机械手表快慢的调整

很多业余爱好者希望能自己检测机械手表的走时快慢，我们在此介绍一种机械手表节拍信号测试器，用它配合频率计数器即可测试机械手表的走时快慢。目前机械手表快慢的测试方法有多种，原理也不尽相同，因此本文先讲一讲机械手表走时快慢测试的基本原理，使业余爱好者可以结合自己的条件进行实验制作。

当我们把机械手表贴近耳朵，就可以听到清晰的“嘀、嗒”声，这就是机械手表走时的节拍声（也称表音信号）。走时准确的手表，每秒、每分乃至每小时、每天的节拍数都有一定的数值。如果节拍数有变动，说明手表走时或快或慢了。节拍数误差越大，手表走时的误差也越大“嘀、嗒”声的形成是手表擒纵机构在振动中元件相互碰撞所产生，这与机械手表的工作原理有关，限于篇幅在此不能详述。我们只需了解机械手表在每次振动中有两次碰撞，出现两次表音，因此表音的频率实际是手表机械振动频率的一倍，机械表的节拍就是指手表每小时内产生的表音数，通过测试机械手表节拍信号的频率，我们就可以间接测得机械手表走时的快慢。

不同的手表机械振动的频率不同，节拍频率也不同。国产机械手表的节拍频率主要有两种，节拍频率为5Hz的俗称慢摆表，每秒有5个表音，早期生产的机械手表多为慢摆。节拍频率为6Hz的称快摆表，每秒有6个表音，目前生产的统一机芯手表都是快摆。慢摆表每小时有5×60×60=18000个表音，快摆表每小时有6×60×60=21600个表音。为此我们常可以在一些机械手表的表面上见印有18000、21600等字样，这些数字就是表征该手表每小时振动的节拍数。进口的机械手表每小时振动的节拍数种类比较多，除上述的两种外还有19800、28800、36000等多种，在测试时要注意。

由于表音信号的频率较低，用频率计测其频率不易取得精确值，因此我们改测它的周期。慢摆表表音信号的周期为200ms，快摆表表音信号的周期约为166.667ms。

图1所示是节拍信号测试器的电原理图。表音信号由微音器接收，送入CMOS反相器F\(_{1}\)、F2作电压放大，这时电阻R\(_{1}\)、R2已分别将反相器F\(_{1}\)、F2偏置在转移特性曲线的线性区，使反相器成为一电压放大器。表音信号经F\(_{1}\)、F2两级电压放大后经二极管D\(_{1}\)、D2削去表音信号的负半周，由F\(_{3}\)输出一窄负脉冲。F4、F\(_{5}\)组成的单稳电路将脉冲展宽整形，脉冲宽度由C5和R\(_{4}\)决定。展宽脉冲可使表音信号间出隔中外来的干扰信号被“淹没”，用以提高测试器的抗干扰性。电容C3是为稳定电压放大器工作而设置的，用以防止产生自激。F\(_{5}\)的输出即为可供频率仪测试的节拍信号。图2所示是图1中A、B、C三点的波形图，图中T即为表音信号的周期，不同节拍频率的手表，周期T亦不同。

图3所示是测试器印制板元件排列图。测试器由两块C036 CMOS二输入端与非门组成，管脚排列见图4。电源采用一块6F22 9V积层电池。装置时要注意将CMOS电路的多余输入端接入高电平，测试仪器的外壳和焊接时电烙铁的外壳要可靠接地，以防损坏电路。

微音器夹具需要自制。取0.5mm左右铜皮一块，剪成如图5a形状，将其用锡焊在一只大号鳄鱼夹的背面上如图5b所示。在铜皮一端固定一块胶木板并铆一空心铜铆钉作为压电晶体片电极的一个引出端，另一个引出端可焊接在铜皮上。压电晶体片的材料是酒石酸钾钠，尺寸14×14（mm），就是晶体话筒用的晶体片（上海钟表仪器厂、西安风雷仪表厂生产）。用少量环氧固化剂按图5b将其固定在铜皮上，环氧固化剂量不能多，否则会影响压电晶体的灵敏度。待固化剂固化后，将压电晶体片的两电极用金属屏蔽线与测试器输入端连接。使用时只需将鳄鱼夹夹住机械手表的自来柄柄头，就是我们平时上发条时旋动的柄头。这时表音信号就可由压电晶体片接收。

测试器组装好以后即可对机械手表的快慢进行测试。以E312频率计为例，先将测试器微音器夹具夹住被测机械手表自来柄柄头，在被测手表下垫一块海绵或厚橡胶以免桌面振动等杂音干扰。测试时不能对着微音器高声讲话，否则声音信号会干扰测试器的正常工作。测试器的输出端接入频率计“输入B”，测试选择开关放在“周期B”位置，适当选择时标与周期倍乘开关，如放在10μS与×10档，即可测得表音信号周期的读数。平时携带时手表一般处于表面朝上或柄头朝下状态，业余爱好者测试时，可测表面朝上与柄头朝下两个位置的表音信号周期的读数。

如果读数值与标准值有较大出入，可以打开表壳后盖，用仪表起子或镊子钳轻轻地缓慢拨动表机上的快慢针或游丝夹，如图6所示。当指针拨向“十”时日差调快，指针拨向“一”时日差调慢。一些没有快慢针的表机亦有一小豁口示意。注意调校时每次调节幅度要小，边测边调直至误差最小。

如果在测试时出现表音周期显示数字没有规律，时快时慢，说明被测手表机械部分已有故障，如长期没有清洗积垢太多，或因手表受撞击后部分零件变形，工作时有不规则碰擦等。这类手表在实际使用时会有时快时慢，经常停表的现象，初学者切忌随意拨弄，应送到修理店修理。此外，机械手表因测试时放置的位置不同，如表面朝上或朝下，柄头朝上或朝下等，测得的周期读数会略有不同，这就是机械手表的走时位差。如果位差过大亦说明表内机械部分有故障。本文介绍的测试器只能用来对表机正常的机械手表进行快慢的调校。

当我们测得表音信号周期后，还需要把测得的数据换算成日差，才能确切知道手表每天的走时误差。瞬时日差=（T\(_{1}\)－T2）×每小时节拍数×24。式中T\(_{1}\)为标准表音的周期值，T2为实测表音周期值。例如：一只慢摆手表已知每小时节拍为18000，标准表音周期为200ms，实测为200.1ms，瞬时日差=（200-200.01）×18000×24＝-4320ms=-4.32s，可知此手表瞬时日差为-4.32秒。以上计算所得的瞬时日差是由手表在任一时刻测得的瞬时值推算出的一天走时误差。实际上由于手表发条力距的变化等因素，瞬时日差与实际日差有些出入。质量较高的机械手表两个数值基本一致，因此可以用瞬时日差来代替实际日差。频率计的测量误差可参看所用频率计的产品说明书。(李耀祖)