Hvilke faktorer påvirker præcisionen af mekaniske ure

Præcisionen af mekaniske ure påvirkes af mange faktorer. Generelt set er der primært tale om følgende 8 hovedfaktorer:

1, Eksterne påvirkninger

Dette er forskellige påvirkninger, der stammer udefra uret, afhængigt af dets arbejdsmiljø. Almindeligt anvendte foranstaltninger inkluderer: stødsikkert design, vandafvisende design, antimagnetisk design og yderligere beskyttende ydre etuier. Kardanled bruges ofte på præcisions-skibskronometre for at holde dem i vater under kraftige bevægelser.

2, Friktion  
   
Friktion har generelt både positive og negative effekter. Den har positive aspekter, såsom friktionsmonterede minuthjul, friktion mellem automatikurets drivfjeder og tøndevæggen samt selvlåsende skruer. På den anden side fører friktion til en reduktion i transmissionseffektiviteten og slid på komponenter, hvilket påvirker tidtagningen. Almindelige løsninger inkluderer: forbedring af smøreforholdene ved at vælge forskellige smøreolier i henhold til forskellige krav; brug af juvellejer eller rystere; og forbedring af tandflankeforholdene på tandhjul, herunder vedtagelse af videnskabelige konjugerede tandprofiler og forbedring af overfladefinishen. Tandflanker er dog generelt usmurte (i sådanne tilfælde kan modstanden genereret af smøreoliens viskositet være højere end friktionen).

3, Regulator

Regulatoren er en økonomisk struktur, der letter tidsindstilling, men både teori og praksis bekræfter, at den påvirker systemets isokronisme og også kan producere positionsfejl. Disse tidtagningsfejl er relativt tilfældige og kan ikke kompenseres for eller udlignes. Løsninger inkluderer: minimering af afstanden mellem de indre og ydre regulatorstifter; den bedste tilgang er dog at have en regulatorfri konstruktion og justere hastigheden ved at ændre balancens inertimoment, såsom Rolex' Microstella-justeringssystem.

4, Gangparti

Gangartens indflydelse er primært den effekt, der udøves på balancefjeder-systemet under energioverførselsprocessen. Balancefjeder-systemet kan kun opretholde en fast oscillationsfrekvens under forhold med fri oscillation; det er tydeligt, at gangartens energioverførselsproces vil påvirke denne oscillationsfrekvens. Teorien indikerer, at når overførselsprocessen er tæt på balancehjulets ligevægtspunkt, reduceres denne indflydelse. Løsninger inkluderer: anvendelse af en præcisionsgangart, såsom en kronometergangart, hvor energioverførslen sker nær ligevægtspunktet, impulsvinklen er meget lille, og påvirkningen er også relativt mindre. Desuden giver dens ensrettede impuls balancefjeder-systemet mere plads til fri oscillation (i denne henseende kan den relative fejl halveres!). Selvfølgelig har den schweiziske ankergang fordelene ved solidt håndværk og nem justering, hvilket gør den til den dominerende gangart i moderne mekaniske ure internationalt. Ikke desto mindre bør impulsvinklen minimeres så meget som muligt under designet. For at reducere gangartens indvirkning på tidsmålingsreferencen, introducerede schweiziske Omega koaksial-gangarten, en opfindelse af britiske Dr. George Daniels, selvom den ud fra et funktionsprincip er en hybrid mellem ankergangen og kronometergangen.

5, Temperaturpåvirkning

Temperaturens effekt viser sig primært på to måder: For det første ændrer temperaturændringer balancens arbejdslængde, samtidig med at balancehjulets inertimoment ændres, hvilket direkte påvirker tidsmålingens nøjagtighed; for det andet påvirker temperaturændringer smøreoliens viskositet og transmissionseffektiviteten, hvilket dermed påvirker tidsmålingen. Metoder til at håndtere dette inkluderer: anvendelse af et bimetallisk delt temperaturkompenseret balancefjeder-system; brug af specielle legeringsmaterialer til fremstilling af balancen og balancehjulet, så de yder en vis grad af temperaturkompensation inden for driftstemperaturområdet (8°–38°); samt brug af bevægelige regulatortappe til temperaturkompensation. Der anvendes standard smøreolier, mens der til ekstreme temperaturforhold, såsom Omegas Moonwatch, anvendes u-smurte eller faste smøremidler.

6, Magnetfelter

Magnetfelter har den største indvirkning på spiralfjederen, idet de ændrer dens elasticitetsmodul og får spiralfjederen til at deformere under påvirkning af magnetfeltet, hvorved der genereres yderligere spænding. I svære tilfælde kan magnetfelter få spiralfjederens vindinger til at klistre sammen, hvilket påvirker tidsvisningen alvorligt. Løsningen er: at bruge antimagnetiske materialer.

7, Spiralfjederens ligevægt

Med en standard flad spiralfjeder ændrer dens tyngdepunkt sig med gennemsnitsvinklen for balancen, og under påvirkning af tyngdekraften producerer den positionsfejl. Løsninger omfatter: at anvende en overcoil (Breguet-spiralfjeder), hvor midten trækker sig sammen, og tyngdepunktet ikke ændrer sig med vinklen; at bruge cylindriske spiralfjeder med Philips-terminalkurver anvendt symmetrisk top og bund; at bruge lige spiralfjedre; historisk set er der blevet brugt sfæriske spiralfjedre, som tilbyder overlegen ydeevne, men deres håndværk er dårligt, så de anvendes sjældent i praksis.  
 
    8, Balancens ligevægt

Balancens komponenter påvirker direkte positionsfejlen, og statisk balance i balancesamlingen er et fundamentalt krav.

Hvis de ovennævnte faktorer er relativt ideelle, og urets tidsvisning er relativt stabil, kan tidsvisningsydelsen forbedres omfattende gennem dynamisk afbalancering af uret. Der er en meget speciel metode: princippet er, at når balancens amplitude når 220 grader, har forskellige impulser, der overføres til balancen, ingen indflydelse på frekvensen. Nogen brugte engang en konstant kraftmekanisme installeret på ganghjulet til at styre amplituden til at forblive nær 220, hvilket også er en levedygtig metode.