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在石英手表出現(xiàn)以前,手表都是瑞士機(jī)械表的天下,以精確豪華著名,但隨著石英手表的出現(xiàn),低成本高精度的手表大量出現(xiàn),打破了瑞士機(jī)械高端手表的局面,被稱為石英革命。 在鐘表機(jī)構(gòu)以及各個(gè)鐘表品牌上，頻率越高意味著同等輪系同等擒縱結(jié)構(gòu)下，能得到更高的等時(shí)性以及更高的精確度，但是在機(jī)械鐘表中，要獲得更高的頻率意味著付出不對等的更高代價(jià)，只有極少數(shù)高端品牌才會(huì)采用72000振蕩或者以上的振蕩次數(shù)值，而此時(shí)能達(dá)到的頻率也才20Hz。因此，頻率能夠到達(dá)32768Hz的電子表應(yīng)運(yùn)而生。并且由于集成電路的廉價(jià)性，能夠大規(guī)模流水線生產(chǎn)，以及維修的簡便性，造成了傳統(tǒng)鐘表界的一次重大革命，并差點(diǎn)使之瀕臨消亡的邊緣。 一提到時(shí)鐘，大家一定會(huì)想起振動(dòng)。機(jī)械表利用的是機(jī)械振動(dòng)，電子表當(dāng)然是利用電學(xué)振蕩。最早的振蕩電路是由電感器和電容器構(gòu)成，稱為LC電路，但其頻率穩(wěn)定性卻不大好，后來，科學(xué)家們用石英晶體代替LC振蕩器，就大大提高了頻率穩(wěn)定性。石英為規(guī)則的六邊形晶體。在石英晶體上按一定方位切割下的薄片叫做石英晶片。石英晶片有一個(gè)奇妙的特性：若晶片上加以機(jī)械力，則在相應(yīng)的方向上就會(huì)產(chǎn)生電場。這種物理現(xiàn)象稱為'壓電效應(yīng)'。當(dāng)在石英晶片的極板上接上交流電場。當(dāng)外加交變電壓的頻率與石英晶片的固有頻率相等時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振。這種現(xiàn)象稱為'壓電共振'。利用這種穩(wěn)定的振蕩特性，人們就創(chuàng)造出了精度極高的電子表和石英鐘。 不仔細(xì)看電子表和機(jī)械表的區(qū)別的話，普通人會(huì)分不清哪種表是哪種表，但是仔細(xì)看的話，二者之間還是有很多區(qū)別的。一是電子表一般如果有秒針的話，是一秒鐘一跳的，機(jī)械表則是連續(xù)的走滿一圈。二是電子表不需要上條，只需要更換電池，機(jī)械表有些需要上條，有些自動(dòng)上條，但是很長時(shí)間放置下依然會(huì)停表。三是電子表維修簡單，一般加好油，清潔好久行，嚴(yán)重?fù)p壞的換機(jī)芯也即可，但是機(jī)械表維修起來情況復(fù)雜，而且由于造價(jià)昂貴的關(guān)系，涉及到的知識和技巧十分豐富且難度大。 電子表的能量傳遞結(jié)構(gòu)如下： 能源由電池（Energy souce）輸出，通過集成電路(Energy accumulator)，傳遞到石英振蕩器(Counting)和轉(zhuǎn)子(transmission)，一方面可以直接變成時(shí)間顯示(Display)，另一方面可以通過輪系(Distribution)的調(diào)整(Regulation)來累積時(shí)間，比如計(jì)時(shí)碼表和日期顯示。 電子表在發(fā)展過程中，也是存在一些曲折而又坎坷的過程的，分出了有擺輪游絲系統(tǒng)的電子表，和石英振蕩器的電子表兩個(gè)分支。 以上為帶擺輪游絲的電子表機(jī)構(gòu)，擺輪上裝有N，S兩極磁體，頻率為2.5-5Hz，通過線圈的脈沖性磁場的影響，推動(dòng)擺輪的自由振蕩，起到了擒縱結(jié)構(gòu)的作用，而且由于電池的能量相對于機(jī)械發(fā)條能量輸出比較均勻，手表的走時(shí)性也更好。 以上為音叉式電子表結(jié)構(gòu)，無擺輪游絲系統(tǒng)，頻率為300Hz，人們在此之后追求卓越，電子石英的發(fā)展大大擴(kuò)展了人們對于計(jì)時(shí)的認(rèn)識。漸漸音叉式電子表如曇花一現(xiàn)般，消失不見。 受到音叉式電子表的啟發(fā)，之后的石英電子表里的石英振蕩器也做成了音叉的樣式，可以說，雖然音叉式電子表的生產(chǎn)和上市到消失經(jīng)歷了短短的幾年，但是，人們卻在另一個(gè)方面保留住了音叉式的樣式和方法。也是對前者的致敬吧。 電池的品種和樣式： 一般在手表中以上類型紐扣電池使用的最多，而在平時(shí)由于質(zhì)量和品質(zhì)的關(guān)系，S型電池使用的比較廣泛。而因?yàn)檫@種電池中正極含有銀，因此，廢電池可以收集起來。
在電子表機(jī)構(gòu)中，最復(fù)雜的便是IC電路了，電流通過IC電路的分配以及計(jì)算，控制著石英振蕩器的振蕩以及齒輪和指針的運(yùn)轉(zhuǎn)。IC電路十分復(fù)雜，由各種各式的單片機(jī)式的IC硅原件構(gòu)成，它搭載著石英振蕩器的自由振蕩，以此來分辨出時(shí)間的基準(zhǔn)和累積，從而決定了電子表機(jī)芯的震蕩頻率。 經(jīng)過15個(gè)階段的串聯(lián)，把1HZ，1HZ的頻率區(qū)分到2部分，經(jīng)過音叉式石英振蕩器的自然運(yùn)動(dòng)，最終能積累到2的15次方HZ，或者是32768HZ。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機(jī)械表的振蕩頻率，精確度大大提高，一般情況下，每個(gè)月最多快個(gè)幾秒或者慢個(gè)幾秒。這也是它如此流行和普遍可見的原因。 此類IC電路板設(shè)計(jì)復(fù)雜，但是造價(jià)十分便宜，在流水線生產(chǎn)的高效率和低成本下，一般來說，老化或者摔壞的電子表直接更換機(jī)芯即可。 IC電路安裝在電鍍銅板上，紐扣電池的電流一方面流向步進(jìn)電機(jī)，一方面流向和石英振蕩器相連接的IC電路。 集成電路是將石英振蕩器產(chǎn)生的高頻電信號，經(jīng)過挫形，變成方波，再通過分頻電路使高頻電信號降到0. 5Hz(周期為2s)的準(zhǔn)確信號，然后通過窄脈沖形成電路和驅(qū)動(dòng)電路，形成時(shí)間間隔為Is的雙向脈沖輸出。用它來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。 電子表機(jī)芯的其他輪系部分與機(jī)械表大致相似，最大的不同就是沒有發(fā)條以及上條機(jī)構(gòu)。
上圖為電子表輪系結(jié)構(gòu)圖。 1：轉(zhuǎn)子齒葉 2：中心輪 3：中心輪齒葉 4：四輪 5：四輪齒葉 6：三輪 7：三輪齒葉 8：摩擦分輪 9：分輪管 10：分輪 11：分輪齒葉 12：時(shí)輪 步進(jìn)電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)：
1：轉(zhuǎn)子 2：定子 3：線圈 轉(zhuǎn)子是一個(gè)永久磁鐵，一般是N極，一半是S極，轉(zhuǎn)子上方一般是一個(gè)齒葉，能夠帶動(dòng)輪系的各個(gè)輪齒。定子連接著線圈，電流通過線圈形成磁場，驅(qū)動(dòng)著轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)IC電路改變電流的脈沖流向，使得步進(jìn)電機(jī)如同普通電動(dòng)機(jī)一樣能夠驅(qū)動(dòng)齒輪的正常運(yùn)動(dòng)。 步進(jìn)電機(jī)是石英電子手表的能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，它將由集成電路輸入的電能轉(zhuǎn)換成磁能，再將磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能來推動(dòng)輪系轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)通常是在雙向脈沖的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的。石英瑞士手表振蕩器每Is發(fā)出一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)180。步進(jìn)電機(jī)則2s轉(zhuǎn)1圈。傳動(dòng)輪系接受步進(jìn)電機(jī)的機(jī)械能，使其運(yùn)轉(zhuǎn)。通過各對齒輪傳動(dòng)比的匹配，最后使秒輪、分輪和時(shí)輪按一定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)時(shí)的目的。 撥針機(jī)構(gòu)是用來校對時(shí)、分針及調(diào)整日歷、周歷機(jī)構(gòu)的。它與機(jī)械手表相同的是在柄軸拉出后，秒針即停止運(yùn)動(dòng)。 微調(diào)電容是用來校準(zhǔn)石英振蕩器頻率漂移所造成的誤差，亦對手表走時(shí)快慢進(jìn)行微量調(diào)整的，相當(dāng)于機(jī)械手表中的快慢針。但新型的石英電子手表均已不采用微調(diào)電容了，一般采用固定電容（已與石英諧振器匹配好快慢的電容）。更先進(jìn)的是采用邏輯調(diào)頻電路，使用邏輯控制方法來實(shí)現(xiàn)。這樣就節(jié)省了一個(gè)外接元件。
電子手表計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，不用每天上弦，價(jià)格便宜，很受消費(fèi)者喜愛，但由于它全是電子器件，佩帶時(shí)與機(jī)械表有些不同要求。用液晶顯示的電子表，在陽光曝曬或長期高溫條件下容易老化；受潮后，最容易發(fā)生故障；受劇烈振動(dòng)時(shí)，晶液玻璃和石英晶體容易損壞。使用一年左右，發(fā)現(xiàn)手表數(shù)字亂跳，顯時(shí)模糊或計(jì)時(shí)功能不正常時(shí)，應(yīng)更換新電池，以免電池漏液損破電子器件，為了節(jié)省電池，應(yīng)盡量少用照明燈和鬧時(shí)裝置。 小結(jié)： 銘記歷史：70至80年代的經(jīng)濟(jì)危機(jī)以及由于石英腕表面世而產(chǎn)生的技術(shù)劇變，導(dǎo)致行業(yè)規(guī)模大為縮減∶員工總數(shù)從1970年約90,000人下跌至1984年僅超過30,000人。與此同時(shí)，公司總數(shù)從1970年1,600間下跌至現(xiàn)今的572間。世界機(jī)械制表業(yè)受到慘重打擊 緬懷先烈：無數(shù)的制表企業(yè)破產(chǎn).兼并.家族企業(yè)被外售 珍愛和平 ：石英表和機(jī)械表雖然都是表，但是分屬兩種完全不同的社會(huì)需求，現(xiàn)在已經(jīng)沒有必要打得你死我活 開創(chuàng)未來：各取所需，單純看時(shí)間的買石英.欣賞機(jī)械美感和品牌歷史的買機(jī)械 |
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