Регулятор баланс — спираль совершает периодическое колебательное движение.
Время, в течение которого баланс совершает полное колебание, т. е. отклоняется от положения равновесия в одну сторону, возвращается обратно, проходит положение равновесия, отклоняется в другую сторону и возвращается обратно в положение равновесия, называется периодом колебания баланса.
Максимальный угол отклонения баланса от положения равновесия называется амплитудой колебания баланса.
Число полных колебаний баланса за 1 с называется частотой колебания. Период Т и частота N связаны между собой отношением 
Период колебания Т определяют по формуле 
где 1 — момент инерции баланса; М — жесткость спирали (момент упругости).
Жесткость спирали определяется по формуле 
где 
— соответственно длина, ширина и толщина спирали; Е — модуль упругости материала, из которого изготовлена спираль.
Подставляя значение М в формулу периода колебаний, получим 
т. е. период колебания баланса прямо пропорционален корню квадратному из момента инерции баланса и длины спирали и обратно пропорционален корню квадратному из модуля упругости материала спирали, ее ширины и толщины в третьей степени; 
, где 1 — момент инерции баланса; m — масса баланса; г — радиус инерции баланса.
Подставляя значение 1 в формулу периода колебаний, получим
Следовательно, период колебаний баланса зависит от массы баланса, его геометрических размеров, модуля упругости материала и геометрических размеров спирали.
Период колебаний баланса увеличивается при увеличении массы баланса, его геометрических размеров и длины спирали.
При увеличении модуля упругости спирали, ее толщины и ширины период колебания уменьшается.
Расчет спирали. Из формулы периода колебания баланса определяем 
Подставляя это значение М в формулу жесткости М = -. 
, определяем длину спирали 
Шаг спирали t определяем по формуле 
где R — наружный радиус спирали; г — внутренний радиус спирали.
Отсюда 
Внутренний радиус спирали обычно задается, исходя из конструктивных соображений. Расчетное количество витков спирали определяем по формуле 
Большинство часов изготовляется с периодом колебания, равным 0,4 с. Часымалого калибра, как правило, изготовляются с периодом, равным 0,333 с. В последнее время появляются часы с периодом 0,363 и 0,2 с.
Изолированный от взаимодействия с ходом регулятор баланс — спираль по сравнению с маятником обладает и тем преимуществом, что его период колебания не зависит от амплитуды.
При взаимодействии регулятора баланс — спираль с ходом появляется нарушение изохронности (погрешность изохронности). Эти нарушения происходят в результате ряда факторов: трение в узлах хода и зубчатой передачи, неоднородности материала спирали и др. Изохронной погрешностью называется разность в секундах между мгновенными суточными ходами, зарегистрированными через 24 ч после заводки и при полном заводе.
При нарушении изохронизма появляется зависимость периода колебания баланса от величины амплитуды. Инерция спирали расстраивает изохронизм, вызывая опережение хода на малых амплитудах (эффект Каспари). Э. Кас-пари математически доказал, что характер зависимости периода колебания баланса от амплитуды можно менять при помощи изменения угла между точками крепления спирали в колодке и колонке, т. е. при помощи подбора угла между точками крепления спирали можно уменьшить изохронную погрешность. Кроме того, для уменьшения изохронной погрешности необходимо, чтобы упругая сила спирали была пропорциональна углу поворота баланса. Практически это означает, что толщина и ширина спирали по всей ее длине должны быть постоянными.
Форма спирали должна быть правильной, т. е. ее витки должны располагаться концентрично, не имея перегибов и других повреждений. Расстояние между витками (шаг) должно быть одинаковым.
Все витки спирали должны находиться в одной плоскости, перпендикулярной оси баланса.
Центр тяжести узла баланс — спираль должен находиться на оси его вращения.
Соблюдение этих условий позволяет достичь постоянной продолжительности колебаний, при большой (270-300°) и малой (160-180°) амплитудах колебаний баланса, что, в свою очередь, обеспечивает высокую точность хода часов независимо от степени заводки пружины.
