā)展出了使用數(shù)只補(bǔ)給水壺的“多級(jí)漏壺”。所謂多級(jí)漏壺就是用兩個(gè)以上漏壺,自上而下放置,使最上面一個(gè)壺中的水流入第二壺,再由第二壺流入第三壺,以此類推,逐一補(bǔ)給直至最后一壺(泄水壺)流入箭壺。箭壺中的水連同浮舟慢慢升起。由于得到上面幾級(jí)漏壺的補(bǔ)給,最后一級(jí)壺中的水位可大體保持穩(wěn)定不變,從而大大提高了計(jì)時(shí)精度。從這以后,經(jīng)過(guò)歷代的研究、改良,浮箭漏成為我國(guó)古代漏刻的主流。
機(jī)械鐘
機(jī)械鐘表的發(fā)明和應(yīng)用是一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的過(guò)程,伴隨著人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)自然認(rèn)識(shí)的提高。簡(jiǎn)而言之,機(jī)械鐘是以彈簧(彈簧)變形恢復(fù)所釋放的能量或下落重物的重力為能量,以機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)為時(shí)間基準(zhǔn)來(lái)測(cè)量時(shí)間和周期的機(jī)械機(jī)構(gòu)。
在現(xiàn)代歐洲,隨著古典物理學(xué)的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)物體的機(jī)械振動(dòng)有一個(gè)固定的周期。時(shí)間是通過(guò)測(cè)量和計(jì)算物體的機(jī)械振動(dòng)固有周期來(lái)測(cè)量的,這就是機(jī)械時(shí)鐘計(jì)時(shí)的原理。伽利略發(fā)現(xiàn)鐘擺的等時(shí)性后,建議研制利用單擺作為核心守時(shí)裝置的計(jì)時(shí)器,這一提議在惠更斯手中得到實(shí)現(xiàn)。就這樣,惠更斯鐘擺誕生于1656年,由重錘驅(qū)動(dòng),以單擺為基礎(chǔ)。這也是人類歷史上第一個(gè)鐘擺鐘。
此后,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,特別是制造水平的提高,機(jī)械中的動(dòng)力裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)和計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)不斷優(yōu)化和創(chuàng)新。1918年,瑞士一位名叫Zana sanu的鐘表制造商經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì),制作了一款小型機(jī)械表,并在表的兩側(cè)設(shè)計(jì)了針孔,以適合皮革或金屬表帶,從而將手表固定在手腕上——手表誕生了。手表是人類發(fā)明的最小、最強(qiáng)、最精確的機(jī)器之一。
機(jī)械鐘最早于公元1601年傳入中國(guó),意大利傳教士利瑪竇(Matteo Ricci)將自鐘(機(jī)械鐘)奉為明朝萬(wàn)歷皇帝的貢品,揭開(kāi)了中國(guó)人使用機(jī)械鐘的序幕。清康熙年間,中國(guó)成為世界上最大的鐘表進(jìn)口國(guó)。來(lái)自西方的琺瑯鐘、玩具鐘和各種打簧表涌入中國(guó)??滴趸实郾救藢?duì)西方鐘表也有濃厚的興趣。為此,他特地下令在英國(guó)內(nèi)政部制造局設(shè)立鐘表制造辦公室。中國(guó)第一次設(shè)立了鐘表制造辦公室,開(kāi)始生產(chǎn)自己的機(jī)械鐘。19世紀(jì)末,中國(guó)鐘表制造技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水平。1875年,上海美利華作坊生產(chǎn)的南京鐘,是一種鍍金面、刻有花紋的絲網(wǎng)鐘。它以造型簡(jiǎn)潔典雅、民族風(fēng)格鮮明、計(jì)時(shí)明快、行程時(shí)間準(zhǔn)確而聞名于海內(nèi)外。1903年獲巴拿馬國(guó)際博覽會(huì)特別獎(jiǎng)。
1955年初,在中國(guó)著名的港口城市天津,原天津華北鐘表廠組建了一支隊(duì)伍,試圖自己制作手表。1955年3月24日下午5時(shí)45分,經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的研發(fā),兩塊15顆鉆石手表成功制造組裝。在140多塊手表中,除了發(fā)條、彈簧、等配件外,大部分手表都是由工廠師傅用智能的手加工而成。從那一刻起,中國(guó)人只能修表不能造表的歷史就結(jié)束了,中國(guó)造表的滴答聲也從未停止過(guò)。
計(jì)時(shí)工具的演變是人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)縮影。直到今天,人們還可以測(cè)量原子的周期來(lái)計(jì)時(shí)。但是任何先進(jìn)的計(jì)時(shí)工具都只是記錄時(shí)間的流逝,所以年輕的朋友沒(méi)有時(shí)間等待,讓我們珍惜時(shí)間,珍惜我們度過(guò)的每一天。
10. 石英手表的計(jì)時(shí)原理
石英鐘是1928年發(fā)明的。
1928年,貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的研究人員沃倫·馬里森利用石英晶體在電路中能夠產(chǎn)生頻率穩(wěn)定震動(dòng)的特性,制造出了第一座石英鐘。
石英鐘一種計(jì)時(shí)的器具。它的主要部件是一個(gè)很穩(wěn)定的石英振蕩器。將石英振蕩器所產(chǎn)生的振蕩頻率取出來(lái)。使它帶動(dòng)時(shí)鐘指示時(shí)間這就是石英鐘。目前,最好的石英鐘,每天的計(jì)時(shí)能準(zhǔn)到十萬(wàn)分之一秒,也就是經(jīng)過(guò)差不多270年才差1秒。但在科學(xué)發(fā)達(dá)的今天,這種石英鐘已被比它還要精確得多的其他類型的時(shí)鐘(比如電波表)所替代。
石英晶體的傳感器的核心是傳感元件——壓電石英晶片。其工作原理是壓電效應(yīng),即石英晶體在某些方向受到機(jī)械應(yīng)力后,便會(huì)產(chǎn)生電偶極子,相反,若在石英某方向施以電壓,則其特定方向上會(huì)產(chǎn)生形變,這一現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。若在石英晶體上施加交變電場(chǎng),則晶體晶格將產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),當(dāng)外加電場(chǎng)的頻率和晶體的固有振蕩頻率一致時(shí),則出現(xiàn)晶體的諧振。由于石英晶體在壓力下產(chǎn)出的電場(chǎng)強(qiáng)度很小,這樣僅需很弱的外加電場(chǎng)即可產(chǎn)生形變,這一特性使壓電石英晶體很容易在外加交變電場(chǎng)激勵(lì)下產(chǎn)生諧振。其振蕩能量損耗小,振蕩頻率極穩(wěn)定。這些再加上石英優(yōu)良的機(jī)械、電氣和化學(xué)穩(wěn)定性,使它自40年代以來(lái)就成為石英鐘、電子表、電話、電視、計(jì)算機(jī)等與數(shù)字電路有關(guān)的頻率基準(zhǔn)元件。
11. 手表的計(jì)時(shí)原理是什么
目前的手表,分為2種,一種是機(jī)械表,一種是石英表,這兩種表運(yùn)動(dòng)的原理各自不同。
石英表的原理很簡(jiǎn)單,是由一塊電池帶動(dòng)一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)走時(shí)的,但是這個(gè)電動(dòng)馬達(dá)不是一直走的,而是每秒鐘走一次:在電動(dòng)馬達(dá)的線路中,有一個(gè)信號(hào)發(fā)射器,這個(gè)發(fā)射器會(huì)向石英表內(nèi)的水晶片上加電信號(hào),水晶便會(huì)以一定頻率開(kāi)始振動(dòng);這個(gè)頻率經(jīng)過(guò)電子元件放大以后,啟動(dòng)馬達(dá)的觸發(fā)器,馬達(dá)開(kāi)始運(yùn)作,當(dāng)振動(dòng)頻率消失后,觸發(fā)器斷電,馬達(dá)停止運(yùn)動(dòng),周而復(fù)始,這就是石英表工作的原理。
機(jī)械表的原理也不復(fù)雜,機(jī)械表內(nèi)有一個(gè)卷曲的法條,當(dāng)你上勁的時(shí)候,法條被擰緊,法條趨向松開(kāi)的彈性勢(shì)能就是手表的驅(qū)動(dòng)力。法條松開(kāi)的過(guò)程就是手表走動(dòng)的過(guò)程,但是為了計(jì)時(shí),不能讓發(fā)條持續(xù)的松開(kāi),而是需要一個(gè)裝置,這個(gè)裝置就是擒縱機(jī)構(gòu),我不解釋具體的結(jié)構(gòu),因?yàn)橛谜Z(yǔ)言很難表達(dá),但是我可以說(shuō)清楚這個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理,其實(shí)很簡(jiǎn)單,就如其名字,一擒一縱而已,這個(gè)機(jī)構(gòu)能夠每隔一定的時(shí)間松開(kāi)一次(就是縱),讓發(fā)條走一下,然后再卡死,讓發(fā)條無(wú)法走時(shí)(就是擒),例如讓法條走一下,花了0.1秒,再卡死發(fā)條0.4秒,那么,一個(gè)周期就是0.5秒,秒針走半格,周而復(fù)始,這就是機(jī)械表的原理。另外說(shuō)一句,機(jī)械表每小時(shí)完成擒縱周期的次數(shù),就是機(jī)械表的頻率。