机械表机芯（内部使手表滴答作响的部件）使用一系列微小的齿轮、弹簧和其他纯机械零部件。它们不需要电池提供动力，可分为自动上弦机械表和手动上弦机械表两种。手动上弦的有一个小拨盘，称为表冠，需要定期上弦。自动机械表动力是依靠机芯内的一个额外的转子捕获佩戴者移动时的机械能，用来自动给主发条上弦的。极其复杂的机械机芯必须在很小的空间内组装配合起来。

当一块石英被按压时，石英两端会产生电荷。相反，当石英接受到外部的加力电压，就会有变形及伸缩的性质，这就是众所周知的“压电效应”。如果电荷施加到石英上，它就会引起石英以精确的频率振**。电池提供电压来激活石英晶体振**并为微芯片中的电子电路供电。

图1　机械表机芯将能量储存在主发条中，一般使用表冠给发条上弦，或者通过自动转子捕捉能量传递给发条带动机芯。发条驱动齿轮传动系统，表盘齿轮系通过擒纵机构和平衡轮机构提供动力。擒纵调速机构控制着表盘齿轮传动系的转速，它是机械表的核心。

石英晶体每秒的振动次数高达32768次，就是说石英晶体以32768赫兹的频率振动，微型集成电路芯片（简称“微芯片”）是手表的“大脑”，它控制着石英谐振器的振动，并起着分频器的作用。微芯片将该石英振**频率除以215从而将振动频率降低到每秒1次。该振**信号用于驱动步进电机，这是一种特殊类型的电机，它会根据接收到的每个信号脉冲旋转一定的角度。电机驱动一组齿轮，带动手表上的指针转动。

原子时代的计时器——原子钟

在第二次世界大战后的几年里，人们对原子物理学的兴趣导致了原子钟的发展。放射性物质以已知的稳定速率发射粒子。通过齿轮啮合和部件运动来计时的机械钟，可以用一种装置来代替，这种装置在每次放射性元素发射粒子时模仿手表的运动。原子钟通常用于实验室或通信环境中，在这些环境中需要始终保持精确的基准时间。