前言

最近買了新手錶，在挑的時候對鐘錶產生了興趣，因此做了一些功課。

casio.com/jp/watches/oceanus/product.OCW-T1..

買了這支，太陽能充電和電波校時。選擇的原因除了外觀和價格，就是太陽能不用換電池和電波校時錶的準度。也有研究機械錶，但發現會有比較大的誤差。

鐘錶分類

想必各位都有聽過很多不同的錶的分類法，這邊先簡單介紹常見的分類。後面再細談我整理出的統一邏輯。

鐘或錶

手錶(Watch)，時鐘(Clock)的總和英語叫做Timepiece。時鐘主要是固定的，掛在牆上或者是大眾場合固定的鐘。

機械錶或石英錶

機械錶: 現代常見於高級手錶，機械錶是以發條驅動，不需要電池。可以再細分成手動上鍊或自動上鍊。誤差以日計(一天快慢N秒)。自動上鍊錶面上通常會寫Automatic。
石英錶: 普通要放電池的錶，或太陽能充電等錶都是此類。比機械錶要準(以月計或年計)，且便宜。錶面通常會寫Quartz。

參見: 石英錶和機械錶，有什麼不同？

電子鐘錶和傳統鐘錶

所謂電子式就是以數字顯示在液晶上，而傳統的手錶是用指針。也有一些混和式，比如有看過掛鐘用液晶顯示溫溼度日期等等。

鐘錶系統邏輯

這部分就是我主要思考後想整理的。這麼多名詞，怎麼系統化? 我把鐘錶整個系統，分為四個概念，這四個概念組合過後，就會變成市面上林林總總的產品名詞。

動力
計時
顯示
校時

1. 動力

動力也就是給鐘錶能源的方式。這邊可以大概分為機械式和電能。

電能

電能就是指所有用電的驅動方式。比如電池、太陽能電池、插電或者是裝在其他系統上吃電的。充電電池，除了太陽能充電，另外也有一些冷門的，比如說體溫發電等等。

機械式

機械式也就是手錶上的發條，擺鐘的重錘(不是擺來擺去的鐘擺)。利用的是彈力或重力。

機械錶的話，又分成手動上鍊(要自己轉發條)，和自動上鍊(走路或手晃動時的動能自動捲上發條。

2. 計時

計時也可以主要分成用石英等材料的壓電效應做成的震盪器，和機械式的單擺/游絲和擒縱機(日語: 脱進機)。

石英

複雜的原理可以去查石英振盪器。簡單來說就是，石英用一個特別的方法切了之後，加上電壓，就會依特定頻率震動，發出該頻率的電子訊號。所以這個是很重要的電子元件，在所有的電腦手機單晶片等等都會用得到。在鐘錶的應用，通常會設計成32768Hz，是2的15次方，所以很容易用電子元件把輸出的訊號變成想要的1Hz(每秒一次)。

機械式

這邊其實有兩部分機構，一個是鐘擺和游絲(ひげゼンマイ, Balance String)，也就是製造等週期運動的機構，和擒縱機扮演煞車讓齒輪照著該週期運動。

鐘擺:單擺等時性就是相同長度，會依照一定的週期運動。這道理就很好懂，應該也有看過以前的鐘有個擺在動。但手錶等等不一定一直固定方向。所以需要不同的機構。
游絲: 這部分比較難，我也看了好久才懂。機械錶在沒有擒縱機動作的時候，齒輪就會因為發條的動力自由轉動。擒縱機有兩個爪子，會先被齒輪帶到一邊，他就會把裡面的小發條(游絲)捲起來。當齒輪通過了之後，捲起來的小發條又會被放開，然後甩到原本位置，又卡到下一個齒輪。如此一來就會讓齒輪以特定速度轉動。這齒輪再帶動指針(這到了顯示環節)。參考下面的動圖等比較好懂:

3. 顯示

這就是很好理解的部分，看要是用指針，還是螢幕，還是電子訊號傳到別的地方都可以。不過機械式也只能用指針。

機械式的指針，不是一秒一秒跳，前面的游絲的周期是比一秒還要小。這頻率叫做Beat。所以看起來比較順。石英錶大部分是簡單的一秒驅動一次步進馬達。所以分辨石英或機械表的簡單方式是看秒針是怎麼跳。

4.校時

最簡單的就是表上的旋鈕手動轉指針，或者是電子錶上自己設定時間。

有一些石英錶，是可以自動校時，比如說日本常見的電波校時。以及GPS或藍牙，當然還有電腦裡的時鐘是透過網路NTP服務較時。

電波校時

電波校時就是，政府單位用電波發送標準時間，鐘錶接收那個標準時間，就可以自己調時間。主要是日本、美國、中國、歐盟有這樣的電波。台灣可以收的到日本合中國的校時電波(當然每個地方的規格不同不能通用)。筆者手上的這隻卡西歐就有6種電波校時。主要目的是同步政府機關，交通號誌等等的時間。

通常出電波校時的鐘表以日本牌的比較多，據說其他大部分都不是一般民眾使用。

日本的電波看這裡介紹: jjy.nict.go.jp/jjy/trans/index.html

GPS

GPS其實就是透過時間差來定位，所以GPS衛星上是有精準的原子鐘。所以收GPS訊號不只可以知道現在位置，還可以校時。

藍牙

這就是連到手機上去校時。

範例組合

隨便找一些表，就可以對應上面的幾個不同概念。

錶	動力	計時	顯示	校時
OMEGA Aqua Terra 手動上鍊	機械手動	機械	傳統	手動
勞力士 Oyster Perpetual 自動上鍊	機械自動	機械	傳統	手動
JAGA電子錶	電池	石英	電子	手動
GRAND SEIKO石英	電池	石英	傳統	手動
筆者的卡西歐	太陽能	石英	傳統	電波
SEIKO ASTRON GPS	太陽能	石英	傳統	GPS
CITIZEN ECO-DRIVE 藍牙	太陽能	石英	傳統	藍牙
CASIO G-SHOCK	太陽能	石英	電子	藍牙/電波

Spring Drive

其實我就是因為看到SEIKO的Spring Drive，才想到以上的分類。

Spring Drive是日本廠牌SEIKO特別的一種機構，混合了機械錶和石英錶的優點。放到上面的表格是

動力: 機械式
計時: 石英
顯示: 傳統
校時: 手動

它的原理是，利用自動上鍊的機械動能，來驅動齒輪。但同時利用那個動能發電，驅動石英震盪器的電路。含有石英震盪器的電路會檢測轉速，適時煞車讓週期穩定，而不是用步進馬達。所以這既不是石英錶也不是機械錶。可以達成不用換電池，動坐起來像機械式，但卻有石英錶的精確。

Sring Drive 介紹(中文)

Spring Drive 介紹(日文)，有詳細影片

自製電波時鐘計畫

我接下來的計畫是用微控器和震盪器等自己做一個電波校時時鐘，成功了再與各位分享。

參考

除了貼的網站，我還參考了這本書: 時計の科学人と時間の5000年の歴史

炸蝦碎碎念