問:
溫度會影響手錶嗎？如果會，那怎麼消除這種影響呢？
Ribella Hortensia 西班牙
答：J.C. Nicolet教授
惠更斯和哈里森(Huygens and Harrison)
溫度的變化當然會影響計時器的走時。然而，在手錶早期的發展史里，這種影響卻被忽視了，因為溫度波動所導致的混亂，比設計的不完美所引起的變化要小得多。
1675年，荷蘭學者克里斯蒂安•惠更斯有了一個想法，那就是將一根扁平的擺輪遊絲固定在手錶的擺輪上，用來調節手錶的走時。這個重要的創新標誌着現代制表業的開始。惠更斯擺輪遊絲的運用，使其手錶的精準度比其它手錶高出10倍，在物理性能上，這也算得上是一個極大進步。舉一個例子，第一塊裝上擺輪遊絲的手錶，每天走時誤差只有4到5分鐘，但是那些沒裝的手錶，每天走時誤差則從40到50分鐘不等。1675年，荷蘭學者克里斯蒂安•惠更斯有了一個想法，那就是將一根扁平的擺輪遊絲固定在手錶的擺輪上，用來調節手錶的走時。這個重要的創新標誌着現代制表業的開始。惠更斯擺輪遊絲的運用，使其手錶的精準度比其它手錶高出10倍，在物理性能上，這也算得上是一個極大進步。舉一個例子，第一塊裝上擺輪遊絲的手錶，每天走時誤差只有4到5分鐘，但是那些沒裝的手錶，每天走時誤差則從40到50分鐘不等。
倫敦皇家學會秘書，奧爾登堡Oldenburg，他也是惠更斯的朋友。他給這個荷蘭人寫了一封信，說：「我們皇家學會非常確信溫度對擺輪遊絲有重大的影響，而我們也相信這點一定引起了您的注意。」1675年5月1號，惠更斯用自己的實驗回信到：「我沒有發現，把擺輪遊絲放在火焰上加熱後，跟冷卻時比起來，其振動有所減慢。」
但是，惠更斯錯了。不久，隨着手錶設計的改進，溫度在擺輪遊絲彈性上所扮演的重要角色也逐漸顯現，因此，人們也注意到它會導致走時誤差。然而，直到1714年，我們才找到了這個問題的大致解決辦法。
圖1：約翰•哈里森(1693-1776)
約翰•哈里森(1693-1776)首次製造了一塊精密計時器，它精準到足以用在遠洋航行中測定經度。他的「四號」表，贏得了英國議會提供的兩萬英鎊的獎金，就裝上了這種裝置，來糾正溫度波動造成的誤差。此裝置由一條雙金屬帶所構成，作為溫度變化時的一個功能，金屬帶可調節擺輪遊絲的長度，使其能自動伸縮。儘管，這個特別設計是很累贅且不可調節，但是它卻很有用。在海上航行156天後，考慮到手錶已知日常變異，哈里森的「四號」表誤差只有15秒，這就意味着在倫敦的緯度，誤差小於5米。
1726年，哈里森在33歲時開始了自己的研究。1764年，他獲得自己發明獎金的一半，而直到1772年，他去世前4年，才獲得另一半獎金。看起來，「英國佬」對他們的後人還真是吝嗇地要命。
圖2：約翰•哈里森做的溫度補償發明，包括了一個由鋼鐵和青銅棒組成的系統，它會自動改變擺輪遊絲的長度（左圖）。他那塊，在1711年，贏得議會大獎的「四號」表，就只是用一根單獨的雙金屬棒作用於擺輪遊絲上。
溫度的影響
溫度的變化會對手錶產生很多影響。其中，最主要的影響就是，鋼鐵螺旋體的彈性會有所損耗，在溫度升高的情況下，它會造成大概每天每攝氏度11秒的誤差。擺輪的膨脹和擺輪遊絲的伸長，都會產生很小的誤差，但是擺輪遊絲厚度和高度的增加正好可以補償。
作為一個溫度功能，潤滑油粘性的非線形變化，會產生一個非量化的影響。但一般說來，在正常佩戴手錶的情況下，此影響是非常弱的。
熱補償
熱補償是任何用來補償或者抵消溫度對手錶機芯運作影響的過程。
圖3：皮埃爾•樂華 (1717-1785).
皮埃爾•樂華(Pierre Le Roy)，法國精密計時學創建人之一，首次開發了一種熱補償技術，用在擺輪上，而不是像哈里森的技術用在擺輪遊絲上。它是一個雙金屬半圓擺輪成兩部分，外圈由青銅製成，而內圈則由鋼鐵製成，兩者都裝上了螺母，以便在任何需要的情況下進行調節。當溫度上升時，青銅圈膨脹得比鋼圈快，這時環會變緊。在擺輪的慣性降低的那一刻，手錶會因此加速往前走，進而補償因擺輪遊絲所產生的誤差。這個可完全調控系統很有效，且易管理。在19世紀期間，所有熱補償性能的手錶都裝有雙金屬擺輪。
圖4：皮埃爾•樂華的熱補償系統，它為一雙金屬半圓擺輪，成兩部分，外圈由青銅製成，圈由鋼鐵製成。在常溫狀態下(左圖)，兩部分會保持直線。當溫度上升時，長的雙金屬部分會移向中心。當溫度降低時，此部分會移到反方向。
夏爾•愛德華•紀堯姆(Charles Edouard Guillaume)
溫度變化所產生問題的最好解決辦法是來自瑞士弗勒里耶的夏爾•愛德華•紀堯姆(1861-1938)。紀堯姆是法國塞弗爾國際重量和測量局主任，專門研究鎳鋼合金的屬性，其目是為了制定一個熱不敏感標準，來測量儀表的長度。1897年，他創造出一種材料，在絕大多數正常溫度範圍內，其膨脹係數幾乎為零。紀堯姆把這種新的鐵鎳合金材料叫做團瓦合金(INVAR)，它在局裡的標準測量儀上很管用，此外，在時鐘製造方面，它也找到了用武之地，那就是不管溫度怎麼變化，它都能讓擺杆保持相同長度。在此發明之前，因鋼鐵發熱會致使其長度增加，這樣會造成每天每攝氏度0.5秒的誤差，因此，那些「高精確度」鍾都必須安裝一些類似於膨脹補償的裝置。受到時鐘上團瓦合金成功運用的鼓舞，表匠們也決定用它來取代一般傳統的鋼鐵擺輪。
圖5：一塊獎牌紀念夏爾•愛德華•紀堯姆從國際重量和測量局退休。
20世紀初，團瓦合金輪擺遊絲，為手錶上的熱改變，提供了一個非常合理的解決方案。然而，我們卻花了二十多年的時間來使其更加完美。1912年，一種含鎳29%的新合金被開發出來，但它卻有一個重大的缺陷——太軟，因此不太好用。最終，直到20年代早期，紀堯姆和 Chenevard及Imphy鋼鐵實驗室的合作，才開發出了一種叫產品鎳鉻恆彈性剛(ELINVAR)。
用新合金材料製成的擺輪遊絲叫做"自動補償擺輪遊絲"。它迅速地取代了其鋼鐵材料的對應部分，且其還有一個額外優點，那就是摒棄了兩片雙金屬擺輪。此外，鎳鉻恆彈性剛不易受到磁力的影響，也不易被氧化，因此，也大大提高了手錶在這些區域的質量。為了表彰他的傑出貢獻，他在1920年被授予諾貝爾物理學獎，比愛因斯坦還要早一年。
