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[拼音]:baizhong

[英文]:pendulum clock

以擺作為振動系統的鐘。通常都帶有報時功能,所以又稱自鳴鐘。1582~1583年,義大利物理學家和天文學家伽利略發現了擺的等時性。1657年,荷蘭物理學家和天文學家C.惠更斯利用擺的等時性原理髮明瞭擺鐘。後經不斷改進,沿用至今。擺鐘可根據用途和要求製成座鐘、掛鐘、落地鍾、子母鐘的母鐘、天文鐘等型式。擺鐘的報時方式通常為機械打點報時,也有用電子擴音報時的。近代帝王宮廷中使用的擺鐘,常附有一套機械傳動機構,以精工製作的人物、山水、飛禽、走獸等活動形象進行報時。

擺鐘的機芯結構通常包括走時和報時兩大系統。走時系統(見機械鐘錶機構)包括走時原動系、傳動系、擒縱調速系、上條撥針系和指標系5個部分,其中擒縱調速系由擒縱機構和擺錘振動系統組成,合稱擒縱調速器;報時系統由報時原動機構、傳動機構、控制機構、打點機構和調速器等5個部分組成。

擺鐘是利用擺錘的週期性振動(擺動)過程來計量時間,時間=擺的振動週期×振動次數。而擺的振動週期

一般來說,擺的重量是確定的,調節擺的引用長度(l)即可調整擺的振動週期。擺的引用長度減短,時鐘變快;反之則變慢。對精密擺鐘,也有用附加重物法來微調擺的振動週期。擺鐘放置在不同的地理位置(不同的地球緯度和海拔高度)中,擺錘的重力加速度會發生變化從而影響其振動週期。擺鐘放置在不同溫度和氣壓的環境中,也會引起振動週期的變化。溫度變化會引起擺的各部分尺寸包括擺的引用長度的變化。一般是溫度升高,擺脹長而鍾變慢;反之則擺縮短而鍾變快。因此,精密擺鐘常用不同的線脹係數的材料製成溫度補償管,以補償溫度影響。氣壓的變化會引起空氣阻力和空氣密度的變化,從而引起振動週期的變化。因此,精密的擺鐘常將擺安裝在恆壓的殼體中,以消除氣壓影響。

擺的振動幅度影響到鐘的等時性。振幅愈小,振幅變化所造成的日差(見鐘錶日差)變化愈小,即等時性愈好,因而精密擺鐘常採用長擺杆小擺幅。但是,小擺幅對外界來的震動和撞擊很敏感,因而對安裝環境要求很高。擺鐘的走時日差一般可以達到20秒/天以內,精密擺鐘達千分之幾秒。

擺鐘是機械鐘。有的石英電子鐘雖然也裝有擺錘或扭擺,但只起裝飾作用。

參考文章

擺鐘的由來常識