擺輪是在所使用的計時裝置的機械表和小時鐘，類似于擺在擺鐘。它是加權輪子前后旋轉，由螺旋朝向其中心位置返回扭轉彈簧，被稱為平衡彈簧或游絲。它由擒縱機構驅動，從而改變手表齒輪系的旋轉運動。轉化為傳遞到擺輪的脈沖。輪子的每次擺動（稱為“滴答”或“節拍”）都允許齒輪系前進設定的量，從而向前移動指針。擺輪和游絲共同構成了一個諧振子，由于共振，它優先以特定的頻率振蕩，它的共振頻率或“節拍”，并抵抗以其他速率振蕩。擺輪的質量和游絲的彈性相結合，使每次擺動或“滴答”之間的時間保持非常恒定，因此它幾乎普遍用作機械表中的計時員。從14世紀發明到音叉和石英運動在20世紀60年代面世，幾乎所有的便攜式計時裝置中使用某種形式的平衡輪。

直到20世紀80年代擺輪被使用的計時技術、天文鐘、銀行金庫時間鎖定，時間引信的彈藥、鬧鐘、廚房定時器和秒表，但石英技術已經接管了這些應用程序，主要剩余用途是在品質的機械腕表.

現代（2007）手表平衡輪通常由Glucydur，的低熱膨脹合金鈹，銅和鐵，具有彈性合金的低熱系數的彈簧，如NIVAROX。兩種合金相匹配，因此它們的殘余溫度響應相互抵消，從而導致溫度誤差更低。輪子是光滑的，以減少空氣摩擦，樞軸由精密寶石軸承支撐。較舊的平衡輪使用輪輞周圍的配重螺釘來調整平衡（平衡），但現代車輪在工廠中由計算機平衡，使用激光在輪輞上燒出一個精確的凹坑以使其平衡。擺輪每次擺動大約旋轉1.5圈，即向其中心平衡位置的每一側旋轉大約270°。擺輪的速率通過調節器進行調節，調節器是一個末端帶有狹縫的xxx，擺輪游絲從中穿過。這使狹縫后面的彈簧部分保持靜止。移動xxx會使縫隙在擺輪游絲上上下滑動，改變其有效長度，從而改變擺輪的共振頻率。由于調節器會干擾發條的動作，因此天文臺表和一些精密手表具有“自由彈簧”擺輪，沒有調節器，例如Gyromax。它們的速率由平衡輪緣上的配重螺釘調節。

天平的振動率傳統上以每小時節拍（節拍）或BPH來衡量，但也使用每秒節拍和赫茲。節拍的長度是擺輪的一次擺動，在方向反轉之間，因此在一個完整的循環中有兩個節拍。精密手表中的擺輪采用更快的節拍設計，因為它們受手腕運動的影響較小。鬧鐘和廚房定時器的頻率通常為每秒4次（14,400BPH）。1970年代之前制造的手表通常每秒跳動5次（18,000BPH）。目前的手表有6(21,600BPH)、8(28,800BPH)和一些每秒10次(36,000BPH)。AudemarsPiguet目前生產的手表擺輪振動頻率非常高，達到12次/秒（43,200BPH）。在二戰期間，Elgin生產了一款非常精確的秒表，每秒運行40次（144,000BPH），因此獲得了“Jitterbug”的綽號。

最早的擺輪圖可能是喬瓦尼·德·唐迪(GiovannideDondi)于1364年在意大利帕多瓦建造的天文鐘。擺輪（表冠形狀、頂部）的節拍為2秒。在追查說明從他的1364時鐘的論文，伊爾邏輯哲學論Astrarii。

擺輪在14世紀的歐洲與xxx批機械鐘一起出現，但似乎不知道它首次使用的確切時間和地點。它是foliot的改進版本，這是一種早期的慣性計時器，由一個以中心為軸的直桿組成，兩端有重物，來回擺動。對開權重可以在桿上滑入或滑出，以調整時鐘的速率。北歐的xxx批鐘表使用的是葉輪，而南歐的鐘表則使用擺輪。隨著鐘表變得更小，首先是作為支架鐘和燈籠鐘，然后是1500年后的xxx款大型手表，平衡輪開始用于代替葉輪。由于它的更多重量位于遠離軸的輪輞上，因此擺輪可以比相同尺寸的葉輪具有更大的慣性矩，并保持更好的時間。車輪形狀也具有較小的空氣阻力，其幾何形狀部分補償了由于溫度變化引起的熱膨脹誤差。

這些早期的擺輪是粗糙的計時工具，因為它們缺少另一個基本要素：游絲。早期的擺輪被擒縱機構推向一個方向直到與擒縱輪上的齒接觸的邊緣標志滑過齒尖（“逃逸”）并且擒縱機構的動作逆轉，將擒縱輪推回另一方向。在這樣的“慣性”輪中，加速度與驅動力成正比。在沒有游絲的時鐘或手表中，驅動力既提供加速輪的力，也提供減速和反轉的力。如果驅動力增加，加速和減速都增加，這導致輪子被更快地前后推。這使得計時強烈依賴于擒縱機構施加的力。在手表中，主發條提供的驅動力，通過鐘表的齒輪系應用于擒縱機構，在手表運行期間隨著主發條的松開而下降。如果沒有一些平衡驅動力的方法，手表在上弦之間的運行期間會因為發條失去力而變慢，導致它走時。這就是為什么所有預平衡游絲手表都需要保險絲（或在少數情況下使用stackfreeds）來平衡主發條到達擒縱機構的力，以達到最小的精度。即使使用這些設備，擺輪游絲之前的手表也非常不準確。

擺輪游絲的靈感來自觀察到的觀察結果，即增加了彈性豬鬃路緣以限制車輪的旋轉，從而提高了其準確性。羅伯特·胡克(RobertHooke)于1658年首次在擺輪上應用了金屬彈簧，1674年讓·德·霍特弗耶(JeandeHautefeuille)和克里斯蒂安·惠更斯(ChristiaanHuygens)將其改進為目前的螺旋形式彈簧的加入使擺輪諧波振蕩器，每個現代時鐘的基礎。這意味著車輪以自然共振頻率振動或“跳動”并抵抗由摩擦或改變驅動力引起的振動率變化。這項重要的創新極大地提高了手表的精度，從每天幾個小時增加到每天10分鐘，將它們從昂貴的新奇產品變成了有用的計時器。

添加游絲后，剩下的一個主要誤差來源是溫度變化的影響。早期的手表具有由普通鋼制成的游絲和由黃銅或鋼制成的擺輪，溫度對這些的影響顯著影響了速率。

由于熱膨脹，溫度升高會增加游絲和擺輪的尺寸。彈簧的強度，即它在撓曲時產生的回復力，與其寬度和厚度的立方成正比，與其長度成反比。如果溫度升高僅影響其物理尺寸，則實際上會使彈簧更堅固。然而，由普通鋼制成的游絲的一個更大的影響是彈性隨著溫度升高，彈簧金屬的強度顯著降低，最終效果是普通鋼彈簧隨著溫度升高而變弱。溫度升高也會增加鋼或黃銅擺輪的直徑，增加其轉動慣量和轉動慣量，使擺輪游絲更難加速。溫度升高對游絲和擺輪的物理尺寸的兩種影響，游絲的強化和擺輪轉動慣量的增加，具有相反的影響，并在一定程度上相互抵消。溫度對手表速度的主要影響是游絲隨溫度升高而減弱。

在沒有補償溫度影響的手表中，較弱的彈簧需要更長的時間將擺輪返回到中心，因此“節拍”變慢，手表會浪費時間。FerdinandBerthoud在1773年發現，一個普通的黃銅擺輪和鋼游絲，在溫度升高60°F(33°C)的情況下，會損失393秒(6+1?2分鐘）每天，其中312秒是由于彈簧彈性下降。

18世紀英國和法國對天文導航的精確時鐘的需求推動了平衡技術的許多進步。即使航海天文鐘每天出現1秒的誤差，在2個月的航行后也可能導致船舶位置出現17英里的誤差。約翰哈里森于1753年首次將溫度補償應用于擺輪，在xxx批成功的航海天文鐘H4和H5中使用彈簧上的雙金屬“補償限制”。這些實現了每天幾分之一秒的精度，但由于其復雜性，沒有進一步使用補償限制。

雙金屬溫度補償擺輪，來自1900年代早期的懷表。直徑17毫米(1)將相反的一對重物移近臂的末端會增加溫度補償。(2)松開輻條附近的重物對會減慢振蕩速率。調整單個重量會改變平衡或平衡。

1765年左右，PierreLeRoy設計了一個更簡單的解決方案，并由JohnArnold和ThomasEarnshaw改進：Earnshaw或補償擺輪。關鍵是使擺輪隨溫度變化尺寸。如果可以使擺輪在溫度升高時直徑縮小，則較小的慣性矩將補償游絲的減弱，從而保持擺動周期不變。

為此，擺輪的外緣由兩種金屬的“三明治”制成；內側的一層鋼與外側的一層黃銅融合在一起。這種雙金屬結構的條帶在加熱時會向鋼側彎曲，因為黃銅的熱膨脹比鋼大。輪輞在輪輻旁邊的兩點處被切開，因此它類似于帶有兩個圓形雙金屬“臂”的S形（見圖）。這些輪子有時被稱為“Z平衡”。溫度升高使臂向輪子中心向內彎曲，質量向內移動會降低擺輪的慣性矩，類似于旋轉的溜冰者可以通過拉動她的手臂來減少她的慣性矩。轉動慣量的這種減少補償了較弱的游絲產生的減少的扭矩。補償量通過手臂上的可移動重量進行調整。配備這種天平的航海天文鐘在很寬的溫度范圍內每天的誤差僅為3-4秒。到1870年代，補償天平開始用于手表。

標準的Earnshaw補償平衡xxx減少了由于溫度變化引起的誤差，但并沒有消除它。正如JGUlrich首次描述的那樣，在給定的低溫和高溫下，經過調整以保持正確時間的補償天平在中間溫度下每天會快幾秒鐘。原因是擺輪的轉動慣量隨著補償臂半徑的平方而變化，因此也隨著溫度的變化而變化。但彈簧的彈性隨溫度呈線性變化。

為了緩解這個問題，天文臺制造商采用了各種“輔助補償”方案，將每天的誤差減少到1秒以下。例如，此類方案包括連接到擺輪內部的小型雙金屬臂。這種補償器只能向著擺輪中心的一個方向彎曲，而向外彎曲會被擺輪本身擋住。受阻運動導致非線性溫度響應，可以稍微更好地補償彈簧的彈性變化。在1850年至1914年之間的年度格林威治天文臺試驗中，大多數首先出現的天文臺表都是輔助補償設計。由于其復雜性，輔助補償從未在手表中使用過。