A. 有关于钟表的原理和发展史
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,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,他找到了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。
”之后,他又在英国着名科技史家李约瑟的一本书中,找到了他的一段话:“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。
”由于矫大羽知道擒纵器在钟表发明中所占的决定性作用,他在实地考察和查找了大量有关水运仪象台的资料后,翻阅了苏颂所着的《新仪象法要》一书,并找到了西方权威人士的话作为旁证,大胆断言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。
钟表的起源
古代人生活简单,除了饮食渔猎制造工具之外别无所事,所以日出而作,日落而息氏顷,用不着争取时间。
进而人类群居有了交易的时候,也不过是‘日中为市,交易而退’。
后来人事渐繁,尤其是农业兴起后,人类逐渐体会时间的重要性。
时间观念随着人类文明程度而有所不同,从早期的“立竿见影”到用圭表或日晷来测度时间,到要求准确时间的测度,而发明了“漏刻”到了后期发明水钟(water clock),以滴水增加重量推动轴杆或使齿轮运转,十一世纪正式才有机械钟,机械钟是以重锤代水为动力推动齿轮运转的钟。
表的发明传说为十六世纪纽伦堡(德国北部工业首府)的锁匠所制作出和鸡蛋一样大小,因此有“纽伦堡蛋”之称,此表零件自身即含有动力,完全是用手工作成的,随制随改进,所以制造出来的每件都是不相同的样式。
瑞士钟表
瑞士号称“钟表王国”,它的钟表业独霸全球达二个半世纪之久,至今仍坐稳了世界同行的头把椅。
瑞士的钟表业起源于以日内瓦为中心的法、瑞边境侏儒山脉山谷与盆地间的小村与城镇之中,早在15世纪日内瓦的珠宝匠以及金匠便开始制造钟表。
1601年1月20日,日内瓦当局正式批准成立了世界上第一个钟表行业公会,当时的日内瓦大约只有三百多钟表技工,年产钟表约五千只,到了18世纪中,大批的钟表匠聚集到日内瓦,他们往往在临街的底楼开店招揽顾客,在顶楼的安静处制造和修理钟表,到了19世纪中,日内瓦不仅成了全瑞士的钟表制造中心,而且还成为全欧洲同行们的领袖。
日内瓦依靠钟表兴旺发达的经验,启发了侏儒山脉深处的农夫、牧民,他们也开始造起了齿轮、弹簧、发条。
当地一些青年不惜花费十年甚至数十年的时间去日内瓦等城市学习,再返回家乡开设自己的手工作坊,他们互相分工合作,立志造出世界上旅核州质量最好的零件,装配出最复杂、精密的钟表,
瑞士钟表业真正面临严重挑战发生在19世纪至20世纪之交,随着工业革命的深入,美国人发明的标准化大规模生产风靡全球似乎只有美式的那种大工厂才能赚到足够的利润,拆蔽并生存下去,但瑞士钟表小作坊最终还是找到了适应现代工业社会的生存方式,它是通过机芯、表带、表壳等专业零件公司的统一设计和大批量的生产,从而使钟表昂贵的价值降到一般消费者能的承受的地步,再加上那些技艺高超的工匠以及风格独特的小型钟表厂,把买来的零件自行加工改装,订制成特别的零件,这样瑞士钟表业就能和那些名表和谐地共存,而一向以大批量生产而来势汹汹的美国产手表,因为缺乏各个档次价位产品的支撑,在第二次世界大战以后的市场上变得无影无纵 。
B. 兰度手表怎么样
很不错,源自瑞士的偏中档品牌,只不过定价并没有那么高,走的就是学生、时尚风,质量还是很不错的。
兰度是一个敢于创新的手表品牌,创新理念不只体现在时尚的设计外观。在品牌LOGO的设计上也是第一个在传统手表品牌的规则图形与字母组合的LOGO上的超越,并大胆使用了花朵元素。
这枚四瓣花的原型是Lan Taylor父亲最喜爱的长搜胡蠢寿花,既致敬经典工艺,也代表创新与时尚,花蕊部分则使世陪用了直线构做袜成的十字与方正图案,代表核心的严谨苛刻的工艺标准。
(2)德国钟表工匠为什么迁往瑞士扩展阅读:
兰度手表品牌诞生于闻名遐迩的瑞士小镇Interlaken,由创始人Lan Taylor于1963年12月20日创立。浪漫的法国城市Lanjan是Lan Taylor出生地。
当时制表业在法国刚刚萌芽,但18世纪到19世纪期间,瑞士制表业空前发展,于是身为制表工匠的父亲,为谋生计,带领家人一同迁往瑞士Interlaken。
创始人Lan Taylor 自13岁起,便跟随制表工匠的父亲做助手。到了17岁,他已经是拥有四年的助手经历,因此被瑞士表厂破格录用,并与父亲在同一制表厂工作。
C. 为什么一提到德国就会想到瑞士,这两个国家有什么联系吗
1.瑞士是德国的邻国 2.瑞士的官方语言是德语 3瑞士在机械制造方面和德国同样出色,尤其是军刀,钟表
D. 对欧洲工匠精神形成和发展产生广泛影响的是
C.基督教
对欧洲工匠精神形成和发展产生广泛影响的是( C )
A.东正教 B.伊斯兰教 C.基督教 D.佛教
E. 钟表发展历史
时钟是人类最早发明的物品之一,原因是需要持续量测时间间隔,有些自然的时间间隔(如日、闰月及年)可以用观测而得,较短的时间间隔就需要利用时钟。
数千年计时设备的原理也有大幅变化,日晷是利用在物体在一平面上影子的变化来计时,计算时间间隔的仪器也有许多种,包括最广为人知的沙漏。配合日晷的水钟可能是最早的计时仪器。
欧洲在1300年发明了擒纵器,后来也创作了第一个机械钟,可以利用像摆轮之类的振荡计时设备。发条驱动的时钟约在15世纪出现,钟表业约在15世纪至16世纪开始发展,1656年发明了摆钟。
因此在计时的准确性又进一步提升,当时因为航海导航对时间的精确性要求,也带动时钟可靠性及精确性的提升。电子时钟在1840年申请专利,二十世纪电子学的发展产生了可以完全不用机械机芯的时钟。
现在时钟内的计时元件是谐振子,一个会以固定精准频率振荡的物体,谐振子可能是单摆、音叉、石英晶体,或是原子在发射微波时电子的振荡。
类比型的时钟会用指针及角度表示时间,数位时钟则是用数字的方式表示,有两种时间表示法:十二小时制及二十四小时制。
大部分数位时钟都是用电子设备及液晶、LED及真空荧光显示器来显示时间。时钟功能也是现在电脑、手机的标准功能之一。
为了方便性、距离、电话或是失明人士的需求,有用声音报时的听觉时钟。为了盲人需求,也有用触摸方式可以感知其时间的盲人时钟,其中有些类似传统时间,但调整其设计,可以直接触摸表面得知时间,但又不会影响计时功能。计时技术也在持续演进之中。
(5)德国钟表工匠为什么迁往瑞士扩展阅读:
原始人凭天空颜色的变化、太阳的光度来判断时间。古埃及发现影子长度会随时间改变,发明日晷在早上计时,他们亦发现水的流动需要的时间是固定的,因此发明了水钟。古代中国人亦有以水来计时的工具——铜壶滴漏。
中国除了用水流来计时外,中国古代民间亦有利用燃点线香来计量时间。龙舟报时更香就是利用烧香来计时的仪器,它更设有定时响闹的作用。
龙舟上挂了数条两端系着金属球的幼线,线下放了燃着的香。每隔一段时间,香便会烧断一条线子,当金属球跌进下面的盛器时,便会发出报时响闹。这种烧香时计最早见于宋代的文献中。
用更香来计算时间的精度不高,但由于它简单易行,极之适合民间使用,所以曾经十分流行。据文献记载有些更香可燃烧一昼夜,有些甚至可以燃烧至一个月。
公元1088年,宋朝的科学家苏颂和韩工廉等人制造了史上首座以水力作自动化机械操作的水运仪象台,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,7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。
公元1276年,中国元代的郭守敬制成大明灯漏。它是利用水力驱动,通过齿轮系及相当复杂的凸轮结构,带动木偶进行“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙”的自动报时。
自宋起,十二时辰分初正即廿四小时系统,一刻即今天的十五分钟,其准确度较德国之桌钟早三百多年。
公元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(钟楼),其目的是提醒人祷告的时间。
公元1360年詹希元创制“五轮沙漏”,以齿轮、时刻盘合成。
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十五分钟。
公元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William Clement发明锚形擒纵器。
公元1797年,美国人伊莱·泰瑞获得一个钟的专利权。他被视为美国钟表业的始祖。
公元1840年,英国的钟表匠亚历山大·贝恩发明了电钟。
公元1946年,美国的物理学家伊西多·拉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、氢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。
21世纪,根据原子钟原理而研制的能自动对时的电波钟表技术逐渐成熟。
参考资料来源:网络——钟表
F. 从古代到现在的钟表的发展史
历史
原始人凭天空颜色的变化、太阳的光度来判断时间。古埃及发现影子长度会随时间改变,发明日晷在早上计时,他们亦发现水的流动需要的时间是固定的,因此发明了水钟。古代中国人亦有以水来计时的工具——铜壶滴漏。
中国除了用水流来计时外,中国古代民间亦有利用燃点线香来计量时间。龙舟报时更香就是利用烧香来计时的仪器,它更设有定时响闹的作用。龙舟上挂了数条两端系着金属球的幼线,线下放了燃着的香。
每隔一段时间,香便会烧断一条线子,当金属球跌进下面的盛器时,便会发出报时响闹。这种烧香时计最早见于宋代的文献中。用更香来计算时间的精度不高,但由于它简单易行,极之适合民间使用,所以曾经十分流行。据文献记载有些更香可燃烧一昼夜,有些甚至可以燃烧至一个月。
公元1088年,宋朝的科学家苏颂和韩工廉等人制造了史上首座以水力作自动化机械操作的水运仪象台,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,7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。
公元1276年,中国元代的郭守敬制成大明灯漏。它是利用水力驱动,通过齿轮系及相当复杂的凸轮结构,带动木偶进行“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙”的自动报时。自宋起,十二时辰分初正即廿四小时系统,一刻即今天的十五分钟,其准确度较德国之桌钟早三百多年。
公元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(钟楼),其目的是提醒人祷告的时间。
公元1360年詹希元创制“五轮沙漏”,以齿轮、时刻盘合成。
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十五分钟。
公元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William Clement发明锚形擒纵器。
公元1797年,美国人伊莱·泰瑞获得一个钟的专利权。他被视为美国钟表业的始祖。
公元1840年,英国的钟表匠亚历山大·贝恩发明了电钟。
公元1946年,美国的物理学家伊西多·拉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、氢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。
21世纪,根据原子钟原理而研制的能自动对时的电波钟表技术逐渐成熟。
(6)德国钟表工匠为什么迁往瑞士扩展阅读:
一、字源
英语中的“Clock”源自拉丁语“clocca”,这个字于13世纪在欧洲出现。
在汉语上,“锺”与“钟”是两种不同的事物,“锺”原本是指一种酒器,“钟”是一种乐器。中国大陆、新加坡及马来西亚的简化字表中,“锺”与“钟”合并成“钟”,另外“锺”字在有歧义时方能使用,以作区别。
“钟”古作乐器,至少唐代具时计作用,古分夜五更,每更敲钟,故钟生时计之意,属于衍生字义。日本使用时计作钟的汉字载体。于汉字文化圈中时计皆具有钟的意义。
二、类型
手表亦可以算是钟的一种,但一般的钟都是指较大型,不是常常可以随身携带的。
1按计时原理:
水钟:利用水的流动计时。
沙漏:利用沙的流动计时。
日晷:利用一物体影子的变化计时。
摆钟:利用单摆的简谐运动计时。
日晷沙漏
漏壶:利用水漏出后,水面的高低来计时。
火钟:靠燃烧某物,观看剩余量得知时间。
原子钟:它以原子共振频率标准来计算及保持时间的准确
石英钟:利用石英晶体电压特性的精确时钟。
电波钟:是指可以通过接收授时无线电波进行即时时间校准的时钟。
2、按外观:
二进制时钟:以二进制方式显示的时钟。
老爷钟:长型,有钟摆的的时钟。
布谷鸟钟:在特定时刻会出现布谷鸟,发出悦耳的“咕咕”叫声,19世纪后半叶起,成为世界闻名的纪念品和外国人眼中德国的一种标志。
投影钟:其钟面是用投影方式投射到其他表面的时钟。
3、按功用:
闹钟:可设定在指定时间响闹的时钟。
天文钟:能同时显示天文信息的时钟。
世界钟:能显示全世界各大城市时间的时钟。
棋钟:两组对应的时钟,比别计算如国际象棋比赛二位对手使用的时间。
足球赛钟(45分钟):计算足球赛进行的时间。
三、时间标准
有些科学研究需要非常准确的时间,在校正时钟时也需要一个时间的标准。像原子中在能阶之间的电子跃迁之类的过程,其发生周期非常固定,因此若计算这类过程的周期,即可得到准确的时间,这就是原子钟。
这类的时钟体积庞大,价格昂贵,且需要在受控环境下运作,不过精确度会远高于一般的需求,一般会在计量学的标准实验室中才会有这类设备。
G. 宾利手表是什么档次
1、宾利世界知名顶级别。宾利(BINLI),钟表品牌。起源于钟表之都瑞士日内瓦,一直致力于打造高档钟表和首饰类的个性产品。秉承日内瓦高超的制表技艺,展现欧洲时尚橘姿风情,以高档、豪华、尊贵、优雅而闻名于世,以“身份与财富之象征”的品牌形象成为成功人士的消费宠儿,被社会各界成功人士垂青。宾利品牌半个多世纪以来,一直把崇尚精致、完美、尊贵的设计态伍码理念推广到奢华制表的工艺上。不断推成出新,精益求精,将宾利人生完美演绎!
2、宾利(BINLI)品牌的文化源自宾利家族,其祖父卡普·宾利Kapp Binli曾经是德皇威廉二世时期的御用钟表工匠,专为皇宫贵族设计制作钟表。自1918年,宾利家族从德国迁往瑞士巴塞尔地区,以精致的设计制作手艺在小城中谋生。而后,宾利家族举家来到日内帆哪瓦,开设手工作坊。宾利家族的手工制品在日内瓦闻名遐迩,不但做工精巧、完美;其手工制品的寓意也十分符合大众的心理,需求量一天比一天多。1958年,凯文·宾利Kevin Binli继承祖业,将钟表的手工技艺逐步发扬光大,把创造的钟表取名宾利(BINLI)。
H. 钟表的工作原理是什么
分类: 社会民生
解析:
钟表是一种计时工具,在现代汉语中一般有两层含义,一是各类钟和表的总称,另一个是专指体积较大的表,尤指机械结构的有钟摆的表。
分类
钟表技术是计时技术的一个重要发展阶段,是现代机械技术和计算机技术的技术源头之一。
有摆钟表
是由 *** 工匠最早设计出来的。其工作原理是等速运动原理。
机械钟表
机械钟表的动力系统是发条,计时单位是小时、分钟、秒,分别采用了12进位制和60进位制。
水钟是伽利略发明的,摆钟是惠耿斯发明的,闹钟是汤若望发明的。
钟表发展史日晷是最早报“标准时”的仪器,它由晷盘和晷针组成。晷盘是一个有刻度的盘,其中央装有一根与盘面垂直的晷针,针影随太阳运转而移动在盘上的位置。那时,有钱人家里自己也装有这种钟表。
埃及是第一个漏壶钟出口国。它由两个互相叠置的圆筒组成。水从上面的圆筒穿过一个小孔滴入下面的圆筒。水滴完了,就是某个时辰过去了。大一点儿的漏壶灌一次水可报六个小时,然后再重新装满水。
古埃及法老王朝的钟表巧匠甚至制做了装有指针和鸣击装置的钟表,每隔一小时,一定数量的圆球便滚落到金属盖上,发出大声的鸣响。罗马人是埃及漏壶钟的主要买主。清晨,报时人大声地报出钟点,然后,每家每户便往漏壶钟里装满水。
罗马诗人普拉图斯对这样的计时方法很不满意。他写道:“但愿上帝杀死发明钟点的人,……因为钟点把我的整天撕成了碎块。以前,我的肚子便是我的报时钟,在所有的钟表中它是最好和最准确的。”
据说君士坦丁大帝曾经有一只奇妙的钟,即使在今天看来它也是一只极不寻常的、复杂的计时器。它有一棵树木的形状,在枝桠上坐满所有可能的动物,下面蹲着许多的狮子,时钟一敲,狮子便张开大口,发出吼声。
柏拉图是第一个借助埃及的漏壶制成闹钟的人。他把下面的圆筒挂起来,使它可以旋转,过一定的时间,圆筒便翻倒,把水倒出,水又流往一个哨管,水流的冲击造成的气流使哨管吱吱作响。每隔同样的时间,柏拉图的闹钟便准时地“吹响”,催促着这位伟大哲学家的学生去上课。
漏壶计时的方法持续了几千年。查理大帝在位时还从诃伦哈里发那里得到过一只装有时针和鸣击器的漏壶钟,它用纯金制成,做工精巧,富有艺术性。直到十二世纪,一名僧侣发明了沙时钟,漏壶才逐渐被沙时钟取代。最后,彼得·亨好液兰发明了平衡轮,克里斯蒂安·海根斯发明了摆锤,在此基础上,才制成了类似于今天的钟表。
值得一提的是,沙时钟原先只用于给说教台上的神父掌握说教时间的。
据考证,早在公元前2000年,中国就有了漏壶。一张公元前2679年的图样证明中国早有了类似于印度人和阿兹台克人所拥有的日晷。除此之外,中国人还用另外的方法制做了他们的计时器,例如,他陪袜判们通过燃烧刻有时间标记的薰烛计算时间。另外,据说中国的一位制做钟表的能工巧匠,用各种各样的薰料制成了一种香味钟,它每小时散发出一种不同的味道。
一二七O年前后在意大利北部和南德一带出现的早期机械式时钟,以秤锤作动力,每一小时芦改鸣响附带的钟,自动报时。一三三六年,第一座公共时钟被安装于米兰一教堂内,在接下来的半个世纪里,时钟传至欧洲各国,法国、德国、意大利的教堂纷纷建起钟塔。
不久,发条技术发明了,时钟的体积大为缩小。一五一O年,德国的锁匠首次制出了怀表。当年,钟表的制作似乎仅限于锁匠的副业,直到后来,对钟表精度的要求越来越高,钟表技艺也日益复杂,才出现了专业的钟表匠。
一八O六年,拿破仑之妻、皇后J.约琵芬为王妃特制的一块手表,是目前知道的关于手表的最早记录。这是一块注重装饰、被制成手镯状的手表。当时,男人世界里风行的是作为身分、地位象征的怀表,手表则被视作是女性的饰物。
一八八五年,德国海军向瑞士的钟表商定制大量手表,手表的实用性获得世人的肯定,逐渐普及开来。
本世纪初,ROLEX(劳力士)的前身——WILSDORF&DAVIS公司推出银制绅士表和淑女表,大获成功,带动了各家钟表厂商竞相研制开发手表。当年就以怀表技艺闻名世界的瑞士,在手表制作方面也一马当先,ROLEX在一九二六年就开发出完全防水型的手表“ROLEX OYSTER”,一九三一年又率先将自动上发条的手表“OYSTER PERPETUAL”推向市场。LONGINES(浪琴)公司也不甘示弱,其研制的精密航空钟与美国飞行家林德伯格一起飞渡大西洋,名声大振。一九二九年,推出带秒表功能的手表“CHRONOGRAPH”,翌年又在此基础上开发出飞行用精密手表“CHRONOMETER”。
一九六九年,日本精工手表公司开发出世界上第一块石英电子手表,日误差缩小到零点二秒以内。一九七二年,美国的汉密尔顿公司发明了数字显示手表,马达和齿轮从手表中消失了。
手表制造新技术层出不穷,机械手表却并未寿终正寝,产量虽然大减,制造技艺却得以保存。特别是瑞士的钟表厂家,在石英手表独占鳌头的今日,仍对机械手表情有独钟,坚持生产高档机械手表,并源源不断地输往世界各地。
I. 哪个国家最早发明钟表
中国人,东汉的张衡。
顺便说一下钟表的发展史:
东汉张衡制造漏水转浑天仪,用齿轮系统把浑象燃郑手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,英国皮嫌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。
钟表的种类
钟表的应用范围很广,品种甚多,可按振动原理、结构和用途特点分类丛弊。按振动原理可分为利用频率较低的机械振动的钟表,如摆钟、摆轮钟等;利用频率较高的电磁振荡和石英振荡的钟表,如同步电钟、石英钟表等;按结构特点可分为机械式的,如机械闹钟、自动、日历、双历、打簧等机械手表;电机械式的,如电摆钟、电摆轮钟表等;电子式的,如摆轮电子钟表、音叉电子钟表、指针式和数字显示式石英电子钟表 等。
机械钟表有多种结构形式,但其工作原理基本相同,都是由原动系、传动系、擒纵调速器、指针系和上条拨针系等部分组成。
机械钟表利用发条作为动力的原动系 ,经过一组齿轮组成的传动系来推动擒纵调速器工作;再由擒纵调速器反过来控制传动系的转速;传动系在推动擒纵调速器的同时还带动指针机构,传动系的转速受控于擒纵调速器,所以指针能按一定的规律在表盘上指示时刻 ;上条拨针系是上紧发条或拨动指针的机件。
此外,还有一些附加机构,可增加钟表的功能,如自动上条机构、日历(双历)机构、闹时装置、月相指示和测量时段机构等。
原动系是储存和传递工作能量的机构,通常由条盒轮、条盒盖、条轴、发条和发条外钩组成。发条在自由状态时是一个螺旋形或 S形的弹簧,它的内端有一个小孔,套在条轴的钩上。它的外端通过发条外钩,钩在条盒轮的内壁上。上条时,通过上条拨针系使条轴旋转将发条卷紧在条轴上。发条的弹性作用使条盒轮转动,从而驱动传动系。
传动系是将原动系的能量传至擒纵调速器的一组传动齿轮,它是由二轮(中心轮)、三轮(过轮)、四轮(秒轮)和擒纵轮齿轴组成,其中 轮片是主动齿轮,齿轴是从动齿轮。钟表传动系的齿形绝大部分是根据理论摆线的原理,经过修正而制作的修正摆线齿形。
擒纵调速器是由擒纵机构和振动系统两部分组成,它依靠振动系统的周期性震动,使擒纵机构保持精确和规律性的间歇运动,从而取得调速作用。叉瓦式擒纵机构是应用最广的一种擒纵机构。它由擒纵轮、擒纵叉、双圆盘和限位钉等组成。它的作用是把原动系的能量传递给振动系统,以便维持振动系统作等幅振动,并把振动系统的振动次数传递给指示机构,达到计量时间的目的。
振动系统主要由摆轮、摆轴、游丝、活动外桩环、快慢针等组成。游丝的内外端分别固定在摆轴和摆夹板上;摆轮受外力偏离其平衡位置开始摆动时,游丝便被扭转而产生位能,称为恢复力矩。擒纵机构完成前述两动作的过程 ,振动系在游丝位能作用下,进行反方向摆动而完成另半个振动周期,这就是机械钟表在运转时擒纵调速器不断和重复循环工作的原理。
上条拨针系的作用是上条和拨针。它由柄头、柄轴、 立轮、离合轮、离合杆、离合杆簧、拉档、压簧、拨针轮、跨轮、时轮、分轮、大钢轮、小钢轮、棘爪、棘爪簧等组成。上条和拨针都是通过柄头部件来实现的。上条时,立轮和离合轮处于啮合状态,当转动柄头时,离合轮带动立轮,立轮又经小钢轮和大钢轮,使条轴卷紧发条。棘爪则阻止大钢轮逆转。拨针时,拉出柄头,拉档在拉档轴上旋转并推动离合杆,使离合轮与立轮脱开,与拨针轮啮合。此时转动柄头便拨针轮通过跨轮带动时轮和分轮,达到校正时针和分针的目的。
钟表要求走时准确,稳定可靠。但一些内部因素和外界环境条件都会影响钟表的走时精度。内部因素包括各组成系统的结构设计、工作性能、选用材料、加工工艺和装配质量等。例如,发条力矩的稳定性,传动系工作的平稳性,擒纵调速器的准确性等都影响走时精度。外界环境条件包括温度、磁场、湿度、气压、震动、碰撞、使用位置等。例如,温度变化会引起钟表内润滑油和摆轮游丝性能的变化,从而引起走时性能的变化;环境的磁场强度大于60奥斯特时,会引起部分零件磁化而走慢;湿度大会引起部分零件氧化和腐蚀 等等。
钟表的起源
古代人生活简单,除了饮食渔猎制造工具之外别无所事,所以日出而作,日落而息,用不着争取时间。进而人类群居有了交易的时候,也不过是‘日中为市,交易而退’。后来人事渐繁,尤其是农业兴起后,人类逐渐体会时间的重要性。时间观念随着人类文明程度而有所不同,从早期的“立竿见影”到用圭表或日晷来测度时间,到要求准确时间的测度,而发明了“漏刻”到了后期发明水钟(water clock),以滴水增加重量推动轴杆或使齿轮运转,十一世纪正式才有机械钟,机械钟是以重锤代水为动力推动齿轮运转的钟。
表的发明传说为十六世纪纽伦堡(德国北部工业首府)的锁匠所制作出和鸡蛋一样大小,因此有“纽伦堡蛋”之称,此表零件自身即含有动力,完全是用手工作成的,随制随改进,所以制造出来的每件都是不相同的样式。
瑞士钟表瑞士号称“钟表王国”,它的钟表业独霸全球达二个半世纪之久,至今仍坐稳了世界同行的头把椅。瑞士的钟表业起源于以日内瓦为中心的法、瑞边境侏儒山脉山谷与盆地间的小村与城镇之中,早在15世纪日内瓦的珠宝匠以及金匠便开始制造钟表。1601年1月20日,日内瓦当局正式批准成立了世界上第一个钟表行业公会,当时的日内瓦大约只有三百多钟表技工,年产钟表约五千只,到了18世纪中,大批的钟表匠聚集到日内瓦,他们往往在临街的底楼开店招揽顾客,在顶楼的安静处制造和修理钟表,到了19世纪中,日内瓦不仅成了全瑞士的钟表制造中心,而且还成为全欧洲同行们的领袖。
日内瓦依靠钟表兴旺发达的经验,启发了侏儒山脉深处的农夫、牧民,他们也开始造起了齿轮、弹簧、发条。当地一些青年不惜花费十年甚至数十年的时间去日内瓦等城市学习,再返回家乡开设自己的手工作坊,他们互相分工合作,立志造出世界上质量最好的零件,装配出最复杂、精密的钟表,瑞士钟表业真正面临严重挑战发生在19世纪至20世纪之交,随着工业革命的深入,美国人发明的标准化大规模生产风靡全球似乎只有美式的那种大工厂才能赚到足够的利润,并生存下去,但瑞士钟表小作坊最终还是找到了适应现代工业社会的生存方式,它是通过机芯、表带、表壳等专业零件公司的统一设计和大批量的生产,从而使钟表昂贵的价值降到一般消费者能的承受的地步,再加上那些技艺高超的工匠以及风格独特的小型钟表厂,把买来的零件自行加工改装,订制成特别的零件,这样瑞士钟表业就能和那些名表和谐地共存,而一向以大批量生产而来势汹汹的美国产手表,因为缺乏各个档次价位产品的支撑,在第二次世界大战以后的市场上变得无影无纵 。