【手表之家手表科技】前不久，西铁城发布了一款石英表（其实2018年就已经上市了）。其精确度已达到年误差1秒，成为世界上最精确的石英表。我们通常将石英表理解为电子表（但电子表与石英表不一样，它们的范围更广）。随着科学技术的发展，石英表的种类越来越多，技术也越来越成熟。人们自然认为使用电池的石英表应该是没有误差的，但事与愿违，石英表虽然非常精准，但它仍然存在误差。
外观如此简单，你根本不会认为这是一款非常强大的手表。
在之前的文章中（一些我曾经看不起的石英表其实很先进），我们已经详细介绍了石英表的工作原理以及目前主流石英表为提高精准度所采取的措施。简单来说，石英表就是采用石英振子作为振荡器，然后通过步进电机和齿轮系利用这个振荡频率来完成最终的显示。如果有液晶屏，则需要原装液晶显示屏。其实原理和机械表类似，只是动力源和振荡器不同。
那么影响石英表走时精度的主要因素有哪些呢？温差、磁场和振动，其中温差影响最明显。由于石英振子内部是由石英晶体制成的，因此不会像机械表传统的金属游丝那样被磁化。因此，磁场对石英表的影响远小于机械表。然而，温差变化对石英振荡器的影响非常明显。在较高或较低的温度下，都会造成石英表走时的严重偏差。即使在正常温度下，温度变化也会轻微影响行驶时间。无论是机械表还是石英表，振动都会影响内部稳定性。不同的是，石英表的振动频率较高，振动会影响齿轮系统。因此，更高级的石英表会在这些方面进行补偿（磁场的影响很小，所以一般不具备很高的防磁性能），以提高精度。
也许有人会说机械表是艺术。机器自然会有错误。准确是一种追求。石英表的精准度是其天然的优势。而且，石英表只是工具表。追求极致的精准度有何意义？事实上，自20世纪60年代以来，石英表一直在追求极致的精准度。虽然借助现代科技，互联网和GPS可以让手表精确到秒，但是对于石英表来说，如何通过自身的技术来提高呢？让自己达到极致精准，依然是制表业不断努力攻克的技术方向。对于消费者的日常生活来说，意义不大，但对于专业领域来说，却是一块必须攻克的领地，就像机械腕表追求极致精准也是制表师的理想一样。
西铁城是日本最著名的手表品牌之一。其主要特色技术是光动能和石英技术。虽然机械表也有很多，但高端的就不太出名了。此次发布的腕表是为了庆祝品牌创立100周年而推出的。它搭载了西铁城最新的Cal.0100机芯，融合了西铁城两大顶尖技术——光动能和高精度石英技术，达到了误差仅1秒。那么它是如何实现的呢？
我们知道，石英表诞生以来的半个世纪里，量产石英表所达到的最高精度是年误差5秒（如果我没记错的话）。西铁城、精工和斯沃琪集团都有此类手表。可能过去现有的技术已经到了瓶颈。西铁城率先突破了这一瓶颈，相信未来这项技术将会得到普及。为了提高精度，我们仍然需要关注温差和振动。西铁城做了以下设计：
AT切割石英振荡器
标准音叉型石英振荡器（左）和AT切割石英振荡器（右）
石英振子是石英表的振荡核心，就像机械表的摆轮游丝系统一样。传统的石英振荡器是叉式晶振，振动频率为32768HZ，是传统机械表的8000倍。即便如此，其标准误差为15秒/月，因此需要专门切割的石英振荡器来克服这一困难。答案是AT切晶振。西铁城于1975年开始采用AT切割晶振制作石英机芯，当时振动频率达到4MHz，是标准叉式晶振频率的100倍以上。如今，新款西铁城Cal.0100机芯AT切割晶体振荡器，振动频率达到8.4MHz（8,388,608Hz），是前代的两倍，是标准音叉的256倍。叉型晶振对温度比较敏感。同时，由于两摆叉之间有间隙，其振动幅度较大，限制了其振动频率。AT切晶振可以大大降低对温差的敏感度，而且由于是一体式结构，振荡幅度比较小，空间敏感度较低。可以大大提高振动频率，提高精度。AT切割晶体振荡器在不同方向上都可以保持几乎一致的精度。
高振动频率以及对温差和方向的不敏感性使AT切割晶体振荡器具有高精度的优势，但仅此还不够。
温差补偿系统
两种石英振荡器在不同温度下的误差性能（实线为AT切晶振）
虽然AT切割晶振对温差不敏感，但并不意味着温差没有影响。事实上，AT晶振只有在25时才是理想的。低于20或高于40仍然有影响。而在25—40之间其性能并不完全恒定，因此需要温差补偿系统来减少温差对走时的影响。西铁城的温差补偿系统监控振动频率，并根据振动频率的变化每分钟补偿一次。由于每个晶振对温差的敏感度略有不同，因此每只手表的温差补偿系统都需要单独测试。匹配以获得最佳结果。我们之前介绍了实现温差补偿系统的常用方法。一种是使用两个对温差敏感度不同的晶振来相互补偿。有点像早期机械表中的双层金属摆轮。另一种是数字控制。根据晶振在不同温度下振动频率的变化，计算出需要补偿的秒数。公民应该使用后一种，后者更准确。
振动修复
我们之前提到过振动也会影响石英表。不仅仅是西铁城，浪琴表推出的V.P.H腕表也具有振动控制功能。振动主要影响齿轮和指针系统。在突然振动的情况下，齿轮或指针可能会错位。振动修复可以恢复其位置。
光动力与节能处理
虽然提高振动频率、提高温差补偿频率、增加振动修复都会使手表变得非常准确，但每一项都会增加能耗。过去，依赖锂电池的高频石英表需要每一两年更换一次。电池，而像精工推出的更强大的电池只能持续3-5年，因此能源是一个问题。西铁城终于将光动能技术融入到了这款手表中。光动能可以吸收光能并将其转化为电能为手表提供动力。同时，西铁城对电路系统做了节能处理，消除了不必要的能耗环节，节约了电能。这样，充满电后，手表可以在黑暗中使用半年。在日常佩戴中，我们可以理解为它根本不需要更换电池，也不用担心电量问题。
除了通过技术手段实现机芯的极致精准之外，西铁城还利用LIGA技术（一种用于打造高深宽比微结构的制造技术）将腕表的指针与表盘上的刻度完美对齐。目前市场上的大多数模拟手表，由于组装或制造问题，指针，特别是秒针，与表盘刻度不对齐。有轻微偏差。虽然对阅读时间影响不大，但对于追求完美来说却是难以忍受的。西铁城能够将指针和刻度完全对齐，细节确实令人惊叹。
相应的，西铁城也不会一次性普及如此高端的技术。目前推出的产品均为铂金和超级钛合金材质的限量版。白金款限量100枚，售价12万元人民币。左右有钛金属两个版本（珍珠贝母表盘和普通表盘），分别限量500枚和200枚，售价合计人民币5万元。价格不便宜，但也没有其他办法。谁让它成为世界上最精确的石英表（不连接互联网，不需要GPS）。