世界上最准的石英表之一

      [腕表之家 钟表技术] 前不久，西铁城发布了一款石英表（其实2018年就已经有了），它的精准度达到了年误差±1秒，成为世界上最准的石英表。石英表，我们通常来理解就是电子表（但电子表不等同于石英表，它范围更大），随着科技的发展，现在石英表的类型越来越多，技术也越来越成熟，人们天然认为使用电池的石英表应该是没有误差的，但是事与愿违，石英表虽然非常精准，但依然存在误差。

外观简单到你完全不会认为它是一只很厉害的表

      在之前的文章中（曾经看不上的一些石英表 其实它很高级），我们已经详细介绍了石英表的工作原理以及目前主流的石英表为了提升精准度所采取的措施。简单来说，石英表是通过一个石英振子作为振荡器，然后将这个振荡频率通过步进电机及齿轮系完成最终显示，如果有液晶屏则还需要液晶显示原件。其实它和机械表的原理比较类似，只是动力源和振荡器不同。

      那么影响石英表精准性的主要因素有哪些？温差、磁场和震动，其中温差影响最明显。由于石英振子内部是石英晶体，不会像机械表传统金属游丝那样会受磁，所以磁场对于石英表的影响要远远小于机械表，但是温差变化对石英振子有着非常明显的影响，在较高或较底温度下，会让石英表走时出现严重偏差，即便在正常温度下，温度变化也会轻微影响走时。无论是机械表还是石英表，震动都会对内部稳定性产生影响，不同的是石英表振频高，震动影响的是齿轮系。因此，高级一点的石英表都会对这几个方面进行补偿处理（磁场影响很小，所以一般不做高防磁），以提高精准性。

      可能有人会说机械表是艺术，机械天然有误差，精准是一种追求，石英表精准是其天然优势，并且石英表就是一工具表，追求极致精准有什么意义？事实上从上世纪60年代以来，石英表也一直在追求极致精准，虽然借助现代技术，通过联网和GPS可以让一枚手表分秒不差，但对于石英表来说，如何通过本身的技术提升，让自身达到极致精准，依然是制表业在不断攻克的技术方向。对于消费者的日常生活来说，它意义不大，而对于专业领域来说，它是一定要去征服的领地，就像机械表追求极致精准，也是制表师的理想一样。

      西铁城是日本几个最著名的手表品牌之一，它最主要的特色技术是光动能还有石英技术，虽然机械表也有很多，不过高端还出名的少一些。这次发布的手表，是为了庆祝品牌创立100周年而推出的，搭载一枚西铁城最新的Cal.0100机芯，集合了西铁城的这两项顶尖技术，光动能和高精度石英技术，达到了年误差仅为±1秒。那么它是如何实现的？

      我们知道，自石英表诞生至今的半个世纪里，量产的石英表中达到的最高精度是年误差±5秒（没记错的话），西铁城、精工及斯沃琪集团都有这样的表款，可能在过去已有的技术上，已经达到了一个瓶颈。西铁城率先突破了这个瓶颈，相信以后这项技术总会进行普及。要提升精度，依然要着眼于温差和震动，西铁城做了这样几项设计：

AT切割型石英振子

标准音叉型石英振子（左）和AT切割石英振子（右）

      石英振子是石英表的振荡核心，犹如机械表的摆轮游丝系统，传统的石英振子为叉型晶振，振频为32768HZ，是传统机械表的8000倍，即便如此，它的标准误差也在±15秒/月，因此需要采用特殊切割的石英振子，来克服这一难点，答案就是AT切割型晶振。西铁城1975年时便已经开始使用AT切割型晶振来制作石英机芯，当时振频达到4M赫兹，是标准叉型晶振振频的100倍以上，如今新型的西铁城Cal.0100机芯AT切割型晶振，振频达到了8.4 MHz (8,388,608 Hz)，是之前的2倍，是标准音叉的256倍。叉型晶振对温度比较敏感，同时因为两个叉头中间有空隙，振荡幅度较大，限制了它的振频。AT切割型晶振可以大幅降低温差的敏感性，并且因为是一体式结构，振荡幅度比较小，空间敏感性也较低，可以大幅提升振频，提高精度。在不同方位下，AT切割型晶振可以保持几乎一致的精准性。

      高振频，以及对温差、方位的不敏感，让AT切割型晶振具备了高精准性的优势，但仅仅如此还不够。

温差补偿系统

不同温度下两种石英振子的误差表现（实心线为AT切割晶振）

      尽管AT切割型晶振对温差不敏感，但并不代表温差就毫无影响，事实上AT晶振只是在25°下比较理想，低于20°或高于40°还是会有影响，并且在25°— 40°之间其性能也并不是完全恒定的，因此，需要借助温差补偿系统来降低温差对走时的影响。西铁城的温差补偿系统会对振频进行监测，根据振频的变化，每分钟补偿一次，由于每一枚晶振对温差敏感性有细微差别，所以每一枚手表的温差补偿系统都需要单独进行测试匹配，以实现最好的效果。之前我们有介绍过常用的温差补偿系统实现方式，一种是用两个对温差敏感性不同的晶振互相弥补，有点像早期机械表里的双层金属摆轮的意思，另一种是数字调控，根据晶振对在不同温度下振频的变化计算需要补偿的秒数来弥补。西铁城应该用的是后一种，这种更为准确。

震动修复

      之前我们提过，震动也会对石英表产生影响，不止是在西铁城，浪琴推出的V.P.H腕表也具备震动调控功能。震动主要影响齿轮和指针系统，受突然震动的情况下，齿轮或指针可能会错位，震动修复可以还原它们的位置。

光动能及节能处理

      尽管提高振频，提升温差补偿频率，增加震动修复会让手表变得非常精准，但是这里每一项都会增加能量消耗，过去依靠锂电池供电的高振频石英表，需要每年或者每两年更换电池，而如精工推出的更强劲的电池也只能坚持3-5年，所以能量来源是个问题。西铁城终于将光动能技术融合到了这款手表之中，光动能可以吸收光能转化为电能，为手表供电，同时西铁城对电路系统做了节能处理，去掉了不必要的能量消耗环节，节省电能。如此，在满电的情况下，这枚手表在黑暗中也可以使用半年。在日常佩戴中，我们可以理解为，它根本无需更换电池，也不用担心电能问题。

      除机芯通过技术手段达到极致精准之外，西铁城还使用了LIGA技术（用于制造高纵横比微结构的制造技术），令手表的指针和表盘上的刻度完美对齐。目前市面上大多数指针式手表，因为装配或者制造问题，指针尤其是秒针和表盘刻度是不对齐的，有一点偏差，虽然对读时影响不是很大，但对于追求极致来说，就不可容忍了。西铁城能够做到指针和刻度完全对齐，在细节上的确做到了令人赞叹的地步。

      相对应的，这么高端的技术，西铁城也还不会一下子就拿来普及，现在出的都是限量版，材质为白金和超级钛金属，其中白金款限量100枚，合人民币价格在12万左右，钛金属有两个版本（珍珠母贝盘和普通表盘），分别限量500枚和200枚，售价合人民币5万元。这个价格，不便宜啊，但是没办法，谁让它是石英表里的世界第一准呢（不连网也不需要GPS）。