原子钟的种类
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发布时间：2022-04-22 08:27
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时间：2022-06-18 14:58
钟是计量和指示时间的仪器。机芯直径一般大于50mm，厚度一般大于12mm。通常置于某个位置使用。现代的一些小型钟，也有用表的机芯装上钟的外壳的。
钟的发展经历了数千年的历史(见钟表技术史)。现代钟随着使用范围的不断扩大，功能日益增加，种类也越来越多。一般可按振动原理、能源和结构特点、主要用途进行分类，并常以几种分类方法混合命名。
[编辑本段]原理分类
彩漆嵌铜活鼓字盘钟 绝大部分的钟是利用周期性振动过程来计量时间的。按其产生周期性振动的原理，钟可分为4类：①频率较低的机械振动钟,如摆锤式机械钟、摆轮游丝式机械钟等。其振动频率通常为数赫甚至 1赫以下，日差（见钟表日差）为10～120秒／日,高精度天文摆钟的日差为每天千分之几秒。②频率稍高的普通电磁振动钟，如音叉钟、晶体管钟、交流同步电钟等。其振动频率通常在1000Hz以内,日差为2～20秒／日。③频率较高的石英振荡钟，如各种石英电子钟。其振荡频率通常在5MHz以内（有32768Hz、4194304Hz等），日差一般在0.2秒／日以内,高精度石英电子钟已达到几十年误差不大于1秒。④频率更高的原子振荡钟,如铯原子钟。频率为9192631770Hz（原子时的秒长，是铯原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9192631770周所持续的时间），其准确度和稳定度极高，相对频率稳定度可达10-13。鉴于此,1967年,国际度量衡委员会决定,以铯原子钟的原子时的秒长，作为时间计量标准。
按能源和结构特点分类 可分为机械钟、电机械钟、交流同步电钟、电子钟、光电钟、温差钟等。①机械钟：由机械能驱动，通常以重锤或发条作为贮能元件，钟的各个基本组成部分均由机械零件构成(见机械钟表机构)。有摆钟、闹钟、旅行钟等。②电机械钟:由电能(交流电或电池)驱动,其基本组成部分既有机械零件又有电子元器件，振动系统采用机械振动与电磁线路相结合。有晶体管钟、电摆钟、音叉钟等。这类钟的走时精度比普通机械钟有所提高,使用也比较方便。但结构复杂,在石英电子钟大量投入市场以后，已很少再发展了。③交流同步电钟：振动系统实际上是发电厂的发电机，钟的机芯主要是个同步电机，将电能转换为机械能，驱动指针系统运转。这种钟的走时精度受供电系统交流电源的频率稳定性制约。④电子钟:由电能(交流电或电池)驱动,其基本组成部分一般由电子元器件构成（指针系也有采用机械传动的）。电子钟中使用最多的是石英电子钟。由于采用了振荡频率稳定的石英振荡器和相应的集成电路,石英电子钟比其他各类钟有明显的优越性，包括走时精度高、稳定性好、使用方便、耗电量小、走时延续时间长、体积小、功能多、制造成本低等。石英电子钟指示时刻的方式有指针式和数字显示两种，有的钟两种方式均具备(见石英电子钟表结构)。⑤光电钟：以光（包括自然光和电灯光）作为能源，并用硅光电池将光能转换为电能，输入蓄电池以供应钟的电能。硅光电池的充电电压和电流可以根据需要进行设计。这类钟虽然避免了更换电池的麻烦，但增加了制造成本。⑥温差钟：以空气温度升降变化使某种物质产生的能量作为能源。这类钟是将一种膨胀系数特别大的物质(如氯乙烷，C2H5Cl)装入可伸缩的密封盒内，盒的一端与上条机构联动。当空气温度变化而引起密封盒热胀冷缩时，即可自动上条。钟的机芯是一种专门的机械机芯。这类钟成本较高，生产量很少。
[编辑本段]用途分类
可分为生活用钟和专用钟（或称技术用钟）两大类。不同的机芯结构可以制成同一用途的钟，而同一结构的基础机芯，只要增加或改变少数零部件,又可制成不同用途的钟。①生活用钟:人们在日常生活中计时用的钟。包括旅行钟、单机台钟、闹钟、座钟（见摆钟）、扭摆钟、挂钟(又称壁钟)、落地钟、塔钟、子母钟、世界时钟、电波钟（用于公共场所，能接收发射台发出的时间信号）和花坛钟等。②专用钟：具有专业性计时功能的钟。用于工业、交通、天文、体育、军事等部门。包括周波钟（能指示发电厂发出的交流电的50Hz频率的误差值）、作息钟、考勤钟、定时开关钟、积时钟（累计工作时间）、汽车钟、船钟、航海天文钟、坦克钟、潜艇钟、体育用钟（见体育用钟表）、天文台用精密摆钟、铯原子钟、铷原子钟和氢原子钟等。
为了扩展钟的用途,可在各种类型的基础机芯上,增加附加机构以增加功能。这些附加机构有单历机构、双历机构、三历（日期、星期、月份）机构、各种活动体、各种报时装置等。
