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| 新 触 重 度 量 衡 之 论 文 |
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作者：大卫·C·斯坦伍德 来源：未知 发表时间：2008-5-24 www.lzpiano.com |
（波士顿调律师分会 注册调律师）
引言：作为钢琴制造和修复人员，我们一直因袭了一个粗略并古老的方法来测量击弦机构的平衡。位于长杠杆臂远端的榔头的重量，对于敲击和音色具有巨大的影响，而这个重量通常是在榔头的制造时，根据包裹大量的榔头整片毛毡的重量来确定的。我们假设键子与榔头的行程比是1:5， 但是没有合适的方法精确度量这个比率或是探查对杠杆的一些疑问。一个键系的平衡，其首要问题是下沉重力，当然这是指静态平衡，对于运动的琴键则另当别论。我们知道，在制作钢琴的时候，位于琴键尾端的击弦机给了琴键前端一个上升力。击弦机部分的有效重力是多大？它是如何转化成琴键前端的上升力的？琴键前端的下沉重量是多少？常规知识完全不能提供对这些重要问题的答案。
I、重量及测量的新系统
用我所发明的重量和测量的新系统，可以给出上述这些问题和许多其它问题的答案。度量衡学是重量及其测量的科学，所以我把这个系统叫做“新触重度量衡学”。新触重度量衡学将有助于用击弦机各元件的重力和杠杆来解释键子前端静态上升力与静态下沉力的平衡。钢琴击弦机看起来象一个复杂的机器，事实上只不过是一个推动弦槌击弦的简单杠杆。它的功能就象一个弹射器，一短一长两个杠杆臂安置在枢轴的两边。长杠杆通过设计被“折叠”成联动器杠杆和弦槌柄杠杆。新触力测量学把“折叠”部分和“未折叠”部分看作是一个简单的杠杆，简单到就象你在医务室即可见到的天平那样。
图中：
B=平衡重力
F=前端重力
W=取决于键子回转半径比的联动器重力
S=取决于击弦回转半径比的击弦器重力
上图显示了处于琴键前端的静态力的平衡，在这里，琴键尾端的联动器重量的静态下沉力按照琴键比率转化成琴键前端的联动器平衡力的上升力。并且，击弦器重力的静态下沉力是个合成力，该合力通过槌柄、联动器以及键子所构成的复式杠杆形成为键子前端的击弦器平衡重力的上升力。 琴键前端的上升和下沉的静态力的平衡可以用一个等式表示：
BalanceWt + FrontWt = (WippenWt × KeyRatio) + (StrikeWt × StrikeRatio)
平衡重量+琴键前端重量=（联动器重量×琴键比）+（击弦器重×击弦比）
II、定义和测定方法
平衡重量（Balance Weight）：集合于键子前端的重力的总合。平衡重力通过测量上升重量和下沉重量计算。Balance Weight = (DownWeight + UpWeight)/2
平衡重量=（下沉重量+上升重量）/2
测量上升重力和下沉重力的力作用点，位于与琴键前端边缘中点的垂直线上，距离琴键前端边缘13mm。当平衡重量施加在琴键前端，琴键平衡、静止得象一个平衡了的天平。欲克服阻力并使琴键下沉（下沉重量）必须增加重力，琴键上升时（上升重量）必须从平衡重量里减少重量。
前端重量（Front Weight）：从平衡点算起的键杆的重量，在琴键前端。它代表了琴键前端的静态平衡下沉重量。
将琴键平衡销孔置于楔形枢轴上，前端置于带有刻度的测量器上，就可以得到前端重量了。此时，琴键前端的样子，就好象安放了击弦机的状态。测量器的测量轮要在距离琴键前端边缘13mm的垂直线上。
联动器重量（Wippen Weight）：联动器重量作用于卡钉同联动器接触的中心点。
联动器轴架用一个呢楔垂直支起，联动器中心与测量器的测量轮要在一条垂直线上。
击弦器重量（Strike Weight）：弦槌重量加上弦槌柄力臂段的重量，力臂段长度为自轴针起至击弦线止。
弦槌击弦点用一个呢楔垂直支起，弦槌柄呈水平状态，轴架立起，与弦槌柄垂直，其中心与测量器的测量轮要在一条垂直线上。
琴键比率（Key Ratio）：卡钉处的下沉重量比率，和琴键前端的上升重量一致。
在琴键前端加重至最少70克砝码。这个重量压下了琴键前端。将测量器调至“0”。两个50克的砝码分别放在卡钉两侧。看一看测量器的读数差多少“为100”。比方说，如果读数是“-57.0”，琴键比率就是0.57。
联动器平衡重量（Wippen Balance Weight）：琴键前端的静态上升重量，反映联动器杠杆重量。其值可按下式求得：
WipBW = KeyRatio × WipWt
联动器平衡重量=琴键比×联动器重量
击弦机顶点平衡重量（Top Action Balance Weight）：琴键前端的静态上升重力总和。反映联动器、弦槌、弦槌柄等杠杆重量。其值可按下式求得：
TopBW = BW + FrontWt
击弦机顶点平衡重量=平衡重量+琴键前端重量
击弦器平衡重量（StrikeBW）：琴键前端的静态上升重量，源于弦槌和弦槌柄二者杠杆重量。
StrikeBW = TopBW- WipBW
击弦平衡重量=击弦机顶点平衡重量-联动器平衡重量
击弦作用率（Strike Ratio）：击弦器重力的总合在转移到键子前端后，以每克力计，能够转化为平衡力的比率。
Strike Ratio = StrikeBW/StrikeWt
击弦器作用率=击弦器平衡重力/击弦器重力
III、结 论
新触重度量衡学通过“平衡重量”在下沉重量测量和上升重量测量之间架起了一座桥梁，从而保持了对传统的触重参数的关联。新触重度量衡学为我们提供了大量迄今为止尚未开发的数据信息。特别是测量弦槌重量考虑了弦槌柄的作用，还有计算击键作用率。新触重度量衡学为更完善地理解钢琴击弦机机械的“平衡”提供了一个非常有用的框架。
上述有关重量和测量的内容，仅部分地描述了新触重度量衡学的构成和方法。其它内容将会在将来再做论述。
原注：
[1]最主要的知识，平衡重量的价值，1969年4月，首次由唐·盖特在《钢琴击弦机阻力》一文中阐述。1990年10，我也做过论述。
[2] 做这个工作，需要一个测量范围150g，测量精度0.1g的测量器。测量轮是一个“意识流产物” ，可以在零部件供应商那里买到类似的东西。
[3]琴键比率要计算到百分之一，其它的量测量到十分之一即可。
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