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手表知识:手表功能之天文时差

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天文时差:也称时间差,或时间等式。指的是钟表时间(即平均太阳时间,也称为民用时)和真正太阳时间(也称实际太阳时)之间的差距。

  

时间等式手表:在普通钟表的基础上(平太阳时),增加了(真太阳时)的显示,就是“时间等式”手表。

真太阳时和平太阳时

  

  真太阳时:指地球围绕太阳公转所产生的每天的日照长度。一年之内,世界各地的真太阳时每一天都是不一样的。那是由于地球在公转的轨道上,与太阳的距离不断改变。地球的公转轨道呈椭圆形而非圆形,地球自转平面和公转的轨道平面又有一个23°的夹角,这就导致了一天的实际时长并不是人们普遍认为的24小时,我们用来指示一天时间的“24小时”,经过精确测量,实际上一天并不是正好的24小时,而是在24小时的基础上增加或减少15分钟左右。刚好是24小时的日子每年只有4天:4月15日、6月14日、9月1日和12月24日。

  

  但是因为真太阳时每天都不一样,对于钟表计时,是一个很难解决的难题。因此,一种相对简便的计时方式----平太阳时应运而生。

  

  平太阳时:绝大多数手表上用来计时的一天24小时整的计时制就是“平均太阳时”,或更普遍被称作“民用时”,它是一种忽略时间等式变化的简捷计时制。

  

  天文学上假定由一个太阳(平太阳)在天赤道上(而不是在黄赤道上)作等速运行,其速度等于运行在黄赤道上真太阳的平均速度,这个假想的太阳连续两次上中天的时间间隔,叫做一个平太阳日,这也相当于把一年中真太阳日的平均称为平太阳日,并且把1/24平太阳日取为1平太阳时。通常所谓的“日”和“时”,就是平太阳日和平太阳时的简称。

  

  一个平太阳日的1/86400=1平太阳秒,作为计量时间的基本单位。现代的钟表都是按照这个原理设计并制造的。1820年,法国科学家举行会议,决定以地球自转一周的平均值表示一天的长短。并被科学界一致认定为时间计量的标准。这一次制定的时间标准,一直延续到1960年,是一个相当长的历史阶段。钟表制造业,将平太阳时标准作为计量依据一直延续至今天。发展到现在,人们把一天的24个小时,习惯地分成了两个12小时。0:00-12:00,以AM表示;12:00次日0:00,以PM表示。这是最普遍的用法。有些行业和部门,喜欢用24小时连续计算。比如:天文部门、航海、航空等行业,把PM6:30通常用18:30表示,职业工作特点使然。

  

  天文时差在手表中的发展

  

  最早出现的时间等式怀表则是宝玑大师Abraham-LouisBreguet的Marie-Antoinette以及百达斐丽PatekPhilippe的Caliber89(后来因而衍生出StarCaliber2000的机芯)。在当代手表方面,宝玑则领先于1991年推出第一只时间等式万年历月相手表,以指针在1和2点钟方向的扇型指示出太阳时间差,不但获得大奖奖励,也不负宝玑大师传承下来的创新技艺。2000年,由于受到爱彼博物馆中一款1925年日出日落怀表的启发,瑞士的爱彼表厂,研制成功并发表了世界上首只具有日出、日落时间,时间等式、万年历的机械手表。

  

  早年的时间等式手表多数是在表盘上添加一个正负15分钟的显示装置用以表明实际太阳时跟民用时的时差,但是仅仅是如此显示的话,只能知道2者之间的相差,误差的基准点是哪一个却是没有显示出来的。第一只把民用时和太阳时用2根指针同时显示出来的时间等式手表,则是宝珀的LeBrassusEquationduTempsMarchante手表,这样直观的显示方法,让人们得以清楚明确的知道2者之间的时差以及时差的具体快慢情况,显示方式一目了然,直观简单。

  

  制作工艺上,一般只显示时差的时间等式手表一直采用的经典方法就是在手表机芯上添加一个根据“8字形曲线”制成的肾形凸轮。凸轮每年转动一圈。转动时,架在它上面的一个拨头(或棘爪)也将会随之运动,“8字形曲线”椭圆形凸轮就指示了太阳日的长度变化。而用2根指针同时显示2种时间的手表,则是用两个互不干涉的驱动源来运作实际太阳时指针,驱动行星轮系的肾形凸轮(实际太阳时指针的传动链),和驱动表盘面轮系的驱动源(就是手表分钟指针的传动链)。