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为什么机械手表总是走时不准?

作者:万哥内容来源:网络时间:2016-02-11
[导读]自己喜欢了很多年手表,却真的很少关注手表的精确性。如今购买使用高档表的人们,更多注意的是手表的品味,装饰性,收藏玩赏或者投资性的保值增值,据我观察,在买表价格越贵数量越多的群体当中,关心精确性这点的比例也就越小似乎已经成了一个规律。
目录
  • 1  昼夜误差
  • 2  等时性误差
  • 3  “方位差、位置差、姿势差”
  • 4  温度系数误差
  • 5  综合误差

自己喜欢了很多年手表,却真的很少关注手表的精确性。如今购买使用高档表的人们,更多注意的是手表的品味,装饰性,收藏玩赏或者投资性的保值增值,据我观察,在买表价格越贵数量越多的群体当中,关心精确性这点的比例也就越小似乎已经成了一个规律。但毕竟,手表是一个以精确计时为根本的用具。虽然其蕴涵价值早已经超过了本体的功能性,可是对于玩赏研究手表的人而言,了解精确性的具体含义和其涉及细节,却是必备的课目。于是,今天短文的内容就是:与精确有关。

普通人戴表,只是每天和那些假设恒定的参考时间,譬如电台、电视台的整点报时来对比一下,看看误差有多大。误差几秒者,曰之准。如果差个一分半分的,就觉得不够准了,如果差距在五分十分的,恐怕就该去修理了。这可能是最简单的对时方式。但作为涉及科学的精确性时候,就要在此涉及几个专业词汇,这几个词都是用来细分精确度的。

SEIKO(精工)Spring Drive通过改变擒纵模式彻底将精度大幅度的提升

昼夜误差

第一个词,叫做昼夜误差。用比较民间的叫法是:日差。其定义是“用第一昼夜的起始值和第二昼夜的校正值来相比的差值”。听起来比较复杂。用比较简单而且容易理解的说法是:“这只表每天比昨天这时候快多少?”我们经常说的“我的表(比昨天)快了十秒”就是它了。它是说明机芯走时精度的重要指标。这个值的大小不是最重要的,而是越稳定越好,譬如你的表每天都比前一天快一秒,那很好,属于又准又稳定的那种,如果你的表每天都比前一天快30秒,那也没大问题,只是日差大了些,但机芯的运行还是非常稳定的,有机会调整一下就好。如果每天的误差并不稳定,今天快3秒,明天快10秒,后天又慢了1秒呢?这时候,我们引入的第二个重要的名词,叫做昼夜误变差。民间叫做日变差。这个词的定义是:“相邻昼夜误差的变差”。其代表的含义是手表运行的稳定性。这关乎手表本身运行的素质。前文说过的譬如你的表每天都比前一天快一秒(比标准时间则是累计每天加一秒),那说明每天的昼夜误差(日差)为 1秒,而昼夜误变差就等于是0秒。而如果第二天比第一天快了一秒,而第三天比第二天快了三秒,那这天的昼夜误变差(日变差)则为两秒。如果每天和前一天的日差相比,快慢值不同,甚至比较大譬如超过十秒的话,那说明日变差就不够稳定,这说明机芯的运行不够稳定,这时候就要深究其原因了。

PATEK PHILIPPE(百达翡丽)的Gyromax摆轮,双臂八砝码,近期则多用四臂四砝码的形制

好了,如果你已经理解了误差和误变差,就等于你理解了准和稳的关系。下面要介绍的两个词是:平均昼夜误差和昼夜误差的瞬间值。前者的定义是用一个昼夜误差和平均几个昼夜的误差相比,找出平均昼夜误差的差来。也就是用几天误差的平均值作为参考(而不是用简单的标准时间作为参考),来判断某一天的误差和平均参数的差来。这是对机芯运行的准确性和稳定性的一个综合性的测评标准。后个词也叫做瞬间日差,意思是一昼夜时间间隔的条件下测量的数字,就是所有的值都是平均值。这两个词的用处一般在连续精确测量的过程中比较多。

是不是看完这些绕口的名词后略略有些晕了?了解完上面几个专业词汇,现在我们就该涉及到关于手表误差的技术指标了。以后可以拿这几个技术指标去看看自己的表走的够不够真的好,或者在维修保养的时候,可以和维护的师傅聊聊相关的名词和数据,保准他们对你另眼相待(重要的是对你维护的表也比较精心)。

五方位校正

OMEGA(欧米茄)Cal.2500

ROLEX(劳力士)Cal.3135的升级版Cal.3186

等时性误差

与手表精确性有关系的重要的指标,第一个叫做等时性误差。定义是24小时日差和满弦(上满链)日差,位置最大差数。说通俗点就是手表随着发条的松紧程度不同,发生的走时误差。如果用校表仪器看,就是满链和走了24小时(一般是半链)后的日误差,这个误差用英文的“I”表示。这个指标最重要是考验机芯在能量不同情况下(满,半满,近空)误差的变化的。往往在手表发条比较长的情况下(譬如45小时左右),会在松或紧的状况下,产生不同的推动力,为了平衡这种推动力,其一是常见的擒纵分配结构,另一个是在从头轮(也就是发条盒)或者四轮的位置中间设置一个再分配的机构。譬如一些早期的双发条制式,譬如LONGINES(浪琴)的Cal.990或者非凡的双条芯就是用副发条来平衡主发条的力距变化,去年的A.LANGE&SÖHNE(朗格)LANGE 31则是在轮系过程中增加了一个类似水库阶段性“储水再放水”的机构,来平衡超长发条运行到不同位置带来的巨大力距变化对精确性的影响。而比较长动力,早期天文台比赛级别的发条则都比较短,一般都是三十个小时,每天使用的是发条能量最稳定的那一段,这样的短发条力距变化的指数很稳定,走时也就相对精确的多。而比赛结束后如果要推向市场贩售,则又要换上普通长度的发条。现代的Richard Lange或者IWC(万国)七日自动链虽然采用大型机芯,足够容纳很长的发条,但为了保证稳定的力距推动,也采用最佳能量段的发条长度,走到某一位置时候,会自动卡死,保证只使用最有效的那一段发条。

8 ADJUSTMENTS

“方位差、位置差、姿势差”

第二个误差是咱们非常熟悉的一个词,叫做位差。它也有一些其他的叫法,譬如方位差、位置差、姿势差等。它的来源是由于手表在配戴或者摆放的过程中,所处的位置往往有变化,有时面向上,有时表冠向上,而机芯内最重要是摆轮游丝系统自身有重量,在不同的位置条件下会因为重力的不同影响产生游丝的形状发生改变和摆轮运行稳定性的变化,这个变化直接影响到走时的稳定性。一般来说,这个差值一般涉及六个位置,分别是表面向上(DU)、表面向下(DD)、把头向上(PU)、把头向下(PD)、把头向左(PL)、把头向右(PR)。这几个位置瞬间误差的最大数字就叫做位差了。我们可以在电子拾音仪器上通过转动手表的姿势(位置变化)看到这些相关的数据。我们经常看到的天文台认证都是五方位校正过的,来确保机芯在常见的五个方位情况下运行足够精确。更苛刻的如日本SEIKO(精工)的Grand Seiko或者JAEGER-LECOULTRE(积家)的Master系列,是六个方位都校正的。这个校正的过程用最通俗的形容,就是说机芯像一个六面体的面饼,要烙的足够熟的话,六个面都要烙(都要校正)。在机芯上,一般用6 positions adjustment表示,则代表是六个方位校正。我们经常听到维修师傅说的校正平衡(分别有动平衡校正和单独对摆轮进行的静平衡校正),就牵扯这个误差项目。摆轮在工厂里,几十年前是需要调校摆轮上的一些小螺丝,改变螺丝的位置或者改变螺丝的重量(增加减少垫片,钻孔或者切削)进行平衡调整。现代则用电脑进行测评,在摆轮下方挖槽来进行平衡调节。这里我们要说说现代对手表精确性的简单调节,一般采用了两种常见的模式:第一种是通过调节游丝长短的传统方式,譬如通过普通快慢针、偏心螺丝、Triovis螺丝、鹅颈微调等结构。其代表是常见的ETA传统机芯。另一种则是无卡度的自由弹跳模式。通过对摆轮砝码进行微调来完成惯性量的改变。自由弹跳式游丝没有快慢针部件,自由弹跳式游丝避免了快慢针对日差的影响,对精确度的保持性也很理想。最具有代表性的是PATEK PHILIPPE(百达翡丽)Cal.215,ROLEX(劳力士)Cal.3135,OMEGA(欧米茄)Cal.2500等。

温度系数误差

第三种误差的名字叫做温差。全名叫做温度系数误差。也就是机芯在不同温度变化下产生的误差。因为对精确性起决定性作用的游丝在温度变化下会产生热涨冷缩,而热涨冷缩则引起长度的变化。游丝长度的变化直接引起时间的变快或者变慢。另外,温度引起的热涨冷缩也会使得摆轮的大小和形状发生变化。这些变化都会对精确性产生影响。在老的设计中,会有宝玑式游丝和双金属截断式的开口摆轮对温度的变化进行相应的补偿,而近几十年先进的惰性材料的运用,也使温度对手表的影响变小。但总之,在不同温度下对手表进行校正是高级手表必备的调校项目。如果机芯上标明3 temperatures即是在三种温度下校正过。通常这三种温度是8度、23度和38度。有的则在芯上写“冷热校正”,这是说明机芯通过了两种温度的校正。有著书者常将“8 JDATS”或者“8 ADJUSTMENTS”(即5方位 3温度)翻译成8方位校正,或者将7种校正(5方位 冷热两温度)翻译成7方位校正,读者不可不辨。在温度差数据上设计每度的系数为一秒,假设当温度为36度及20度时的瞬间日差被(36—20)除以差数,所得的就是温度系数:即温度每变化一度机芯误差的变化,英文符号为“C”。温度对机械的另一个影响是:使润滑油在高温下变流动,在低温下变凝固,前者会让表走快,后者会让表走慢。但由于这个变化会和游丝的热涨冷缩产生刚好相反的反应,也正好可以抵消部分变化。现代的材料和润滑油都相对稳定,这类误差的数值已经很小了。

Richard Lange的Cal.L041.2机芯

综合误差

在一些天文台及相关部门,有一项综合指标,叫做综合误差,它是由前三种误差综合计算出来的,英文符号为“N”。具体的公式是:N=I×0.15 P×0.1 C。常用在测试最终的结果上。我们只要了解有这一项指标即可。一般用处不大。

对机芯精确性的影响不但包括了上面说过的等时差、位差、温差,还包括机械本身运行产生的摩擦力、磁场、大气压、震动等等内在外在的变化。一只够精确的机械表,要在这些变化下“临危不惧”,稳定而且精确的运行,完成自己精确计时的使命,确实不易。

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