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鐘和表的統稱。鐘和表都是計量和指示時間的精密儀器。
鐘和表通常是以內機的大小來區別的。按國際慣例,機心直徑超過50毫米、厚度超過12毫米的為鐘;直徑37~50毫米、厚度4~6毫米者,稱為懷錶;直徑37毫米以下為手錶;直徑不大於20毫米或機心面積不大於314平方毫米的,稱為女表。手錶是人類所發明的最小、最堅固、最精密的機械之一。
現代鐘錶的原動力有機械力和電力兩種。機械鐘錶是一種用重錘或彈簧的釋放能量為動力,推動一係列齒輪運轉,藉擒縱調速器調節輪係轉速,以指針指示時刻和計量時間的計時器;電子鐘錶是一種用電能為動力,液晶顯示數字式和石英指針式的計時器。 |
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原始人憑天空顔色的變化、太陽的光度來判斷時間。古埃及發現影子長度會隨時間改變,發明日晷在早上計時,他們亦發現水的流動需要的時間是固定的,因此發明了水鐘。古代中國人亦有以水來計時的工具——銅壺滴漏,他們亦會用燒香計時。將香橫放,上面放上連有鋼珠的繩子,有報時功能。
1283年在英格蘭的修道院出現史上首座以砝碼帶動的機械鐘。
13世紀意大利北部的僧侶開始建立鐘塔(或稱鐘樓),其目的是提醒人禱告的時間。
16世紀中在德國開始有桌上的鐘。那些鐘衹有一支針,鐘面分成四部分,使時間準確至最近的15分鐘。
1657年,惠更斯發現擺的頻率可以計算時間,造出了第一個擺鐘。1670年英國人威廉·剋萊門特(William Clement)發明錨形擒縱器。
1797年,美國人伊萊·特裏(Eli Terry)獲得一個鐘的專利權。他被視為美國鐘錶業的始祖。 |
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公元1300年以前,人類主要是利用天文現象和流動物質的連續運動來計時。例如,日晷是利用日影的方位計時;漏壺和沙漏是利用水流和沙流的流量計時。
東漢張衡製造漏水轉渾天儀,用齒輪係統把渾象和計時漏壺聯結起來,漏壺滴水推動渾象均勻地旋轉,一天剛好轉一周,這是最早出現的機械鐘。北宋元祜三年(1088)蘇頌和韓公廉等創製水運儀象臺,已運用了擒縱機構。
1350年,意大利的丹蒂製造出第一臺結構簡單的機械打點塔鐘,日差為15~30分鐘,指示機構衹有時針;1500~1510年,德國的亨萊思首先用鋼發條代替重錘,創造了用冕狀輪擒縱機構的小型機械鐘;1582年前後,意大利的伽利略發明了重力擺;1657年,荷蘭的惠更斯把重力擺引入機械鐘,創立了擺鐘。
1660年英國的鬍剋發明遊絲,並用後退式擒縱機構代替了冕狀輪擒縱機構;1673年,惠更斯又將擺輪遊絲組成的調速器應用在可攜帶的鐘錶上;1675年,英國的剋萊門特用叉瓦裝置製成最簡單的錨式擒縱機構,這種機構一直沿用在簡便擺錘式挂鐘中。
1695年,英國的湯姆平發明工字輪擒縱機構;1715年,英國的格雷厄姆又發明了靜止式擒縱機構,彌補了後退式擒縱機構的不足,為發展精密機械鐘錶打下了基礎;1765年,英國的馬奇發明自由錨式擒縱機構,即現代叉瓦式擒縱機構的前身;1728~1759年,英國的哈裏森製造出高精度的標準航海鐘;1775~1780年,英國的阿諾德創造出精密表用擒縱機構。
18~19世紀,鐘錶製造業已逐步實現工業化生産,並達到相當高的水平。20世紀,隨着電子工業的迅速發展,電池驅動鐘、交流電鐘、電機械表、指針式石英電子鐘錶、數字式石英電子鐘錶相繼問世,鐘錶的日差已小於0.5秒,鐘錶進入了微電子技術與精密機械相結合的石英化新時期
有關鐘錶的演變(在鐘錶的演變上添上二筆!!!)大致可以分為三個演變階段,那就是:
一、從大型鐘嚮小型鐘演變。
二、從小型鐘嚮袋表過渡。
三、從袋表嚮腕表發展。每一階段的發展都是和當時的技術發明分不開的。
出現第四個演變:由順時針計時改變為逆時針計時。
1088年,宋朝的科學家蘇頌和韓工廉等人製造了水運儀象臺,它是把渾儀、渾象和機械計時器組合起來的裝置。它以水力作為動力來源,具有科學的擒縱機構,高約12米,七米見方,分三層:上層放渾儀,進行天文觀測;中層放渾象,可以模擬天體作同步演示;下層是該儀器的心髒,計時、報時、動力源的形成與輸出都在這一層中。雖然幾十年後毀於戰亂,但它在世界鐘錶史上具有極其重要的意義。由此,中國著名的鐘錶大師、古鐘錶收藏傢矯大羽先生提出了“中國人開創鐘錶史”的觀點。
14世紀在歐洲的英、法等國的高大建築物上出現了報時鐘,鐘的動力來源於用繩索懸挂重錘,利用地心引力産生的重力作用。15世紀末、16世紀初出現了鐵製發條,使鐘有了新的動力來源,也為鐘的小型化創造了條件。1583年,意大利人伽利略建立了著名的等時性理論,也就是鐘擺的理論基礎。
1656 年,荷蘭的科學家惠更斯應用伽利略的理論設計了鐘擺,第二年,在他的指導下年輕鐘匠S.Coster製造成功了第一個擺鐘。1675年,他又用遊絲取代了原始的鐘擺,這樣就形成了以發條為動力、以遊絲為調速機構的小型鐘,同時也為製造便於攜帶的袋表提供了條件。
18世紀期間發明了各種各樣的擒縱機構,為袋表的進一步産生與發展奠定了基礎。英國人George Graham在1726年完善了工字輪擒縱機構,它和之前發明的垂直放置的機軸擒縱機構不同,所以使得袋表機芯相對變薄。另外,
1757年左右英國人 Thomas Mudge發明了叉式擒縱機構,進一步提高了袋表計時的精確度。這期間一直到19世紀産生了一大批鐘錶生産廠傢,為袋表的發展做出了貢獻。19世紀後半葉,在一些女性的手鐲上裝上了小袋表,作為裝飾品。那時人們衹是把它看成是一件首飾,還沒有完全認識到它的實用價值。直到人類歷史進入20世紀,隨着鐘錶製作工藝水平的提高以及科技和文明的巨大變革,纔使得腕表地位的確立有了可能。
20世紀初,護士為了掌握時間就把小袋表挂在胸前,人們已經很註重它的實用性,要求方便、準確、耐用。尤其是第一次世界大戰的爆發,袋表已經不能適應作戰軍人的需要,腕表的生産成為大勢所趨。1926年,勞力士表廠製成了完全防水的手錶表殼,獲得專利並命名為oyster,第二年,一位勇敢的英國女性Mercedes Gleitze佩帶着這種表完成了個人遊泳橫渡英倫海峽的壯舉。這一事件也成為鐘錶歷史上的重要轉折點。從那以後,許多新的設計和技術也被應用在腕表上,成為真正意義上的帶在手腕上的計時工具。緊接着的二戰使腕表的生産量大幅度增加,價格也隨之下降,使普通大衆也可以擁有它。腕表的年代到來了!
從中國水運儀像臺的發明到現在各國都在研製的原子鐘這幾百年的鐘錶演變過程中,我們可以看到,各個不同時期的科學家和鐘錶工匠用他們的聰明的智慧和不斷的實踐融合成了一座時間的隧道,同時也為我們勾勒了一條鐘錶文化和科技發展的軌跡。 關於中國的鐘錶史,得從三幹多年前說起,中國祖先最早發明了用土和石片刻製成的“土圭”與“日規”兩種計時器,成為世界上最早發明計時器的國傢之一。到了銅器時代,計時器又有了新的發展,用青銅製的“漏壺”取代了“土圭”與“日規”。東漢元初四年張衡發明了世界第一架“水運渾象”,此後唐高僧一行等人又在此基礎上藉鑒改進發明了“水運渾天儀”、“水運儀象臺”。至元明之時,計時器擺脫了天文儀器的結構形式,得到了突破性的新發展。元初郭守敬、明初詹希元創製了“大明燈漏”與“五輪沙漏”,采用機機械結構,並增添盤、針來指示時間,其機械的先進性便明顯地顯示出來,時間性電益見準確。
十九世紀末期,中國造鐘工藝達到了一個嶄新的水平。1875年由上海“美利華”作坊製造的南京鐘,屏風式樣,鐘面鍍金,鎸刻花紋,以造型古樸典雅、民族風格鮮明和報時清脆、走時準確而聞名於海內外,曾於1903年在巴拿馬國際博覽會上獲特別奬。中國手錶是1955年由天津、上海先後試製出來的。現較為出名的有東風、上海、寶石花、海鷗等牌號。
2009年,第一塊逆時針鐘錶將在廈門試製成功。 |
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鐘錶的應用範圍很廣,品種甚多,可按振動原理、結構和用途特點分類。按振動原理可分為利用頻率較低的機械振動的鐘錶,如擺鐘、擺輪鐘等;利用頻率較高的電磁振蕩和石英振蕩的鐘錶,如同步電鐘、石英鐘錶等;按結構特點可分為機械式的,如機械鬧鐘、自動、日曆、雙歷、打簧等機械手錶;電機械式的,如電擺鐘、電擺輪鐘錶等;電子式的,如擺輪電子鐘錶、音叉電子鐘錶、指針式和數字顯示式石英電子鐘錶 等。
機械鐘錶有多種結構形式,但其工作原理基本相同,都是由原動係、傳動係、擒縱調速器、指針係和上條撥針係等部分組成。
機械鐘錶利用發條作為動力的原動係 ,經過一組齒輪組成的傳動係來推動擒縱調速器工作;再由擒縱調速器反過來控製傳動係的轉速;傳動係在推動擒縱調速器的同時還帶動指針機構,傳動係的轉速受控於擒縱調速器,所以指針能按一定的規律在表盤上指示時刻 ;上條撥針係是上緊發條或撥動指針的機件。
此外,還有一些附加機構,可增加鐘錶的功能,如自動上條機構、日曆(雙歷)機構、鬧時裝置、月相指示和測量時段機構等。
原動係是儲存和傳遞工作能量的機構,通常由條盒輪、條盒蓋、條軸、發條和發條外鈎組成。發條在自由狀態時是一個蠃旋形或 S形的彈簧,它的內端有一個小孔,套在條軸的鈎上。它的外端通過發條外鈎,鈎在條盒輪的內壁上。上條時,通過上條撥針係使條軸旋轉將發條捲緊在條軸上。發條的彈性作用使條盒輪轉動,從而驅動傳動係。
傳動係是將原動係的能量傳至擒縱調速器的一組傳動齒輪,它是由二輪(中心輪)、三輪(過輪)、四輪(秒輪)和擒縱輪齒軸組成,其中 輪片是主動齒輪,齒軸是從動齒輪。鐘錶傳動係的齒形絶大部分是根據理論擺綫的原理,經過修正而製作的修正擺綫齒形。
擒縱調速器是由擒縱機構和振動係統兩部分組成,它依靠振動係統的周期性震動,使擒縱機構保持精確和規律性的間歇運動,從而取得調速作用。叉瓦式擒縱機構是應用最廣的一種擒縱機構。它由擒縱輪、擒縱叉、雙圓盤和限位釘等組成。它的作用是把原動係的能量傳遞給振動係統,以便維持振動係統作等幅振動,並把振動係統的振動次數傳遞給指示機構,達到計量時間的目的。
振動係統主要由擺輪、擺軸、遊絲、活動外樁環、快慢針等組成。遊絲的內外端分別固定在擺軸和擺夾板上;擺輪受外力偏離其平衡位置開始擺動時,遊絲便被扭轉而産生位能,稱為恢復力矩。擒縱機構完成前述兩動作的過程 ,振動係在遊絲位能作用下,進行反方向擺動而完成另半個振動周期,這就是機械鐘錶在運轉時擒縱調速器不斷和重複循環工作的原理。
上條撥針係的作用是上條和撥針。它由柄頭、柄軸、 立輪、離合輪、離合桿、離合桿簧、拉檔、壓簧、撥針輪、跨輪、時輪、分輪、大鋼輪、小鋼輪、棘爪、棘爪簧等組成。
上條和撥針都是通過柄頭部件來實現的。上條時,立輪和離合輪處於嚙合狀態,當轉動柄頭時,離合輪帶動立輪,立輪又經小鋼輪和大鋼輪,使條軸捲緊發條。棘爪則阻止大鋼輪逆轉。撥針時,拉出柄頭,拉檔在拉檔軸上旋轉並推動離合桿,使離合輪與立輪脫開,與撥針輪嚙合。此時轉動柄頭便撥針輪通過跨輪帶動時輪和分輪,達到校正時針和分針的目的。
鐘錶要求走時準確,穩定可靠。但一些內部因素和外界環境條件都會影響鐘錶的走時精度。內部因素包括各組成係統的結構設計、工作性能、選用材料、加工工藝和裝配質量等。例如,發條力矩的穩定性,傳動係工作的平穩性,擒縱調速器的準確性等都影響走時精度。
外界環境條件包括溫度、磁場、濕度、氣壓、震動、碰撞、使用位置等。例如,溫度變化會引起鐘錶內潤滑油和擺輪遊絲性能的變化,從而引起走時性能的變化;環境的磁場強度大於60奧斯特時,會引起部分零件磁化而走慢;濕度大會引起部分零件氧化和腐蝕 等等。 |
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機械手錶的走時精度受到很多因素的影響,一般來說,主要是以下8大因素:
外部影響
就是來自鐘錶外部的各種影響,取决於鐘錶的工作環境。常采用的措施有:防震設計、防水設計、防磁設計、附加保護外殼等。精密航海鐘上常采用萬嚮節,使航海鐘在顛簸中能夠保持水平。
摩擦力
摩擦力通常有正反兩方面的作用,它有積極的一方面,如摩擦分輪、自動表發條與條盒間的摩擦、蠃釘自鎖等;另一方面,摩擦會導致傳動效率的降低和零件的摩損,從而影響計時。常用的解决方法:改善潤滑條件,根據不同的要求,選用不同的潤滑油;采用寶石軸承或墊片;改善齒輪的齒麵條件,包括采用科學的共軛齒形和提高表面光潔度等,但一般齒面無潤滑(在這種情況下,潤滑油粘性所産生的阻力可能高於摩擦力)。
快慢針
快慢針是一種便於校時的經濟結構,但理論和實踐都證實它會影響係統的等時性,也可能産生位差,這些計時誤差隨機性比較大,無法補償或抵消。解决方法有:盡量減少內外快慢針間距;但最好的辦法是沒有快慢針,通過調節擺輪的慣量來調節快慢,如勞力士公司的Mircro stella調節係統。
擒縱機構
擒縱機構的影響主要是能量傳遞過程中對擺輪遊絲係統産生的影響,擺輪遊絲係統衹有在自由震蕩的情況下,才能維持固定的震蕩頻率,顯然,擒縱機構的能量傳遞過程會影響震蕩頻率。理論表明,傳遞過程接近擺輪平衡點時,這種影響會減小。解决方法有:采用精密擒縱機構,如爪式擒縱機構,它的能量傳遞過程發生在平衡點附近,傳衝的角度也非常小,影響也比較小,而且,它的單嚮傳衝使擺輪遊絲係統有更多的自由震蕩空間(就這一點,其相對誤差可減小一半!)。當然,瑞士杠桿式擒縱機構有工藝性好、易於調整的優點,是目前國際機械表的主流擒縱機構,但在設計中,應盡量減小傳衝的角度。瑞士歐米茄公司為減小擒縱機構對計時基準的影響,推出了同軸擒縱機構,這是英國喬治·丹尼爾博士的發明,但從工作原理來看,它是杠桿式擒縱機構和爪式擒縱機構的混合物。
溫度影響
溫度的影響主要表現在兩個方面:首先,溫度變化會遊絲的工作長度,同時改變擺輪的慣量,可直接影響到計時精度;其次,溫度變化會影響潤滑油的粘度,影響傳動效率,從而影響計時。對此可以采取以下方法:采用開口雙金屬溫度補償擺輪遊絲係統;采用特殊合金材料製作遊絲和擺輪,使之在工作溫度區(8°-38°)有一定的溫度補償;采用移動快慢針溫度補償。采用標準的潤滑油,對於極限溫度情況,如歐米茄的登月表,采用無潤滑或固體潤滑。
磁場
磁場影響最大的遊絲,可改變其彈性模量,也使遊絲在磁場的作用下變形,産生附加應力,嚴重時,磁場可導致遊絲粘連,嚴重影響走時。解决方法是:采用防磁材料。
遊絲平衡
一般的蕩框遊絲,其重心隨擺輪擺角的變化而變化,在重力作用下,它會産生位置誤差。解决方法是:采用寶璣遊絲,中心收縮,重心不隨擺角改變;采用菲利普末端麯綫的圓柱遊絲並上下對稱使用;采用直綫遊絲;歷史上有人用過球形遊絲,性能優越,但工藝性很差,很少實際應用。
擺輪平衡
擺輪元件的平衡問題直接影響位元差,擺輪元件的靜平衡是一個基本要求。
如果在上述因素都比較理想,手錶的走時又比較穩定,通過手錶的動平衡,可綜合改善走時性能。有一種非常特別的方法:原理是當擺輪擺幅達220度時,各種傳遞到擺輪上的衝力對頻率無影響,曾有人采用安裝在擒縱輪上的衡力機構,來控製擺幅在220附近,這也不失為一種方法。 |
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百達翡麗:貴族的標志
鐘錶愛好者貴族的標志是擁有一塊百達翡麗表,高貴的藝術境界與昂貴的製作材料塑造百達翡麗經久不衰的品牌效應。
寶璣:現代製表之父
世界歷史名人如法王路易十六,法國王後瑪麗·安東尼,沙皇亞歷山大一世,英國維多利亞女王,英國首相邱吉爾...雖然彼此並不處於同一時期,但是都有一個共同的聯繫,那就是都為寶璣表的鐘愛者。
萬國:機械製造 品質超凡
美國波士頓工程師佛羅倫汀·瓊斯實現了他的新穎構想━以機械取代部份人工製造出更精確的零件,而後由一流的表師裝配成品質超凡的表:萬國表。
愛彼:堅持百年傳統
愛彼表在每一隻表後刻上製造者的名字,以示負責保證。為維持瑞士作為鐘錶王國的美譽不墜,並堅持以"老師傅的一雙手"來打造手錶的傳統,百年如一日!
卡地亞:上流社會的寵物
卡地亞傢族在19世紀中葉已是聞名遐邇的法國珠寶金銀首飾製造名傢,自從1904年為老朋友山度士而製造的金表一跑打響後,一直是上流社會的寵物,歷久不衰。
勞力士:手錶領域中的霸主
勞力士表最初的標志為一隻伸開五指的手掌,它表示該品牌的手錶完全是靠手工精雕細琢的。以後纔逐漸演變為皇冠的註册商標,以示其在手錶領域中的霸主地位。
江詩丹頓:貴族的藝術品
江詩丹頓每年僅僅生産2萬多衹表,是貴族的藝術品。不管在過去在今天,江詩丹頓始終在瑞士製表業史上擔當關鍵的角色。
伯爵:值得欣賞的至尊之寶
伯爵表為表中後起之秀,是今天無數望族富婆趨之若鶩的頂級表。發展至今的伯爵表無論造型,色彩均洋溢着現代派的主流氣息。
積傢:創造"吉尼斯紀錄"
積傢公司創始人是一位能工巧匠,他發明了能夠將測量的準確度精確到1/1000毫米的"微米儀",使鐘錶零件的加工精度大大提高。
歐米茄:成就與完美的代表
配戴歐米茄手錶代表成就與完美,歐米茄這個鐘錶業與廣告業都聞名的名字源於希臘字母(omega),始於1848年,深受品味人士喜愛。
ARMANI:突破陽剛與陰柔的界綫
在兩性性別越趨混淆的年代,服裝不再是絶對的男女有別,GIORGIO ARMANI即是打破陽剛與陰柔的界綫,引領女裝邁嚮中性風格的設計師之一 |
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zhongbiao
鐘錶
watch and clock
鐘和表的統稱。鐘和表都是計量和指示時間的儀器。它們的區別在於使用方式和機芯尺寸不同。通常置於某個位置使用的稱鐘,攜帶於人身上使用的稱表。按國際慣例,機芯直徑小於50mm、厚度小於12mm的稱表,大於這個尺寸的稱鐘。按結構和所用能源,鐘錶一般可分為機械鐘錶、電子鐘錶以及電機械鐘、光電鐘、溫差鐘、原子鐘等。其中以機械鐘錶和電子鐘錶中的石英電子鐘錶使用最廣。
(劉作)
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- n.: horologe, timekeeper, watch, put forward, be three minutes out, clocks and watches
- adj.: digital, fast, slow
- adv.: back
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- n. horloges et montres, horlogerie
- n. horloges et montres / horlogerie
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