世界上最準的石英錶,你絕對不知道的秘密

前不久，西鐵城發布了一款石英錶（其實2018年就已經有了），它的精準度達到了年誤差±1秒，成為世界上最準的石英錶。石英錶，我們通常來理解就是電子錶（但電子錶不等同於石英錶，它範圍更大），隨著科技的發展，現在石英錶的類型越來越多，技術也越來越成熟，人們天然認為使用電池的石英錶應該是沒有誤差的，但是事與願違，石英錶雖然非常精準，但依然存在誤差。

外觀簡單到你完全不會認為它是一隻很厲害的表

在之前的文章中（曾經看不上的一些石英錶 其實它很高級），我們已經詳細介紹了石英錶的工作原理以及目前主流的石英錶為了提升精準度所採取的措施。簡單來說，石英錶是通過一個石英振子作為振蕩器，然後將這個振蕩頻率通過步進電機及齒輪系完成最終顯示，如果有液晶屏則還需要液晶顯示原件。其實它和機械錶的原理比較類似，只是動力源和振蕩器不同。

那麼影響石英錶精準性的主要因素有哪些？溫差、磁場和震動，其中溫差影響最明顯。由於石英振子內部是石英晶體，不會像機械錶傳統金屬遊絲那樣會受磁，所以磁場對於石英錶的影響要遠遠小於機械錶，但是溫差變化對石英振子有著非常明顯的影響，在較高或較底溫度下，會讓石英錶走時出現嚴重偏差，即便在正常溫度下，溫度變化也會輕微影響走時。無論是機械錶還是石英錶，震動都會對內部穩定性產生影響，不同的是石英錶振頻高，震動影響的是齒輪系。因此，高級一點的石英錶都會對這幾個方面進行補償處理（磁場影響很小，所以一般不做高防磁），以提高精準性。

可能有人會說機械錶是藝術，機械天然有誤差，精準是一種追求，石英錶精準是其天然優勢，並且石英錶就是一工具表，追求極致精準有什麼意義？事實上從上世紀60年代以來，石英錶也一直在追求極致精準，雖然藉助現代技術，通過聯網和GPS可以讓一枚手錶分秒不差，但對於石英錶來說，如何通過本身的技術提升，讓自身達到極致精準，依然是製表業在不斷攻克的技術方向。對於消費者的日常生活來說，它意義不大，而對於專業領域來說，它是一定要去征服的領地，就像機械錶追求極致精準，也是製表師的理想一樣。

西鐵城是日本幾個最著名的手錶品牌之一，它最主要的特色技術是光動能還有石英技術，雖然機械錶也有很多，不過高端還出名的少一些。這次發布的手錶，是為了慶祝品牌創立100周年而推出的，搭載一枚西鐵城最新的Cal.0100機芯，集合了西鐵城的這兩項頂尖技術，光動能和高精度石英技術，達到了年誤差僅為±1秒。那麼它是如何實現的？

我們知道，自石英錶誕生至今的半個世紀里，量產的石英錶中達到的最高精度是年誤差±5秒（沒記錯的話），西鐵城、精工及斯沃琪集團都有這樣的表款，可能在過去已有的技術上，已經達到了一個瓶頸。西鐵城率先突破了這個瓶頸，相信以後這項技術總會進行普及。要提升精度，依然要著眼於溫差和震動，西鐵城做了這樣幾項設計：

AT切割型石英振子

標準音叉型石英振子（左）和AT切割石英振子（右）

石英振子是石英錶的振蕩核心，猶如機械錶的擺輪遊絲系統，傳統的石英振子為叉型晶振，振頻為32768HZ，是傳統機械錶的8000倍，即便如此，它的標準誤差也在±15秒/月，因此需要採用特殊切割的石英振子，來克服這一難點，答案就是AT切割型晶振。西鐵城1975年時便已經開始使用AT切割型晶振來製作石英機芯，當時振頻達到4M赫茲，是標準叉型晶振振頻的100倍以上，如今新型的西鐵城Cal.0100機芯AT切割型晶振，振頻達到了8.4 MHz (8,388,608 Hz)，是之前的2倍，是標準音叉的256倍。叉型晶振對溫度比較敏感，同時因為兩個叉頭中間有空隙，振蕩幅度較大，限制了它的振頻。AT切割型晶振可以大幅降低溫差的敏感性，並且因為是一體式結構，振蕩幅度比較小，空間敏感性也較低，可以大幅提升振頻，提高精度。在不同方位下，AT切割型晶振可以保持幾乎一致的精準性。

高振頻，以及對溫差、方位的不敏感，讓AT切割型晶振具備了高精準性的優勢，但僅僅如此還不夠。

溫差補償系統

不同溫度下兩種石英振子的誤差表現（實心線為AT切割晶振）

儘管AT切割型晶振對溫差不敏感，但並不代表溫差就毫無影響，事實上AT晶振只是在25°下比較理想，低於20°或高於40°還是會有影響，並且在25°— 40°之間其性能也並不是完全恆定的，因此，需要藉助溫差補償系統來降低溫差對走時的影響。西鐵城的溫差補償系統會對振頻進行監測，根據振頻的變化，每分鐘補償一次，由於每一枚晶振對溫差敏感性有細微差別，所以每一枚手錶的溫差補償系統都需要單獨進行測試匹配，以實現最好的效果。之前我們有介紹過常用的溫差補償系統實現方式，一種是用兩個對溫差敏感性不同的晶振互相彌補，有點像早期機械錶里的雙層金屬擺輪的意思，另一種是數字調控，根據晶振對在不同溫度下振頻的變化計算需要補償的秒數來彌補。西鐵城應該用的是後一種，這種更為準確。

震動修復

之前我們提過，震動也會對石英錶產生影響，不止是在西鐵城，浪琴推出的.P.H腕錶也具備震動調控功能。震動主要影響齒輪和指針系統，受突然震動的情況下，齒輪或指針可能會錯位，震動修復可以還原它們的位置。

光動能及節能處理

儘管提高振頻，提升溫差補償頻率，增加震動修復會讓手錶變得非常精準，但是這裡每一項都會增加能量消耗，過去依靠鋰電池供電的高振頻石英錶，需要每年或者每兩年更換電池，而如精工推出的更強勁的電池也只能堅持3-5年，所以能量是個問題。西鐵城終於將光動能技術融合到了這款手錶之中，光動能可以吸收光能轉化為電能，為手錶供電，同時西鐵城對電路系統做了節能處理，去掉了不必要的能量消耗環節，節省電能。如此，在滿電的情況下，這枚手錶在黑暗中也可以使用半年。在日常佩戴中，我們可以理解為，它根本無需更換電池，也不用擔心電能問題。

除機芯通過技術手段達到極致精準之外，西鐵城還使用了LIGA技術（用於製造高縱橫比微結構的製造技術），令手錶的指針和錶盤上的刻度完美對齊。目前市面上大多數指針式手錶，因為裝配或者製造問題，指針尤其是秒針和錶盤刻度是不對齊的，有一點偏差，雖然對讀時影響不是很大，但對於追求極致來說，就不可容忍了。西鐵城能夠做到指針和刻度完全對齊，在細節上的確做到了令人讚歎的地步。

相對應的，這麼高端的技術，西鐵城也還不會一下子就拿來普及，現在出的都是限量版，材質為白金和超級鈦金屬，其中白金款限量100枚，合人民幣價格在12萬左右，鈦金屬有兩個版本（珍珠母貝盤和普通錶盤），分別限量500枚和200枚，售價合人民幣5萬元。這個價格，不便宜啊，但是沒辦法，誰讓它是石英錶里的世界第一準呢（不連網也不需要GPS）。

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