Dao động là gì? Giải mã tần số dao động trong đồng hồ và cách chọn đồng hồ chuẩn xác

Bạn đang tự hỏi dao động là gì và tại sao nó lại quan trọng đến vậy? Thực chất, dao động vốn hiện diện trong từng nhịp sống, từ chuyển động nhịp nhàng của con lắc đơn quen thuộc cho đến từng sóng âm thanh lan truyền trong không khí. Đặc biệt, đối với ngành chế tác đồng hồ, tần số dao động được xem là một trong những yếu tố quan trọng quyết định nên hiệu suất của đồng hồ. Vậy thực sự dao động là gì, ứng dụng của tần số dao động phổ biến thế nào, hãy cùng Luxshopping tìm hiểu tại bài viết dưới đây. 

Tần số dao động là gì?

Tần số dao động là khái niệm phổ biến được sử dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống:

Định nghĩa tần số dao động

Dao động là sự thay đổi tuần hoàn lặp đi lặp lại, thường là theo thời gian của một phép đo quanh một giá trị trung tâm hoặc giữa hai hoặc nhiều trạng thái khác nhau. Tần số dao động, biểu thị bằng đơn vị Hertz (Hz), là một đại lượng vật lý đặc trưng cho số dao động hoàn chỉnh diễn ra trong khoảng thời gian một giây. 

Cao độ của âm thanh sẽ giúp phản ánh mức độ thanh cao hay trầm, vốn được xác định bởi tần số của các dao động sóng âm. Khi các dao động diễn ra với tần số cao (dao động mạnh), âm thanh phát ra sẽ có tính chất cao, gọi là âm bổng. Ngược lại, khi các dao động diễn ra với tần số thấp (dao động chậm), âm thanh sẽ có tính chất trầm, gọi là âm trầm. 

Tần số dao động và các đơn vị liên quan

Trong các hoạt động thiết kế và sản xuất, việc xác định chính xác tần số góc của dao động là điều thiết yếu. Để thực hiện điều này, các đơn vị đo lường dưới đây thường được các chuyên gia áp dụng:

• Hertz (Hz): Là đơn vị đo tần số trong hệ thống đo lường quốc tế (SI), biểu thị số dao động toàn phần (hay còn gọi là chu kỳ) hoàn thành trong mỗi giây. Như vậy, 1 Hz nghĩa là có một dao động toàn phần xảy ra mỗi giây. 

• Vph (vibrations per hour): Biểu thị tổng số dao động toàn phần mà một cơ cấu hoặc bộ phận thực hiện trong thời gian một giờ.

• Bph (beats per hour): Biểu thị tổng số nhịp (thường mỗi nhịp tương ứng với một nửa dao động toàn phần của bánh lắc) xảy ra trong thời gian một giờ.

• A/h và Alt/h (Alternance per hour hoặc Alterations per hour): Đơn vị này biểu thị tổng số “luân phiên” xảy ra trong một giờ, trong đó mỗi “luân phiên” thường tương đương với một nhịp, tức là một nửa dao động toàn phần. 

Giới thiệu: Dao động là gì trong thế giới đồng hồ?

Tần số dao động được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, một trong những nhóm phổ biến hàng đầu là chế tác đồng hồ: 

Khái niệm tần số dao động trong đồng hồ

Tần số dao động trong đồng hồ được định nghĩa là số chu kỳ dao động hoàn chỉnh mà bánh lắc (balance wheel) - một cấu phần then chốt trong bộ máy cơ học của đồng hồ - thực hiện trong mỗi giây. Một chu kỳ dao động hoàn chỉnh sẽ bao gồm một chuyển động đi và một chuyển động quay trở lại vị trí ban đầu của bánh lắc. 

Ví dụ, một chiếc đồng hồ cơ có tần số 4 Hz nghĩa là bánh lắc của nó dao động (di chuyển qua lại) 4 lần trong mỗi giây. Mỗi dao động trọn vẹn này bao gồm 2 nhịp - một nhịp khi bánh lắc di chuyển theo một chiều (có tiếng tick) và nhịp còn lại khi nó di chuyển theo chiều ngược lại (có tiếng tock). Vì vậy, 4 dao động mỗi giây sẽ tương đương với 8 nhịp mỗi giây. 

Tầm quan trọng của tần số dao động đối với độ chính xác và hiệu suất của đồng hồ

Tần số dao động có liên quan trực tiếp đến bánh lắc và lò xo của đồng hồ. Mỗi lần bánh lắc dao động, nó sẽ giải phóng năng lượng để các bánh răng chuyển động. Từ đó, độ chính xác của đồng hồ phụ thuộc vào dao động đều và nhất quán của bánh lắc. Những dao động này càng ổn định và nhất quán thì đồng hồ sẽ đo thời gian càng chính xác. 

Nói cách khác, tần số dao động của bánh lắc được ví như trái tim của mọi chuyển động cơ cũng như quyết định đến độ tin cậy và độ chính xác cần có ở những chiếc đồng hồ xa xỉ. Ngoài ra, tần số cao hơn không chỉ giúp đồng hồ chính xác hơn mà còn giữ đồng hồ chống chịu tốt hơn với các tác động bên ngoài như va chạm hoặc chuyển động.

Tần số cao hơn vốn mang lại nhiều lợi thế nhưng nó vẫn tồn tại một số nhược điểm: Tiêu thụ năng lượng hơn, có thể làm giảm dự trữ năng lượng,...  

Cách tính tần số dao động của đồng hồ

Tần số của một chiếc đồng hồ, đo bằng Hertz (Hz), cho biết bánh lắc của nó thực hiện bao nhiêu dao động toàn phần (một lượt "đi - về" hoàn chỉnh) mỗi giây. Điều thú vị là, mỗi dao động toàn phần này lại tạo ra 2 "nhịp" (tương ứng mỗi lượt "đi" hoặc "về"). Chính số nhịp mỗi giây này (tức là số Hz x 2) là chìa khóa quyết định đồng hồ có thể đo thời gian chi tiết đến mức nào. Công thức tính số dao động của đồng hồ: 

Quy đổi nhanh giữa Hz và Nhịp/giờ (Bph):

• Để chuyển từ Hz sang Bph (số nhịp mỗi giờ), bạn chỉ cần nhân số Hz với 7200.

• Tại sao là 7200? Vì 1 Hz = 2 nhịp/giây, và 1 giờ có 3600 giây (2 x 3600 = 7200).

• Ví dụ: Đồng hồ 4 Hz sẽ có 4 x 7200 = 28.800 Bph.

• Ngược lại, để tìm Hz từ Bph, bạn chia Bph cho 7200.

• Ví dụ: Đồng hồ 28.800 Bph có tần số là 28.800 / 7200 = 4 Hz.

Mối liên hệ giữa tần số và khả năng chụp khoảnh khắc của đồng hồ:

Một đồng hồ 4 Hz, tạo ra 8 nhịp mỗi giây, cho phép chức năng bấm giờ của nó đo chính xác tới 1/8 giây. Tương tự:

• 2.5 Hz (tức 5 nhịp/giây hay 18.000 Bph) → chính xác đến 1/5 giây.

• 3 Hz (tức 6 nhịp/giây hay 21.600 Bph) → chính xác đến 1/6 giây.

• 5 Hz (tức 10 nhịp/giây hay 36.000 Bph) → chính xác đến 1/10 giây.

Cơ chế hoạt động của bánh lắc và tinh thể thạch anh

Trên trái đất, một trong những khoáng chất phổ biến nhất được biết đến là thạch anh. Thạch anh một khả năng đặc biệt là rung cực mạnh và đều đặn khi có dòng điện đi qua. Đây gọi là hiệu ứng áp điện, được phát hiện vào năm 1880. Chính nhờ đặc tính này mà thạch anh được sử dụng trong chế tác đồng hồ để giữ thời gian và độ chính xác rất cao. 

Những chiếc đồng hồ thạch anh đầu tiên ra đời vào khoảng thập niên 1920 - 1930. Về sau, việc sản xuất thạch anh nhân tạo giúp cải thiện độ ổn định và giúp cho đồng hồ đeo tay thạch anh trở nên phổ biến rộng rãi từ đầu những năm 1970. 

Ngày này, hầu hết đồng hồ thạch anh đều dùng tinh thể rung ở tần số tiêu chuẩn là 32.768 lần mỗi giây. Nhờ tần số cực kỳ ổn định này, đồng hồ thạch anh chính xác đến kinh ngạc, thường chỉ sai lệch khoảng một phút mỗi năm – vượt trội hơn hẳn so với đồng hồ cơ truyền thống.

Mức tần số dao động phổ biến trong đồng hồ

Mức tần số dao động trong đồng hồ sẽ phụ thuộc vào từng thương hiệu cũng như bộ máy riêng của các thương hiệu đó: 

Đồng hồ pin: 

Với đồng hồ pin, tần số dao động thông thường là 32.768 Hz. Đây được xem là tần số có chính xác tuyệt vời, tức chỉ sai số từ ±30 đến ±15 giây mỗi tháng. 

Đồng hồ cơ: 

• 18000 vph (2.5 Hz): Khi một chiếc đồng hồ cơ hoạt động ở tần số 2.5 Hz (tương đương 18.000 rung động mỗi giờ - vph), sai số lý thuyết của nó sẽ nằm trong phạm vi -30 đến +60 giây/ngày, tức đồng hồ có thể chạy chậm không quá 30 giây hoặc nhanh không quá 60 giây mỗi ngày. 

• 21600 vph (3 Hz): Sai số lý thuyết nằm trong phạm vi -20 đến +40 giây/ngày, tức đồng hồ có thể chạy chậm không quá 20 giây hoặc nhanh không quá 40 giây mỗi ngày. 

• 25200 vph (3.5 Hz): Sai số lý thuyết nằm trong phạm vi -15 đến +30 giây/ngày, tức đồng hồ có thể chạy chậm không quá 15 giây hoặc nhanh không quá 30 giây mỗi ngày. 

• 28800 vph (4 Hz): Sai số lý thuyết nằm trong phạm vi -15 đến +20 giây/ngày, tức đồng hồ có thể chạy chậm không quá 15 giây hoặc nhanh không quá 20 giây mỗi ngày. 

• 36000 vph (5 Hz): Sai số lý thuyết nằm trong phạm vi -10 đến +15 giây/ngày, tức đồng hồ có thể chạy chậm không quá 10 giây hoặc nhanh không quá 15 giây mỗi ngày. 

Ảnh hưởng của tần số dao động đến đồng hồ

Tần số dao động cao hay tần số dao động thấp đều có ảnh hưởng ít nhiều đến độ chính xác, độ bền,... của đồng hồ: 

Tại sao cần đến tần số cao trong đồng hồ?

Nhiều năm trở lại đây, phần lớn các nhà chế tác đồng hồ trên thế giới đều quan tâm đến trải nghiệm khách hàng bằng cách nghiên cứu và không ngừng cho ra đời các cỗ máy thời gian có độ chính xác cao nhất. 

Như đã đề cập, đồng hồ có tần số dao động cao chính xác hơn nhờ khả năng hiệu chỉnh sai số liên tục của bánh lắc. Bánh lắc dao động càng nhanh, sai số do va đập hoặc thay đổi vị trí càng được điều chỉnh kịp thời, giúp đồng hồ chạy ổn định hơn.

Một ví dụ điển hình, đồng hồ cơ tiêu chuẩn có tần số 28.800 vph (4 Hz), nghĩa là bánh xe cân bằng dao động 28.800 lần mỗi giờ. Tần số cao sẽ giúp kim đồng hồ chuyển động mượt mà và tăng khả năng chống sốc nhiều hơn. Chính vì thế, các dạng đồng hồ có tần số cao sẽ có độ chính xác cao hơn một chút. 

Top 5 mẫu đồng hồ nổi bật ứng dụng tần số dao động cao

Chopard LUC 8HF Power

Sử dụng bộ điều khiển công suất LUC 8HF kết hợp gốm và titan, có LUC Calibre 01.09-L tần số cao. Với tần số 57.600 rung động mỗi giờ (8 Hz), cao gấp đôi tần số bình thường (28.800 vph) - Chopard L.U.C 8hf Power cho thấy rõ sự ổn định và độ chuẩn xác. Sản phẩm còn được giới mộ điệu yêu quý bởi khả năng dự trữ năng lượng lên đến 60 giờ. Đặc biệt, các chi tiết như bánh xe gai, đòn bẩy,... được chế tác từ silicon sẽ hạn chế sự hao mòn do ma sát quá mức.  

Xem thêm: Chopard L'HEURE DU DIAMANT Biểu Tượng Của Vẻ Đẹp Tinh Tế Và Đẳng Cấp

Breguet Classique Chronométrie 7727

Đồng hồ sở hữu tần số lên đến 10 Hz (tương đương 72.000 vph) và mức dự trữ năng lượng đến 60 giờ. Ngoài ra, nhà chế tác Breguet Classique Chronométrie 7727 trang bị bộ cân bằng treo từ tính, lò xo cân bằng kép. Bánh xe gai và cần gạt cũng được trang bị silicon giúp giảm thiểu ma sát, tránh hao mòn hiệu quả. 

Xem thêm: Lịch sử đầy hào hùng của thương hiệu đồng hồ Breguet

TAG Heuer Carrera Mikrograph 100

Trình làng vào năm 2011, TAG Heuer Carrera Mikrograph 100 không chỉ là một chiếc đồng hồ, mà là một tuyên ngôn về năng lực kỹ thuật. Kiệt tác này đã định nghĩa lại giới hạn của chronograph cơ khí khi là mẫu đầu tiên trên thế giới có thể hiển thị một phần trăm giây qua kim trung tâm. Qua đó, TAG Heuer khẳng định mạnh mẽ quyết tâm làm chủ những bộ chuyển động cơ học phức tạp và chuẩn xác tột bậc, thể hiện qua tần số dao động siêu việt 360.000 vph (50 Hz) cùng mức dự trữ năng lượng 42 tiếng.

Xem thêm: TAG Heuer Carrera X Gosling Chinh Phục Giấc Mơ Lớn

TAG Heuer Carrera Mikrotimer Flying 1000

Ra mắt 2011, TAG Heuer Carrera Mikrograph 100 là chronograph cơ khí tiên phong thế giới trình diễn 1/100 giây qua kim trung tâm. Đây là minh chứng cho tham vọng của TAG Heuer về cơ khí siêu chính xác, với tần số 360.000 vph (50 Hz) và 42 giờ dự trữ năng lượng.

TAG Heuer Carrera Mikrogirder

TAG Heuer Carrera Mikrogirder tạo nên một cuộc cách mạng thực sự với bánh xe cân bằng rung động ở tần số chấn động 1000 Hertz, tương đương 7,2 triệu nhịp mỗi giờ. Điều này cho phép kim giây trung tâm lướt 20 lần mỗi giây trên mặt số, mở ra khả năng ghi nhận thời gian chính xác đến hai phần ngàn giây – một tốc độ gấp 250 lần so với đồng hồ bấm giờ 4 Hz truyền thống, trong khi vẫn duy trì nguồn năng lượng bền bỉ suốt 42 giờ.

Xem thêm: LVMH Ký Hợp Đồng 10 Năm Với F1, TAG Heuer Soán Ngôi Rolex Trên Đường Đua Tốc Độ

Tần số dao động là gì đã được giải đáp cụ thể tại bài viết trên. Khái niệm này vốn ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng vận hành hiệu quả của các cỗ máy thời gian. Hiểu rõ về tần số dao động chính là cách để các tín đồ yêu đồng hồ dễ dàng lựa chọn và sở hữu riêng cho mình một kiệt tác thời gian chất lượng.