摆钟是利用摆锤的周期性振动(摆动)过程来计量时间,时间=摆的振动周期×振动次数。而摆的振动周期 T=2π(l/r)^0.5。
一般来说,摆的重量是确定的,调节摆的引用长度(l)即可调整摆的振动周期。摆的引用长度减短,时钟变快;反之则变慢。对精密摆钟,也有用附加重物法来微调摆的振动周期。摆钟放置在不同的地理位置(不同的地球纬度和海拔高度)中,摆锤的重力加速度会发生变化从而影响其振动周期。摆钟放置在不同温度和气压的环境中,也会引起振动周期的变化。温度变化会引起摆的各部分尺寸包括摆的引用长度的变化。一般是温度升高,摆胀长而钟变慢;反之则摆缩短而钟变快。因此,精密摆钟常用不同的线胀系数的材料制成温度补偿管,以补偿温度影响。气压的变化会引起空气阻力和空气密度的变化,从而引起振动周期的变化。
摆钟是通过让齿轮匀速运行,一堆齿轮纵横交错地镶嵌在钟表里面,专门负责计算过了多少秒钟,然后转化成分钟和小时,再显示在钟面上,供人们观看时间。
摆钟工作主要应用了单摆的等时性,还有就是巧妙的应用了齿轮与擒纵器的组合,利用摆锤每次单摆所用时间一样,来控制擒纵器交叉收放齿轮,所以这也是我们所听到摆钟滴答滴答声音的原因。
擒纵机构的主要功能是当摆锤摆到右侧时,带动擒纵叉向右转动将转动的擒纵轮擒住(关),而当摆锤向左摆时,带动擒纵叉向左转动,此时右侧是擒纵叉松开(开)擒纵轮,左侧的擒纵叉则会再次擒住擒纵轮,整个擒纵机构就是如此往复运行的。
擒纵轮是作为一个储能装置为摆锤提供动力,当擒纵轮向前转动一下,秒针就会精确的在钟面上用一秒移动一格,这就是摆锤的作用,擒纵轮的转动带动摆锤以及通过齿轮带动秒针,分针和时针转动计时。