Tần số dao động trên đồng hồ là gì? Giải đáp đầy đủ từ A – Z

Bạn có biết? Những chiếc đồng hồ cao cấp có thể đạt tần số dao động lên đến 36.000 vph (vòng/giờ), giúp kim giây trôi mượt như “lướt gió” và tăng độ chính xác đến từng phần nhỏ của giây.

Giải đáp: Tần số dao động trên đồng hồ là gì?

Tần số dao động (Hz) là số lần dao động xảy ra trong một giây, phản ánh tốc độ hoạt động của bộ máy bên trong đồng hồ, giúp xác định độ chính xác và độ mượt của kim giây.

Tần số dao động trên đồng hồ được xác định dựa trên số dao động mà bánh xe cân bằng (Balance Wheel) thực hiện trong một khoảng thời gian nhất định.

• Đối với máy cơ: Chỉ số lần bánh lắc thực hiện một chu kỳ hoàn chỉnh (đi qua đi lại) trong một giây hoặc một giờ.
• Đối với máy quartz: Tần số đo dựa trên số lần dao động của tinh thể thạch anh, thường hàng chục nghìn lần mỗi giây (32.768 Hz là con số phổ biến).

Một dao động được tính khi bánh xe cân bằng di chuyển theo một vòng quay hoàn chỉnh – tức đi theo chiều kim đồng hồ rồi quay ngược lại.

Bánh xe cân bằng di chuyển 1 vòng quay hoàn chỉnh (cả hai chiều) sẽ tính là 1 dao động và nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của đồng hồ.

Một rung động bằng một nửa của một dao động, nếu bánh xe cân bằng chỉ chuyển động theo một hướng thì đó chỉ là một rung động.

Công thức: 1 dao động = 2 rung động

Khi bánh xe cân bằng quay một chiều thì đó là 1 rung động.

Khi bánh xe cân bằng quay hai chiều (đủ một vòng) được xem là 1 dao động (2 rung động).

Nếu một cỗ máy có tần số 10 Hz hoặc 72.000 vph/bph (vibrations per hour/beats per hour), có nghĩa bánh xe cân bằng thực hiện 72.000 rung động mỗi giờ.

Nhưng làm thế nào để tính toán tần số dao động từ thông số này? Hãy cùng khám phá các ký hiệu và cách tính cụ thể ở phần tiếp theo.

Các ký hiệu đi kèm tần số dao động đồng hồ và ý nghĩa

Hz (Hertz): đơn vị đo tần số, cho biết số chu kỳ dao động mỗi giây. Trong đồng hồ, một chu kỳ dao động bao gồm 2 dao động – khi bánh xe cân bằng di chuyển theo chiều kim rồi quay ngược lại.

Vph (Vibrations per hour): số dao động mỗi giờ.

Bph (Beats per hour): có ý nghĩa tương đương với Vph, cũng là số dao động trong một giờ.

A/h hoặc Alt/h (Alternance per hour/Alterations per hour): cũng mang ý nghĩa tương tự, thể hiện số dao động của bánh xe cân bằng mỗi giờ.

Tất cả đơn vị trên đều có giá trị bằng nhau:

1 Hz = 7.200 vph = 7.200 bph = 7.200 A/h = 7.200 alt/h

Nói cách khác, nếu thực hiện 1 chu kỳ dao động mỗi giây, thì trong một giờ, nó sẽ thực hiện 7.200 dao động.

Công thức chung để chuyển đổi từ Hz sang vph/bph/A/h/alt/h:

Số dao động mỗi giờ = Tần số (Hz) × 2 × 60 (giây) × 60 (phút)

Ví dụ, nếu một cỗ máy thời gian hoạt động ở 4 Hz, ta áp dụng công thức:

4 × 2 × 60 × 60 = 28.800 vph/bph

Điều này có nghĩa bánh xe cân bằng thực hiện 28.800 dao động mỗi giờ.

Để hiểu đơn giản hơn: Đồng hồ 4 Hz thực hiện 4 dao động mỗi giây. Mỗi dao động gồm 2 rung động. Trong 1 giờ (3.600 giây), số rung động bằng 4 × 2 × 3.600 = 28.800 vph/bph.

Ý nghĩa của tần số dao động của đồng hồ

Tần số dao động của đồng hồ không chỉ là một con số kỹ thuật mà còn ảnh hưởng đến nhiều yếu tố quan trọng như độ chính xác, độ bền, mức tiêu thụ năng lượng, thời gian bảo dưỡng, sự mượt mà của kim giây.

Về cơ bản, sản phẩm có tần số cao sẽ có độ chính xác tốt hơn, kim giây di chuyển mượt mà hơn. Tuy nhiên, điều này cũng đồng nghĩa với việc tiêu hao năng lượng nhanh hơn, cần bảo dưỡng thường xuyên hơn, có thể ảnh hưởng đến độ bền của bộ máy theo thời gian.

Ngược lại, có tần số thấp sẽ tiết kiệm năng lượng hơn, tuổi thọ cao hơn nhưng độ chính xác có thể kém hơn một chút.

Tần số dao động trên đồng hồ phụ thuộc chủ yếu vào thiết kế của bánh xe cân bằng (Balance Wheel) và dây tóc (Hairspring).

• Bánh xe cân bằng lớn sẽ dao động chậm hơn, trong khi bánh xe cân bằng nhỏ có thể hoạt động ở tốc độ cao hơn.
• Bộ truyền động bánh răng cũng đóng vai trò quan trọng: nếu bánh răng được gia công tinh xảo, độ rơ sẽ ít hơn, giúp kim giây chuyển động trơn tru hơn.

Bộ máy NH70A của chiếc Saga Signature 13703-SVBDBK-3 có tần số dao động 21.600vph

Mối quan hệ giữa tốc độ dao động, độ chính xác, mức tiêu thụ năng lượng đã khiến tần số trở thành một trong những tiêu chí cạnh tranh giữa các thương hiệu. Nhiều nhà sản xuất đã cố gắng nâng cao tần số để cải thiện hiệu suất.

Phần lớn các mẫu trên thị trường hiện nay hoạt động ở tần số 21.600 vph (3Hz) hoặc 28.800 vph (4Hz).

Tuy nhiên, một số dòng bấm giờ cao cấp có thể đạt tới 72.000 vph (10Hz), giúp tăng cường độ chính xác với khả năng đo thời gian. Nhìn chung, tần số dao động trên đồng hồ càng cao, bánh xe cân bằng chuyển động càng nhanh.

Đối với máy pin, chỉ cần tần số 32.768 kHz đã đảm bảo độ chính xác ấn tượng, với sai số chỉ khoảng ±15 đến ±30 giây mỗi tháng.

Trong khi đó, máy cơ Nhật Bản thường sử dụng tần số 21.600 vph, giúp tối ưu độ bền, tiết kiệm chi phí nhưng vẫn duy trì độ chính xác tốt.

Ngược lại, cỗ máy Thụy Sỹ với tần số 28.800 vph mang lại sự cân bằng giữa độ bền và độ chính xác vượt trội.

Các thông tin liên quan đến tần số dao động của đồng hồ

1. Mức tần số dao động phổ biến

Trong thế giới đam mê thời gian, bộ máy có thể hoạt động ở nhiều mức dao động khác nhau. Mỗi tần số mang lại những ưu điểm, hạn chế riêng, ảnh hưởng đến độ chính xác, độ bền cũng như mức tiêu hao năng lượng. Dưới đây là một số mức tần số phổ biến cùng sai số lý thuyết đi kèm:

• 18.000 vph (2.5 Hz): Dao động ở tần số thấp, giúp giảm hao mòn bộ máy nhưng có sai số lý thuyết từ -30 đến +60 giây/ngày.
• 21.600 vph (3 Hz): Thường xuất hiện trên máy cơ Nhật Bản, cân bằng giữa độ bền, độ chính xác, với sai số khoảng -20 đến +40 giây/ngày.
• 25.200 vph (3.5 Hz): Một mức tần số trung gian, giúp cải thiện độ chính xác với sai số từ -15 đến +30 giây/ngày.
• 28.800 vph (4 Hz): Mức tần số phổ biến nhất trên sản phẩm cao cấp, mang lại sự ổn định, độ chính xác cao hơn, với sai số từ -15 đến +20 giây/ngày.
• 36.000 vph (5 Hz): Xuất hiện trên các mẫu chronometer cao cấp, giúp kim giây trôi mượt hơn, cải thiện độ chính xác (sai số từ -10 đến +15 giây/ngày), nhưng tiêu hao năng lượng nhiều hơn.

Saga Long Xing Da Da 13665-SVPEBK-3LH có tần số dao động 21.600 vph

Tần số dao động trên đồng hồ không phải là yếu tố duy nhất quyết định độ chính xác. Các thương hiệu hàng đầu như Patek Philippe, Vacheron Constantin vẫn sử dụng tần số 3 Hz hoặc 4 Hz nhưng đạt độ chính xác ấn tượng nhờ những cải tiến kỹ thuật, như tourbillon giúp khắc phục ảnh hưởng của trọng lực và vật liệu silicon giúp giảm tác động từ từ trường.

2. Đồng hồ có tần số cao liệu có chính xác hơn và sự đánh đổi?

Câu trả lời là có thể, nhưng không hoàn toàn tuyệt đối. Độ chính xác còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như nhiệt độ, tác động vật lý, từ trường cũng như mức độ hoàn thiện của bộ máy, chứ không chỉ riêng tần số dao động.

Một lợi ích quan trọng của tần số cao là khả năng phục hồi nhanh hơn sau va chạm. Khi gặp chấn động, mẫu có tần số cao sẽ ổn định lại nhanh hơn, giúp duy trì độ chính xác tốt hơn trong thời gian dài.

Tuy nhiên, để đạt được điều này, bộ máy phải chế tác từ vật liệu bền bỉ, có hệ thống bôi trơn tối ưu, có thiết kế cơ khí tinh vi nhằm giảm áp lực lên các bộ phận.

Mặc dù mang lại độ chính xác, ổn định tốt hơn, nhưng sản phẩm có tần số cao cũng đi kèm một số nhược điểm:

• Tiêu hao năng lượng lớn hơn: Dao động nhanh khiến bộ thoát và bánh xe cân bằng tiếp xúc với nhau nhiều hơn, làm tăng mức độ ma sát, hao mòn. Điều này có thể làm giảm thời gian dự trữ năng lượng dẫn đến yêu cầu bảo dưỡng thường xuyên hơn.
• Khó điều chỉnh hơn: Bánh xe thoát ở tốc độ cao cần quán tính thấp hơn, dẫn đến kích thước nhỏ hơn, khiến việc tinh chỉnh trở nên phức tạp.

Một số thương hiệu đã tìm cách tối ưu hóa điều này, như Grand Seiko với Bộ thoát xung kép (Dual Impulse Escapement). Công nghệ này giúp cải thiện hiệu suất truyền năng lượng lên đến 20% bằng cách kết hợp cả cơ chế truyền động gián tiếp (như bộ thoát đòn bẩy Thụy Sỹ), truyền động trực tiếp từ bánh xe cân bằng.

Thông thường, sản phẩm có tần số trên 28.800 vph (4Hz) được xếp vào nhóm tần số cao. Một số mẫu nổi bật bao gồm:

• Grand Seiko SLGH021, Longines Ultra-Chron, Zenith El Primero: Tần số 36.000 vph (5Hz).
• Audemars Piguet Jules Audemars Chronometer: Tần số 43.200 vph (6Hz).
• Zenith Defy Inventor: Tần số đáng kinh ngạc 129.600 vph (18Hz).

Đồng hồ Zenith với tần số dao động cao 18Hz

Quy luật chung là tần số dao động trên đồng hồ càng cao, giá thường càng đắt. Tuy nhiên, vào những năm 1960-1970, cỗ máy có tần số cao vẫn có giá phải chăng, điển hình như Seiko Lord Marvel, vốn từng được bán với giá dưới 1.000 USD. Ngày nay, những phiên bản vintage của mẫu này vẫn có thể tìm thấy trên các nền tảng bán hàng cũ với giá khoảng 300 USD.

Tìm hiểu thêm về thuật ngữ bộ máy

Hồng Liên