布洛瓦精确主义者是如何工作的

由:马特·坎宁安

也许手机无法复制腕表的美学,但如果你想尝试一下,Bulova在2011年12月发布了一款免费的iPhone和iPad闹钟/闹钟应用程序,它有六种表面设计,包括两种Precisionists。
图片来自Lauren Vogelbaum/HowStuffWorks 2012

如今,报时工具随处可见。想想你在任何一个工作日午餐前看到的移动设备、电脑边栏上的时钟和汽车收音机显示器的数量;有很多方法可以让你保持领先时间,似乎。

但优雅腕表的表面有一些东西是无法复制的发光二极管液晶或像素。这款三手表盘已经为探险家、商人和那些只想将高级风格与守时相结合的用户服务了几个世纪。

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当然,这并不是说,手表爱好者会为了一件漂亮的手腕首饰而容忍精度较低的手表。手表首先是一种工具,它能够相当准确地显示时间是区别于手镯的关键特征。一些死忠分子可能会坚持使用手动发条表或自动发条表,认为它们精巧精巧的机械结构和秒针流畅的滑动是高级手表的标志,但大多数佩戴者希望配备石英晶体机芯的手表能获得相对更好的精度和使用方便。

许多制造商都试图将机械表机芯的平滑性与精密度结合起来石英晶体的机制:精工的弹簧驱动机制结合了机械动力与电子调节,而公民的生态驱动增加了太阳能和一个微型动力发电机的混合。但制表商Bulova在2010年推出了一款不同的精密机械装置:该公司声称,这种先进的石英表技术提高了标准,创造了最精确的手表,以连续掠秒针为特色[来源:Bulova精工DiFranco].

Bulova声称,precisialist的真正精度每年误差不超过10秒,远远高于该公司声称的大多数石英表的标准精度每月15秒[来源:Bulova].但这是真的吗?精确主义者是否名副其实地成为了业界领先的科技产品?这种独特的机制是如何使一个石英晶体机构的平稳运动和高精度的?花几分钟读下去;这绝对值得你花时间。

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关于时间和计时器的一些背景知识

这不是一个精密主义者,但你可以看到石英表的内部工作原理。紫色的钻头是人造红宝石轴承,比金属轴承产生更少的摩擦,更持久。"width=
这不是一个精密主义者,但你可以看到石英表的内部工作原理。紫色的钻头是人造红宝石轴承,比金属轴承产生更少的摩擦,更持久。
©iStockphoto.com/鸿沟

在我们深入讨论准确性问题之前,让我们花点时间来思考一下哲学问题。毕竟,时间测量是一种任意的构造。我们用来追踪时间的秒、分和小时基本上是人类公认的标准,用来代表我们从过去走向未来。即使我们选择停止在如此精确的事物中追踪时间,我们的存在也不会停止——如果我们主要的时间测量是日出、日落和太阳在这两者之间的位置,我们也可以运行得很好。深入研究时间的本质,会发现一些棘手的问题,比如多维度,时间旅行以及宇宙的本质。但对于我们这些倾向于更具体的讨论的人来说,计时器提供了一个更容易管理的话题[来源:成员].

在这条道路上的某个时候,我们的祖先认为追踪时间单位是有用的。也许是一位前埃及的贵族或学者第一次注意到在阳光明媚的日子里影子稳步移动,但最早的计时器日晷已经从考古遗址中找到,可追溯到公元前800年[来源:加斯科因].

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现代钟表的工作原理最早是在17世纪中期开始广泛使用的谐振器,这是一种像钟摆、弹簧驱动飞轮或带电石英晶体等装置,震荡这意味着它以一致的、可测量的速度来回振动或摆动。计时器会使用齿轮,凸轮,电路或两者的组合,将振荡转化为测量到的时钟指针的运动或时间的数字读数[来源:加斯科因DiFranco].

例如,一个老爷钟可能有一个钟摆,每秒钟从一边摆动到另一边。这个动作会暂时释放发条,让秒针、分针和时针在钟面上按各自的距离前进。假设,现在,你的时钟有一个摆,每半秒摆动一次,摆动频率翻倍。你的时钟现在可以跟踪半秒,让指针的运动更流畅,并允许你以更精确的程度调整它。用这个概念,把钟摆换成一个以极高的高度摆动的物体频率——每秒多次——你就拥有了制造现代钟表的材料。

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时钟能有多精确?

看看这些视频,了解更多关于钟表的知识,从古代文化的钟表发明到机器如何帮助今天的手表大规模生产。
科学频道

高端手表的精度因其机械装置的不同而不同。例如,手表制造商精工(Seiko)称,它的弹簧驱动(Spring Drive)是一种电动调节自动机构,每天的变化不超过一秒。百年灵把自己的手表定位为飞行员和水手的高性能手表,宣称其自动手表符合瑞士官方天文钟测试协会(COSC)的日常变化标准:每天快不超过4秒,慢不超过6秒。石英表——即使是相对便宜的石英表——在24小时内的变化或漂移时间不超过1秒[来源:Lombardi].

Bulova precisitionist声称每年的误差为10秒,一个月的漂移比一块普通石英表一天的变化还小。这听起来可能非常准确,而且可能对大多数用户来说是完全可以接受的。但手表作为一个整体无法与所有精确计时之母相比:原子钟

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忘记摆;这些精密机器使用各种方法来测量单个原子的固有振荡。原子作为微小的谐振器,以极高的频率振动;例如,铯原子的共振频率为9192,631,770赫兹,或周期每秒。原子振荡也非常一致:伦敦的一个时钟的研究人员使用所谓的铯喷泉过程说,他们的机器的精确度在十亿分之一秒以内。当然,时钟有固有的问题原子钟从消费者的角度来看:它们是由腔室、导管、电线和支架组成的大型无菌阵列,戴在手腕上并不好看,也不是街角药店里可以买到的平价产品。Loftus].但是当你谈论时间的时候,知道黄金标准是很好的。(在我们的文章中了解更多关于原子钟的知识,原子钟的工作原理)。

Bulova precisialist的精确度远不及原子钟,但在其价格范围内,它确实能与其他手表相抗衡。继续阅读,了解如何手表制造商挤压这一水平的精确度,从本质上是一个精确的石英运动。

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精确主义机制是如何运作的

精确主义机制的核心是使用可靠的方法石英晶体技术:一种仔细测量的电流激励一个形状像音叉的石英晶体,它开始以特定的频率振荡。这种振动以恒定的速率产生电脉冲;手表的综合电路用这些脉冲触发手表马达。马达,反过来,移动齿轮,因此手,每一个脉冲,一个微小的距离。(要了解更多关于这个过程的信息,请查看我们的文章石英表的工作原理)。

这种机制克服了人工和人工所面临的许多问题自动上发条的手表尤其是对车轮和弹簧微妙平衡的依赖。这些精密部件会受到重力和强电磁场的影响,如果不定期清洗和调整,就会失去精度。但石英表并非无敌;除了需要随着时间的推移更换电池,该机制取决于一个微型石英音叉的完整性。改变叉子的温度,或者用一点污垢或灰尘污染它的表面,它的振荡频率就会发生变化,从而破坏整个系统[来源:DiFranco].

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精密主义者使用了一对技术技巧来克服石英机构的弱点。首先,它的晶体是独一无二的:大多数石英表使用的晶体都是双叉形的音叉,但precisiist的三叉音叉确实更好,该公司称它的振动频率可以达到262.144千赫兹(或每秒16次),比石英振荡器的典型频率32.768千赫兹(约每秒1到2次)快约8倍。作为对比,大多数机械表的摆轮以每秒8到10次的频率摆动。就像显微镜在100倍倍率下比20倍倍率下能显示更多细节一样,更高频率的振荡意味着手表的处理器可以测量每秒更小的部分,从而获得更精确的数据来转化为手部的运动[来源:LombardiArnstein].

Bulova的工程师通过在precisialist的电路中增加温度调节来解决温度波动的问题。手表中的电路基本上可以感知温度变化,并根据石英晶体电脉冲的相应变化进行调整。这是一个很小的调整,可能看起来微不足道,不值得费心,但在晶体的高振荡频率下,脉冲强度的微小变化会随着温度的变化而增加,导致精度下降的偏差[来源:LombardiDiFranco].

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精确主义材料和布洛瓦的历史

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丹佛库尔斯球场顶部的时钟是一个布洛瓦计时器。
乔治·罗斯/盖蒂图片社

截至2012年春季,Bulova推出了精确主义运动的六种风格系列,从运动风格到正装风格,价格从300美元到900美元不等。在很大程度上,这些系列的目标受众是有时尚意识的消费者,不同款式的主要区别在于脸型、雕刻、颜色和材料的选择。从细长的不锈钢表带、珍珠母贝镶嵌和钻石装饰,到厚实的钛表带和碳纤维镶嵌。

大多数手表的防水深度都在100英尺(30米)左右,不过你可能会觉得很难想象把这些镶满钻石的设计带到泳池附近,更不用说海洋了。Champlain系列包括旋回箱和额外的垫圈,可将水阻力推至约900英尺(300米),使其适合潜水员使用[来源:Bulova].

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布洛瓦钟表公司在精密主义的机制中采用了新的市场理念,但该公司本身已不再年轻。它从1875年就已经存在了,并在1919年推出了第一个腕表系列,以响应第一次世界大战士兵的需求,他们需要比怀表更容易获得精确的时间。布洛娃手腕上的选择流行起来,退伍军人把这个想法从战场上带回家。

多年来,布洛娃除了制表之外,还创造了其他的第一。1941年,该公司在一场棒球比赛期间播放了一则产品广告,创造了广告史。据传,该公司为这则广告支付了9美元的天价(要想了解更多关于Bulova的广告,请参阅我们的文章)10个改变世界的电视瞬间).该公司的阿克特隆石英调音叉调节技术已被广泛应用,从美国宇航局(NASA)卫星到首次月球漫步再到空军一号(Air Force One),在当今手表市场仍是强有力的竞争者。

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更多的信息

作者注:布洛瓦精确主义者是如何工作的

这要花我不少钱。

当我花时间研究各种高端手表的内部工作原理时,我意识到制作一个精确的手表需要做多少工作。想想看:当一块手表上的各种零件都以微米为单位测量时,哪怕是一滴放错地方的润滑剂或一根脱落的睫毛,都可能成为一件有用的珠宝和一件等待归还给制造商的无用的东西的区别。即使是微小的灰尘也会影响手表的精度。还有温度、磁场、与预期的引力不一致的不平衡……但我离题了。

我的偏执来自于研究我自己的手表,一块深受喜爱的非品牌自动手表,几年前我作为礼物得到了它。我仍然很喜欢它的骨架机制,让我可以看到摆轮在秒针以每秒4次的速度跳动时来回闪烁。

但它在漂移,至少看起来是这样。也许它只是需要润滑和清洁一下。又或者是在我清晨穿衣服去上班的时候,它被地板弹了太多次。不管怎样,这篇文章让我注意到了这款手表的准确性。

自动表的确不如石英表精确。我必须承认一些精确主义的模型非常吸引人。我的大脑现在开始运转了,我可以看到:写手表的稿费会及时到达……砸钱买块漂亮的新表。

事情的发展很有趣,不是吗?

相关文章

  • Arnstein,沃尔特。“越快就意味着越准确吗?”手表擒纵机构的频率响应。”TimeZone.com。(2012年3月15日)http://www.timezone.com/library/comarticles/comarticles0017
  • 成员,艾琳。“时间是什么?一位物理学家在寻找终极理论。”Wired.com。2010年2月26日(2012年3月10日)http://www.wired.com/wiredscience/2010/02/what-is-time/
  • 布罗瓦。公司签订的“内部讲究精确的人。”(2012年3月9日)http://www.bulovaprecisionist.com/en/inside-precisionist/
  • 康纳,肖恩。“神奇的Bulova Accutron。”(2012年3月9日)http://www.elektron.demon.co.uk/accutron.html
  • DiFranco,史蒂文。“看技术解释道。“2012(2012年3月10日)http://www.stevendifranco.com/index.php?option=com_content&view=article&id=58&Itemid=42
  • 加斯科因,Bamber。“时钟的历史。”历史的世界。(2012年3月15日)http://www.historyworld.net/wrldhis/PlainTextHistories.asp?groupid=2322&HistoryID=ac08>rack=pthc
  • Lombardi,迈克尔。《石英表的准确性和稳定性》钟表杂志。2008年2月。57-59页(2012年3月15日)。
  • Loftus,杰克。“这个钟再过一千万年也不会迟到,大概吧。”Gizmodo。”2011年8月28日(2012年3月10日)http://gizmodo.com/5835138/the-worlds-most-accurate-timepiece-resides-in-london
  • PrestigeTime.com。“手表和准确性”。2012.(2012年3月9日)http://www.prestigetime.com/page.php?accuracy
  • 精工。"机械:弹簧驱动的天才"2008.(2012年3月9日)http://www.seikospringdrive.com/flash.html

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