什么是钟表

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什么是钟表

钟表

现代钟表的原动力有机械力和电力两种。机械钟表是一种用重锤或弹簧的释放能量为动力，推动一系列齿轮运转，借擒纵调速器调节轮系转速，以指针指示时刻和计量时间的计时器；电子钟表是一种用电能为动力，液晶显示数字式和石英指针式的计时器。

钟表工具

钟表常用工具主要为以下4种

1．钟表校表仪，校表仪是维修机械手表必不可少的一种检测仪器。它主要用来测定钟表的走时快慢。纸带记录式校表仪还可以根据记录线条的形状检查出手表工作中的缺陷，以此判定故障的原因。校表仪的种类很多，有数字显示式的，也有纸带记录式的。纸带记录式叉可分为两种：一种是记录图形（即线条），另一种是记录数字。维修时以采用记录图形式为宜。校表时将被测手表放在微音器8上，柄头应置于固定夹里，再用活动叉夹紧手表。转动微音器盒，可以测出手表六个不同位置的瞬时日差值。

2．钟表振幅仪机械，钟表的振幅一般在振幅仪上测定。振幅仪分为指针式、光点式和数字式三种。主要有瑞士格林那厂生产的指针式振幅仪AMPLIMETER。由于振幅仪的设计原理与表机的摆轮全升角有关，而摆轮全升角是在设计机心时确定下来的参数，不同型号的机心，其摆轮全升角的数值是不同的。机械表机心的摆轮全升角参数数值都是不同的，以便测振幅时选用。如果事先规定好被测机心的振幅在200。-280。的范围内为合格，那么当指针进入此范围时，指示灯3便亮了。测量范围的选择是通过调节振幅仪顶部的A、B、c三个调节器实现的。

3．钟表视显微镜，体视显微镜俗称双管显微镜。它是一种育立体感觉的显微镜。放大倍数一般可在4～100倍范围内变化，其间有10挡。利用体视显微镜，可以放大石英表机心及其零件，以便仔细观察。一般情况下戴寸镜修表就可以了，但是寸镜的放大倍数有限。由零件毛刺引起的停表，或零件与零件之间似蹭非蹭所造成的停表，以及零件的密损缺陷等，有时用寸镜是不易观察到的，若在体视显微镜下观察，其原因便一目了然。另外，对于修理不熟悉的机心，事先在体视显微镜下，了解机心各部分的结构也是有必要的。

4．钟表退磁器，无论在工作中，还是日常生活中，电器设备的应用都日趋广泛。电气设备工作时不可避免地要产生磁场。当手表接近强度较大的磁场时，瑞士手表零件就会不同程度地被磁化。磁化后的机械手表一般都走快。当磁场强度继续增加，被磁化的游丝彼此黏结在一起时，手表便停走了。一旦发现机械手表带了磁，就必须在退磁器上进行退磁。

钟表历史

中国古代有日晷、水钟、火钟、铜壶滴漏等，这只能算是古人的计时器。没有嘀嗒嘀嗒的钟表声，都不能称作钟表。到了1090年，北宋宰相苏颂主持建造了一台水运仪象台，能报时打钟，它的结构已近似于现代钟表的结构，可称为钟表的鼻祖。每天仅有一秒的误差。而且，它有擒纵器，正是擒纵器工作时能发出嘀嗒嘀嗒的声音。这就是钟表与计时器的区别。国际钟表界都把擒纵器视为钟表的心脏。在瑞士，有一本世界钟表界的权威书刊上写到：“现代机械钟表中使用的擒纵器源自中国古代苏颂的发明。”宋代，科学家苏颂又发明了“天球仪”，英国著名科技史家李约瑟的书中，记载：“苏颂把钟表机械和天文观察仪器结合以来，在原理上已经完全成功，他比罗伯特·胡克先行了六个世纪，比方和斐与胡克同被西方认为是天文钟表的发明人先行七个半世纪。”12世纪以后，中国钟表技术传入欧洲，欧洲人才造出钟表，可以说是中国人开创了人类钟表史，并影响了后来西方钟表的进展。

1283年在英格兰的修道院出现史上首座以砝码带动的机械钟。13世纪意大利北部的僧侣开始建立钟塔（或称钟楼），其目的是提醒人祷告的时间。

16世纪中在德国开始有桌上的钟。那些钟只有一支针，钟面分成四部分，使时间准确至最近的15分钟。17世纪，逐渐出现了钟摆和法条。它运转的精度得到了很大的提高。乔万尼·德·丹第被誉为欧洲的钟表之父。他用了16年的时间制造出一台功能齐全的钟，被称为宇宙浑天仪，它能够表示出天空中一些行星的运行轨迹，还可以对宗教节日和每天的时间有所反映，它于1364年开始被使用。丹第制造的钟并不是欧洲的第一台钟。据说，欧洲第一台能报时的钟是1335年于米兰制成的。

1657年，惠更斯发现摆的频率可以计算时间，造出了第一个摆钟。1670年英国人威廉·克莱门特（William Clement）发明锚形擒纵器。1695年，英国汤姆平发明了工字轮擒纵机构。后来，同国的格雷厄姆发明了静止式擒纵机构。1728到1759年，航海钟问世。1765年，自由锚式擒纵机构诞生。1797年，美国人伊莱·特里（Eli Terry）获得一个钟的专利权。他被视为美国钟表业的始祖。1840年，英国的钟表匠贝恩发明了电钟。1946年，美国的物理学家利比博士弄清楚了原子钟的原理。于两年后，创造出了世界上第一座原子钟，原子钟至今也是最先进的钟。它的运转是借助铯、氨原子的天然振动而完成的，它可以在300年内都能准确运转，误差十分小。18到19世纪，钟表制造业逐步实行了工业化生产。20世纪，开始进入石英化时期。

钟表发展

世界钟表工业的发展

沙漏

公元1300年以前，人类主要是利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。例如，日晷是利用日影的方位计时；漏壶和沙漏是利用水流和沙流的流量计时。东汉张衡制造漏水转浑天仪，用齿轮系统把浑象和计时漏壶联结起来，漏壶滴水推动浑象均匀地旋转，一天刚好转一周，这是最早出现的机械钟。北宋元祜三年(1088)苏颂和韩公廉等创制水运仪象台，已运用了擒纵机构。1350年，意大利的丹蒂制造出第一台结构简单的机械打点塔钟，日差为15～30分钟,指示机构只有时针；1500～1510年，德国的亨莱思首先用钢发条代替重锤，创造了用冕状轮擒纵机构的小型机械钟；1582年前后，意大利的伽利略发明了重力摆；1657年，荷兰的惠更斯把重力摆引入机械钟，创立了摆钟。

1660年英国的胡克发明游丝，并用后退式擒纵机构代替了冕状轮擒纵机构；1673年，惠更斯又将摆轮游丝组成的调速器应用在可携带的钟表上；1675年，英国的克莱门特用叉瓦装置制成最简单的锚式擒纵机构，这种机构一直沿用在简便摆锤式挂钟中。1695年，英国的汤姆平发明工字轮擒纵机构；1715年，英国的格雷厄姆又发明了静止式擒纵机构，弥补了后退式擒纵机构的不足，为发展精密机械钟表打下了基础；1765年，英国的马奇发明自由锚式擒纵机构，即现代叉瓦式擒纵机构的前身；1728～1759年，英国的哈里森制造出高精度的标准航海钟；1775～1780年，英国的阿诺德创造出精密表用擒纵机构。18～19世纪，钟表制造业已逐步实现工业化生产，并达到相当高的水平。20世纪，随着电子工业的迅速发展，电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表、数字式石英电子钟表相继问世，钟表的日差已小于0.5秒，钟表进入了微电子技术与精密机械相结合的石英化新时期。

有关钟表的演变（在钟表的演变上添上二笔！）大致可以分为三个演变阶段，那就是：

一、从大型钟向小型钟演变。

二、从小型钟向袋表过渡。

三、从袋表向腕表发展。每一阶段的发展都是和当时的技术发明分不开的。

出现第四个演变：由顺时针计时改变为逆时针计时。1088年，宋朝的科学家苏颂和韩工廉等人制造了水运仪象台，它是把浑仪、浑象和机械计时器组合起来的装置。它以水力作为动力来源，具有科学的擒纵机构，高约12米，七米见方，分三层：上层放浑仪，进行天文观测；中层放浑象，可以模拟天体作同步演示；下层是该仪器的心脏，计时、报时、动力源的形成与输出都在这一层中。虽然几十年后毁于战乱，但它在世界钟表史上具有极其重要的意义。由此，中国著名的钟表大师、古钟表收藏家矫大羽先生提出了“中国人开创钟表史”的观点。

14世纪在欧洲的英、法等国的高大建筑物上出现了报时钟，钟的动力来源于用绳索悬挂重锤，利用地心引力产生的重力作用。15世纪末、16世纪初出现了铁制发条，使钟有了新的动力来源，也为钟的小型化创造了条件。1583年，意大利人伽利略建立了著名的等时性理论，也就是钟摆的理论基础。

1656 年，荷兰的科学家惠更斯应用伽利略的理论设计了钟摆，第二年，在他的指导下年轻钟匠S.Coster制造成功了第一个摆钟。1675年，他又用游丝取代了原始的钟摆，这样就形成了以发条为动力、以游丝为调速机构的小型钟，同时也为制造便于携带的袋表提供了条件。

18世纪期间发明了各种各样的擒纵机构，为袋表的进一步产生与发展奠定了基础。英国人George Graham在1726年完善了工字轮擒纵机构，它和之前发明的垂直放置的机轴擒纵机构不同，所以使得袋表机芯相对变薄。另外，1757年左右英国人 Thomas Mudge发明了叉式擒纵机构，进一步提高了袋表计时的精确度。这期间一直到19世纪产生了一大批钟表生产厂家，为袋表的发展做出了贡献。19世纪后半叶,在一些女性的手镯上装上了小袋表,作为装饰品。那时人们只是把它看成是一件首饰，还没有完全认识到它的实用价值。直到人类历史进入20世纪，随着钟表制作工艺水平的提高以及科技和文明的巨大变革，才使得腕表地位的确立有了可能。

20世纪初，护士为了掌握时间就把小袋表挂在胸前，人们已经很注重它的实用性，要求方便、准确、耐用。尤其是第一次世界大战的爆发，袋表已经不能适应作战军人的需要，腕表的生产成为大势所趋。1926年，劳力士表厂制成了完全防水的手表表壳，获得专利并命名为oyster，第二年，一位勇敢的英国女性Mercedes Gleitze佩带着这种表完成了个人游泳横渡英伦海峡的壮举。这一事件也成为钟表历史上的重要转折点。从那以后，许多新的设计和技术也被应用在腕表上，成为真正意义上的带在手腕上的计时工具。紧接着的二战使腕表的生产量大幅度增加，价格也随之下降，使普通大众也可以拥有它。腕表的年代到来了！

我国钟表工业的发展

从中国水运仪像台的发明到现在各国都在研制的原子钟这几百年的钟表演变过程中，我们可以看到：各个不同时期的科学家和钟表工匠用他们的聪明的智慧和不断的实践融合成了一座时间的隧道，同时也为我们勾勒了一条钟表文化和科技发展的轨迹。 关于中国的钟表史,得从三干多年前说起，中国祖先最早发明了用土和石片刻制成的“土圭”与“日规”两种计时器，成为世界上最早发明计时器的国家之一。到了铜器时代，计时器又有了新的发展，用青铜制的“漏壶”取代了“土圭”与“日规”。东汉元初四年张衡发明了世界第一架“水运浑象”，此后唐高僧一行等人又在此基础上借鉴改进发明了“水运浑天仪”、“水运仪象台”。至元明之时，计时器摆脱了天文仪器的结构形式，得到了突破性的新发展。元初郭守敬、明初詹希元创制了“大明灯漏”与“五轮沙漏”，采用机机械结构，并增添盘、针来指示时间，其机械的先进性便明显地显示出来，时间性电益见准确。

十九世纪末期，中国造钟工艺达到了一个崭新的水平。1875年由上海“美利华”作坊制造的南京钟，屏风式样，钟面镀金，镌刻花纹，以造型古朴典雅、民族风格鲜明和报时清脆、走时准确而闻名于海内外，曾于1903年在巴拿马国际博览会上获特别奖。我国近代机械制钟工业始于1915年。民族实业家李东山出资在烟台开办了中国时钟制造业的第一家钟厂—一烟台宝时造钟厂。并在1918年自制成功第一批座挂钟投放市场。1927年，烟台第二家造钟厂一一永康造钟公司开业。到1937年，烟台钟表工业已拥有6家企业和相当的生产规模。据1934年的统计，仅德顺兴、永康、慈业三家造钟厂已拥有职工1416人，拥有各类从德、英、法等国进口的生产设备149台，年生产座挂钟10.88万只。产品不仅销往华北、华东、东北、华南各大商埠，还销往新加坡、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、夏威夷等十多个国家和地区。

新中国成立后，我国钟表工业得到迅速发展，取得了令人瞩目的成绩。1955年由天津、上海试制出第一批国产手表。经过三十多年来不断地进行技术改造和技术改进，我国手表行业已形成具有相当生产能力和配套完整的工业体系。1988年手表产量达6700多万只，其中石英电子表2900多万只，手表产量居世界第四位。在品种方面，已成批生产机械男表、女表、日历表、双历表、自动表、怀表、秒表、数字式和指针式石英表等。在质量上，手表的走时精度已达到国际同类产品的水平，现较为出名的有东风、上海、宝石花、海鸥等牌号。 2009年，第一块逆时针钟表将在厦门试制成功。

近年来中国的钟表市场上出现了一种新的市场：网上市场。这个就是电子商务在传统行业中起到重大作用的一种表现方式，作为全球首个综合行业商业信息集合平台，汇聚各行各业的代销产品展销信息、代理项目招商信息、直销产品供应信息等。具有能同时服务于经销商、代理商、采购商的特点。生意家是经销商、代理商资源最多的网站。其中：展吧更适合代销产品展销，招商更适合代理项目招商，供应更适合产品批零直销具有广告传播功能，比阿里巴巴等b2b，具有更多的经销商、代理商，较百度等搜索引擎，则是分类信息丰富、销售和招商功能强，经销商、采购商多。

影响机械钟表计时精度的八大因素

机械手表的走时精度受到很多因素的影响，一般来说，主要是以下8大因素：

外部影响

就是来自钟表外部的各种影响，取决于钟表的工作环境。常采用的措施有：防震设计、防水设计、防磁设计、附加保护外壳等。精密航海钟上常采用万向节，使航海钟在颠簸中能够保持水平。

摩擦影响

摩擦力通常有正反两方面的作用，它有积极的一方面，如摩擦分轮、自动表发条与条盒间的摩擦、螺钉自锁等；另一方面，摩擦会导致传动效率的降低和零件的摩损，从而影响计时。常用的解决方法：改善润滑条件，根据不同的要求，选用不同的润滑油；采用宝石轴承或垫片；改善齿轮的齿面条件，包括采用科学的共轭齿形和提高表面光洁度等，但一般齿面无润滑（在这种情况下，润滑油粘性所产生的阻力可能高于摩擦力）。

调节摆轮

快慢针是一种便于校时的经济结构，但理论和实践都证实它会影响系统的等时性，也可能产生位差，这些计时误差随机性比较大，无法补偿或抵消。解决方法有：尽量减少内外快慢针间距；但最好的办法是没有快慢针，通过调节摆轮的惯量来调节快慢，如劳力士公司的Mircro stella调节系统。

擒纵机构

擒纵机构的影响主要是能量传递过程中对摆轮游丝系统产生的影响，摆轮游丝系统只有在自由震荡的情况下，才能维持固定的震荡频率，显然，擒纵机构的能量传递过程会影响震荡频率。理论表明，传递过程接近摆轮平衡点时，这种影响会减小。解决方法有：采用精密擒纵机构，如爪式擒纵机构，它的能量传递过程发生在平衡点附近，传冲的角度也非常小，影响也比较小，而且，它的单向传冲使摆轮游丝系统有更多的自由震荡空间（就这一点，其相对误差可减小一半！）。当然，瑞士杠杆式擒纵机构有工艺性好、易于调整的优点，是目前国际机械表的主流擒纵机构，但在设计中，应尽量减小传冲的角度。瑞士欧米茄公司为减小擒纵机构对计时基准的影响，推出了同轴擒纵机构，这是英国乔治·丹尼尔博士的发明，但从工作原理来看，它是杠杆式擒纵机构和爪式擒纵机构的混合物。

温度影响

温度的影响主要表现在两个方面：首先，温度变化会游丝的工作长度，同时改变摆轮的惯量，可直接影响到计时精度；其次，温度变化会影响润滑油的粘度，影响传动效率，从而影响计时。对此可以采取以下方法：采用开口双金属温度补偿摆轮游丝系统；采用特殊合金材料制作游丝和摆轮，使之在工作温度区（8°－38°）有一定的温度补偿；采用移动快慢针温度补偿。采用标准的润滑油，对于极限温度情况，如欧米茄的登月表，采用无润滑或固体润滑。

磁场影响

磁场影响最大的游丝，可改变其弹性模量，也使游丝在磁场的作用下变形，产生附加应力，严重时，磁场可导致游丝粘连，严重影响走时。解决方法是：采用防磁材料。

游丝平衡

一般的荡框游丝，其重心随摆轮摆角的变化而变化，在重力作用下，它会产生位置误差。解决方法是：采用宝玑游丝，中心收缩，重心不随摆角改变；采用菲利普末端曲线的圆柱游丝并上下对称使用；采用直线游丝；历史上有人用过球形游丝，性能优越，但工艺性很差，很少实际应用。

摆轮平衡

摆轮元件的平衡问题直接影响位元差，摆轮元件的静平衡是一个基本要求。如果在上述因素都比较理想，手表的走时又比较稳定，通过手表的动平衡，可综合改善走时性能。有一种非常特别的方法：原理是当摆轮摆幅达220度时，各种传递到摆轮上的冲力对频率无影响，曾有人采用安装在擒纵轮上的衡力机构，来控制摆幅在220附近，这也不失为一种方法。

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