跨越十四载 钟表大师与技术大神的对话（四）机芯中的磁悬浮

上集回顾：跨越十四载 钟表大师与技术大神的对话（三）冗余复杂功能辨析

注：文中钟博士（Dr. Jon简称“DJ”），闯关硬汉（文中简称“NW”或Dee Bauhaus）。

2014年1月28日

发件人：Dee Bauhaus

收件人：Dr. Jon

主题：深入手表话题，第四阶段

钟博士：

您曾说过，您的研究使您确信机械表计时精度的限制在于摆轮轴承的摩擦损耗，而宝路华Accutron消除了这一点，精度提高了大约十倍。这是否意味着如果我们采用磁力擒纵和磁力摆轮，机械表会比今天好十倍甚至二十倍？

请了解一下宝玑在7727型表款上应用的磁悬浮摆轮轴尖技术和豪雅的磁力替代游丝技术：

更重要的是，您应该听说过Cliffton磁力擒纵及其故事。

我对机械计时技术的真正技术发展持怀疑态度，但我很想从您那里听到一些好消息。

我的一位兼职制表师好朋友告诉我，用于制造摆轮轴承（希望这个词准确且正确）和机芯其他重要部分轴承的材料，由于效率和利润原因，在锻造过程中的加热和调节不如以前充分，质量已大大削弱。我对今天的现代机械表有很多担忧。

Dimitry

发件人：Jonathan Weber

日期：2014年1月29日星期三 下午11:06

理解技术和潜在消除问题的第一件事是：它有潜力，但需要大量工作才能实现。

纳沙泰尔天文台收集的数据显示，残余误差是几分之一秒。弹簧式冲击擒纵比杠杆好一点点（百分之几秒）枢轴式冲击擒纵差十分之几秒。只有在其他一切都正常工作时，这些误差才会出现。

第一批电子表有电磁擒纵。这些在19世纪末首次出现在精密摆钟中。

我在考虑一个磁悬浮振荡器。

在60年代和70年代，随着导航级陀螺仪的发展，在这方面有一些工程研究。同样影响手表日差的摩擦损失也导致了油轴承陀螺仪的漂移。陀螺仪通过改用空气或气体轴承得到了改善，但这些需要动力。

在80年代，开发了一种磁悬浮轴承系统，但我想它没有走远。它是为了稳定相机，但我领导的一个团队通过完全消除移动稳定来击败了他们。

我认为带有磁悬浮摆轮的手表可以提高十倍，但这非常困难。有一个著名的定理，叫恩肖定理（Earnshaw's theorem，与那些天文钟制钟师无关），它相当有说服力地论证了纯粹的磁悬浮是不可能的。需要其他力，我还没有想好如何在不破坏这个想法的情况下应用它们。

不管它是否可行，有更好的计时方式，所以很难证明花大量时间在这上面是合理的。

感谢你提供的宝玑和泰格豪雅资料。

我真的很不喜欢泰格豪雅。我认为他们的东西定价过高且构思不当。他们使用的磁效应是以一种多余的方式应用的，关于温度效应的讨论是错误的。公平地说，这可能是记者的误解，而不是泰格豪雅——我认为他们在这部分是对的。他们告诉记者他们在寻找一种Elinvar的等效物，只是因为他们放弃了教正确物理的希望。这可能是他们那边的明智判断，但这个设计在我看来是错的。

永磁体在加热到居里温度时会完全失去强度。这是Harrison和他的同时代人给手表零件消磁的方式，直到1840年代电磁学被更好理解之前，这几乎是唯一的方法。如果永磁体被加热到远高于环境温度但远低于居里值的温度，其磁场将不受影响。只有超过这个处理值，它才会改变。

磁体的另一个吸引力在于，如果力完全由磁场施加，那么不会做功（在物理意义上），因此没有损耗。那么恢复力在很宽的温度范围内不会对温度敏感。问题是摆轮仍然会膨胀和收缩，尤其是如果它包含高磁性材料，这种膨胀和收缩仍然有复合摆轮的所有问题。

相比之下，现代的游丝和摆轮材料已经得到了很好的补偿，它们的损耗已经比枢轴轴承小。

这是泰格豪雅概念产品典型的伪科学。我肯定他们有他们的粉丝，但我绝对不是其中之一。

宝玑的应用正是我试图设计的。巧妙的（而且非常聪明）在于摆轮游丝。高频率是关键，因为它导致硬游丝和轻摆轮，所以游丝可以提供支撑，使两端保持在磁力轴承中。我怀疑高频（提高稳定性）和空气阻力损耗之间存在权衡，我预计最佳频率会更高，但它们可能需要不同的擒纵来充分利用。在10赫兹下，70年代的擒纵经常在使用中磨损。我会考虑在这些轴承上使用溅射润滑膜。

我怀疑它比每天1秒好得多。在1891年，一等奖得主都优于每天1秒：在方位上约每天0.5秒，总体上仍优于每天1秒。在那之前的70年，他们无法让竞赛表优于每天1分钟。他们在这段时间内从超过1分钟到远低于1秒，而1891年竞赛已经过去了100多年。

我对宝玑的7727达到每天1秒这个计时精度感到失望，但这可能是由于枢轴自由移动造成的。这使得部分游丝力偏离直线，引入误差。

我也认为宝玑7727那个小而快速旋转的硅指针是个坏主意，但这只是我的看法。由于它与我的观点一致，我自然会认为它是构思良好的，但宝玑在大多数事情上都有做得很好的悠久传统。

Jon

下期预告：跨越十四载 钟表大师与技术大神的对话（五）机械表的物理边界

更多钟表知识、故事，请关注下方微信公众号：老面的钟表茶馆