Genauigkeit: Was ist das und kümmert sich jemand wirklich?

Genauigkeit: Sein Streben ist der Grund dafür, dass Uhrmacherei überhaupt existiert, und dennoch ist es einfacher, sich über die begonnenen Datumsfenster zu streiten als über eine Genauigkeitsdiskussion. Nehmen Sie Uhren als alles andere weg, was sie sind - Ausdruck von persönlichem Geschmack oder Stil; Sammel-Raritäten; Objekte mit dekorativen Ornamenten; lustige Stücke von mechanischem Einfallsreichtum - und was Sie haben, ist eine Maschine, die entworfen ist, um Zeit genau zu behalten. Was Genauigkeit ist, ist jedoch nicht so einfach, wie Sie vielleicht denken, und mit Atomuhr genaue Zeit überall verfügbar ist, ist es nützlich - wenn mechanische Uhr ist etwas, das Sie interessiert - zu diesem wichtigsten, aber überraschend betrachten wenig diskutiert, Merkmal der Uhrmacherei.

Genauigkeit für die meisten von uns bedeutet eines: ob eine Uhr die gleiche Zeit wie das, was wir als Zeitnormal verwenden, hält oder nicht. Im Allgemeinen bedeutet das heutzutage die Zeit, die ein Telefon zur Verfügung stellt; es kann auch die Zeit bedeuten, die von einer tragbaren verbundenen Uhr zur Verfügung gestellt wird. Wenn die von einer Uhr gehaltene Zeit immer dem Zeitstandard entspricht (die Zeit auf Ihrem Telefon wird über das Internet bedient und letztlich von einer Atomuhr geliefert), dann sagen wir, dass die Uhr genau ist. Natürlich ist keine mechanische Uhr ein perfekter Zeitmesser, und so stellen wir im Allgemeinen fest, ob unsere Uhr für unsere Zwecke ziemlich unpräzise genug ist: indem wir entscheiden, wie unzufrieden wir damit sind, wie ungenau er ist. (Eine der genauesten Uhren, die ich regelmäßig trage, ist eine eher unscheinbare IWC Portofino; wenn ich sie an meinem linken Handgelenk trage und sie auf dem Nachttisch einwähle, erhält sie alle paar Tage eine Sekunde.)

Die Uhr, die ich hier zur Veranschaulichung benutze, ist eine Taschenuhr von Lange & Söhne, und ich habe sie gewählt, weil die Art und Weise, wie sie gemacht ist, einen wichtigen Punkt darstellt: Das Ziel der Präzisions-Uhrmacherei ist nicht überraschend die Erzielung von Genauigkeit. Ja, Genauigkeit ist wichtig, aber es ist das Ergebnis von etwas grundlegenderen: Ratenstabilität. Ratenstabilität bedeutet, einfach gesagt, dass eine Uhr in einem bestimmten Zeitintervall immer die gleiche Anzahl von Malen schlägt, ohne sich jemals zu ändern. Eine Uhr mit einer stabilen Rate ist eine Präzisionsuhr. Der Unterschied zwischen Genauigkeit und Geschwindigkeitsstabilität kann durch Nachdenken über eine Uhr illustriert werden, die keine stabile Rate hat: ein Tag ist es +6, der nächste, -10, der nächste, -2, der nächste, +7 und der nächste , -1. Am Ende von fünf Tagen haben Sie eine Sekunde Zeit und Sie haben vielleicht das Gefühl, eine genaue Uhr zu haben. Sie haben jedoch tatsächlich eine, die nicht sehr präzise ist, und Sie haben im Grunde nur Glück gehabt, was, wenn Sie eine Präzisionsuhr wollen, etwas unbefriedigend ist.

Jeder Zeitmesser hängt von einem Oszillator ab - es könnte ein Pendel sein, es könnte ein Gleichgewicht und eine Feder sein, es könnte ein Quartz-Stimmgabel-förmiger Kristallantrieb sein, aber je stabiler die Geschwindigkeit des Oszillators ist, desto höher ist die Präzision Zeitmesser ist es. Das klassische Beispiel ist der Marinechronometer. Marinechronometer wurden sehr sorgfältig zeitlich abgestimmt, bevor sie an Bord des Schiffes gebracht wurden, und es wurde nicht so sehr erwartet, dass sie genau waren, als erwartet wurde, dass sie in ihrer Rate unveränderlich waren. Wenn Sie wüssten, dass Ihr Chronometer immer fünf Sekunden schnell ist, ohne sich zu ändern, könnten Sie die Zeit in Greenwich einfach berechnen, um eine Positionsbestimmung basierend auf astronomischen Beobachtungen zu erhalten (im Allgemeinen, um die Geschwindigkeit des Chronometers nicht zu stören) , Sie würden eine Decksuhr verwenden, die auf die Zeit eingestellt ist, die der Chronometer zeigte, und diese an Deck bringen, als Sie Ihre Beobachtungen machten).

Was Sie oben haben, ist ein Blick auf das Herz einer hochwertigen Lange-Taschenuhr. Sicher, das wäre eine sehr genaue Uhr für seine Zeit gewesen, aber das meiste von dem, was Sie sehen, ist, um genau zu sein, dort, um Stabilität der Rate sicherzustellen. Der klare Rubin-Deckstein ist da, weil die Unruhzapfen aus Stahl sind und Stahl und Rubin fast reibungsfreie Lager sind; dies verhindert, dass sich die Rate ändert, wenn sich die Hauptfederkraft ändert (mehr Reibung würde die Ausgleichsamplitude empfindlicher gegenüber Leistungsschwankungen machen). Die Ausgleichsfeder macht das Gleichgewicht ebenfalls weniger anfällig für Leistungsschwankungen; die Überspannung ist da, um die Balance Amplitude - und damit die Rate - weniger variabel mit Änderungen in der Position. Die Waage selbst ist ein kreisförmiges Sandwich aus Stahl und Messing; es ändert seinen Durchmesser, wenn sich die Temperatur ändert, um den Effekt der Temperatur auf die Ausgleichsfeder zu kompensieren, was wiederum die Stabilität der Rate verbessert. Das einzige Element in dem Bild, das am meisten mit Genauigkeit zu tun hat, ist die Schwanenhalsregulierung - es wird verwendet, um die Position der Reglerstifte zu ändern, zwischen denen die äußere Spirale der Spiralfeder liegt geht vorbei. Die Position der Stifte bestimmt die effektive Länge der Ausgleichsfeder; um die Uhr synchron mit einer externen Referenz zu halten (eine genaue Pendeluhr zum Beispiel im 19. Jahrhundert oder ein Atomuhrzeitsignal heute), würden Sie den Index einstellen, und das wäre wahrscheinlich der letzte Schritt gewesen bringt die Uhr zur Zeit.

Ein weiterer Punkt über das Gleichgewicht: seine Größe und Masse. Die Ratenstabilität für einen Oszillator ist eine Funktion von zwei Dingen: der Masse und der Frequenz. Erhöhen Sie das eine oder das andere oder beides, und normalerweise haben Sie eine stabilere Rate. Oben ist eine Nahaufnahme der Hemmung einer Pendeluhr; In Pendeluhren wurde im Allgemeinen ein massiver Oszillator verwendet, der in einer niedrigen Periode schwang. In der Uhrmacherei haben Sie viele Jahrhunderte lang die größtmögliche Ausgewogenheit für eine bestimmte Körpergröße verwendet, aber im 20. Jahrhundert und bis heute ist es üblich geworden, höhere Frequenzbilanzen zu verwenden (28.800 vph ist mehr oder weniger Standard geworden) von den 18.000 vph typisch für die meisten Taschenuhren des 19. Jahrhunderts). Es wird jedoch versucht, die Dinge noch weiter voranzutreiben.

Oben ist die Bewegung der Senfine-Uhr mit Genquand-Hemmung zu sehen, die von Parmigiani Fleurier bei der SIHH eingeführt wurde . Der Oszillator ist sehr ungewöhnlich in Material und Design und vibriert mit 115.200 U / h (16 Hertz, was auch eine theoretische 70 Stunden Gangreserve ermöglicht).

Wenn die Frequenz zunimmt, muss natürlich die Masse im Allgemeinen verringert werden. Quarzuhren haben mechanische Oszillatoren (wir vergessen das oft), aber die Masse ist ziemlich klein und die Frequenz kann entsprechend höher sein; typische Frequenz für eine Quarzuhr ist 32.768 Hertz, und diese hohe Frequenz ist genau der Grund, warum Quarz in Bezug auf die Genauigkeit mechanisch geschlagen hat, bevor das Rennen überhaupt beginnt. Atomuhren verwenden die Resonanzfrequenz von typischerweise einem Cäsiumatom, das 9.192.631.770 Hertz ist (genauer gesagt, das ist die Frequenz der Strahlung, die emittiert wird, wenn das Atom zwischen zwei Energiezuständen übergeht).

Interessiert sich jemand noch für Genauigkeit? Klar, wir tun es. Aber ich denke oft, dass es bei der Genauigkeit genauso interessant ist, wie Sie es bekommen. Die Apple Watch verwendet zum Beispiel einen temperaturkompensierten Quarzoszillator, der eine nette Geste ist (TCXOs werden normalerweise nur in hochwertigen Quarzwerken wie Breitlings SuperQuartz oder Seikos 9F-Serie von Grand Seiko Quarzwerken verwendet), aber es verwendet auch NTP (Network Time Protocol), um seine interne Uhr zu aktualisieren, so dass Sie in der Praxis nie wirklich bemerken werden, dass ein besserer Oszillator verwendet wird. Noch wichtiger ist, dass kein Mensch hinter seiner Genauigkeit steckt, zumindest nicht direkt - die Uhr schaut ein Telefon an, das ein Internetprotokoll überwacht, das eine Hierarchie von Zeitservern beobachtet, die GPS-Satelliten mit eingebauten Atomuhren beobachten eine Hauptatomuhr. Der Lange, der in dieser Geschichte gezeigt wird, könnte, mit der Sorge in der Einstellung und Regulierung und dem tatsächlichen Gebrauch, wahrscheinlich Zeit ungefähr um eine Sekunde pro Tag oder weniger in der Veränderung der Rate behalten haben, aber es würde dank des Auges und der Hand eines Meisters getan haben Uhrmacher.

Präzisions-mechanische Uhren erfordern heutzutage nicht unbedingt die gleichen Fähigkeiten (niemand ist mehr da draußen, um temperaturkompensierte Waagen regelmäßig zu justieren), aber viele der Fähigkeiten, die notwendig gewesen wären, um die Lange in dieser Geschichte zu machen, sind immer noch mit uns - eine weitere Dimension der mechanischen Uhren, die ihnen die Faszination gibt, die sie noch haben.

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