钟表为什么会发出滴答的声音?(讲述钟表的一个故事)钟表的故事有声,
这要从机械钟表的擒纵机构说起,如果仅仅是让上满发条的表自由走起来,那么很快就会变成飞表,指针飞跑,一分钟内走完发条,计时更是看笑话了,所以机械钟表都要有一个擒纵机构,由频率恒定的控制元件比如钟摆或摆轮来一格一格释放齿轮,这样才能计时,滴嗒声就是擒纵机构一格格走的声音。擒纵机构要在平时稳固可靠的停住齿轮,释放时摩擦力要尽量小,还要在释放时接收齿轮的旋转动能,传递到摆上以补偿摆运动时机械能的损耗,种种因素决定擒纵机构是个非常复杂精确的机械结构。擒纵机构由擒纵叉和擒纵轮组成,由于擒纵齿基本都是往一边走的,所以擒纵叉两个臂长度不一样,这个可能造成声音略有不同。
现代的石英钟表,当石英晶体受到电池电力影响时,它会产生规律的振动。这种振动非常稳定,几乎不会发生变化,而上发条的手表的发条松紧都会影响速度。石英晶体每秒的振动次数高达32768次,我们可以设计简易的电路来计算它振动的次数,当它数到32768次时,电路会传出讯息,让秒针往前走一秒。这个电路非常简单。也是一个数字电路计数器、分频器入门的一个案例。CT74193可以记4位二进制即16个数,计数器的基本原理分为加法计数和减法计数,后一种需要异步预置,前一种需要额外的逻辑门。在数字电路的作用下,32768Hz的石英振动脉冲化为了2Hz的电路脉冲,然后就驱动电机带动秒针,接下来是一大堆齿轮干的活。这个时候的滴答声主要是齿轮启动和停止的时候齿轮之间的碰撞造成的,齿轮的做工和契合程度严重影响声音。另外因为是电路系统,所以很容易可以做出连续扫秒的功能,只要调好电机转速就行。
如果是摆钟的话还有可能是安放的位置不水平造成偏摆,摆在左右运动带动擒纵机构时周期就会不等,然后听上去就走出长短摆。手表也会长短摆,这说明摆轮游丝没有校准,要修。
指针式电子钟表就简单多了,里面是个马达,由线圈驱动,每秒磁场反转一次,磁铁转子走动180度,这种马达工艺不是很精细,磁场反转又会产生不一样的作用力,于是听上去可能会有不一样。
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