時下，雖然人手一部手機，但鐘錶還是沒有完全淡出人們視線。除了計時，鐘錶還是一種重要的裝飾品。
市面上鐘錶的類型多種多樣，有石英表和機械錶等。為什麼有的鐘表走針是連續滑動掃秒的，而有的鐘表卻是一秒一秒跳躍走針的呢？不同鐘錶的內部結構又有什麼不同？
下面我們就來簡單了解一下。
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石英表
石英表的歷史比機械錶更久遠，它的主要部件是一個較為穩定的石英振蕩器，通過將石英振蕩器所產生的振蕩頻率「讀取」出來，再令其帶動時鐘內的機械部件指示時間，就能讓石英鐘錶準確報時。
目前最精準的石英計時器能準到十萬分之一秒，這意味著經過270年，這個石英鐘的計時時差才為1秒。
目前的石英表整體來講比機械錶更精準，機械錶的誤差為平均一天差一秒，而常見的石英表平均每過十天差一秒。
除了一些太空飛行器械和對時間精準性要求較高的工業儀器，石英鐘錶的精準度可以滿足日常生活中大部分的計時需求，這也是石英鐘錶至今都沒有被淘汰的重要原因之一。
石英鐘錶的核心原件是壓電石英晶片，它能夠產生壓電效應。壓電效應是指當電介質在一定方向受外力，並發生形變時，內部正負電荷出現不均勻分布（電荷極化現象），使電介質受壓兩側產生電壓的現象。
外力消失後，電介質又會恢復到不帶電的狀態；當外力的方向改變時，電荷的極性也會改變。
在人們認識到這種現象後，聰明的科學家反其道而行之，在電介質的某兩端加上電壓，於是在電壓的驅動下，電介質在該方向上被壓縮，這便是壓電效應的逆效應。
石英晶體便是一種可產生逆壓電效應的電介質材料，當石英某兩端被加上強度不斷變化的電壓（交變電壓）時，石英就會隨著電壓的變化，不斷地被壓縮，被釋放，被壓縮，被釋放……於是石英就振動了起來。
石英晶體
當石英晶體被施加頻率穩定的交變電場時，就會隨之產生規律的機械振動，由於石英晶體本身的性質，它的固有振動頻率十分穩定，可用來計時。
石英振蕩器能夠產生穩定的頻率信號，再利用分頻器將石英的振動頻率調節至2Hz，並驅動電機轉動，使轉動頻率剛好為1秒/圈，這樣就可以實現指針的掃秒運動。
石英晶體振蕩器
通電狀態下，石英振蕩器產生的周期脈衝信號使得鐘錶內電機的步進馬達定子片磁化，與轉子產生相互作用，克服轉子定位力矩，產生旋轉力矩，轉子旋轉180°，並在定位力矩作用下重新靜止，所用時間恰為1秒，實現讀秒。
石英表內部
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機械錶
除了石英表，機械鐘錶是現在市面上另外一種常見的鐘表類型。雖然不同機械鐘錶的組成在複雜程度上可能有很大差別，但它們內部結構的主體部分和指示時間的工作原理基本相似。
機械錶的內部結構主要由原動系、傳動系、擒縱調速器、指針系和上調撥針系等部分組成。
發條屬於原動系，為機械錶提供動力；齒輪屬於傳動系，齒輪轉動可以推動擒縱調速器工作；擒縱調速器反之又可以控制齒輪的轉速，保證指針的轉動頻率固定，可準確指示時間。
機械錶內部結構
發條上鏈後聚集能量，通過傳動系統把能量輸送到擒縱調速器，擒縱調速器可把能量均勻分開，保證指針的轉動頻率一定，並且再通過傳動系統提供能量推動指針走動，準確顯示秒、分鐘和小時。
發條呈圈狀，螺旋繞在手錶內部的發條盒中，並積聚能量，上條時，通過上條撥針系使條軸旋轉將發條在條軸上卷緊，發條力矩增加，其彈性作用使條盒輪轉動，從而驅動傳動系。
發條釋放能量
擒縱調速器起到發條與擺輪之間的連接作用，它通過一擒一縱，一收一放，將原動系統（發條）提供的能量定期地傳遞給擺輪遊絲。
擺輪偏離平衡位置後會產生扭轉力矩，遊絲被扭轉後又產生回復力矩，兩者配合即可實現擺輪系統的來回擺動。
擒縱調速器限制能量的釋放
有了擒縱系統，就能將發條的能量規律地傳遞給傳動系統，保證擺輪遊絲可自動保持以穩定速率震蕩。最後，擺輪遊絲把其振動次數傳遞給齒輪，並推動指針實現精準走時。
機械錶運轉模型
我國的第一塊機械腕錶誕生在天津，開創了中國自主研製機械手錶的先河。
經過幾十年的摸索和發展，現在我國鐘錶業已形成了以高精密製造技術為核心的工業生產體系，在世界鐘錶業中佔有重要且不可替代的地位。
鐘錶指針運動方式
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滑動走針和跳躍走針是如何實現的？
不管是石英表還是機械錶，都可以實現掃秒和跳秒。所謂掃秒，就是指鐘錶的秒針是滑動式走針的，而跳秒式代表鐘錶的秒針是以一秒為單位跳躍式走針。
掃秒和跳秒式石英表的主要區別在馬達的頻率。跳秒式的馬達頻率只有1Hz，就可以實現秒針每一秒跳動一下，而掃秒式的馬達頻率是一個範圍，大約在1至幾百赫茲之間，以實現秒針連續不停歇的滑動。
其實掃描式秒針走動也有間歇，只是由於馬達轉動頻率較高，人眼辨別不出秒針兩次振動之間的時間間歇，認為它是連續滑動的。
早期，石英表因為內部結構較為簡單，為了節省動力，大多設計成跳秒式，而機械錶動力相對充足，多為掃秒式。
但現在，掃秒式和跳秒式的石英表和機械錶在市面上都較為常見，以滿足不同消費者的需要。
掃秒是機械錶常用的方式，因為機械錶要想實現跳秒，需要在機芯的主輪系外增加一套專供跳秒使用的小輪系，再在擒縱器與秒針輪之間設置一個彈簧驅動齒輪。
彈簧根據機芯振動頻率累積能量並定期釋放，其釋放頻率還需要配合表指針相應的振頻。
這種設計顯然會增加其內部結構的複雜程度，因此大多數機械錶為掃秒式。
目前，還有很多智能手錶相繼面世，但傳統的機械和石英表仍然有其魅力所在。
人們對於它們有一種難以撼動的關於精密機械的情結和感情，這種情感的羈絆是智能手錶無法帶給使用者的。
在電子科技飛速發展的今天，鐘錶依然沒有從人們的視野中消失，小小的錶盤不僅僅在指示著時間的流動，更在提醒著我們應該時刻注意光陰的流逝，要把握好當下的每分每秒，認真地過每一天，不虛度分分秒秒的時間，才不辜負時光，不辜負自己！
原文標題為「石英表和機械錶的內部結構到底有什麼不同？」
來源：北京科學中心
編輯：米老貓