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鐘擺的工作原理

擺鐘是利用擺錘的周期性振動(擺動)過程來計量時間,時間=擺的振動周期×振動次數。而擺的振動周期 T=2π(l/g)^0.5。

壹般來說,擺的重量是確定的,調節擺的引用長度(l)即可調整擺的振動周期。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周期。

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周期。擺鐘放置在不同溫度和氣壓的環境中,也會引起振動周期的變化。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。

壹般是溫度升高,擺脹長而鐘變慢;反之則擺縮短而鐘變快。因此,精密擺鐘常用不同的線脹系數的材料制成溫度補償管,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,從而引起振動周期的變化。因此,精密的擺鐘常將擺安裝在恒壓的殼體中,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(見鐘表日差)變化愈小,即等時性愈好,因而精密擺鐘常采用長擺桿小擺幅。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。擺鐘的走時日差壹般可以達到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。

擴展資料:

擺鐘結構

擺鐘的結構大體上可分為走時部分、打點部分、指針部分和打點控制部分。

1.走時部分

由頭輪(即條盒輪,內裝發條)、二輪、三輪(中心輪)、四輪、擒縱輪、擒縱叉、擺錘等組成。

2.打點部分

由打點條盒輪、打點二輪、打點三輪、打點四輪,打點五輪及風輪組成。

3.指針部分

由分輪、跨輪和時輪組成。結構原理與鬧鐘基本相同。

4.打點控制部分

擺鐘每隔半小時打點壹次,整點敲擊的次數必須與時針指示的時刻相同,因此,它的打點必須由走時來控制。在走時和打點之間有壹個具有控制打點次數的機構,它由二角凸輪、十二角凸輪、扇形齒、擡閘杠桿、開關杠桿、撥齒凸輪等組成

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