Temperaturkompensation ist eine der ältesten technischen Herausforderungen der mechanischen Uhrmacherei, und bis heute gibt es keine universelle Lösung für alle Uhrwerke. Das Prinzip ist einfach: Jedes Material ändert seine Größe mit der Temperatur, und in einem Präzisionsuhrwerk führen bereits Schwankungen von wenigen Grad zu messbaren Gangabweichungen.
Der kritische Punkt ist das Unruh mit seiner Spirale. Wenn die Temperatur steigt, wird das Metall leicht weich und die Spirale verliert an Steifheit: das Unruh schwingt langsamer, die Uhr geht nach. Die erste historische Antwort war das bimetallische Unruh, bereits im achtzehnten Jahrhundert bekannt: Der Kranz besteht aus zwei zusammenlimitierten Metallen — typischerweise Messing und Stahl — mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten. Der Kranz wird an zwei Stellen geschnitten. Bei Wärmezufuhr krümmen sich die beiden Hälften zur Mitte hin, verschieben die Masse zur Achse und beschleunigen das Unruh gerade genug, um die Entspannung der Spirale auszugleichen. Das Kaliber 135 Observatoire trug ein geteiltes bimetallisches Unruh mit einstellbaren Trägheitschrauben: höchste Raffiniertheit, aber auch höchste Empfindlichkeit gegenüber jeder Regulierungsabweichung. Harrison hatte bereits das gleiche Prinzip auf das Pendel seiner H1 angewendet und dabei Materialien mit unterschiedlichen Ausdehnungsraten genutzt, um die effektive Pendellänge auch zur See konstant zu halten.
Das zwanzigste Jahrhundert verlagerte das Problem von der Geometrie des Unruhs zu den Materialien der Spirale. Nivachron und später Silizium haben die thermische Drift der Feder fast eliminiert. Die Spiromax von Patek Philippe, entwickelt mit dem CSEM und 2006 eingeführt, nutzt Schichten von Siliziumdioxid auf der Oberfläche der Siliziumspirale, um einen thermischen Elastizitätskoeffizienten nahe Null zu erreichen. Das Glucydur-Unruh — eine Beryllium-Kupfer-Legierung — arbeitet in die gleiche Richtung: hohe Dichte, geringe Ausdehnung, und in der Free-Sprung-Version beseitigt es auch die Unsicherheiten, die durch die Regulierschraube entstehen.
Bei Quarzuhrwerken wird das Problem anders: Der Quarzkristall ändert seine Resonanzfrequenz mit der Temperatur auf vorhersagbare und messbare Weise. Ein temperaturkompensierter Quarz — wie das ETA G10.212 AD — liest kontinuierlich die Temperatur und korrigiert elektronisch die Frequenz und erreicht dabei eine Genauigkeit in der Größenordnung von ±10 Sekunden pro Jahr, die kein mechanisches Unruh im täglichen Gebrauch annähernd erreichen kann.
Bei Fluidsystemen wie der Ressence Type 3 und HYT-Uhren ist das Problem physikalisch anders: Das Öl oder die Flüssigkeit dehnt sich mit der Wärme aus und erzeugt innere Drücke, die die Ablesung verzerren oder das Kristallglas zu lösen drohen. Die Lösung sind Ausgleichsbalge — sieben in der Type 3 —, die die Volumenänderung absorbieren, ohne Druck auf das Kristallglas auszuüben. Bei HYT-Uhren ist der Ausgleichsbalg in das hydraulische System selbst integriert. Vom Invar-Pendel bis zu Siliziumspiralen hat jede Ära ihre eigene Sprache gefunden, um die gleiche Physik zu beantworten.