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水银摆:古典钟表中常见的温度补偿方式

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采用水银摆做温度补偿的钟表,以法国产的为最多。一般都是座钟,比如四明钟,所谓四明钟就是钟表外壳周围是四块玻璃的,透亮能看见钟机芯的钟,外壳镏金或珐琅的比较多。很多在钟表的顶端有个像奖杯状的装饰,因此,这种款式也被叫做“奖杯钟”。
在钟表的发展历程中,几百年以来,有各国无数的能工巧匠历经实验摸索,都在想尽各种办法努力去提高钟表的走时精度。对于座钟或落地大钟来讲,影响其走时精度的因素主要有二个。
(1)发条的力矩落差,所谓落差是指发条上满和放松以后的力矩大小之差,这个会直接影响到摆锤的摆幅及其震荡周期,早年的碳钢发条力矩落差也非常之大;
(2)温度的影响,世界上绝大多数物质都具有热胀冷缩的特性,钟表的摆是由摆锤和摆杆组成的,热胀冷缩会使摆杆的长度和摆锤的重心位置发生变化,因此造成走时误差。

为了补偿温度变化对钟表走时精度的影响,大约在200年前,水银摆被发明了。
摆锤的材质,通常要选用质量比较大的东西,以提高摆动的稳定度和抗干扰性。水银,又称为汞(Hg),比重13.595,由于比重大,所以很适合做摆锤。一般都是采用把水银装入玻璃管内,玻璃管的数目是左右各一个,但我也见过左右各二个的。
摆杆的材料常见是用木头或金属。当温度上升时候,摆杆会发生膨胀和延长(摆杆越长影响就越大),同时,水银也会膨胀,它的液面高度也将上升,这个和温度计的情况是一样的。其结果,将使水银摆的重心略有提高,从而起到补偿因摆杆延长单摆周期变慢的作用。当温度下降时候,水银液面高度也将下降,补偿震荡周期的道理同上。

由于水银的液态的,玻璃管内灌入多少水银容易掌握,摆锤的质量也就容易被校准。
采用水银摆做温度补偿的钟表,以法国产的为最多。一般都是座钟,比如四明钟,所谓四明钟就是钟表外壳周围是四块玻璃的,透亮能看见钟机芯的钟,外壳镏金或珐琅的比较多。很多在钟表的顶端有个像奖杯状的装饰物,因此,这种款式也被叫做“奖杯钟”。
我上小学的时候,那时候做公车便宜,5分钱的车票最多可以做6站路,可有时候为了省钱还是经常步行。要路过北京的西四,过去那里路边上曾有个钟表维修店,门脸也不是很大。我每次路过那里,都会慢慢的放下脚步,要伫足观看它家玻璃橱窗里的钟表,印象最深的就是里面摆的那几只金光闪闪的水银摆钟了。现在这种钟表很少见了,我想在当时,那一定是钟表店里最具有的标志性的展品了,能表现钟表修理店的维修水平、历史和档次吧。
原作者:王向明


1楼2015-02-09 09:51回复
    维修调试过很多各国钟表,水银摆钟表是走时误差最小。


    来自手机贴吧3楼2021-06-11 16:54
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      好文 感谢分享


      IP属地:河南来自iPhone客户端4楼2023-12-20 13:41
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