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【Invar应用】钟表摆轮游丝

日期: 2017-01-18
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 【Invar应用】钟表摆轮游丝

自从可携带式钟表发明以来,以摆轮+游丝的振动系统模式就已经确定了下来。机械钟表都是以摆轮游丝组件作为振动系统来产生标准时间信号的,本篇将描述摆轮游丝系统的发展简史。

自17世纪那场著名的“航海天文钟”比赛起,英国钟表曾经是世界上最好的。早期的英国表的摆轮游丝系统是一个金属的闭合光摆配合铁基做成的平游丝(发蓝),也就是荷兰科学家惠更斯发明的摆轮游丝钟的缩小版。通常,高级的英国表的摆轮是由贵金属制造(k金)以增加摆轮的惯量,可以达到走时准确的目的。就以现在留存的这些珍贵钟表看,每日的走时误差大约会在5分钟内。

【Invar应用】钟表摆轮游丝

 1896年瑞士物理学家夏尔·爱德华·纪尧姆(C. E. Guillaume)发明了一种合金,这种合金在磁性温度即居里点附近热膨胀系数显著减少,出现所谓反常热膨胀现象(负反常),从而可以在室温附近很宽的温度范围内,获得很小的甚至接近零的膨胀系数,这种合金的组成是64%的Fe和36%的Ni,呈面心里方结构,其牌号为4J36,它的中文名字叫殷钢,英文名字叫因瓦合金(invar),意思是体积不变。

这个卓越的合金对科学进步的贡献如此之大,致使其发现者(瑞士物理学家纪尧姆)为此获得1920年的诺贝尔物理学奖,在历史上他是第一位也是唯一的科学家因一项冶金学成果而获此殊荣。

这项发明很快便运用到钟表里面,双金属截断摆轮已经成为历史,因为由因瓦合金制造的游丝不需要摆轮来进行温度变化补偿了。

【Invar应用】钟表摆轮游丝

(这种摆轮还留有用于微调位差的螺丝但是摆轮本体已经使用因瓦合金)

人们渐渐发现,甩掉了摆轮上沉重的螺丝后,频率可以提高到前所未有的速度,光摆再次回到人们的眼前,而频率记录也在不断的刷新,从原始的1\2秒,1\4秒,在短时间内迅速提高到1\6,1\8,1\10甚至不可思议的1\100秒!钟表的准确度再一次被提高。


 

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