早在十四、十五世纪，欧洲的机械鐘就已经利用冠状轮擒纵装置，搭配左右对称的砝码横桿作为调节器，虽然距离精确计时仍算遥远，但已经成为现在摆轮的前身雏型。由于垂直掛立或站立的砝码横桿，仅需些微的震动或是方位移动，就会造成极大的运转误差，因此直到1675 年，惠更斯发明螺旋状的游丝，搭配圆形的摆轮，才使得后来的怀表与腕表有了发展的可能性。因为在不同方位与重力的影响下，只有游丝仍可提供相同的回弹力量，改变原本依靠的不稳定外作用力。而不论是使用砝码横桿或是摆轮与游丝，其原理都是藉由相同的Isochronous 等时性，赋予机械装置稳定的时间划分，进而成为精准的计时器；因此摆动越有规律，等时性与准确度也越佳。
然而绝对稳定的计时状态，受限于多项阻碍，其中影响摆轮与游丝部分的主要因素包括：游丝扩张与收缩的规律性不均、温差导致游丝的弹性有变化、离心力与地心引力对游丝的变化、摆轮的重量不平均⋯⋯等。虽然每一项影响的因素，都只佔有极微小的部分，但是长久的时间累计下来，都会造成明显的误差。与现在的精确的石英表或原子鐘相比，可说是不得不改良的重大缺点；因此这叁百多年来，制表师对于摆轮与游丝的改革，可说是不下于擒纵装置，本刊在下两期分别会提到摆轮与游丝在这部份的改良。以下我们将就摆轮与游丝的结构，以及其运转的特性加以说明。
这两项装置在机芯中，佔有极重要的角色，可稳定控制且减缓发条传递出来的动力；上图为目前最常见的环形摆轮与平游丝的组合，而其他的装置也清楚可见。
摆轮与游丝的结构
摆轮与游丝是一枚机芯中，最容易观察的零件，因为其快速摆动的特点，是机芯上速度最快的装置，并採用外露的设计，只有自动盘可与之相提并论。由于转动速度极快，因此摆轮轴心的上下顶端，一定会设置红宝石并加以润滑；在从前，即使是低阶的七石、甚至是五石机芯，摆轮上下的轴心一定会分配到四石，可见得其磨损之大。
摆轮与游丝的上夹板，都是以独立的夹板加以固定，为了加强稳定性，许多新款机芯都採用水平双臂桥板固定于基板之上，同时也提高耐用度。摆轮与游丝在机芯中所负责的任务，即是担任一个反作用力的角色，将走时轮系传递过来的能量，减缓速度并且稳定划分间距，这就是摆轮与游丝最重要的任务。为了减低摩擦力，摆轮轴心的尾端非常的细，大约在0.05mm 至0.1mm 之间，只比头髮粗一点，所以非常脆弱，现在摆轮轴心上下端的宝石都会设置避震器，以保护轴心防止损坏。接下来我们以朗格Cal. 941.3 机芯，来说明摆轮与游丝的基本结构。
游丝是一个呈现螺旋形状的零件，中央开口电焊在游丝底座（亦称游丝脑），尾端则以游丝桩固定于游丝固定器。
在摆轮背面，可看到大小衝击盘与月形宝石，都是固定于摆轮轴心中央，透过快慢针可以调整速度的快慢。
摆幅
摆轮与游丝接受来自擒纵叉传递的动能后开始转动，通常一枚刚组装好的机芯，它的摆幅应该介于270 度至310 度间，这是在上满鍊后的状况，多一点或少一点都是在可接受的范围。通常在满鍊后的测量结果，摆幅小于270 度时，对于走时的精准度就会有不良的影响。每一款机芯的摆幅都不尽相同，以笔者本身的经验，搭载ETA Cal. 2892-A2 机芯的新表，在上满鍊之后，都可以达到300 ∼ 310 度左右（以面盘朝上放置的姿势），而ETA Cal. 7750 计时机芯的摆幅也可达到同样的标准。
但摆幅会随着以下几种情况而有不同的变化，首先是发条动力的多寡，因为在满鍊时，摆幅可达到最大；但随着发条动力的减少，摆幅可减至200 度之下，精准度自然会有所改变。因此许多自动表，在使用者每天佩戴的情况之下，都可稳定维持在一两秒间的误差，这也是因为自动上鍊系统不断稳定提供发条动能的因素。
另外一项就是机芯的出厂时间长短，一只出厂不久的机芯，如果没有其他状况，其摆幅数据一定可在270 度以上，但随着时间变化，机芯上的润滑油逐渐乾枯、变得较为黏稠，走时轮系的运转就不如以往滑顺，许多的动能在传递的过程中就被消耗。而在末端，擒纵叉宝石与摆轮上下的宝石，一旦缺乏润滑，摆幅降低的情况会更加明显，因此许多维修师傅会将摆幅的高低，作为洗油与否的判断指标，通常满鍊时低于220、230 度，就是该考虑洗油保养的时候。
但是部分老表即使在洗油保养之后，也无法达到如此高的摆幅，其原因就是零件老化与金属疲劳，在使用二、叁十年之后，游丝的弹力必定会减弱，同样的，发条的弹力也会产生同样的金属疲乏问题。因此，一只经常使用的老表，即使上满鍊或洗油保养后，摆幅同样会减低一些。
从摆轮开始旋转的原点计算，摆轮会顺时针旋转270 度以上，直到动力耗尽，再透过游丝的弹力，逆时针回转。
当摆轮回到了原点，擒纵叉传递的动能，使得摆轮继续逆时针旋转，同样是到了270 度左右，又开始回转。
震频
所谓的震频是指摆轮游丝震动（亦可用摆动）的频率，也就是在每一个固定时间中，摆轮游丝重复震动的次数。以早期机芯常用的每小时震频18,000 次为例（另一种纪录方式为18,000vph），它每分鐘是进行18,000/60=300 次的震动，所以每秒鐘是进行300/60=5 次的震动；但是摆轮游丝左右来回震动一次（也就是两次），才能算是一个完整的週期，因此每秒鐘是进行5/2=2.5Hz（频率的单位），由此公式我们可以推算，每一个机芯每秒鐘进行的震动次数与频率单位。
而早期的怀表与腕表都是採用每小时震频18,000 次为主，但是后来制表师发现提高震频，可以间接提高准确度，而这种理由何在？主要原因在于，高震频机芯每一次受到外力的影响，其佔有比率与所影响的时间，都低于低震频机芯，因此缩短了摆轮与游丝不正常的运作时间，所以可提高精确度。不过这是在相同因素下的实验结果，用于不同机芯或不同的佩戴环境下，结果当然也会不同。但是超高震频的机芯，如果没有使用适当材质以及润滑保养，零件磨损率的提高，则是大家公认的结果。
| 机芯的震频种类 | |||||
| 机芯 | ETA Cal. 6498-1 | ETA Cal. 7001 | OMEGA Cal. 8500 | ETA Cal. 2892-A2 | ZENITH El-Primero |
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| 每小时震频 | 18,000 | 21,600 | 25,200 | 28,800 | 36,000 |
| 每秒震动次数 | 5（2.5Hz） | 6（3Hz） | 7（3.5Hz） | 8（4Hz） | 10（5Hz） |
