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| 闹钟 | |
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闹钟是带有闹时装置的钟。既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号。闹钟的机芯结构主要有机械式和石英电子式两大类。其他如晶体管摆轮游丝式、音叉式等类型已很少用，通常置于台子上使用的称台式闹钟，主要为旅行使用的称旅行闹钟。 闹钟有很多种类，机械的、石英的，自从它被人利用钟摆的原理发明以来已经成为人们生活中不能缺少的物品。
历史
1090年，北宋宰相苏颂主持建造了一台水运仪象台，能报时打钟，它的结构已近似于钟表的结构，可称为钟表的鼻祖。每天仅有一秒的误差。它有擒纵器，正是擒纵器工作时能发出嘀嗒嘀嗒的声音。这就是钟表与计时器的区别。瑞士，有一本世界钟表界的权威书刊上写到:"现代机械钟表中使用的擒纵器源自中国古代苏颂的发明。"宋代，科学家苏颂又发明了"天球仪"，英国著名科技史家李约瑟的书中，记载:"苏颂把钟表机械和天文观察仪器结合以来，在原理上已经完全成功，他比罗伯特·胡克先行了六个世纪，比方和斐与胡克同被西方认为是天文钟表的发明人先行七个半世纪。"12世纪以后，中国钟表技术传入欧洲，欧洲人才造出钟表，可以说是中国人开创了人类钟表史，并影响着后来西方钟表的进展。[1]
1283年在英格兰的修道院出现史上首座以砝码带动的机械钟。
13世纪意大利北部的僧侣开始建立钟塔(或称钟楼)，其目的是提醒人祷告的时间。
16世纪中在德国开始有桌上的钟。那些钟只有一支针，钟面分成四部分，使时间准确至最近的15分钟。
17世纪，逐渐出现了钟摆和法条。它运转的精度得到了很大的提高。乔万尼·德·丹第被誉为欧洲的钟表之父。他用了16年的时间制造出一台功能齐全的钟，被称为宇宙浑天仪，它能够表示出天空中一些行星的运行轨迹，还可以对宗教节日和每天的时间有所反映，它于1364年开始被使用。丹第制造的钟并不是欧洲的第一台钟。据说，欧洲第一台能报时的钟是1335年于米兰制成的。
1657年，惠更斯发现摆的频率可以计算时间，造出了第一个摆钟。1670年英国人威廉·克莱门特(William Clement)发明锚形擒纵器。
1695年，英国汤姆平发明了工字轮擒纵机构。后来，同国的格雷厄姆发明了静止式擒纵机构。
1728到1759年，航海钟问世。
1765年，自由锚式擒纵机构诞生。
1797年，美国人伊莱·特里(Eli Terry)获得一个钟的专利权。他被视为美国钟表业的始祖。
1840年，英国的钟表匠贝恩发明了电钟。
1946年，美国的物理学家利比博士弄清楚了原子钟的原理。于两年后，创造出了世界上第一座原子钟，原子钟至今也是最先进的钟。它的运转是借助铯、氨原子的天然振动而完成的，它可以在300年内都能准确运转，误差十分小。
18到19世纪，钟表制造业逐步实行了工业化生产。
20世纪，开始进入石英化时期。
发展
世界钟表
公元1300年以前，人类主要是利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。例如，日晷是利用日影的方位计时;漏壶和沙漏是利用水流和沙流的流量计时。
东汉张衡制造漏水转浑天仪，用齿轮系统把浑象和计时漏壶联结起来，漏壶滴水推动浑象均匀地旋转，一天刚好转一周，这是最早出现的机械钟。北宋元祜三年(1088)苏颂和韩公廉等创制水运仪象台，已运用了擒纵机构。
1350年，意大利的丹蒂制造出第一台结构简单的机械打点塔钟，日差为15~30分钟，指示机构只有时针;1500~1510年，德国的亨莱思首先用钢发条代替重锤，创造了用冕状轮擒纵机构的小型机械钟;1582年前后，意大利的伽利略发明了重力摆;1657年，荷兰的惠更斯把重力摆引入机械钟，创立了摆钟。
1660年英国的胡克发明游丝，并用后退式擒纵机构代替了冕状轮擒纵机构;1673年，惠更斯又将摆轮游丝组成的调速器应用在可携带的钟表上;1675年，英国的克莱门特用叉瓦装置制成最简单的锚式擒纵机构，这种机构一直沿用在简便摆锤式挂钟中。
1695年，英国的汤姆平发明工字轮擒纵机构;1715年，英国的格雷厄姆又发明了静止式擒纵机构，弥补了后退式擒纵机构的不足，为发展精密机械钟表打下了基础;1765年，英国的马奇发明自由锚式擒纵机构，即现代叉瓦式擒纵机构的前身;1728~1759年，英国的哈里森制造出高精度的标准航海钟;1775~1780年，英国的阿诺德创造出精密表用擒纵机构。
18~19世纪，钟表制造业已逐步实现工业化生产，并达到相当高的水平。20世纪，随着电子工业的迅速发展，电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表、数字式石英电子钟表相继问世，钟表的日差已小于0.5秒，钟表进入了微电子技术与精密机械相结合的石英化新时期。
1088年，宋朝的科学家苏颂和韩工廉等人制造了水运仪象台，它是把浑仪、浑象和机械计时器组合起来的装置。它以水力作为动力来源，具有科学的擒纵机构，高约12米，七米见方，分三层:上层放浑仪，进行天文观测;中层放浑象，可以模拟天体作同步演示;下层是该仪器的心脏，计时、报时、动力源的形成与输出都在这一层中。虽然几十年后毁于战乱，但它在世界钟表史上具有极其重要的意义。由此，中国著名的钟表大师、古钟表收藏家矫大羽先生提出了"中国人开创钟表史"的观点。
14世纪在欧洲的英、法等国的高大建筑物上出现了报时钟，钟的动力来源于用绳索悬挂重锤，利用地心引力产生的重力作用。15世纪末、16世纪初出现了铁制发条，使钟有了新的动力来源，也为钟的小型化创造了条件。1583年，意大利人伽利略建立了著名的等时性理论，也就是钟摆的理论基础。
1656 年，荷兰的科学家惠更斯应用伽利略的理论设计了钟摆，第二年，在他的指导下年轻钟匠S.Coster制造成功了第一个摆钟。1675年，他又用游丝取代了原始的钟摆，这样就形成了以发条为动力、以游丝为调速机构的小型钟，同时也为制造便于携带的袋表提供了条件。
18世纪期间发明了各种各样的擒纵机构，为袋表的进一步产生与发展奠定了基础。英国人George Graham在1726年完善了工字轮擒纵机构，它和之前发明的垂直放置的机轴擒纵机构不同，所以使得袋表机芯相对变薄。另外。
1757年左右英国人 Thomas Mudge发明了叉式擒纵机构，进一步提高了袋表计时的精确度。这期间一直到19世纪产生了一大批钟表生产厂家，为袋表的发展做出了贡献。19世纪后半叶，在一些女性的手镯上装上了小袋表，作为装饰品。那时人们只是把它看成是一件首饰，还没有完全认识到它的实用价值。直到人类历史进入20世纪，随着钟表制作工艺水平的提高以及科技和文明的巨大变革，才使得腕表地位的确立有了可能。
20世纪初，护士为了掌握时间就把小袋表挂在胸前，人们已经很注重它的实用性，要求方便、准确、耐用。尤其是第一次世界大战的爆发，袋表已经不能适应作战军人的需要，腕表的生产成为大势所趋。1926年，劳力士表厂制成了完全防水的手表表壳，获得专利并命名为oyster，第二年，一位勇敢的英国女性Mercedes Gleitze佩带着这种表完成了个人游泳横渡英伦海峡的壮举。这一事件也成为钟表历史上的重要转折点。从那以后，许多新的设计和技术也被应用在腕表上，成为真正意义上的带在手腕上的计时工具。紧接着的二战使腕表的生产量大幅度增加，价格也随之下降，使普通大众也可以拥有它，腕表的年代到来了!
中国钟表
机械闹钟
机械闹钟的机芯结构 包括走时和闹时两大系统。
①走时系统。其中的原动系以发条为贮能元件，所贮能量一般有1天的和8天的两种。贮能1天的闹钟常采用不带发条盒的结构;传动系中的齿轮常采用修正摆线的销形啮合，其小齿轮(龆轮)以圆柱形钢丝作轮齿;擒纵机构多采用销钉式(俗称粗马)，它以圆柱形钢丝作叉销，成本较低，但走时精度亦较低;振动系统采用摆轮游丝式。由于摆轮的转速较高，振动周期为0.6秒的摆轮，摆轮轴与摆轴承在24小时中往复转动摩擦达28.8万次，因而对摆支承的结构和材料的选择直接影响到钟的寿命。为提高寿命，中国生产的闹钟的摆轮轴与摆轴承采用圆柱形配合结构，摆轮轴顶端为较大曲率半径的球面，摆轴承用廉价的玻璃钻，这种面接触或线接触成倍地延长了钟的维修周期和走时寿命。游丝常采用磷青铜或镍基合金制成。
②闹时系统:通常包括闹时原动机构、传动机构、擒纵机构和对闹机构 4个部分。闹时原动机构也可与走时原动机构共用一根发条，但在发条轴上增加有限位机构，以控制闹时释放发条的长度;闹时擒纵机构对振动周期等时性要求不高，故常采用无固有振动周期的擒纵调速器而不用摆轮和游丝，打锤安装在叉轴上。机械式音乐闹钟上还带有以闹发条驱动的带拨针的滚轮，拨针按曲谱排列，拨动音簧，演奏出音乐。
闹钟机芯
也包括走时和闹时两大系统。
①走时系统:指针式石英电子闹钟的走时系统包括石英谐振器、CMOS集成电路(分频和驱动)、步进电机(将电能转换为机械能)、计数和传动机构、指针机构等部件;数字式石英电子闹钟的走时系统包括石英谐振器、CMOS集成电路(分频、计算和驱动)、液晶显示屏或发光二极管、导电橡胶等部件;此外，指针式和数字式都包括电池、微调电容、夹板和线路版等部件。
②闹时系统:有两种。一种是以集成电路或晶体管开关电路(分离元件)输出信号，驱动扬声器或其他声响装置;另一种是直接利用电磁原理，通过线圈的通、断电流，吸动打锤敲击闹铃，或吸动其他声响装置。
挑选
(1)先检查外观:钟壳颜色光亮均匀，无脱漆、变色和擦痕。钟面应清洁，刻度均匀，字迹清晰。
(2)检查灵敏度:稍微开动发条，秒针即开始走动，证明灵敏度高。灵敏度高的钟，延续走时的时间较长。
(3)检查走时声音:将钟面左右前后上下放置，如果四面八方各个方向走时声音轻重一致，均匀无杂音，则说明走的正常。
(4)检查是否碰针:拨动时、分针，使时、分针与秒针重合(三针重叠)，三针之间应保持一定的间隙，不许碰擦。同时，针与钟面、玻璃也应有适当的间隙。
(5)检查闹差:分别将闹面拨到3、6、9、12处，再拨动时分针到这几个地方，如闹响误差均在5分钟以内，闹差属正常。
(6)检查闹铃声音;闹铃声音应清晰、 洪亮，无哑声、无空声。