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关于生产永无误差的、接收式电子钟表的设想

时间:2007-12-11栏目:科技小论文

关于生产永无误差的、接收式电子钟表的设想
  牛车小学  王 明

过去有句名言“时间就是生命”,随着时代的发展,人们又喊出了“时间就是金钱”,都是说明时间的宝贵。现代社会生活节奏越来越快,人们每天的作息时间都排得满满的,更需要随时随地准确地掌握时间。作为计时工具的钟表,从老式的机械钟表,初始的电子钟表(实际上是“电示”钟表),到如今的石英钟表、自动钟表,尽管种类五花八门,款式琳琅满目,价格也千差万别,但都有一个共同点:即它们都是依靠自身内部安装的振荡系统来计时的,其计时精度取决于内置振荡器的精度。而无论是早期的机械振荡器、音叉振荡器,还是后来的石英振荡器、电子振荡器,其精确度都是有限的,也就是说,它们与标准时之间不可避免地会存在误差。尽管现代钟表制造技术高度发达,振荡器的精确度越来越高,但没有一个厂商敢宣称自己制造的钟表没有误差。因此,从理论上来说,这些钟表每隔一定时间就需作调校。(间隔时间的长短取决于钟表的精确度和使用者允许的误差值)。特别是一些靠机械传动的老式钟表,使用时间长了,由于机件磨损等原因,误差逐渐增多,有的几天就得调校一次,十分麻烦。其次,这类依赖自身振荡系统计时的钟表一旦因为某种原因计时被打乱,(如被小孩无意中拔乱,或者机械钟表忘紧发条,电子钟表、石英钟表更换电池,某些自动手表静置的时间过长等。)如果当时身边没有可资比较的标准时间(如在偏远的山村或身处荒郊野外),就无法重新校正,就可能误事。常见有的人在与人对表几天后发现表仍然不准,原来对方的表也有误差。当今世界上走时不准的钟表可说成千上万,(因钟表不准而误事的更难以计数。)广播电台应是对时间精度要求较高的部门,我因常听广播,却发现有的县市级地方台的整点报时与中央台竞相差近二十秒,可见问题之严重。
能否生产一种不需调校而又总是准确的新式钟表呢?我从人们常与电视对表这一现象中受到启发。电视显示的时间为什么总是准的呢?那是因为它不是依靠自身安装的振荡系统来计时,而是直接接收电视台发送的时间信息,即它显示的是电视台里计时系统的时间,而电视台的计时系统比我们一般人所用的钟表当然要稳定准确。根据这一原理,我们完全可以生产一种新的接收式电子钟表,它也不用振荡器计时,凭接收特定的标准时信号来显示时间。标准时数字信息(包括年、月、日、时、分、秒,并可以附带星期和农历)由国家天文台授时中心通过地球同步卫星统一发送。(也可通过遍布全国的广播电视系统或手机基站附带发关。)由于它不靠自身设置振荡系统计时,所显示的时间直接来自接收的标准时数字信息,与国家授时中心的计时系统同步(国家授时中心的铯原子钟几百万年才误差一秒),当然不存在误差,不用调校,却“永远正确”,而且全国高度统一。(甚至可做到世界统一。三颗同步卫星发射的无线电波就能覆盖全球,如果由它们统一向世界各地发送特定的标准计时信号,再由各人根据自己所在国家或地区的时区在手表上进行相应的设置。这样,不论你身在何处,哪怕远在天涯海角,也能随时准确地知道当地的标准时间。)这一点对于那些对时间精度要求较高的特殊部门(如科研、邮电、广播电视系统以及军事等)和特殊工作意义尤为重大。并且这种接收式电子钟表,即使因为电池耗尽不能显示,更换电池或充电后不需调校,显示的仍将是标准时间,不差分毫。(就像电视关掉后不论多久,开机后显示的时间总是准的一样。)现在的钟表市场上,精确度高的名牌钟表大多价格昂贵,一般人少有问津。这种新式“收时钟表”问世后,人人就都能以普通的价格享用零误差的钟表(就其精确性而言,将超过目前所有的世界名牌),这将是一件多么令人向往的美事!人们再也不用为对时校表而费心,而一些人也无法再以钟表不准作为自己不守时的理由了。(现在有的人迟到常借口自己的钟表慢了,为使人相信,甚至在到之前故意将表往后拔一些。而新式“收时钟表”所显示的时间来自接收的标准时信号,想有意把它调快调慢都不可能。)此外,还有一个不被一般人注意的问题。据有关资料,经科学家们精确测定,地球的自转速度在以极其微小的速度逐渐变慢,为使人类社会的计时与天文自然时间保持一致,有关国际会议决定,根据实际情况,不定期地给某些年份增加一秒时间,一般加在这一年末尾的最后一分钟里。(如今年12月31日23日59分就将有61秒。)由于目前世界上所有的计时系统都是按每分钟60秒设计制作的,所以这一秒需要由人工通过一定的特殊程序加上去。区区一秒,何其短暂,一般人可能根本忽略不计,但一些对时间精度要求较高的部门(如科研、邮电、广播电视系统以及军事等)却肯定是要作调整的,由于当今世界正在使用的钟表数量是一个天文数字,所以尽管只增加一秒,却仍将是一件浩繁的工程。如果推广使用这种接收式钟表,它们所显示的时间将随着授时中心自动调整,而无需另为此费力,这无形中将节省多少社会劳动。
这把这一设想跟老师交流,老师称赞了我的想法后告诉我,现在有一种CDMA手机所显示的时间就是来自于接收的时间信号,所以也不需调校,但类似的专门钟表还没有出现。我经过思考后以为,这正是我这一设想的巨大商机所在。首先,相对普通钟表而言,CDMA手机要贵得多(少则近千元,多则近万元),不是人人都买得起、用得着的,恐怕一时难以普及。特别是收入较低的农民、下岗工人,一些老人、妇女以及广大中小学生,他们需要掌握时间,但手机对他们来说却并非特别需要。(即使人人都很有钱买得起这种手机,如果只用作钟表计时,那显然也是一种浪费。)其次,根据现行法规,在一些场所是严格禁止或限制使用手机的(世界各国都如此):如飞机上(可能干扰导航信号,危及飞行安全),加油站或某些能产生易然易爆气体的化工厂(手机内的微小电火花也可能引起爆炸),医院的一些地方(可能影响某些医疗仪器的运行,造成医疗事故),爆炸现场(可能提前引爆遥控炸药,带来严重后果)以及其它对电磁波干扰敏感的设备附近,手机在这些地方必须关机。但在这些场所工作的人员和因事须进入这些地方的人也需要随时掌握准确时间。另外,当今社会,各级各类考试繁多,一些正规考试(典型的如每年的中高考)对时间的要求十分严格,并一律禁止携带手机入场,而准确地把握时间对每位参试者的重要性就不用多说了。因此,把接收和显示时间信息的功能从CDMA手机上分离出来,制成“收时钟表”,存在着广阔的市场,蕴含着巨大的商机,有眼光的厂商不妨一试。
总之,这种接收式电子钟表具有传统钟表所无法比拟的优越性。由于它只需具有接收与显示功能,(对于“收时表”而言,可将金属表壳或表带设计成接收天线。)而不必安装复杂的振荡传递系统,技术并不复杂,成本应不高于目前市场上的一般钟表,却具有胜过名牌钟表的精确度(零误差),可谓价廉而物美,市场前景无限。它的问世也许将是钟表发展史上的一次划时代的革命,国家有关部门可组织或扶持其研制生产,推广使用。这对于促进全国各地时间制度的规范化管理,方便人们的日常生活,提高整个社会的工作效率,都具有十分重大而深远的意义。

 

指导老师:王应胜

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