聊聊石英革命之前出现的电子表_手表知识
資深大佬 : cosly 14
我们在去年曾发过一篇同名贴,由于当时对历史的考据不够深入,导致挑选出来介绍的机芯类型不够全面,故重新编辑了此贴。文中涉及的手表的时间跨度从1957年到1977年,从第一支电动手表投入商用开始,到非石英电动手表全部下线截止,所有手表的照片均源于网络。
由于机械表的发条储能有限,当时仅能提供大约两天的动力,而且发条的扭力落差会影响手表的精度,于是一些手表厂商于1940年代开始了新型手表的研发。美国的 Elgin 和法国的 Lip 于1952年成功研发出了用电池取代发条作为动力源的手表,但是并没有投入市场。1957, Hamilton 在纽约发售了历史上第一枚投入商用的电动手表,由美国的 Epperlein 与 Hamilton 联合研发。Hamilton 还曾授权日本的 Ricoh 生产其研发的电动机芯。该机芯中的电路十分简单,只有电池,线圈和触点式开关。线圈被固定在摆轮上,而摆轮下方的甲板上则被固定上永磁铁。摆轮周期性地接通触点式开关给线圈通电,从而让磁力周期性的推动摆轮,给摆轮游丝系统补充能量,这种手表由此得名为电摆表。在机械表中,能量先由轮系传递给擒纵,再由擒纵传递给摆轮。能量在电摆表中的传递方向则恰好相反,能量先由摆轮传递给擒纵,再由擒纵传递给轮系。因为初代电摆表的电路中没有电子元件,所以这种表只是电动表还算不上电子表。采用触点式开关的电摆表的最大弱点就是开关接触不良导致机芯工作不稳定。其主要诱因就是触点式开关在工作的时候会产生电弧,导致开关的氧化。1958年,Lip 推出了他们的第一款投入商用的电摆表。Lip 表的线圈位于甲板上,而永磁铁在摆轮上。相比于 Hamilton 的电摆表,Lip 在电摆表的电路中加入了二极管,有效地抑制了电弧的产生。二极管是最简单的电子元件,Lip 推出的这枚表就成了世界上首枚电子表。虽然在电路中加入二极管能有效地抑制电弧,减慢触点式开关的氧化,但还是没有完全解决接触不良的问题。再后来,人们采用探测线圈配合三极管制成非接触式开关才算彻底解决了这个问题。使用非接触式开关的电摆表常将动力线圈固定于甲板上而将永磁铁加装于摆轮上,这种设计方案成为后期电摆表的主流。这类表使用三极管作为电路的核心元件,是正宗的电子表。



























最早使用三极管开关的并不是电摆表,而是美国的 Bulova 于1960年推出的音叉表,由瑞士工程师 Max Hetzel 设计。Bulova 还将其研发的音叉机芯授权给瑞士的 Universal Geneve 和日本的 Citizen 生产。音叉表是电摆表的兄弟,工作原理与电摆表相仿,用音叉代替了摆轮游丝系统。音叉表的振频比自家兄弟高出两个数量级,也只有非接触式开关能胜任控制动力线圈以如此高的频率通电断电的任务。在音叉臂上有一根细小的计数推杆,推动一个带止逆装置的计数棘轮运转,该棘轮再通过轮系带动表针走时。由于音叉的振频很高而振幅很小,相比于电摆表的擒纵轮的轮齿,音叉表的计数棘轮的轮齿要细密很多。音叉表的秒针每秒钟步进几百次,肉眼看起来完全是平滑的扫秒。音叉表使用三极管作为电路的核心元件,也是正宗的电子表。





























我们最后就来比较一下机械表,电摆表,音叉表和石英表的工作方式。摆轮,音叉和石英晶振在本质上都是做机械振荡。在机械表中,由机械驱动振荡器,同时由纯机械的方式(机械轮系)来完成变速。在电摆表或音叉表中,由电力驱动振荡器,但还是由纯机械的方式(机械轮系)来完成变速。在石英表中,由电力驱动振荡器,引入了电子的变速方式(分频电路)补充机械的变速方式(机械轮系)。
由于机械表的发条储能有限,当时仅能提供大约两天的动力,而且发条的扭力落差会影响手表的精度,于是一些手表厂商于1940年代开始了新型手表的研发。美国的 Elgin 和法国的 Lip 于1952年成功研发出了用电池取代发条作为动力源的手表,但是并没有投入市场。1957, Hamilton 在纽约发售了历史上第一枚投入商用的电动手表,由美国的 Epperlein 与 Hamilton 联合研发。Hamilton 还曾授权日本的 Ricoh 生产其研发的电动机芯。该机芯中的电路十分简单,只有电池,线圈和触点式开关。线圈被固定在摆轮上,而摆轮下方的甲板上则被固定上永磁铁。摆轮周期性地接通触点式开关给线圈通电,从而让磁力周期性的推动摆轮,给摆轮游丝系统补充能量,这种手表由此得名为电摆表。在机械表中,能量先由轮系传递给擒纵,再由擒纵传递给摆轮。能量在电摆表中的传递方向则恰好相反,能量先由摆轮传递给擒纵,再由擒纵传递给轮系。因为初代电摆表的电路中没有电子元件,所以这种表只是电动表还算不上电子表。采用触点式开关的电摆表的最大弱点就是开关接触不良导致机芯工作不稳定。其主要诱因就是触点式开关在工作的时候会产生电弧,导致开关的氧化。1958年,Lip 推出了他们的第一款投入商用的电摆表。Lip 表的线圈位于甲板上,而永磁铁在摆轮上。相比于 Hamilton 的电摆表,Lip 在电摆表的电路中加入了二极管,有效地抑制了电弧的产生。二极管是最简单的电子元件,Lip 推出的这枚表就成了世界上首枚电子表。虽然在电路中加入二极管能有效地抑制电弧,减慢触点式开关的氧化,但还是没有完全解决接触不良的问题。再后来,人们采用探测线圈配合三极管制成非接触式开关才算彻底解决了这个问题。使用非接触式开关的电摆表常将动力线圈固定于甲板上而将永磁铁加装于摆轮上,这种设计方案成为后期电摆表的主流。这类表使用三极管作为电路的核心元件,是正宗的电子表。



























最早使用三极管开关的并不是电摆表,而是美国的 Bulova 于1960年推出的音叉表,由瑞士工程师 Max Hetzel 设计。Bulova 还将其研发的音叉机芯授权给瑞士的 Universal Geneve 和日本的 Citizen 生产。音叉表是电摆表的兄弟,工作原理与电摆表相仿,用音叉代替了摆轮游丝系统。音叉表的振频比自家兄弟高出两个数量级,也只有非接触式开关能胜任控制动力线圈以如此高的频率通电断电的任务。在音叉臂上有一根细小的计数推杆,推动一个带止逆装置的计数棘轮运转,该棘轮再通过轮系带动表针走时。由于音叉的振频很高而振幅很小,相比于电摆表的擒纵轮的轮齿,音叉表的计数棘轮的轮齿要细密很多。音叉表的秒针每秒钟步进几百次,肉眼看起来完全是平滑的扫秒。音叉表使用三极管作为电路的核心元件,也是正宗的电子表。





























我们最后就来比较一下机械表,电摆表,音叉表和石英表的工作方式。摆轮,音叉和石英晶振在本质上都是做机械振荡。在机械表中,由机械驱动振荡器,同时由纯机械的方式(机械轮系)来完成变速。在电摆表或音叉表中,由电力驱动振荡器,但还是由纯机械的方式(机械轮系)来完成变速。在石英表中,由电力驱动振荡器,引入了电子的变速方式(分频电路)补充机械的变速方式(机械轮系)。
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