Содержание

Колесная система электронно-механических кварцевых часов

В отличие от колесной системы механических часов колесная система электронно-механических кварцевых часов с шаговым двигателем предназначена для передачи вращения с понижением его частоты от триба ротора шагового двигателя до выходных осей. Если в механических часах ведущими являются колеса, а трибы ведомыми, то в электронно-механических часах с шаговым двигателем ведущими являются трибы, а ведомыми колеса. На рис. 103 представлена кинематическая схема электронно-механических часов с шаговым двигателем, имеющих центральную секундную стрелку (часы модели 2456). Колесная система (редуктор) предназначена для передачи вращения с понижением его частоты от триба ротора до выходных осей (часовой, минутной и секундной) стрелочного индикатора. С учетом средней частоты вращения этих звеньев колесной системы передаточное число:

от триба ротора до секундного колеса = от триба секундного колеса до центрального колеса

от триба минутной стрелки до часового колеса = = Общее передаточное отношение всех степеней колесной системы равно =21 600.

В таком же порядке (с учетом к.п.д.) возрастает вращающий момент при передаче его от триба ротора до часового колеса. Коэффициент полезного действия (к.п.д.) зубчатых передач циклически меняется в каждой зубчатой паре, поэтому к.п.д. передачи при повороте системы ротор — стрелочный индикатор на один шаг может соответствовать произведению минимальных к.п.д. каждой зубчатой пары. Минимальный мгновенный к.п.д. зубчатой передачи электронно-механических часов с шаговым двигателем составляет ~0,25-0,4 в зависимости от конструкции и качества изготовления деталей.

Рис. 103. Кинематическая схема колесной системы электронно-механических кварцевых часов с шаговым двигателем:

1 — минутное колесо, 2 — триб минутного колеса, 3 — часовое колесо, 4 — триб минутной стрелки, 5- центральное колесо, 6- триб промежуточного колеса, 7 — промежуточное колесо, 8 — триб секундного колеса, 9 — секундное колесо, 10 =i передаточное колесо, 11 — ротор, 12 — триб ротора, 13 — триб передаточного колеса

Колесная система (редуктор) нагружена только во время передачи импульса, а не постоянно, как в механических часах, поэтому нагрузка на зубчатую передачу кварцевых часов в 5-10 раз меньше. Крутящий момент, развиваемый шаговым двигателем, также не велик, учитывая это, к колесной системе предъявляют требования по достижению максимального к.п.д. Замедляющая передача с часовым профилем колес и трибов не отвечает этому требованию, поэтому в кварцевых электронно-механических часах применяют эвольвентное зацепление, что дает возможность повысить к.п.д.

Стопорение секундной оси при переводе стрелок осуществляется рычагом за секундное колесо. Стопорение секундной стрелки предъявляет более жесткие требования к стабильности момента фрикционности. Момент фрикционно-сти между трибом минутной стрелки и минутным колесом выражается неравенством: — момент нагрузки на часовом колесе;

— момент торможения секундного колеса; — к.п.д. передачи от триба минутной стрелки до часового колеса; — к.п.д. от секундного триба до минутного (центрального) колеса.

Стопорение секундной стрелки в часах других конструкций может осуществляться различными способами: рычагом за передаточное колесо или его триб, а также за промежуточное колесо.

Какие часы лучше: кварцевые или механические — отличия, плюсы, минусы






“Кварцевый механизм” в часах – что это значит?

Давайте выясним: почему часы называют кварцевыми и как они работают?

Основными компонентами таких часов являются:
• электронный блок с кварцевым кристаллом;
• шаговый электродвигатель.

Кварц обладает уникальными функциями. Под влиянием постоянного электрического тока он сжимается и разжимается, тем самым генерируя переменный электрический импульс и, как следствие, колебания с очень стабильной и очень высокой частотой. За счет этого электроника посылает сигнал двигателю, который поворачивает стрелки на нужный угол.



Питание электронного блока и двигателя обеспечивается батарейкой, которая рассчитана на несколько лет и избавляет владельца аксессуара от необходимости постоянно заводить устройство.

Часы с цифровым дисплеем в нашей стране называют электронными. Однако принципиально правильное название этого типа часов – кварцевые часы с цифровой индикацией. Такое название уточняет, что, сердцем часов является генератор на основе кварца, а информация показана в виде цифр на дисплее.

Впрочем, есть довольно большая группа кварцевых часов с чисто стрелочной индикацией или смешанной, это так называемые «ана-диджи» – от слов analog и digitale. Кварцевые часы со стрелочной индикацией бывают очень простыми по функциям, но при этом очень дорогими благодаря эксклюзивному ювелирному исполнению. Таковы, например, женские часы-«змейки» Serpenti от бренда Bvlgari. А индикация «ана-диджи» широко применяется во многих популярных моделях, в том числе Casio.




История кварцевых часов началась лишь полвека назад. Но многие кварцевые устройства, изготовленные несколько десятилетий назад, прекрасно доработали до нынешнего дня и передаются из поколения в поколение.

Как работают механические и кварцевые часы: разница?

Не будем вдаваться в сложные термины, описывающие принципы работы часовых механизмов, а изложим основной смысл.

Механизм наручных часов с ручным заводом состоит из трех главных узлов:
• заводная пружина;
• передача, она же трансмиссия, состоящая из шестеренок и других подобных деталей;
• спуск – сердце часового механизма, отвечающее за точность хода и включающее в себя баланс, спираль, анкерное колесо и анкер.

Пружина отвечает за длительность хода устройства. За счет прокручивания заводной головки пружинка скручивается, энергия накапливается в ней и далее передается на шестерни. Они, в свою очередь, перемещают стрелки часов. Далее энергия передается на так называемый регулятор – колесо баланса со спиралью. Колесо колеблется, поддерживая точность хода через анкер и анкерное колесо. Кстати, неравномерная раскрутка пружины влечет за собой неточность хода.

Погрешность в несколько секунд в сутки является нормой для большинства механических часов.

Главное отличие механических часов от кварцевых заключается в том, как устроен источник питания, который, в свою очередь, приводит в действие механизм часов. «Кварцевые» – это батарейка с генератором колебаний, а «механические» – это движение пружины, скрытой в барабане.

В целом, механика довольно капризна при сильном холоде или жаре – она не сможет порадовать своего обладателя абсолютной точностью в работе. Причина проста: при воздействии температурных нагрузок размеры мелких деталей часов изменяются, тем самым сбивая стандартные заводские настройки. Следовательно, в случае постоянной эксплуатации часов в условиях сильной жары или глубокого холода лучше обратиться к часовщику, с просьбой настроить ваше устройство под определенные условия.

Эта работа не будет стоить дешево, однако результат будет, несомненно, заметен.




Кварц или механика с автоподзаводом: что выбрать

Автоподзавод часов – это часть механизма, которая взводит часовую пружину при движении вашей руки.

Механические часы с автоподзаводом по сравнению с кварцевыми требуют периодического внимания своего хозяина.

Система автоподзавода состоит из трех основных деталей:

1. ротор;
2. эксцентрик;
3. храповик.

Первые две детали выполняют функцию автоматического завода пружины при движении руки. Человек двигает рукой – ротор вращается вокруг своей оси. Храповик не позволяет оси возвращаться в направлении, противоположном ходу движения стрелок. Если вы встретите механику с прозрачной задней крышкой, то первая большая деталь механизма, которая будет перед глазами, – именно ротор, в виде полукруглой пластины из тяжелого сплава, вольфрамового, а иногда даже золотого или платинового.

Механические часы с автоподзаводом идеальны для занятых людей, которые ежедневно носят аксессуар и не хотят заботиться о ручном заводе.

Такие устройства не останавливаются, если их регулярно эксплуатировать. По рекомендациям их следует носить не менее восьми часов в день без перерывов. После чего они смогут самостоятельно отработать еще 30 – 40 часов без остановки, а некоторые модели и гораздо дольше.




Как понять, какие часы перед вами: кварцевые часы или механические

А как по внешнему виду отличить механические часы от кварцевых? Все просто:
1. Секундная стрелка у кварца обычно двигается прыжками, по одному в секунду, тогда как на механике она, как правило, перемещается очень плавно.

2. Если вы увидели прозрачный циферблат и/или заднюю стенку корпуса, то перед вами почти наверняка механика. Это сделано для того, чтобы привлечь внимание покупателя, которому интересна сложная внутренняя начинка устройства.
3. Обычно на кварцевых моделях ставят название Quartz.
4. Часы без стрелок – как правило, кварц.
5. Механические часы толще по сравнению с кварцевыми, а причина тому – наличие дополнительных механических деталей.

Так что лучше выбрать: кварц или механику?

Выше в статье приведено немело аргументов в пользу одного и другого типа механизмов. Просуммируем поданную ранее информацию, чтобы вы четко определились с тем, какие часы вам больше по душе.

Кварцевые часы отличаются от механических по нескольким пунктам:

• Источник питания. Механические часы считаются более экономичными и экологически чистыми, поскольку в них не используется электричество, а их детали изготовлены из природных материалов.
• Цена. Качественные механические модели дороже кварцевых.
• Внимание хозяина. Механические часы – с автоподзаводом или без – потребуют больше внимания своего хозяина, чем кварцевые. При использовании хорошей батарейки в кварце вы сможете забыть об уходе за часами на несколько лет.



Считается, что механика – показатель высокого статуса и даже произведение искусства. А кварц – всего лишь прибор, отсчитывающий время (за исключением дизайнерских часов, в частности, ювелирных, которые бывают очень дорогими).

• С точки зрения эксплуатации, основное отличие кварцевых и механических часов состоит в том, что механика больше используется в «показательных ситуациях», а именно тогда, когда надо шикануть перед гостями или бизнес-партнерами. В этих случаях этот дорогущий аксессуар – беспроигрышный вариант.
• Кварц точнее механики. Этот маленький робот сводит возможность сбоя к минимуму.
• Репутация. Конечно, она выше у механики. Хотя некоторым изделиям заслуженных брендов вроде Patek Philippe или Omega позволительно быть кварцевыми и оставаться при этом в топе.
• Красота уязвима перед натиском стихий и бытовых неурядиц. Механическими часами очень дорожат, их носят чуть дыша и боятся за сохранность драгоценного имущества. А кварц неприхотлив. Это, конечно, не значит, что его можно постоянно ронять с балкона или топить в воде. Хотя иногда можно – например, Casio G-Shock выдерживает и не такое.
• В пунктуальном кварце нет романтики. Зато механика радует вашу душу и завораживающе показывает свою, ведь в моделях с прозрачными частями корпуса работа сложного механизма видна со всех сторон.

Если вы размышляете над тем, какие часы лучше – кварцевые или механические, то, опять-таки, все упирается в вопросы вкуса и занятости. Если для вас важен вопрос вашего статуса, если вы неравнодушны к искусству часовых мастеров и если вы к тому же носите часы каждый день, то спокойно выбирайте механику с автоподзаводом. И не переживайте, что придется с ней возиться. Такая модель будет спокойно работать, не требуя особого внимания хозяина: разве что придется изредка подводить стрелки на минуту-другую, да еще раз в несколько лет отдавать часы на техническое обслуживание – замену масла, чистку и т. д.




Если вам требуется максимальная точность часов, то лучше кварца ничего не придумаешь. Важно также, что кварц на батарейках не потребует от вас проверять, совпадает ли время на часах и на телефоне или в интернете, если вы не надевали аксессуар несколько дней или даже недель, а то и месяцев.

Будем надеяться, что теперь все встало на свои места и вы легко можете разобраться с тем, какие часы вы хотите для себя. Как вы уже поняли, в точки зрения качества и надежности все хорошие часы хороши, а решающую роль при покупке играют ваши личные предпочтения!


кварцевые часы, Сердобский часовой завод, СЧЗ

Кварцевые часы

Рассмотрим механизм настольных электронно-механических часов с кварцевым резонатором. Механизм состоит из шагового двигателя, основной колесной системы, элемента питания и элекронного блока.

конструктивная схема кварцевых часов 59206
1 элемент питания; 2 клеммы; гайки крепления редуктора; 4 мост задний; 5 стопорное устройство; 6 винты крепления шагового двигателя; 7 триб шагового двигателя; 8 винты крепления катушки; 9 двигатель шаговый; 10 колесо вексельное; 11 колонки; 12 колесо часовое; 13 панель; 14 вал переводной; 15 колесо центральное; 16 пружина; 17 и 19 колеса промежуточные первое и второе; 18 мост передний; 20 колесо секундное; 21 блок электронный; 22 винты крепления электронного блока

Кварцевый генератор часов начинает работать при подключении элементов питания к электронному блоку. Для преобразования электрической энергии в механическую служит шаговый двигатель 9. С триба 7 через первое промежуточное колесо 17 вращение передается на секундное колесо 20. На оси секундного колеса находится секундная стрелка. Для того чтобы привести в движение минутную стрелку, вращение передается дальше, через второе промежуточное колесо 19 и центральное колесо 15, на втулке которого и закреплена минутная стрелка. Движение с центрального колеса передается на вексельное колесо 10, а оттуда на часовое колесо 12. Узел центрального колеса снабжен специальным устройством, которое позволяет скоординировать показания минутной и часовой стрелок. Для установки точного времени и перевода минутной и часовой стрелок используется переводной вал 14. Для установки секундной стрелки на точное время используется устройство стопорения секундной стрелки 5.

Разборка механизма

Снимите кожух и вытащите элемент питания и клеммы. Снимите электронный блок 21; для этого надо:
I. отвернуть два винта 22 крепления электронного блока, чтобы отсоединить его от колонок панели 13 и моста 4
II. отсоединить электрический разъем
Снимите шаговый двигатель 9: для этого надо отвернуть два винта 6 крепления шагового двигателя к колонкам панели. Отверните две гайки 3 крепления редуктора. Снимите задний мост 4, секундное колесо 20, первое 17 и второе 19 промежуточные колеса. Снимите устройство стопорения секундной стрелки 5, передний мост 18, центральное колесо 15, вексельное колесо 10, часовое колесо 12. Снимите пружину 16 и переводной вал 14. Снимите колонки 11, для чего отверните две гайки крепления колонок к лицевой стороне панели. При необходимости разберите шаговый двигатель. Для этого надо снять узел ротора шагового двигателя, отвернуть два винта крепления катушки и снять ее.

После разборки все детали шагового двигателя и редуктора, кроме катушки, надо промыть в бензине. Для промывания оси ротора двигателя нужно снять катушки и ротор, а само промывание проводить при собранных магнитопроводах.

Основной неисправностью шагового двигателя, как правило, бывает обрыв провода катушки. Ремонт при этом возможен только в том случае, если оборвался внешний конец провода. Процедура ремонта следующая: лак катушки растворите с помощью амилацетата около оборванного конца так, чтобы хватило длины вытянуть провод. Затем паяльником удалите остатки провода с клеммы. Сделайте вокруг этой клеммы 2-3 витка и припаяйте провод заново. Смочите щетку в смеси спирта с бензином и очистите место пайки, а затем покройте его лаком.

Наиболее часто встречающиеся неисправности электронного блока часов — это отказ интегральной микросхемы и кварцевого резонатора. Эти узлы лучше всего полностью заменить.

Дефекты основной колесной системы исправляются так же, как и в механических часах.

Сборка и регулировка механизма

Установите две колонки 11. На правую колонку наденьте пружину 16 и зафиксируйте ее положение штифтом подставки. Затем поставьте на эту же колонку передний мост 18, отгиб пружины должен входить в паз моста. Первое промежуточное колесо 17 вставьте в отверстие моста трибом вверх. На ось секундного колеса 20 наденьте шайбу и сферическую пружину и также вставьте секундное колесо в отверстие моста. Слегка приподняв секундное колесо, установите второе промежуточное колесо 19 и стопорное устройство.
Установите задний мост и заверните две гайки. Положите на задний мост узел основной колесной системы. Минутное колесо поставьте на трубку переднего моста, а переводной вал 14 закрепите в отверстиях переднего и заднего мостов. На ось переднего моста наденьте вексельное колесо, а на втулку минутного колеса — часовое колесо. На колонки сверху установите панель 13, заверните две гайки.
Поставьте катушку на основание узла шагового двигателя и закрепите винтами. Ротор двигателя установите на оси. Триб ротора введите в зацепление с первым промежуточным колесом. Установите шаговый двигатель и закрепите его двумя винтами. Установите электронный блок в соответствующие гнезда двигателя и закрепите его двумя винтами. В пазы панели вставьте две клеммы, проверьте контакт. Если это необходимо, язычки клемм можно подогнуть.

Чтобы проверить работу механизма, подключите его к источнику питания элемент C: типа R14, LR14.

Электронный блок

Электронный блок состоит из электронной схемы, состоящей из набора определенных радиодеталей, контроллера микросхемы и кварцевого резонатора. Кварцевый резонатор представляет собой генератор частоты, состоящий из кристалла кварца, который вырабатывает 32768 электрических колебаний в секунду, то есть 32768 Гц. Такая частоте обеспечивает хорошие показатели в точности измерения времени, с погрешностью ±15 секунд в месяц. Контроллер поддерживает частоту на выводах кварца при которой он резонирует опираясь на сопротивление при определенной частоте. Одновременно контроллер подсчитывает колебания кварца, равное одной секунде и подает напряжение на катушку статора шагового двигателя.

Шаговый двигатель состоит из статора, неподвижно закрепленной на нем катушки с обмоткой и ротора, постоянного магнита, насаженного на ось. При прохождении через катушку электрического импульса возникает магнитное поле, которое поворачивает ротор на пол-оборота. Вал ротора через систему зубчатых шестерен приводит в движение стрелки часов.

Вал ротора вылит из специальной пластмассы, одна из сторон вала имеет триб для зацепления с системой зубчатых колес. На центре вала насажен цилиндрообразный постоянный магнит, проворачивающийся в магнитном поле, созданном статором шагового двигателя, что позволяет прокручивать систему зубчатых колес.

На Сердобский часовой завод электронные блоки ККЧ поступали с предприятий изготовителей ОПЗ и ВПЗ /АПО «Сапфир»/ С момента первого выпуска электронно-механических часов с кварцевым резонатором электронная схема блока постоянно модернизировалась, количество элементов уменьшалось, повышалась надежность работы блока, соответственно улучшалось качество производимых часов. Изменялась и номенклатурная маркировка электронных блоков. Скорее всего разные по электрическим схемам блоки поступали одновременно.
Блок электронный 4Ю5.422.090 для крупногабаритных кварцевых часов
ВПЗ АПО Сапфир
ТУ 25—0773—016—83
ОКП 42 8914 4024 10
Номинальное напряжение питания — 1.5 В
Частота кварцевого генератора — 32768 Гц
Выходные импульсы разнополярные
Дата упаковки 14. IV. 89 год

Некоторые маркировки электронного блока ККЧ:
4Ю5.422.090 /предприятие изготовитель ОПЗ, конец 1980-х годов/
ГР5.422.000 /предприятие изготовитель ОПЗ, 1991 год/
IЦ5.422.336 /1999 год/
ГР5.422.002 модификация ГР5.422: 001.ТТ /предприятие изготовитель ВПЗ, 2000 год/

 


 

Кварцевые часы особенности, как отличить? настройка FAQ

Изобретение часов нельзя приписать единственному человеку. Как и все новшества, сыгравшие значительную роль в истории развития технологий, в эволюции устройств для измерения времени переплелись множество факторов. После безоговорочного лидерства механических моделей, мир заполонили кварцевые часы, ставшие обычным аксессуаром для каждого человека. Возможностью приобрести кварцевые часы сейчас обладает любой житель земного шара. Невысокая стоимость и эталонная точность хода присущи любой модели. Кварцевые модели выпускают даже именитые часовые марки, имеющие вековую историю выпуска механических образцов.

Как работают кварцевые часы?

Свое название эти модели часов получили благодаря используемому в их конструкции эталонному источнику колебаний – кварцевому кристаллу. Он способен с высочайшей точностью вырабатывать импульсы, что способствует высокой точности хода. Импульсы вырабатываются путем подачи на кристалл электрического тока. В результате кристалл начинает колебаться (сжимается и разжимается). Каждый кварц имеет собственную резонансную частоту. В часовом деле эталонной признана частота колебаний 32 768 герц.

Основными компонентами любой модели являются шаговый двигатель и электронный блок. Последний каждую секунду посылает импульс на двигатель, который перемещает стрелки. Источником энергии для блока и двигателя служит батарейка. Ее емкости обычно достаточно для нескольких лет работы. Некоторые виды кварцевых часов вместо стрелочного циферблата оснащаются цифровым дисплеем. У нас их принято называть электронными, но основой этих моделей все равно является кварцевый генератор, отображающий информацию в виде цифр на дисплее.

Как отличить кварцевые часы?

Отличить механические часы от кварцевых можно по нескольким признакам:

  1. Стрелка на кварцевых моделях обычно двигается рывками, тогда как на механических она плавно перемещается вокруг оси.
  2. Кварцевые часы всегда имеют батарейку, которая питает двигатель и электронный блок. Механические требуют периодического завода, но многие модели оснащаются автоматическим механизмом подзавода, который работает от перемещений руки.
  3. Стоимость механических моделей намного выше кварцевых, поскольку производство последних полностью автоматизировано и поставлено на поток.
  4. Многие элитные марки механических часов имеют прозрачный циферблат или заднюю стенку. Это сделано для того, чтобы показать покупателю внутреннюю начинку (механические компоненты).

Последним отличием этих двух видов хронометров является точность хода. При всей своей дешевизне, любая модель кварцевых часов будет точнее механических. Если кварцевые образцы имеют отклонения в пределах секунды в неделю, то механические за этот период отклоняются примерно на минуту.

Как ухаживать за часами?

Кварцевые часы не требуют особого ухода, за исключением периодической замены подсевшей батарейки. Однако, существует ряд правил, которые намного продлят срок их службы:

  • Нельзя оставлять часы рядом с источником сильного электромагнитного излучения. Это может привести к потере точности хода или полной остановке механизма.
  • Не рекомендуется подвергать часы резкому перепаду температур. Сильный нагрев или промерзание может повредить электронный блок и элемент питания.
  • Уход за металлическим браслетом заключается в периодической очистке от грязи нетканой салфеткой. Раз в месяц его можно промыть мыльной водой.
  • Кожаные, каучуковые или текстильные ремешки боятся жары и влаги. Их следует чистить специальными растворами, которые сохранят блеск и эластичность. После контакта с водой рекомендуется вытирать ремешок насухо.
  • Поверхность стекла циферблата требует аккуратного обращения. Следует оберегать его от ударов и появления трещин. Поверхность протирается нетканой салфеткой. При использовании сапфирового стекла лучше применять специальные кремы для ухода.

Как хранить часы наручные?

Модели кварцевых часов менее прихотливы в хранении, чем механические. Это вещь для повседневного использования, поэтому местом ее хранения часто становятся прикроватные тумбочки, полки или комоды. Увеличить срок службы можно, следуя некоторым простым правилам:

  1. Хранить часы вдали от источников ЭМИ (мобильных телефонов, радиоприемников, радиостанций) даже минимальное намагничивание снизит точность хода механизма.
  2. Защищать изделие от ударов, пыли, попадания влаги и прямых лучей солнца.
  3. Наилучшим местом для хранения может стать небольшая шкатулка, которую помещают в легкодоступное место.

Как заменить кварц в часах?

Кристаллы кварца со временем деградируют. Точность их колебаний изменяется, что сказывается точности хода часов. В интернете можно встретить достаточно много советов по самостоятельной замене кварца в часах. Для этого следует обладать некоторыми навыками в ремонте часов и необходимым инструментом. Проще отнести часы специалисту, который квалифицированно сделает замену.

Неисправность «сердца» кварцевых часов определяется специальным прибором. Современные модели часов в своем большинстве имеют приваренный к плате кварцевый резонатор, отдельная замена которого невозможна. Если же кварц можно выпаять и заменить на другой, то подобная операция имеет смысл только при наличии на электронной плате подстроечного конденсатора, который поможет точно настроить частоту нового резонатора.

Как настроить кварцевые часы?

Настройка часов состоит из установки точного времени и календаря. Чтобы выставить время, необходимо аккуратно извлечь переводную головку из корпуса (в некоторых моделях ее нужно дополнительно немного открутить) и вращательным движением установить стрелки в нужное положение. Секундная стрелка при этом должна начинать отсчет с числа 12. Головка защелкивается и закручивается до упора в обратном направлении.

При настройке календаря также вытаскивается переводная головка до первого щелчка. Медленным движением устанавливается предыдущая дата и по достижению секундной стрелкой числа 12, головка вытаскивается до второго щелчка. После этого устанавливается текущая дата и день недели. Специалисты-часовщики рекомендуют менять дату до 9 вечера и после 4 утра.

Как переводить кварцевые часы?

По сравнению с механическими моделями, точность хода кварцевых часов мало зависит от скачков температуры, частоты и количества заводов, частоты смены положения стрелок или даты. Некоторые кварцевые модели оснащаются хронометрами или хронографами. Хронометром называют очень точный часовой механизм, который сохраняет точность отсчета времени независимо от внешних влияний. Хронограф имеет дополнительный циферблат, который отображает доли секунды.

Для установки кварцевого хронографа следует вытянуть вращающуюся головку до третьего или максимального положения. Медленно перевести стрелки на точное время и тут же защелкнуть головку обратно. Для установки даты головка вытаскивается во второе положение. По окончанию перевода, она возвращается обратно.

Как устроены кварцевые часы?

Классические наручные кварцевые часы ведущих мировых брендов отличаются элегантностью форм, простотой, отсутствие броских и ярких элементов. По долголетию они не уступают механическим. Колесный механизм имеет сопоставимый ресурс хода с механическими моделями. Качество шагового двигателя и кварцевого резонатора рассчитано на многие годы службы. Единственным элементом, нуждающимся в периодической замене, является батарея питания.

Залогом надежной и безотказной службы кварцевых часов является внимательное отношение и правильный уход. Следуя нехитрым правилам, приведенным выше, можно существенно продлить срок жизни любой модели.

Рейтинг 10 лучших кварцевых наручных часов

Роскошные, точные наручные часы способны на большее, чем просто подсказать, который час. Достойный аксессуар смотрится красиво, подчеркивает статус, а еще — радует надежностью. В этом рейтинге собраны лучшие модели. В обзоре описаны ключевые преимущества самых достойных кварцевых вариантов. В топ вошли как изделия, которые работают только от батареек, так и те часики, что способны заряжаться от солнца.

CASIO EDIFICE EQB-500D-1ADR

Эта кварцевая модель – одна из лучших в рейтинге. Она славится не только привлекательным спортивным дизайном и точным ходом, но и прочностью. От механических повреждений эти мужские часы защищены со всех сторон: циферблат спасает минеральное стекло, а внутренние детали – стальной, устойчивый к коррозии корпус.

Благодаря прочно скрепленным друг с другом стальным звеньям браслета аксессуар крепко сидит. Владелец может изменить обхват, поэтому часы спадать не будут.

5 приятных особенностей:

  1. Можно забыть о смене классических батареек для часов: модель работает за счет солнечной батареи, которую легко зарядить даже от простой лампы.
  2. Производитель предусмотрительно снабдил стрелки изделия светонакопителями. Хозяин аксессуара сможет с комфортом использовать его не только днем, но и ночью.
  3. EQB-500D-1ADR порадуют пользователей приличным набором функций. Так, их хозяин сможет поставить себе напоминание с помощью будильника. Разумеется, вовремя проснуться эта функция тоже поможет. Засечь время можно в два счета: в модель встроили хронограф, а также секундомер. К тому же часы покажут не только время, но и дату.
  4. Этот вариант как нельзя лучше подойдет деловым людям. Создатели часов дополнили их Bluetooth: хозяин увидит уведомления о вызовах и сообщениях, которые пришли на его планшет или смартфон, на часах.
  5. Аксессуар можно носить в ненастную погоду, не снимать, чтобы искупаться или поплавать: он не сломается, поскольку защищен от воды по стандарту 10 atm.

TISSOT PRC 200 QUARTZ T055.417.17.057.00

Модель, выпущенная под швейцарским брендом, обладает регулируемым ремешком из каучука. В корпус, сделанный из прочной стали, которая не боится коррозии «спрятан» кварцевый механизм.

Это один из лучших вариантов для долгой носки: аксессуар будет долго выглядеть как новенький благодаря сапфировому стеклу, которое бережет циферблат от микротрещин и потертостей. Но не только этим привлекают наручные часы от TISSOT.

Чем хороши:

  1. Эти часики будто созданы на радость дайверам. Они обладают высокой степенью влагозащищенности – 20 atm, поэтому совсем не пропускают воду. С ними можно нырять, плавать на большой глубине, а уж носить в дождь, купаться и посещать бассейн – тем более.
  2. Помимо времени, этот аксессуар покажет хозяину и текущее число: владелец этой модели будет избавлен от необходимости заглядывать в календарь.
  3. Создатели PRC 200 QUARTZ T055.417.17.057.00 снабдили их хронографом: пользователю будет удобно отмечать временные отрезки.

Минус модели в том, что производитель не предусмотрел подсветку циферблата.

Читайте также: ТОП-10 лучших мужских наручных часов

Q&Q Q774J115Y

Топовая модель для женщин славится и модным дизайном, и прочностью. Выглядят наручные часики красиво благодаря позолоченному корпусу: сочетание золотого и черного цветов смотрится выигрышно. Этот вариант не спадет с руки благодаря крепкому каучуковому ремешку, обхват которого хозяйка сможет отрегулировать по размеру.
Аксессуар не испугается легкого удара: кварцевое «сердце» модели заключено в прочный корпус из металла, а циферблат спасает от повреждений крепкое стекло минерального типа.

Основные плюсы:

  1. Если случайно уронить часики в воду – они не сломаются, ведь обладают степенью водонепроницаемости 5 atm. Носить их в дождь и снег, мыть руки и не снимать аксессуар, разумеется, тоже можно.
  2. Создатели Q774J115Y предусмотрительно оснастили стрелки светонакопителями: хозяйка этой модели сможет пользоваться ими с комфортом в любое время суток: время будет видно всегда.
  3. Вариант славится удивительной легкостью. Несмотря на материалы (металл и позолоту), весит он всего-навсего 48 граммов, поэтому владелица даже не ощутит их тяжести на руке.

CASIO BEM-111D-1AVEF

Этот кварцевый вариант – лучшее решение для тех, кто ценит простоту и надежность. Аксессуар родом из Японии порадует крепким корпусом, который изготовили из стали. Застежка стального браслета держится надежно, поэтому он не слетает с руки.

Примечание: эти наручные часики не выглядят массивными, весят они немного – 105 грамм.

4 главных достоинства:

  1. Создатели BEM-111D-1AVEF защитили их от воды по стандарту 5 atm, поэтому они не испугаются брызг. Даже если их случайно уронить в воду — переживут.
  2. И днем, и ночью этот вариант — неизменный помощник, которым удобно пользоваться: расположенные на черном циферблате стрелочки оснащены светонакопителями.
  3. С помощью этого аксессуара владелец узнает не только время, но и текущее число: около индекса (3 часа) расположено специальное окошко.
  4. Этот вариант способен долго выглядеть так, будто с витрины: его циферблат покрыли стеклом из сапфира. Оно не страшится потертостей и царапинок.

Интересно почитать: ТОП-10 – лучшие женские часы: рейтинг популярных женских наручных часов

SUUNTO CORE REGULAR BLACK

Этот топовый аксессуар умеет не только время показывать, но и будить хозяина по требованию (его оснастили будильником), а также покажет дату и поможет засечь интервал благодаря секундомеру. За счет этих функций, а также «спортивной внешности» такой кварцевый вариант как нельзя лучше подойдет активным и деловым мужчинам. Впрочем, эти функции – лишь малая толика достоинств квар.

Примечание: корпус вместе с ремешком производители изготовили из полимера. Обхват ремешка можно менять в зависимости от размера, поэтому наручные часы будут держаться крепко.

Привлекательные черты:

  • Производитель создал идеальную модель для туристов: аксессуар оснастили компасом, а также измерителями температуры и высоты, а еще – глубиномером. Но на этом его функции не заканчиваются: в компактные часики встроили компас, к тому же они способны измерять барометрическое давление, предупредить хозяина о надвигающемся шторме и показать время, когда солнце зайдет/взойдет.
  • Степень водонепроницаемости SUUNTO CORE REGULAR BLACK – 3 atm. Часы выстоят перед ливнем, снегопадам. Простое мытье рук они тоже простят своему владельцу.
  • Благодаря светодиодам, которые играют роль подсветки, функциями цифрового аксессуара комфортно управлять и днем, и в темноте.

TISSOT CLASSIC DREAM GENT T033.410.22.053.01

Этот кварцевый вариант представляет собой элегантное сочетание серебристого и золотого оттенков, на фоне которых выделяется черный циферблат. Такой аксессуар – одно из лучших предложений для мужчин, предпочитающих строгую классику.

Наручные часы порадуют хозяина прочностью – крепкой стали, из которой сделаны корпус и браслет, не страшны ни коррозия, ни легкие удары. Застежка регулируемого браслета фиксируется хорошо, поэтому часы не слетят с запястья.

Приятные особенности:

  • Владельцу CLASSIC DREAM GENT T033.410.22.053.01 не понадобится их снимать, чтобы вымыть руки: часы защищены от брызг (3 atm).
  • С помощью этого аксессуара можно не только узнать, который час, но и какое сегодня число: около цифры 3 есть специальное окошко для отображения даты.
  • Всегда выглядят словно только-только с витрины: циферблат «прячется» под бесстрашным перед потертостями и микротрещинами сапфировым стеклом.

Возможные нарекания:

  • производитель не оснастил эту модель секундомером и хронографом, поэтому засечь время с их помощью не получится;
  • подсветка в этом варианте не предусмотрена.

Может пригодиться: Лучшие часы для детей: ТОП-10 детских наручных часов

CASIO G-SHOCK AWG-M100-1AER

Кварцевый «японец» станет лучшим выбором поклонников функциональности и сверхпрочности. Он стойко выдержит удары благодаря полимерному корпусу и минеральному стеклу. Эти наручные часы останутся в целости, даже если их уронить.

Примечание: материал ремешка с изменяемым по размеру обхватом вторит материалу корпуса.

Чем хороши: 6 качеств

  1. Суперлегкие: несмотря на ударопрочную конструкцию, часы почти не чувствуются на руке, ведь они весят всего-навсего 56,4 грамма.
  2. Владелец G-SHOCK AWG-M100-1AER сможет плавать с ними в бассейне, заниматься дайвингом. Этот аксессуар способен долго продержаться на глубине: благодаря уровню водозащищенности в 20 atm он совершенно не пропускает воду.
  3. Мегафункциональность – еще одно привлекательное для спортсменов и любителей планировать отличие модели. В нее встроили календарь, к тому же владелец этих часов сможет завести будильник, а также засечь время, воспользовавшись таймером, который отсчитывает секунды и минуты в обратном порядке.
  4. Эти Касио показывают мировое время с точностью до секунды благодаря своей способности принимать радиосигнал.
  5. Хозяину не придется волноваться о частой смене батареек: солнечную батарею этого аксессуара можно зарядить даже под обычной дневной лампой. Плюс к этому – можно не переживать, что она неожиданно «сядет»: создатели модели оснастили ее индикатором заряда.
  6. Владелец аксессуара может спокойно пользоваться всеми его функциями при любом освещении: помимо расположенных на стрелочках и индексах светонакопителей, производитель оснастил модель подсветкой на основе светодиодов.

Q&Q Q916J502Y

Простота и стиль – вот «внешность» этой модели. Сделанный из кожи ремешок подчеркнет статус владельца. Но не видом единым хороши эти наручные часы: они точные и прочные, а еще – водозащищенные.

Примечание: топовая кварцевая модель подойдет парням разной комплекции, ведь ремешок можно отрегулировать по размеру.

Ключевые плюсы:

  • У Q916J502Y прочный металлическим корпусом и циферблат, покрытый минеральным стеклом: этот вариант надежно защищен от механических повреждений.
  • Аксессуар не боится воды: он влагозащищен по стандарту 5 atm, поэтому его хозяин может не снимать украшение во время мытья рук, и даже если случайно уронит его в воду – не страшно.
  • Стрелки этого варианта, а также индексы создатели оснастили люминесцентным покрытием, благодаря чему время смотреть удобно даже в темноте.

Возможные нарекания:

  • показателя водонепроницаемости этой модели мало, чтобы заниматься плаванием и дайвингом: долго находиться в воде она не может;
  • окошко для отображения текущей даты не предусмотрено.

Смотрите также: ТОП-7 лучших золотых часов Tissot. Какие часы швейцарского бренда выбрать?

CITIZEN BW0202-03P

Этот аксессуар порадует хозяина не только привлекательной внешностью, но и своим бесстрашием перед механическими повреждениями. Даже если изделие случайно уронить – оно выстоит благодаря сделанному из стали корпусу, украшенному золотым напылением, и минеральному стеклу, призванному защищать циферблат.

Основные достоинства:

  • BW0202-03P – лучшее решение для тех, кто не хочет «заморачиваться» с заменой батареек. Кварцевое «сердце» этой модели бьется благодаря солнечной батарее, которая заряжается даже под лампой.
  • Понять, что часы уже зарядились, тоже просто: производитель снабдил их индикатором, который предупреждает о завершении заряда.
  • Кроме времени, этот наручный аксессуар, который крепится с помощью кожаного ремешка, умеет показывать текущее число.
  • Создатели позаботились и о водозащищенности изделия: 3 atm хватает, чтобы модель не боялась брызг.
  • Легкость – еще один конек этого варианта: хозяин почти не почувствует 32-граммовый аксессуар на руке.

TIMEX TX2N609

Последняя в этом обзоре, но далеко не последняя в рейтинге лучших, кварцевая модель порадует любителя спортивного стиля и простоты. Нержавеющая крепкая сталь защитит от повреждений механизм, а минеральное стекло спасет циферблат.

Примечание: TIMEX снабдила изделие ремешком из кожи, поэтому наручные часы хорошо сочетаются не только со спортивной, но и с деловой одеждой.

3 привлекательных параметра:

  1. Фишка этих часов – отличная водонепроницаемость, показатель которой равен 10 atm. И пусть этого маловато для дайвинга, зато для плавания с головой хватит. А о том, чтобы помыть руки или встать под душ, не снимая аксессуара, и говорить не стоит – он выдержит все это.
  2. Стрелочные TX2N609 помогут хозяину узнать не только время, но и число.
  3. Посмотреть время и дату пользователь этого аксессуара сможет без проблем даже ночью благодаря электролюминесцентной подсветке.

Это интересно: ТОП-10 лучших наручных часов: Рейтинг 2017 года

Любые кварцевые наручные часы, которые попали в этот обзор, порадуют прочностью, точным ходом и дизайном. Дайверам и ценителям функциональности понравятся японские G-shock AWG-M100-1AER: они смогут долго продержаться под водой. А вот Classic Dream Gent T033.410.22.053.01 – лучший вариант для поклонников классики. Девушкам же приглянутся изящные Q774J115Y.

Что такое кварцевые часы? | Часовщик

Здравствуйте, дорогие друзья. У всех на слуху такое понятие как кварцевые часы, но мало кто представляет, что это такое и как работают кварцевые часы. В этой статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Так что же такое кварцевые часы? Кварцевые часы – это часы, в механизме которых используется микроскопический кристалл кварца. Кварц используют только в часах , которые работают от батарейки, то есть электронных и электронно-механических.

Разберем поподробнее функцию кварца в часах.

Кварц – природный минерал, являющийся частью песка. Для использования в часах его очищают и придают форму камертона и помещают в специальную камеру (то есть вы не увидите камертон, если разберете свои часы).  У кварца есть одно потрясающее свойство, при ударе тока он начинает вибрировать в постоянном ритме, который равен 32 768 вибраций в секунду. Также есть и обратное свойство, вибрируя, кварц выделяет собственные электрические разряды, которые и управляют ходом часов.

Как все это  работает вместе?

  1. Батарейка снабжает энергией электронный блок, который посылает электрический импульс кристаллу кварца.
  2.  От этого кварц начинает вибрировать с частотой равной 32 768 колебаний в секунду. Ни больше, ни меньше. Каждая вибрация равна импульсу, который посылается в распределительный блок. Тот разделяет частотность кристалла, уменьшая его до одного импульса в секунду. Таким образом, мы получаем импульс через равные промежутки времени, то есть каждую секунду.
  3.  Так как импульс в одну секунду слишком слаб, чтобы повернуть стрелки, он увеличивается  приводным блоком и передается пошаговому двигателю , отвечающему за движение стрелок.
  4.  Электрические импульсы создают в двигателе магнитное поле, которое проворачивает специальный ротор, а тот, в свою очередь, передвигает секундную стрелку ровно на одну секунду через набор шестерен.
    Вот как работают кварцевые часы. Первые кварцевые часы были изготовлены в 1969 году компанией Seiko и с тех пор все часовые компании перешли на эту технологию.

Посмотрите также видео о кварцевых часах:

Срок службы

Перед тем как приобрести наручные часы пользователь задумывается, сколько они прослужат, что случится с механизмом, если целостность кристалла будет нарушена? Как показывает практика, такое устройство чаще меняют на более новую модель, еще до того, как оно придет в негодность.
Со временем их батарея может садиться, тогда стрелки начнут показывать неверное время, а именно отставать. Когда разрушается кварц, они начинают спешить, однако первую и вторую причину достаточно просто устранить, заменив сломавшийся элемент на новый. Поэтому считается, что кварцевые часы это надежный, долговечный механизм, ломающийся достаточно редко.

Достоинства и недостатки

Главным достоинством можно назвать точность устройства. Если сравнивать с механическими образцами стоит отметить, что для них нормальным считается отклонение на двадцать секунд за сутки. Для кварцевых моделей данный показатель составляет двадцать секунд за месяц, а если говорить о дорогих, более качественных устройствах – пять секунд за год.
Кроме того, они более устойчивы к ударам, поэтому могут использоваться активными любителями, спорта, туризма или экстрима. Наличие встроенной батареи исключает необходимость регулярно заводить кварцевые часы это такие преимущества прежде всего ценятся современными покупателями. Помимо этого, срок службы устройств подобного рода колеблется от пяти до десяти лет беспрерывной работы.

На этом все. Теперь думаю стало понятно, кварцевые часы на батарейках или нет.

Как работают кварцевые часы | HowStuffWorks

Проблем с выбором элемента времени не возникло. Кристалл кварца, возможно, в тысячи раз лучше для измерения времени, чем камертон, а кристаллы кварца существуют уже много лет. Необходимо было выбрать только тип и частоту кристалла. Трудность заключалась в выборе технологии интегральной схемы, которая работала бы при достаточно малой мощности .

Кристаллы кварца регулярно используются в течение многих лет для определения точной частоты для всех радиопередатчиков, радиоприемников и компьютеров.Их точность обусловлена ​​удивительным набором совпадений: кварц, который составляет диоксида кремния , как и большинство других песков, не подвержен влиянию большинства растворителей и остается кристаллическим до сотен градусов по Фаренгейту. Свойством, которое делает его электронным чудом, является тот факт, что при сжатии или изгибе он генерирует на своей поверхности заряд или напряжение . Это довольно распространенное явление, называемое Пьезоэлектрический эффект . Точно так же, если приложить напряжение, кварц будет очень немного гнуться или изменить свою форму.

Если бы колокол был сформирован путем измельчения монокристалла кварца, он бы звенел в течение нескольких минут после удара по нему. Материал практически не теряет энергии. Кварцевый колокол – если он сформирован в правильном направлении по отношению к оси кристалла – будет иметь колебательное напряжение на своей поверхности, и скорость колебаний не зависит от температуры. Если поверхностное напряжение на кристалле снимается с помощью покрытых электродов и усиливается транзистором или интегральной схемой, его можно повторно приложить к звонку, чтобы он продолжал звонить.

Можно сделать кварцевый колокол, но это не лучшая форма, потому что с воздухом передается слишком много энергии. Лучшие формы – это прямой стержень или диск . Преимущество полосы в том, что она сохраняет ту же частоту, при условии, что отношение длины к ширине остается неизменным. Кварцевый стержень может быть крошечным и колебаться с относительно низкой частотой – 32 килогерца (кГц) обычно выбирают для часов не только из-за размера, но и потому, что схемы, которые делятся от частоты кристалла до нескольких импульсов в секунду для часов дисплею требуется больше мощности для более высоких частот. Электроэнергия была большой проблемой для первых часов, и швейцарцы потратили миллионы, пытаясь внедрить технологию интегральных схем, чтобы разделить частоту от 1 до 2 МГц, генерируемую более стабильными дисковыми кристаллами.

В современных кварцевых часах теперь используется низкочастотный стержень или кристалл в форме камертона. Часто эти кристаллы состоят из тонких листов кварца, покрытых наподобие интегральной схемы и подвергнутых химическому травлению для придания формы. Основное различие между хорошим и индифферентным хронометрированием заключается в точности начальной частоты и точности угла среза кварцевого листа относительно оси кристалла.Количество загрязнения , которое может проникнуть через инкапсуляцию на поверхность кристалла внутри часов, также может повлиять на точность.

Электроника часов изначально усиливает шум на кварцевой частоте. Это создает или регенерирует в колебание – оно запускает звон кристалла. Затем выходной сигнал кварцевого генератора часов преобразуется в импульсы, подходящие для цифровых схем. Они делят частоту кристалла вниз и затем переводят ее в правильный формат для отображения.(См. «Как работают цифровые часы», где подробно обсуждаются делители и драйверы дисплея.) Или, в кварцевых часах со стрелками, делители создают импульсы длительностью в одну секунду, которые приводят в движение крошечный электродвигатель, и этот двигатель соединен со стандартными шестернями для привода. руки.

Для получения дополнительной информации воспользуйтесь ссылками на следующей странице.

Как работают кварцевые часы

Как работают кварцевые часы – Объясните, что материал Рекламное объявление

Вы можете не верить в астрологию, но Нет никаких сомнений в том, что планеты управляют нашей жизнью. Мы встаем, когда восходит солнце (или когда-нибудь после) и ложитесь спать, когда она схватится. У нас есть календарь на основе дни, месяцы и годы – периоды времени, относящиеся к тому, как Луна и Земля движутся по небу вокруг Солнца. На протяжении большей части истории люди сочли этот вид “астрономического хронометража” достаточно хорошим для их потребности. Но по мере того, как мир становился все более безумным и сложные, люди должны были вести учет часов, минут и секунды, а также дни, месяцы и годы.Это означало, что нам нужно точные способы отсчета времени. Часы с маятником и механические часы раньше были лучшим способом сделать это. Сегодня многие люди используют Кварцевые часы , а вместо них часы – но что это такое и как они Работа?

Фото: Кварц действительно дешевый, и часы, которые его используют, почти не нуждаются в каких-либо движущихся частях. Вот почему теперь он используется даже в самых недорогих часах. Поскольку они такие точные и надежные, это очень важный аргумент – вот почему на циферблатах таких часов с гордостью написано слово «кварц».Обратите внимание, что это аналог часы (со стрелками): кварцевые часы и часы не обязательно должны быть цифровыми (иметь числовые дисплеи).

Как работают обычные часы

Все мы знаем, что часы отсчитывают время, но останавливались ли вы когда-нибудь, чтобы подумайте, как это сделать? Наверное, самые простые часы, которые ты мог бы make – это говорящие часы. Если считать секунды, повторяя фразу чтобы сказать (например, «слон», «слон два “,” слоник три “…), вы обнаружите, что умеете красиво держать время точно.Попробуйте сами. Скажите своим слонам от одного до шестидесяти и посмотрите насколько хорошо вы отсчитываете время за минуту по сравнению с часами.

Неплохо, а? Проблема в том, что у большинства из нас есть дела поважнее. день, чем сказать «слон». Вот почему люди изобрели часы. Несколько из в самых ранних часах для измерения времени использовались качающиеся маятники. Маятник – это длинный стержень или гиря на тетиве, которая раскачивается вперед и назад. В 1583 г. итальянский физик Галилео Галилей (1564–1642) обнаружил, что маятнику определенной длины всегда требуется одно и то же время, чтобы повернуться назад и далее, независимо от того, насколько он тяжелый или насколько велики качели.Он понял это, наблюдая, как огромная лампа качается на цепочке из потолок Пизанского собора в Италии, и используя свой пульс, чтобы отсчитывать время его движения взад и вперед. В часах задача маятника – регулировать скорость. шестерен (сцепляющиеся колеса с врезанными в их края зубьями). Шестеренки подсчитывают количество прошедших секунд и преобразуют их в минуты и часы, отображаемые на руках, которые кружат циферблат. Другими словами: шестерни в маятниковых часах действительно просто считать слонов.

Фото: Маятниковая сила: Этот качающийся стержень (с грузом внизу) удерживает время в напольных часах. Это было одно из величайших открытий, которых мы обязаны Галилею.

Вы можете сделать маятниковые часы, привязав груз к нить. Если длина струны составляет около 25 см (10 дюймов), маятник будет качаться вперед и назад примерно раз в секунду. Более короткие строки будут качайте быстрее, а длинные струны медленнее. Проблема с часами вроде это то, что маятник будет останавливаться.Сопротивление воздуха и трение скоро израсходует свою энергию и остановит ее. Вот почему маятниковые часы имеют в себе пружины. Примерно раз в день вы заканчиваете пружина внутри часов, чтобы накапливать потенциальную энергию, чтобы маятник двигался в течение следующих 24 часов. Когда пружина разматывается, она приводит в действие шестерни. внутри часов. Через механизм качения, называемый спусковым механизмом , маятник заставляет шестерни вращаться с определенной скоростью – и вот как шестерни держат время. Карманные часы явно слишком малы, чтобы иметь маятник внутри него, поэтому он использует другой механизм.Вместо маятник, у него балансовое колесо , которое сначала поворачивается в одну сторону и затем другой, управляемый спусковым механизмом гораздо меньшего размера, чем тот, что в маятниковые часы.

Подробнее обо всем этом читайте в отдельной статье о маятнике. часы.

Рекламные ссылки

Как работают кварцевые часы

Фото: Кристаллы кварца. Фото любезно предоставлено Геологической службой США.

Проблема с маятниковыми часами и обычными часами в том, что вы не забывайте наматывать их.Если ты забываешь, они останавливаются – а ты понятия не имею, который час. Еще одна трудность с маятниковыми часами заключается в том, что они зависят от силы тяжести, которая очень незначительно меняется от места к месту; это означает, что маятниковые часы показывают время на большой высоте иначе, чем на уровне моря! Маятники также изменяют длину при изменении температуры, немного расширяется в теплые дни и сужается в холодные дни, что делает их менее точными опять таки.

Все эти проблемы решают кварцевые часы. Они питаются от батареи и, поскольку они используют так мало электричества, батарея часто может прослужить несколько лет, прежде чем вам потребуется ее заменить.К тому же они намного точнее маятниковых часов. Кварцевые часы работают совсем не так, как маятниковые и обычные часы. У них все еще есть шестеренки, чтобы отсчитывать секунды, минуты и часов и проведите стрелками по циферблату. Но шестерни регулируется крошечным кристаллом кварца вместо качающегося маятника или движущееся колесо баланса. Гравитация вообще не фигурирует в работе, поэтому кварцевые часы показывает время, когда вы поднимаетесь на Эверест, и когда вы находитесь в море.

На фото: кварцевый генератор от часов. Вы можете увидеть, насколько он маленький, посмотрев на самую последнюю фотографию на этой странице. Это часть под номером 5 на этом рисунке.

«Кварц» звучит экзотично: буквы «q» и «z» означают, что это отличное слово для игры. Эрудит – но на самом деле это один из самых распространенных полезные ископаемые на Земле. Он сделан из химического соединения, называемого кремнием. диоксид (кремний также является материалом, из которого сделаны компьютерные микросхемы), и вы можете найти его в песке и в большинстве типов скал.Возможно, самое интересное в кварце – это то, что он пьезоэлектрический. Это означает, что если вы сожмете кристалл кварца, он образует крошечный электрическое напряжение. Верно и обратное: если вы подаете напряжение на кусок кварца, он вибрирует с определенной частотой (он встряхивается точное количество раз в секунду).

Внутри кварцевых часов батарея передает электричество на кристалл кварца через электронную схему. Кристалл кварца колеблется (колеблется взад и вперед) на точная частота: ровно 32768 раз в секунду.В схема подсчитывает количество вибраций и использует их для генерации регулярные электрические импульсы, один в секунду. Эти импульсы могут питать ЖК-дисплей (показывающий время в цифрах) или они могут приводить в движение небольшой электродвигатель (фактически, крошечный шаговый двигатель), вращая шестерни, которые вращают секундную, минутную и часовую стрелки часов.

Внутри кварцевых часов

По идее работает так:

  1. Батарея обеспечивает ток микросхеме
  2. Схема микрочипа
  3. делает кристалл кварца (точно вырезанный и имеющий форму камертон) колеблется (вибрирует) 32768 раз в секунду.
  4. Схема микрочипа обнаруживает колебания кристалла и превращает их в регулярные электрические импульсы, один в секунду.
  5. Электроимпульсы приводят в действие миниатюрный шаговый электродвигатель. Это преобразует электрическую энергию в механическую.
  6. Электрический шаговый двигатель вращает шестерни.
  7. Gears водит стрелками по циферблату, чтобы следить за временем.

На практике …

А вот так на самом деле выглядит внутренняя часть кварцевых часов. Ни при каких обстоятельствах не разбирайте свою, если вы когда-нибудь захотите, чтобы она снова заработала.Вы не можете увидеть все эти части, просто сняв заднюю крышку часов. Показанные здесь часы поставлялись бесплатно с пачкой кукурузных хлопьев (серьезно!), И они были сломаны, прежде чем я открыл их. Но потом он сломался еще сильнее …

  1. Аккумулятор.
  2. Электродвигатель шаговый.
  3. Микрочип.
  4. Схема соединяет микросхему с другими компонентами.
  5. Кварцевый генератор.
  6. Винт с головкой для установки времени.
  7. Шестерни вращают часовую, минутную и секундную стрелки с разной скоростью.
  8. Крошечный центральный вал удерживает руки на месте.

Почему кварцевые часы вообще выигрывают или теряют время?

Если кварцевые часы настолько удивительны, вы можете задаться вопросом, почему кварцевые часы не отслеживают время с абсолютной точностью вечно. Почему он все еще выигрывает или теряет секунды здесь и там? Ответ в том, что кварц вибрирует с немного другой частотой при разных температурах и давлениях поэтому на его способность вести хронометраж в незначительной степени влияет потепление, охлаждение и постоянно меняющийся мир вокруг нас.Теоретически, если вы все время держите часы на запястье (которое более или менее постоянно температура), он будет держать время лучше, чем если бы вы его включали и выключали (вызывая довольно резкое изменение температуры каждый раз). Но даже если кварцевый кристалл может вибрировать с совершенно постоянной частотой, то, как он установлен в цепи, крошечные дефекты зубчатой ​​передачи, трение и т. Д. Также могут вносить незначительные ошибки в хронометраж. Всех этих эффектов достаточно, чтобы ввести погрешность до секунды в день в типичных кварцевых часах и наручных часах. (имейте в виду, что секунда, потерянная в один день, может быть компенсирована секундой, полученной на следующий день, поэтому общая точность может быть всего несколько секунд в месяц).

Но как на самом деле работает кварцевый наконечник

?

Вы можете найти это достаточное объяснение, и если да, то можете перестать читать сейчас. Ниже приводится более подробное обсуждение того, как кварцевый кварцевый генератор на самом деле работает для тех, кто хочет немного глубже. Я должен вас предупредить, что если у вас нет степени в области электроники инженерные сети, схемы на кристалле кварца очень быстро становятся очень сложными. Я собираюсь дать тебе очень краткая, упрощенная версия того, что происходит, и несколько указателей для дальнейшего чтения, чтобы вы можете копать глубже, если хотите.

Главное, что нужно помнить о кварце, – это то, что он пьезоэлектрический: он будет вибрировать, когда вы приложите к нему электричество, или он будет излучать электричество, когда вы его вибрируете. Генератор на кварцевом кристалле использует пьезоэлектричество обоими способами – одновременно!

То, как я нарисовал свою диаграмму выше, делает вид, будто кристалл кварца отделен от схема микрочипа, но, на самом деле, кристалл является интимной частью этой схемы, подключенной к ней двумя электродами. Их хорошо видно на большом фото внутренней части часов и в фото самого генератора: это две маленькие серебристые ножки, торчащие из цилиндрического металла кейс.По сути, кварцевый генератор – это просто еще один компонент, подключенный к цепи микрочипа, точно так же, как резистор или конденсатор.

Я говорю «схема», но проще представить генератор как часть двух отдельных схем, каждая из которых находится на одном микрочипе. Первая цепь (назовем ее входной) стимулирует кристалл кварца импульсами электричества. Подача электричества в кварц заставляет его вибрировать (или, если хотите, колебаться или резонировать) через то, что иногда называют обратным пьезоэлектрическим эффектом (когда электричество производит вибрации).Генератор настроен так, что кварц колеблется ровно 32768 раз в секунду. Но теперь вспомните обычный пьезоэлектрический эффект: когда кусок кварца вибрирует, он генерирует электрическое напряжение. Вторая схема микрочипа определяет это «выходное напряжение». (колеблется 32768 раз в секунду) и делит свою частоту для получения раз в секунду импульсы, которые приводят в действие двигатель, приводящий в действие шестерни. В часах с цифровым дисплеем вместо шестерен микросхема многократно делит частоту генератора для управления сегментами часов, минут и секунд (как показано на иллюстрации ниже).

Иллюстрация: Как кварцевый осциллятор приводит в действие цифровые часы с отображением часов и минут и мигающим двоеточием между ними («12:32»), указывающим прошедшие секунды. Осциллятор (желтый) вибрирует 32 768 раз в секунду. Двоичный делитель (синий, слева) делит это на два 15 раз (так что 32768 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 = 1) для создания импульса с частотой 1 Гц (один в секунду), который управляет мигающим двоеточием. Сам сигнал 1 Гц от делителя делится на 60, чтобы получить минуты, и еще на 12, чтобы получить часы.Эти сигналы управляют серией драйверов (красный), которые приводят в действие сегменты цифрового дисплея. Иллюстрация из патента США 3 863 436: твердотельные кварцевые часы Джека Шварцшильда и Раймонда Боксбергера, Timex. 4 февраля 1975 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

В одной из первых форм кварцевого генератора на кристалле кварца было установлено два набора электродов. Первый набор был подключен к входной цепи и подавал электричество на кристалл, заставляя его вибрировать. Когда кристалл вибрировал, он генерировал пьезоэлектрическое напряжение.Это обнаружил второй комплект электродов (заклинило к другой части того же кристалла) и подается на выходную цепь. Когда кварцевая технология была уменьшена для использования в компактных наручных часах, стало ясно, что меньшие размеры Генераторы были необходимы, и не было места для двух пар электродов. Вот почему современные осцилляторы Используйте одну пару электродов как для стимуляции кристалла энергией, так и для обнаружения его колебаний.

Это все, что я вам скажу. Если вы хотите узнать больше, вы можете взглянуть на следующие источники.Имейте в виду, что они сложны, и их трудно понять, если у вас нет некоторых знаний в области электронной техники.

Дополнительная литература

Общий
  • Кварцевый осциллятор: подробное введение из Википедии. Это одна из тех немного сбивающих с толку статей Википедии, которые могут иметь смысл только для людей, которые знают достаточно о предмете, чтобы написать статью. Тем не менее, это разумная отправная точка для дальнейших исследований.
  • Хрустальные часы В.А. Marrison, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 16, No. 7 (15 июля 1930 г.), стр. 496–507. Одна из самых ранних работ по технологии кристаллов кварца, написанная одним из ее пионеров.
История
  • Эволюция кварцевых часов, Уоррен А. Маррисон, Технический журнал Bell System, Vol. XXVII, pp. 510–588, 1948. Это превосходный, увлекательный, исчерпывающий и подробный документ, излагающий историю кварцевого хронометража.Но учтите, что это сложная статья из технического журнала. [Архивировано через Wayback Machine и доступно в различных других форматах на Интернет-архив.]
  • Современные разработки точных часов А. Л. Лумиса (Лаборатория Лумиса) и В. А. Маррисона, IEE Electrical Engineering, Vol. 51, No. 2, февраль 1932 г. Еще один классический отчет из архивов двух ключевых пионеров. (Статья для подписки загружена в электронном виде в 2013 г.)
  • Варианты и комбинации: изобретение и разработка технологий кварцевых часов в AT&T Шауль Кацир, Icon, Международный комитет истории технологий (ICOHTEC), Vol.22 (2016), стр. 78–114. Подробный взгляд на то, как кварцевые часы были разработаны Уорреном Маррисоном и его коллегами.
Патенты
Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Книги

  • О времени Адам Франк. Oneworld, 2013. Яркая история часов – от солнечных до квантовых.
  • «Искаженное время» Клаудии Хаммонд. HarperCollins, 2013. Как мы воспринимаем время – и правда ли, что наше чувство времени «все в уме»? По сути, научно-популярное руководство по психологии времени.
  • История часов Эрика Брутона. Книжные продажи, 2004. Краткое введение в часы, древние и современные.
  • Пип Пип: Взгляд со стороны на время Джея Гриффитса. HarperCollins, 2000. Как мы переживаем время по мере того, как проходит наша жизнь. Оригинальное, наводящее на размышления руководство о том, как время течет в нашей жизни и наоборот.

Статьи

Патенты

Чтобы получить более подробные технические сведения, попробуйте:

  • Патент США 3,863,436: твердотельные кварцевые часы Джека Шварцшильда и Раймонда Боксбергера, Timex.4 февраля 1975 г. Этот относительно простой для понимания патент описывает типичные современные электронные часы с цифровым дисплеем. Рисунок 3 и сопроводительный текст показывают, как сигнал кварцевого генератора 32 768 Гц многократно разделяется микросхемой интегральной схемы на драйверы часов, минут и секунд, которые питают дисплей.
  • Патент США 3,803,828: Подстройка резистора для кварцевого генератора, разработанная Юджином Килером и Робертом Шапиро, Timex. 16 апреля 1974 г. В этом более раннем патенте описана типичная схема «подстройки», с помощью которой кварцевый генератор может использоваться для питания часов с высокой точностью.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд, 2006, 2015. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2006/2015) Часы кварцевые. Получено с https://www.explainthatstuff.com/quartzclockwatch.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают кварцевые часы

Как работают кварцевые часы – Объясните, что материал Рекламное объявление

Вы можете не верить в астрологию, но Нет никаких сомнений в том, что планеты управляют нашей жизнью.Мы встаем, когда восходит солнце (или когда-нибудь после) и ложитесь спать, когда она схватится. У нас есть календарь на основе дни, месяцы и годы – периоды времени, относящиеся к тому, как Луна и Земля движутся по небу вокруг Солнца. На протяжении большей части истории люди сочли этот вид “астрономического хронометража” достаточно хорошим для их потребности. Но по мере того, как мир становился все более безумным и сложные, люди должны были вести учет часов, минут и секунды, а также дни, месяцы и годы. Это означало, что нам нужно точные способы отсчета времени.Часы с маятником и механические часы раньше были лучшим способом сделать это. Сегодня многие люди используют Кварцевые часы , а вместо них часы – но что это такое и как они Работа?

Фото: Кварц действительно дешевый, и часы, которые его используют, почти не нуждаются в каких-либо движущихся частях. Вот почему теперь он используется даже в самых недорогих часах. Поскольку они такие точные и надежные, это очень важный аргумент – вот почему на циферблатах таких часов с гордостью написано слово «кварц».Обратите внимание, что это аналог часы (со стрелками): кварцевые часы и часы не обязательно должны быть цифровыми (иметь числовые дисплеи).

Как работают обычные часы

Все мы знаем, что часы отсчитывают время, но останавливались ли вы когда-нибудь, чтобы подумайте, как это сделать? Наверное, самые простые часы, которые ты мог бы make – это говорящие часы. Если считать секунды, повторяя фразу чтобы сказать (например, «слон», «слон два “,” слоник три “…), вы обнаружите, что умеете красиво держать время точно.Попробуйте сами. Скажите своим слонам от одного до шестидесяти и посмотрите насколько хорошо вы отсчитываете время за минуту по сравнению с часами.

Неплохо, а? Проблема в том, что у большинства из нас есть дела поважнее. день, чем сказать «слон». Вот почему люди изобрели часы. Несколько из в самых ранних часах для измерения времени использовались качающиеся маятники. Маятник – это длинный стержень или гиря на тетиве, которая раскачивается вперед и назад. В 1583 г. итальянский физик Галилео Галилей (1564–1642) обнаружил, что маятнику определенной длины всегда требуется одно и то же время, чтобы повернуться назад и далее, независимо от того, насколько он тяжелый или насколько велики качели.Он понял это, наблюдая, как огромная лампа качается на цепочке из потолок Пизанского собора в Италии, и используя свой пульс, чтобы отсчитывать время его движения взад и вперед. В часах задача маятника – регулировать скорость. шестерен (сцепляющиеся колеса с врезанными в их края зубьями). Шестеренки подсчитывают количество прошедших секунд и преобразуют их в минуты и часы, отображаемые на руках, которые кружат циферблат. Другими словами: шестерни в маятниковых часах действительно просто считать слонов.

Фото: Маятниковая сила: Этот качающийся стержень (с грузом внизу) удерживает время в напольных часах. Это было одно из величайших открытий, которых мы обязаны Галилею.

Вы можете сделать маятниковые часы, привязав груз к нить. Если длина струны составляет около 25 см (10 дюймов), маятник будет качаться вперед и назад примерно раз в секунду. Более короткие строки будут качайте быстрее, а длинные струны медленнее. Проблема с часами вроде это то, что маятник будет останавливаться.Сопротивление воздуха и трение скоро израсходует свою энергию и остановит ее. Вот почему маятниковые часы имеют в себе пружины. Примерно раз в день вы заканчиваете пружина внутри часов, чтобы накапливать потенциальную энергию, чтобы маятник двигался в течение следующих 24 часов. Когда пружина разматывается, она приводит в действие шестерни. внутри часов. Через механизм качения, называемый спусковым механизмом , маятник заставляет шестерни вращаться с определенной скоростью – и вот как шестерни держат время. Карманные часы явно слишком малы, чтобы иметь маятник внутри него, поэтому он использует другой механизм.Вместо маятник, у него балансовое колесо , которое сначала поворачивается в одну сторону и затем другой, управляемый спусковым механизмом гораздо меньшего размера, чем тот, что в маятниковые часы.

Подробнее обо всем этом читайте в отдельной статье о маятнике. часы.

Рекламные ссылки

Как работают кварцевые часы

Фото: Кристаллы кварца. Фото любезно предоставлено Геологической службой США.

Проблема с маятниковыми часами и обычными часами в том, что вы не забывайте наматывать их.Если ты забываешь, они останавливаются – а ты понятия не имею, который час. Еще одна трудность с маятниковыми часами заключается в том, что они зависят от силы тяжести, которая очень незначительно меняется от места к месту; это означает, что маятниковые часы показывают время на большой высоте иначе, чем на уровне моря! Маятники также изменяют длину при изменении температуры, немного расширяется в теплые дни и сужается в холодные дни, что делает их менее точными опять таки.

Все эти проблемы решают кварцевые часы. Они питаются от батареи и, поскольку они используют так мало электричества, батарея часто может прослужить несколько лет, прежде чем вам потребуется ее заменить.К тому же они намного точнее маятниковых часов. Кварцевые часы работают совсем не так, как маятниковые и обычные часы. У них все еще есть шестеренки, чтобы отсчитывать секунды, минуты и часов и проведите стрелками по циферблату. Но шестерни регулируется крошечным кристаллом кварца вместо качающегося маятника или движущееся колесо баланса. Гравитация вообще не фигурирует в работе, поэтому кварцевые часы показывает время, когда вы поднимаетесь на Эверест, и когда вы находитесь в море.

На фото: кварцевый генератор от часов. Вы можете увидеть, насколько он маленький, посмотрев на самую последнюю фотографию на этой странице. Это часть под номером 5 на этом рисунке.

«Кварц» звучит экзотично: буквы «q» и «z» означают, что это отличное слово для игры. Эрудит – но на самом деле это один из самых распространенных полезные ископаемые на Земле. Он сделан из химического соединения, называемого кремнием. диоксид (кремний также является материалом, из которого сделаны компьютерные микросхемы), и вы можете найти его в песке и в большинстве типов скал.Возможно, самое интересное в кварце – это то, что он пьезоэлектрический. Это означает, что если вы сожмете кристалл кварца, он образует крошечный электрическое напряжение. Верно и обратное: если вы подаете напряжение на кусок кварца, он вибрирует с определенной частотой (он встряхивается точное количество раз в секунду).

Внутри кварцевых часов батарея передает электричество на кристалл кварца через электронную схему. Кристалл кварца колеблется (колеблется взад и вперед) на точная частота: ровно 32768 раз в секунду.В схема подсчитывает количество вибраций и использует их для генерации регулярные электрические импульсы, один в секунду. Эти импульсы могут питать ЖК-дисплей (показывающий время в цифрах) или они могут приводить в движение небольшой электродвигатель (фактически, крошечный шаговый двигатель), вращая шестерни, которые вращают секундную, минутную и часовую стрелки часов.

Внутри кварцевых часов

По идее работает так:

  1. Батарея обеспечивает ток микросхеме
  2. Схема микрочипа
  3. делает кристалл кварца (точно вырезанный и имеющий форму камертон) колеблется (вибрирует) 32768 раз в секунду.
  4. Схема микрочипа обнаруживает колебания кристалла и превращает их в регулярные электрические импульсы, один в секунду.
  5. Электроимпульсы приводят в действие миниатюрный шаговый электродвигатель. Это преобразует электрическую энергию в механическую.
  6. Электрический шаговый двигатель вращает шестерни.
  7. Gears водит стрелками по циферблату, чтобы следить за временем.

На практике …

А вот так на самом деле выглядит внутренняя часть кварцевых часов. Ни при каких обстоятельствах не разбирайте свою, если вы когда-нибудь захотите, чтобы она снова заработала.Вы не можете увидеть все эти части, просто сняв заднюю крышку часов. Показанные здесь часы поставлялись бесплатно с пачкой кукурузных хлопьев (серьезно!), И они были сломаны, прежде чем я открыл их. Но потом он сломался еще сильнее …

  1. Аккумулятор.
  2. Электродвигатель шаговый.
  3. Микрочип.
  4. Схема соединяет микросхему с другими компонентами.
  5. Кварцевый генератор.
  6. Винт с головкой для установки времени.
  7. Шестерни вращают часовую, минутную и секундную стрелки с разной скоростью.
  8. Крошечный центральный вал удерживает руки на месте.

Почему кварцевые часы вообще выигрывают или теряют время?

Если кварцевые часы настолько удивительны, вы можете задаться вопросом, почему кварцевые часы не отслеживают время с абсолютной точностью вечно. Почему он все еще выигрывает или теряет секунды здесь и там? Ответ в том, что кварц вибрирует с немного другой частотой при разных температурах и давлениях поэтому на его способность вести хронометраж в незначительной степени влияет потепление, охлаждение и постоянно меняющийся мир вокруг нас.Теоретически, если вы все время держите часы на запястье (которое более или менее постоянно температура), он будет держать время лучше, чем если бы вы его включали и выключали (вызывая довольно резкое изменение температуры каждый раз). Но даже если кварцевый кристалл может вибрировать с совершенно постоянной частотой, то, как он установлен в цепи, крошечные дефекты зубчатой ​​передачи, трение и т. Д. Также могут вносить незначительные ошибки в хронометраж. Всех этих эффектов достаточно, чтобы ввести погрешность до секунды в день в типичных кварцевых часах и наручных часах. (имейте в виду, что секунда, потерянная в один день, может быть компенсирована секундой, полученной на следующий день, поэтому общая точность может быть всего несколько секунд в месяц).

Но как на самом деле работает кварцевый наконечник

?

Вы можете найти это достаточное объяснение, и если да, то можете перестать читать сейчас. Ниже приводится более подробное обсуждение того, как кварцевый кварцевый генератор на самом деле работает для тех, кто хочет немного глубже. Я должен вас предупредить, что если у вас нет степени в области электроники инженерные сети, схемы на кристалле кварца очень быстро становятся очень сложными. Я собираюсь дать тебе очень краткая, упрощенная версия того, что происходит, и несколько указателей для дальнейшего чтения, чтобы вы можете копать глубже, если хотите.

Главное, что нужно помнить о кварце, – это то, что он пьезоэлектрический: он будет вибрировать, когда вы приложите к нему электричество, или он будет излучать электричество, когда вы его вибрируете. Генератор на кварцевом кристалле использует пьезоэлектричество обоими способами – одновременно!

То, как я нарисовал свою диаграмму выше, делает вид, будто кристалл кварца отделен от схема микрочипа, но, на самом деле, кристалл является интимной частью этой схемы, подключенной к ней двумя электродами. Их хорошо видно на большом фото внутренней части часов и в фото самого генератора: это две маленькие серебристые ножки, торчащие из цилиндрического металла кейс.По сути, кварцевый генератор – это просто еще один компонент, подключенный к цепи микрочипа, точно так же, как резистор или конденсатор.

Я говорю «схема», но проще представить генератор как часть двух отдельных схем, каждая из которых находится на одном микрочипе. Первая цепь (назовем ее входной) стимулирует кристалл кварца импульсами электричества. Подача электричества в кварц заставляет его вибрировать (или, если хотите, колебаться или резонировать) через то, что иногда называют обратным пьезоэлектрическим эффектом (когда электричество производит вибрации).Генератор настроен так, что кварц колеблется ровно 32768 раз в секунду. Но теперь вспомните обычный пьезоэлектрический эффект: когда кусок кварца вибрирует, он генерирует электрическое напряжение. Вторая схема микрочипа определяет это «выходное напряжение». (колеблется 32768 раз в секунду) и делит свою частоту для получения раз в секунду импульсы, которые приводят в действие двигатель, приводящий в действие шестерни. В часах с цифровым дисплеем вместо шестерен микросхема многократно делит частоту генератора для управления сегментами часов, минут и секунд (как показано на иллюстрации ниже).

Иллюстрация: Как кварцевый осциллятор приводит в действие цифровые часы с отображением часов и минут и мигающим двоеточием между ними («12:32»), указывающим прошедшие секунды. Осциллятор (желтый) вибрирует 32 768 раз в секунду. Двоичный делитель (синий, слева) делит это на два 15 раз (так что 32768 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 = 1) для создания импульса с частотой 1 Гц (один в секунду), который управляет мигающим двоеточием. Сам сигнал 1 Гц от делителя делится на 60, чтобы получить минуты, и еще на 12, чтобы получить часы.Эти сигналы управляют серией драйверов (красный), которые приводят в действие сегменты цифрового дисплея. Иллюстрация из патента США 3 863 436: твердотельные кварцевые часы Джека Шварцшильда и Раймонда Боксбергера, Timex. 4 февраля 1975 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

В одной из первых форм кварцевого генератора на кристалле кварца было установлено два набора электродов. Первый набор был подключен к входной цепи и подавал электричество на кристалл, заставляя его вибрировать. Когда кристалл вибрировал, он генерировал пьезоэлектрическое напряжение.Это обнаружил второй комплект электродов (заклинило к другой части того же кристалла) и подается на выходную цепь. Когда кварцевая технология была уменьшена для использования в компактных наручных часах, стало ясно, что меньшие размеры Генераторы были необходимы, и не было места для двух пар электродов. Вот почему современные осцилляторы Используйте одну пару электродов как для стимуляции кристалла энергией, так и для обнаружения его колебаний.

Это все, что я вам скажу. Если вы хотите узнать больше, вы можете взглянуть на следующие источники.Имейте в виду, что они сложны, и их трудно понять, если у вас нет некоторых знаний в области электронной техники.

Дополнительная литература

Общий
  • Кварцевый осциллятор: подробное введение из Википедии. Это одна из тех немного сбивающих с толку статей Википедии, которые могут иметь смысл только для людей, которые знают достаточно о предмете, чтобы написать статью. Тем не менее, это разумная отправная точка для дальнейших исследований.
  • Хрустальные часы В.А. Marrison, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 16, No. 7 (15 июля 1930 г.), стр. 496–507. Одна из самых ранних работ по технологии кристаллов кварца, написанная одним из ее пионеров.
История
  • Эволюция кварцевых часов, Уоррен А. Маррисон, Технический журнал Bell System, Vol. XXVII, pp. 510–588, 1948. Это превосходный, увлекательный, исчерпывающий и подробный документ, излагающий историю кварцевого хронометража.Но учтите, что это сложная статья из технического журнала. [Архивировано через Wayback Machine и доступно в различных других форматах на Интернет-архив.]
  • Современные разработки точных часов А. Л. Лумиса (Лаборатория Лумиса) и В. А. Маррисона, IEE Electrical Engineering, Vol. 51, No. 2, февраль 1932 г. Еще один классический отчет из архивов двух ключевых пионеров. (Статья для подписки загружена в электронном виде в 2013 г.)
  • Варианты и комбинации: изобретение и разработка технологий кварцевых часов в AT&T Шауль Кацир, Icon, Международный комитет истории технологий (ICOHTEC), Vol.22 (2016), стр. 78–114. Подробный взгляд на то, как кварцевые часы были разработаны Уорреном Маррисоном и его коллегами.
Патенты
Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Книги

  • О времени Адам Франк. Oneworld, 2013. Яркая история часов – от солнечных до квантовых.
  • «Искаженное время» Клаудии Хаммонд. HarperCollins, 2013. Как мы воспринимаем время – и правда ли, что наше чувство времени «все в уме»? По сути, научно-популярное руководство по психологии времени.
  • История часов Эрика Брутона. Книжные продажи, 2004. Краткое введение в часы, древние и современные.
  • Пип Пип: Взгляд со стороны на время Джея Гриффитса. HarperCollins, 2000. Как мы переживаем время по мере того, как проходит наша жизнь. Оригинальное, наводящее на размышления руководство о том, как время течет в нашей жизни и наоборот.

Статьи

Патенты

Чтобы получить более подробные технические сведения, попробуйте:

  • Патент США 3,863,436: твердотельные кварцевые часы Джека Шварцшильда и Раймонда Боксбергера, Timex.4 февраля 1975 г. Этот относительно простой для понимания патент описывает типичные современные электронные часы с цифровым дисплеем. Рисунок 3 и сопроводительный текст показывают, как сигнал кварцевого генератора 32 768 Гц многократно разделяется микросхемой интегральной схемы на драйверы часов, минут и секунд, которые питают дисплей.
  • Патент США 3,803,828: Подстройка резистора для кварцевого генератора, разработанная Юджином Килером и Робертом Шапиро, Timex. 16 апреля 1974 г. В этом более раннем патенте описана типичная схема «подстройки», с помощью которой кварцевый генератор может использоваться для питания часов с высокой точностью.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд, 2006, 2015. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2006/2015) Часы кварцевые. Получено с https://www.explainthatstuff.com/quartzclockwatch.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают кварцевые часы

Как работают кварцевые часы – Объясните, что материал Рекламное объявление

Вы можете не верить в астрологию, но Нет никаких сомнений в том, что планеты управляют нашей жизнью.Мы встаем, когда восходит солнце (или когда-нибудь после) и ложитесь спать, когда она схватится. У нас есть календарь на основе дни, месяцы и годы – периоды времени, относящиеся к тому, как Луна и Земля движутся по небу вокруг Солнца. На протяжении большей части истории люди сочли этот вид “астрономического хронометража” достаточно хорошим для их потребности. Но по мере того, как мир становился все более безумным и сложные, люди должны были вести учет часов, минут и секунды, а также дни, месяцы и годы. Это означало, что нам нужно точные способы отсчета времени.Часы с маятником и механические часы раньше были лучшим способом сделать это. Сегодня многие люди используют Кварцевые часы , а вместо них часы – но что это такое и как они Работа?

Фото: Кварц действительно дешевый, и часы, которые его используют, почти не нуждаются в каких-либо движущихся частях. Вот почему теперь он используется даже в самых недорогих часах. Поскольку они такие точные и надежные, это очень важный аргумент – вот почему на циферблатах таких часов с гордостью написано слово «кварц».Обратите внимание, что это аналог часы (со стрелками): кварцевые часы и часы не обязательно должны быть цифровыми (иметь числовые дисплеи).

Как работают обычные часы

Все мы знаем, что часы отсчитывают время, но останавливались ли вы когда-нибудь, чтобы подумайте, как это сделать? Наверное, самые простые часы, которые ты мог бы make – это говорящие часы. Если считать секунды, повторяя фразу чтобы сказать (например, «слон», «слон два “,” слоник три “…), вы обнаружите, что умеете красиво держать время точно.Попробуйте сами. Скажите своим слонам от одного до шестидесяти и посмотрите насколько хорошо вы отсчитываете время за минуту по сравнению с часами.

Неплохо, а? Проблема в том, что у большинства из нас есть дела поважнее. день, чем сказать «слон». Вот почему люди изобрели часы. Несколько из в самых ранних часах для измерения времени использовались качающиеся маятники. Маятник – это длинный стержень или гиря на тетиве, которая раскачивается вперед и назад. В 1583 г. итальянский физик Галилео Галилей (1564–1642) обнаружил, что маятнику определенной длины всегда требуется одно и то же время, чтобы повернуться назад и далее, независимо от того, насколько он тяжелый или насколько велики качели.Он понял это, наблюдая, как огромная лампа качается на цепочке из потолок Пизанского собора в Италии, и используя свой пульс, чтобы отсчитывать время его движения взад и вперед. В часах задача маятника – регулировать скорость. шестерен (сцепляющиеся колеса с врезанными в их края зубьями). Шестеренки подсчитывают количество прошедших секунд и преобразуют их в минуты и часы, отображаемые на руках, которые кружат циферблат. Другими словами: шестерни в маятниковых часах действительно просто считать слонов.

Фото: Маятниковая сила: Этот качающийся стержень (с грузом внизу) удерживает время в напольных часах. Это было одно из величайших открытий, которых мы обязаны Галилею.

Вы можете сделать маятниковые часы, привязав груз к нить. Если длина струны составляет около 25 см (10 дюймов), маятник будет качаться вперед и назад примерно раз в секунду. Более короткие строки будут качайте быстрее, а длинные струны медленнее. Проблема с часами вроде это то, что маятник будет останавливаться.Сопротивление воздуха и трение скоро израсходует свою энергию и остановит ее. Вот почему маятниковые часы имеют в себе пружины. Примерно раз в день вы заканчиваете пружина внутри часов, чтобы накапливать потенциальную энергию, чтобы маятник двигался в течение следующих 24 часов. Когда пружина разматывается, она приводит в действие шестерни. внутри часов. Через механизм качения, называемый спусковым механизмом , маятник заставляет шестерни вращаться с определенной скоростью – и вот как шестерни держат время. Карманные часы явно слишком малы, чтобы иметь маятник внутри него, поэтому он использует другой механизм.Вместо маятник, у него балансовое колесо , которое сначала поворачивается в одну сторону и затем другой, управляемый спусковым механизмом гораздо меньшего размера, чем тот, что в маятниковые часы.

Подробнее обо всем этом читайте в отдельной статье о маятнике. часы.

Рекламные ссылки

Как работают кварцевые часы

Фото: Кристаллы кварца. Фото любезно предоставлено Геологической службой США.

Проблема с маятниковыми часами и обычными часами в том, что вы не забывайте наматывать их.Если ты забываешь, они останавливаются – а ты понятия не имею, который час. Еще одна трудность с маятниковыми часами заключается в том, что они зависят от силы тяжести, которая очень незначительно меняется от места к месту; это означает, что маятниковые часы показывают время на большой высоте иначе, чем на уровне моря! Маятники также изменяют длину при изменении температуры, немного расширяется в теплые дни и сужается в холодные дни, что делает их менее точными опять таки.

Все эти проблемы решают кварцевые часы. Они питаются от батареи и, поскольку они используют так мало электричества, батарея часто может прослужить несколько лет, прежде чем вам потребуется ее заменить.К тому же они намного точнее маятниковых часов. Кварцевые часы работают совсем не так, как маятниковые и обычные часы. У них все еще есть шестеренки, чтобы отсчитывать секунды, минуты и часов и проведите стрелками по циферблату. Но шестерни регулируется крошечным кристаллом кварца вместо качающегося маятника или движущееся колесо баланса. Гравитация вообще не фигурирует в работе, поэтому кварцевые часы показывает время, когда вы поднимаетесь на Эверест, и когда вы находитесь в море.

На фото: кварцевый генератор от часов. Вы можете увидеть, насколько он маленький, посмотрев на самую последнюю фотографию на этой странице. Это часть под номером 5 на этом рисунке.

«Кварц» звучит экзотично: буквы «q» и «z» означают, что это отличное слово для игры. Эрудит – но на самом деле это один из самых распространенных полезные ископаемые на Земле. Он сделан из химического соединения, называемого кремнием. диоксид (кремний также является материалом, из которого сделаны компьютерные микросхемы), и вы можете найти его в песке и в большинстве типов скал.Возможно, самое интересное в кварце – это то, что он пьезоэлектрический. Это означает, что если вы сожмете кристалл кварца, он образует крошечный электрическое напряжение. Верно и обратное: если вы подаете напряжение на кусок кварца, он вибрирует с определенной частотой (он встряхивается точное количество раз в секунду).

Внутри кварцевых часов батарея передает электричество на кристалл кварца через электронную схему. Кристалл кварца колеблется (колеблется взад и вперед) на точная частота: ровно 32768 раз в секунду.В схема подсчитывает количество вибраций и использует их для генерации регулярные электрические импульсы, один в секунду. Эти импульсы могут питать ЖК-дисплей (показывающий время в цифрах) или они могут приводить в движение небольшой электродвигатель (фактически, крошечный шаговый двигатель), вращая шестерни, которые вращают секундную, минутную и часовую стрелки часов.

Внутри кварцевых часов

По идее работает так:

  1. Батарея обеспечивает ток микросхеме
  2. Схема микрочипа
  3. делает кристалл кварца (точно вырезанный и имеющий форму камертон) колеблется (вибрирует) 32768 раз в секунду.
  4. Схема микрочипа обнаруживает колебания кристалла и превращает их в регулярные электрические импульсы, один в секунду.
  5. Электроимпульсы приводят в действие миниатюрный шаговый электродвигатель. Это преобразует электрическую энергию в механическую.
  6. Электрический шаговый двигатель вращает шестерни.
  7. Gears водит стрелками по циферблату, чтобы следить за временем.

На практике …

А вот так на самом деле выглядит внутренняя часть кварцевых часов. Ни при каких обстоятельствах не разбирайте свою, если вы когда-нибудь захотите, чтобы она снова заработала.Вы не можете увидеть все эти части, просто сняв заднюю крышку часов. Показанные здесь часы поставлялись бесплатно с пачкой кукурузных хлопьев (серьезно!), И они были сломаны, прежде чем я открыл их. Но потом он сломался еще сильнее …

  1. Аккумулятор.
  2. Электродвигатель шаговый.
  3. Микрочип.
  4. Схема соединяет микросхему с другими компонентами.
  5. Кварцевый генератор.
  6. Винт с головкой для установки времени.
  7. Шестерни вращают часовую, минутную и секундную стрелки с разной скоростью.
  8. Крошечный центральный вал удерживает руки на месте.

Почему кварцевые часы вообще выигрывают или теряют время?

Если кварцевые часы настолько удивительны, вы можете задаться вопросом, почему кварцевые часы не отслеживают время с абсолютной точностью вечно. Почему он все еще выигрывает или теряет секунды здесь и там? Ответ в том, что кварц вибрирует с немного другой частотой при разных температурах и давлениях поэтому на его способность вести хронометраж в незначительной степени влияет потепление, охлаждение и постоянно меняющийся мир вокруг нас.Теоретически, если вы все время держите часы на запястье (которое более или менее постоянно температура), он будет держать время лучше, чем если бы вы его включали и выключали (вызывая довольно резкое изменение температуры каждый раз). Но даже если кварцевый кристалл может вибрировать с совершенно постоянной частотой, то, как он установлен в цепи, крошечные дефекты зубчатой ​​передачи, трение и т. Д. Также могут вносить незначительные ошибки в хронометраж. Всех этих эффектов достаточно, чтобы ввести погрешность до секунды в день в типичных кварцевых часах и наручных часах. (имейте в виду, что секунда, потерянная в один день, может быть компенсирована секундой, полученной на следующий день, поэтому общая точность может быть всего несколько секунд в месяц).

Но как на самом деле работает кварцевый наконечник

?

Вы можете найти это достаточное объяснение, и если да, то можете перестать читать сейчас. Ниже приводится более подробное обсуждение того, как кварцевый кварцевый генератор на самом деле работает для тех, кто хочет немного глубже. Я должен вас предупредить, что если у вас нет степени в области электроники инженерные сети, схемы на кристалле кварца очень быстро становятся очень сложными. Я собираюсь дать тебе очень краткая, упрощенная версия того, что происходит, и несколько указателей для дальнейшего чтения, чтобы вы можете копать глубже, если хотите.

Главное, что нужно помнить о кварце, – это то, что он пьезоэлектрический: он будет вибрировать, когда вы приложите к нему электричество, или он будет излучать электричество, когда вы его вибрируете. Генератор на кварцевом кристалле использует пьезоэлектричество обоими способами – одновременно!

То, как я нарисовал свою диаграмму выше, делает вид, будто кристалл кварца отделен от схема микрочипа, но, на самом деле, кристалл является интимной частью этой схемы, подключенной к ней двумя электродами. Их хорошо видно на большом фото внутренней части часов и в фото самого генератора: это две маленькие серебристые ножки, торчащие из цилиндрического металла кейс.По сути, кварцевый генератор – это просто еще один компонент, подключенный к цепи микрочипа, точно так же, как резистор или конденсатор.

Я говорю «схема», но проще представить генератор как часть двух отдельных схем, каждая из которых находится на одном микрочипе. Первая цепь (назовем ее входной) стимулирует кристалл кварца импульсами электричества. Подача электричества в кварц заставляет его вибрировать (или, если хотите, колебаться или резонировать) через то, что иногда называют обратным пьезоэлектрическим эффектом (когда электричество производит вибрации).Генератор настроен так, что кварц колеблется ровно 32768 раз в секунду. Но теперь вспомните обычный пьезоэлектрический эффект: когда кусок кварца вибрирует, он генерирует электрическое напряжение. Вторая схема микрочипа определяет это «выходное напряжение». (колеблется 32768 раз в секунду) и делит свою частоту для получения раз в секунду импульсы, которые приводят в действие двигатель, приводящий в действие шестерни. В часах с цифровым дисплеем вместо шестерен микросхема многократно делит частоту генератора для управления сегментами часов, минут и секунд (как показано на иллюстрации ниже).

Иллюстрация: Как кварцевый осциллятор приводит в действие цифровые часы с отображением часов и минут и мигающим двоеточием между ними («12:32»), указывающим прошедшие секунды. Осциллятор (желтый) вибрирует 32 768 раз в секунду. Двоичный делитель (синий, слева) делит это на два 15 раз (так что 32768 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 = 1) для создания импульса с частотой 1 Гц (один в секунду), который управляет мигающим двоеточием. Сам сигнал 1 Гц от делителя делится на 60, чтобы получить минуты, и еще на 12, чтобы получить часы.Эти сигналы управляют серией драйверов (красный), которые приводят в действие сегменты цифрового дисплея. Иллюстрация из патента США 3 863 436: твердотельные кварцевые часы Джека Шварцшильда и Раймонда Боксбергера, Timex. 4 февраля 1975 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

В одной из первых форм кварцевого генератора на кристалле кварца было установлено два набора электродов. Первый набор был подключен к входной цепи и подавал электричество на кристалл, заставляя его вибрировать. Когда кристалл вибрировал, он генерировал пьезоэлектрическое напряжение.Это обнаружил второй комплект электродов (заклинило к другой части того же кристалла) и подается на выходную цепь. Когда кварцевая технология была уменьшена для использования в компактных наручных часах, стало ясно, что меньшие размеры Генераторы были необходимы, и не было места для двух пар электродов. Вот почему современные осцилляторы Используйте одну пару электродов как для стимуляции кристалла энергией, так и для обнаружения его колебаний.

Это все, что я вам скажу. Если вы хотите узнать больше, вы можете взглянуть на следующие источники.Имейте в виду, что они сложны, и их трудно понять, если у вас нет некоторых знаний в области электронной техники.

Дополнительная литература

Общий
  • Кварцевый осциллятор: подробное введение из Википедии. Это одна из тех немного сбивающих с толку статей Википедии, которые могут иметь смысл только для людей, которые знают достаточно о предмете, чтобы написать статью. Тем не менее, это разумная отправная точка для дальнейших исследований.
  • Хрустальные часы В.А. Marrison, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 16, No. 7 (15 июля 1930 г.), стр. 496–507. Одна из самых ранних работ по технологии кристаллов кварца, написанная одним из ее пионеров.
История
  • Эволюция кварцевых часов, Уоррен А. Маррисон, Технический журнал Bell System, Vol. XXVII, pp. 510–588, 1948. Это превосходный, увлекательный, исчерпывающий и подробный документ, излагающий историю кварцевого хронометража.Но учтите, что это сложная статья из технического журнала. [Архивировано через Wayback Machine и доступно в различных других форматах на Интернет-архив.]
  • Современные разработки точных часов А. Л. Лумиса (Лаборатория Лумиса) и В. А. Маррисона, IEE Electrical Engineering, Vol. 51, No. 2, февраль 1932 г. Еще один классический отчет из архивов двух ключевых пионеров. (Статья для подписки загружена в электронном виде в 2013 г.)
  • Варианты и комбинации: изобретение и разработка технологий кварцевых часов в AT&T Шауль Кацир, Icon, Международный комитет истории технологий (ICOHTEC), Vol.22 (2016), стр. 78–114. Подробный взгляд на то, как кварцевые часы были разработаны Уорреном Маррисоном и его коллегами.
Патенты
Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Книги

  • О времени Адам Франк. Oneworld, 2013. Яркая история часов – от солнечных до квантовых.
  • «Искаженное время» Клаудии Хаммонд. HarperCollins, 2013. Как мы воспринимаем время – и правда ли, что наше чувство времени «все в уме»? По сути, научно-популярное руководство по психологии времени.
  • История часов Эрика Брутона. Книжные продажи, 2004. Краткое введение в часы, древние и современные.
  • Пип Пип: Взгляд со стороны на время Джея Гриффитса. HarperCollins, 2000. Как мы переживаем время по мере того, как проходит наша жизнь. Оригинальное, наводящее на размышления руководство о том, как время течет в нашей жизни и наоборот.

Статьи

Патенты

Чтобы получить более подробные технические сведения, попробуйте:

  • Патент США 3,863,436: твердотельные кварцевые часы Джека Шварцшильда и Раймонда Боксбергера, Timex.4 февраля 1975 г. Этот относительно простой для понимания патент описывает типичные современные электронные часы с цифровым дисплеем. Рисунок 3 и сопроводительный текст показывают, как сигнал кварцевого генератора 32 768 Гц многократно разделяется микросхемой интегральной схемы на драйверы часов, минут и секунд, которые питают дисплей.
  • Патент США 3,803,828: Подстройка резистора для кварцевого генератора, разработанная Юджином Килером и Робертом Шапиро, Timex. 16 апреля 1974 г. В этом более раннем патенте описана типичная схема «подстройки», с помощью которой кварцевый генератор может использоваться для питания часов с высокой точностью.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд, 2006, 2015. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2006/2015) Часы кварцевые. Получено с https://www.explainthatstuff.com/quartzclockwatch.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Все, что нужно знать перед покупкой кварцевых часов

До того, как кварц стал повсеместным и стал предметом гнева многих энтузиастов часов, когда-то кварц был передовой технологией, которая почти перевернула целую часовую индустрию.Возвестив о том, что называется либо кварцевым кризисом, либо кварцевой революцией (в зависимости от ваших ощущений от технологии), кварц быстро доказал, что самый надежный и самый точный способ определения времени – это не замысловатая сеть шестерен, а с помощью небольшого кристалла. , аккумулятор и несколько крошечных моторов. Некоторым казалось непростительным использование этой методологии для хронометража, отсюда и статус кварца, состоящего из четырех букв, среди многих энтузиастов часов.

Но не важно, что кварцевые часы, за исключением случайной замены батарейки, требуют гораздо меньшего обслуживания, чем их механический аналог.Забудьте о том, что они точнее даже самых дорогих механических часов с самой умелой настройкой. Забудьте, что они более доступны, чем механические часы. Однако если вы немного покопаетесь под капотом и поймете, как работает эта технология, это станет совершенно увлекательным – и многие снобы часов пришли к пониманию, что дешевые часы с кварцевой регулировкой в ​​конце концов не так уж и плохи.

Более того, кварцевая технология невероятно проста, ее можно уменьшить и дополнить другой электроникой и интеллектуальными функциями.«Гибридные» умные часы, например, используют кварц в качестве основы для аналогового хронометража, а затем добавляют другие элементы, такие как трекеры и мониторы сердечного ритма. Другие производители часов смогли включить атомный хронометраж в свои кварцевые часы и возможность подключения к смартфону, что сделало сверхточные часы еще более точными. Короче говоря, это далеко не старая, простая и бездушная технология – она ​​продолжает развиваться.

Как работают кварцевые часы?

Любые часы нуждаются в колеблющемся регулирующем элементе для точного времени; в механических часах он имеет форму балансира и балансового колеса.Однако на кварцевых часах есть крошечный кристалл кварца, вырезанный в форме камертона. Кварц естественным образом вибрирует с точной частотой, а также обладает пьезоэлектрическими свойствами, что означает, что когда на него оказывается давление, он производит небольшое напряжение электричества.

Верно и обратное этому свойству: когда электрический ток проходит через кварц, он вибрирует, обычно 32 768 раз в секунду. Схема микрочипа часового механизма затем снижает эту частоту до одного электрического импульса в секунду.Этот импульс приводит в движение двигатель, который, в свою очередь, приводит в движение секундную стрелку и дает кварцевым часам характерное тикание один раз в секунду.

Что такое «высокоточный кварц»?

Большинство часов с кварцевым механизмом имеют гарантированную точность около 15 секунд в месяц или около того. Это по-прежнему намного лучше, чем даже лучшие механические часы, но есть разновидность кварцевых часов, которые могут работать даже лучше: High Accuracy Quartz (HAQ). HAQ по-прежнему работают по тем же принципам, что и стандартные кварцевые механизмы, но они учитывают одну главную угрозу точности кварцевых часов: изменения температуры.Таким образом, датчики HAQ имеют термокомпенсацию и могут обнаруживать эти изменения и соответствующим образом настраиваться, что обычно приводит к гарантированной точности около 10 секунд в год.

Вехи в кварцевой технологии

1880: Французские физики Жак и Пьер Кюри открыли пьезоэлектричество в кварце.
1927: Уоррен Маррисон и Дж. У. Хортон создают первые кварцевые часы в Bell Laboratories.
1952: И Elgin, и LIP представляют прототипы электронных часов, хотя ни в одной из них не используется кварц.
1957: Hamilton представляет первые электронные часы.
1967: Швейцарский центр электроники Horloge выпускает прототип кварцевых наручных часов Beta 1.
1969: Seiko производит Astron, первые кварцевые часы, поступающие в продажу. Он стоит 450 000 иен, что сегодня превышает 8 000 долларов.
1971: Girard-Perregaux представляет калибр 350, который устанавливает стандарт для кварцевых колебаний на частоте 32 768 Гц, он быстрее, чем предыдущие кварцевые часы, оказывается более точным и потребляет меньше энергии.

Руководство по покупке

Амазонка

G-Shock был основан на принципе создания сверхфункциональных и сверхдоступных часов, и, естественно, кварц был единственным реальным способом добиться этого. DW-5600E существует с 1980-х годов и является символом идеала бренда и оригинального дизайна. Существуют более дорогие и многофункциональные амортизаторы G-Shocks, но DW-5600E выдерживает более сильные удары, чем большинство часов, и продолжает работать.И это обойдется вам менее чем в 100 долларов в самой базовой версии.

Характеристики: Секундомер, будильник, подсветка
Размер: 42 мм
Водонепроницаемость: 200 м

МАГАЗИН БЫВШИЙ В НАЛИЧИИ

Timex

Нет лучшего представителя стильных недорогих аналоговых кварцевых часов, чем классические Timex. Серия Q Timex Reissue – это современная интерпретация кварцевых часов, выпущенных брендом в конце 70-х годов, со словом «Quartz», гордо вышитым на циферблате.В его нынешнем виде он имеет различные цветовые варианты, включая полностью черный цвет с 12-часовым безелем. Часы сохраняют классический вид старых часов для дайвинга с потрясающим ретро-браслетом и предлагают отличный стиль за свои деньги.

Характеристики: Вращающийся безель
Размер: 38 мм
Водонепроницаемость: 50 м

МАГАЗИН ПРЕДВАРИТЕЛЬНО В ЭКСПЛУАТАЦИИ

CWC

Многие энтузиасты часов любят романтизировать использование механических часов в армии, но правда в том, что вооруженные силы повсюду переходили на кварцевые часы, как только могли.Например, G10 начали использовать в вооруженных силах Великобритании в 1980 году. Компания Cabot Watch Company (CWC) до сих пор производит G10 по тем же стандартам, что означает, что вы по-прежнему получаете очень простые, прочные и серьезные часы. .

Характеристики: Люм, отсек для аккумулятора для быстрой замены
Размер: 38 мм
Водонепроницаемость: 50 м

МАГАЗИН БЫВШИЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

Булова

Speedmaster были не единственными часами, которые носили на Луне – во время миссии Apollo 15 командир Дэвид Скотт носил изготовленный на заказ хронограф Bulova на поверхности Луны вместо своего выпущенного НАСА Speedy.В то время как эти часы были механическими, в представленной здесь дань уважения используется хронографическая версия высокочастотного кварцевого механизма Bulova Precisionist. Вместо того, чтобы секундная стрелка тикала каждую секунду, как в стандартных кварцевых часах, она плавно перемещается по циферблату часов.

Характеристики: Хронограф, черный корпус с PVD-покрытием
Размер: 45 мм
Водонепроницаемость: 50 м

МАГАЗИН В НАЛИЧИИ

Seiko

Еще один убедительный пример соотношения цены и качества линейки Prospex. Часы для дайвинга Seiko “Arnie” отличаются серьезным внешним видом и сочетанием аналогового и цифрового (ana-digi) дисплеев.Это не только абсурдно круто (о чем свидетельствует появление на запястье одного Арнольда Шварценеггера в нескольких боевиках 80-х годов), но и заряжает от солнечных батарей и обладает функциональностью.

Характеристики: Солнечная зарядка, хронограф, вторая часовая зона
Размер: 47,8 мм
Водонепроницаемость: 200 м

ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ МАГАЗИН

Учтивость

Кварц для дайвинга Marathon MSAR

Построен в U.S. По военным стандартам, Marathon MSAR (Medium Search and Rescue) – это прочные часы в небольшом корпусе. Его толщина составляет всего 36 мм, по сегодняшним меркам он небольшой, но все же очень прочный и позволяет погружаться на глубину до 300 метров. Он также оснащен трубками с газообразным тритием для люминесценции, что придает приятный, яркий и красочный вид.

Характеристики: Тритиевый просвет, безель для дайвинга
Размер: 36 мм
Водонепроницаемость: 200 м

ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ МАГАЗИН

Longines

Даже среди часов HQA Conquest VHP (очень высокая точность) Longines – одни из самых точных аналоговых часов в мире с гарантированной точностью около пяти секунд в год.Как это делает VHP? Longines добавила в механизм множество интересных технологий, таких как система «определения положения шестерни», которая проверяет точное положение шестерни и корректирует показания, если оно не соответствует временной развертке кварца. Часы также могут регулироваться после удара или в присутствии магнитного поля.

Характеристики: Вечный календарь, точность HQA
Размер: 41 мм
Водонепроницаемость: 50 м

МАГАЗИН БЫВШИЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

Учтивость

Junghans Макс Билл Mega Solar

Многие бренды, такие как Casio и Citizen, дополнили свои кварцевые часы атомным хронометражем с помощью радиосигналов, но Junghans была первой в 1990 году, представив MEGA 1.Теперь немецкий производитель часов внедряет технологию в свой культовый дизайн Max Bill, давая классическим часам Bauhaus возможность настраивать свое время в соответствии с радиосигналами времени. Более того, вечный календарь сохраняет точную дату до 2400 года, а солнечная зарядка означает, что это как можно проще.

Характеристики: Радиоуправляемый хронометраж, вечный календарь
Размер: 38 мм
Водонепроницаемость: 30 м

МАГАЗИН БЫВШИЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

Учтивость

Вы всегда можете рассчитывать на то, что Sinn предоставит великолепный излишеств для своих часов с инструментами, и бренд не разочарует, даже когда он работает с кварцем.Hydro UX – это кварцевый вариант дайвера марки U1, что означает, что он представляет собой потрясающий корпус, сделанный из нержавеющей стали подводного качества (на самом деле). Что действительно отличает часы, так это то, что все они заполнены маслом (опять же, действительно). Масло, по сути, делает часы удобочитаемыми под любым углом (даже под водой), а поскольку механический механизм и масло не взаимодействуют друг с другом, Шинн обратился к кварцевому механизму ETA 955.652 с термокомпенсацией.

Характеристики: Термокомпенсация, маслонаполненный корпус, безель для дайвинга
Размер: 44 мм
Водонепроницаемость: 5,000 м (реально)

ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ МАГАЗИН

Гранд Сейко

Гранд Сейко Спорт GMT SBGN023

гранд-сейко.ком

5 450,00 долл. США

Калибр Grand Seiko 9F, впервые выпущенный в 1993 году, остается одним из самых совершенных кварцевых механизмов из когда-либо созданных. Термокомпенсация, точность до десяти секунд в год и герметичность, так что, за исключением замены батарейки, часы не нуждаются в обслуживании в течение 50 лет. Есть и другие впечатляющие мелкие детали, такие как пружина для предотвращения люфта и высокоскоростной мотор, который меняет дату за 1/2000 секунды. Это удивительно продуманный механизм, сочетающийся с изысканной отделкой корпуса и циферблата, которыми славится Grand Seiko, и эта версия коллекции Sport отличается бонусом в виде функции GMT.

Характеристики: GMT, точность HQA, быстрая дата
Размер: 40 мм
Водонепроницаемость: 200 м

МАГАЗИН ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Механические часы и кварцевые часы

Швейцарская часовая промышленность производит в основном два типа часов: электронные кварцевые часы и механические часы.Три из каждых четырех часов электронные. Несмотря на то, что механические часы производятся в меньших количествах, они чрезвычайно важны с точки зрения стоимости, поскольку составляют более 75% от общей стоимости.

Кварцевые часы

В кварцевых часах сердце состоит из интегральной схемы. Временное деление осуществляется кварцевым генератором, который колеблется под действием электрической энергии, поступающей от батареи. Источник энергии представляет собой миниатюрную батарею со сроком службы несколько лет.Разделение времени осуществляется кварцевым генератором, который преобразует энергию батареи в колебания.

Кварцевые часы чрезвычайно точны благодаря высокой частоте вибрации (32 кГц). Следовательно, их годовой ход очень невелик: порядка одной минуты в год, то есть менее секунды в день.

Кварцевые часы имеют два типа дисплея. Самым распространенным является аналоговый дисплей, то есть с помощью стрелок.

Часы с цифровым дисплеем содержат жидкие кристаллы, которые получают импульсы, необходимые для отображения времени, непосредственно от интегральной схемы.Следовательно, нет механической передачи энергии.

Эти два типа дисплея можно комбинировать, чтобы отображать различные данные, например, время суток и краткое измеренное время.

Схема кварцевых часов
1) Аккумулятор
2) Микросхема
3) Кварцевый
4) Триммер, регулирующий частоту
5) Шаговый двигатель
6) Зубчатая передача
7) Аналоговый дисплей

Механические часы

Стандартные механические часы состоят из около 130 компонентов, собранных в три подузла, а именно: источник энергии, регулирующие части и дисплей.Количество компонентов, естественно, больше у часов с усложнениями (хронограф, календарь, фаза луны, обратная стрелка и т. Д.). Энергия, передаваемая пружиной, передается зубчатой ​​передачей. Спуск передает импульсы, а баланс делит время. Завод, ручной или автоматический через ротор, сжимает пружину.

Схема механических часов
1) Боевая пружина
2) Зубчатая передача
3) Спусковой механизм
4) Колебательный баланс
5) Заводной шток / Ротор
6) Аналоговый дисплей

Автоматические кварцевые часы

Швейцарские часовщики решили объединить эти два типа технологий.Они создали часовой механизм, который работает как кварцевый механизм, но подзаряжается, как механический механизм, в результате чего были получены автоматические часы с точностью кварца.

Принцип его работы прост, но, тем не менее, революционен: автоматический механизм подзарядки (колеблющийся груз) сжимает боевую пружину, которая при отпускании запускает мини-генератор, способный преобразовывать механическую энергию в электрическую. Эта энергия накапливается в конденсаторе. После этого система ведет себя как традиционные кварцевые часы с интегральной схемой, контролирующей распределение энергии и обеспечивающей импульсы, необходимые для приведения в действие шагового двигателя.

Кварцевые часы

Перепечатано с American Time
Норма Бьюкенен

Кварц – король в области хронометрии. Около 95% производимых сегодня часов имеют кварцевые механизмы. Что такое кварцевый механизм и почему кварцевые часы так популярны? Читать дальше.

1. Что такое кварц?

Кварц – это кристаллический минерал, диоксид кремния, который в изобилии встречается в земной коре и является основным компонентом песка.Кварц, используемый в часах, является синтетическим или искусственным. Производители часов используют синтетические кристаллы кварца, а не натуральные, потому что они обладают более стабильными свойствами.

2. Что такое кварцевые часы?

Кварцевые часы – это часы, которые измеряют время с помощью тонкого, как бумага, кусочка синтетического кварца. Кварц очень быстро вибрирует в ответ на электрический заряд; именно эти колебания позволяют часам следить за временем. Кварцевые часы имеют либо аналоговый циферблат с вращающимися стрелками, либо цифровой дисплей, который показывает время цифрами.Большинство аналоговых часов имеют кварцевые механизмы. Все цифровые.

3. Откуда идет электричество?

В большинстве кварцевых часов он питается от батарейки.

Однако некоторые кварцевые часы получают электричество от мини-электрического генератора, встроенного в часовой механизм. Генератор приводится в действие движением запястья пользователя, которое заставляет ротор быстро вращаться. Эти часы продаются японской компанией Seiko под названием «Kinetic» и швейцарским производителем SMH под различными названиями, включая «Autoquartz» и «Omegamatic».«Японская компания Citizen Watch Co. поставляет свою собственную версию этих часов под названием Mecaquartz через свое подразделение частных марок.

Другие кварцевые часы получают электричество от света. Свет преобразуется в электрическую энергию солнечным элементом под циферблатом часов и хранится в конденсаторе. Citizen продает часы с подсветкой под маркой Eco-Drive, а бренд Seiko Pulsar продает их под маркой Pulsar Solar.

4. Как работают кварцевые часы?

Крошечный кусочек кварца служит «генератором» часов.«Все часы имеют своего рода осциллятор – объект, который своим непрерывным, неизменным движением« сообщает »часам или часам, сколько времени прошло. Осциллятор в старинных часах, например, представляет собой маятник.

Кварц – идеальный материал для использования в качестве генератора. Во-первых, при вибрации он теряет очень мало энергии, поэтому колебания чрезвычайно устойчивы. Во-вторых, он проявляет то, что ученые называют «пьезоэлектрическим эффектом», что означает, что он вибрирует в ответ на электрический заряд и, наоборот, генерирует напряжение, когда вибрирует.Это качество играет ключевую роль в работе кварцевых часов. Вот как это работает:

I. Кварцевый генератор получает электрический заряд от интегральной схемы, которая получает питание от батареи часов (или, в случае часов без батареи, от аккумуляторной ячейки). Электричество заставляет кварц колебаться или колебаться со скоростью 32 768 раз в секунду. (Кристаллы кварца можно разрезать так, чтобы они колебались в огромном диапазоне частот. Чем больше кусок, тем медленнее он вибрирует.)

II. Когда кварц колеблется, он посылает электрические импульсы с той же скоростью 32 768 в секунду обратно в интегральную схему. Устройство, называемое «триммером», регулирует колебания кварца.

III. ИС «многократно делит электрические импульсы, пока они не уменьшатся до одного импульса каждую секунду. Фактически, схема подсчитывает импульсы и возвращается к нулю каждый раз, когда счет достигает 32 768».

IV. Если часы представляют собой аналоговую модель, односекундные импульсы передаются на шаговый двигатель, который преобразует их в механические импульсы, приводящие в движение цепочку шестерен и, в конечном итоге, стрелки часов.Если это цифровые часы, интегральная схема продолжает считать импульсы по мере того, как они складываются в минуты, часы, а если часы имеют отображение календаря, то в дни. В цифровых часах ИС также обеспечивает питание дисплея и содержит функции настройки часов. Поскольку в цифровых часах нет шестерен или других движущихся частей, их конструкция называется «твердотельной».

5. Чем кварцевые часы отличаются от механических часов?

Кварцевый аналог
часовой механизм
Он отличается двумя способами.Во-первых, механические часы имеют другой тип генератора, чем кварцевые. Осциллятор в механических часах – это крошечное колесо, которое очень быстро перемещается вперед и назад, называемое «колесом баланса». Во-вторых, механические часы имеют другой источник энергии, чем кварцевые. Механические часы получают свою энергию от постепенного раскручивания пружины, называемой «боевой пружиной». Владелец заводит пружину с помощью заводной головки на боковой стороне часов. Кварцевые часы, как мы видели, работают от электричества.

6.Есть ли преимущества у кварцевых часов перед механическими?

Да, кварцевая технология дает несколько преимуществ. Во-первых, кварцевые часы намного точнее механических. Это потому, что осциллятор кварцевых часов, маленький кусочек кварца, намного более устойчивый осциллятор, чем колесо баланса механических часов. Основное правило хронометража: чем устойчивее осциллятор, тем точнее часы. Кварцевые часы достойного качества обычно набирают или теряют не более одной-двух минут в год.Благодаря своей точности кварцевые часы могут отсчитывать очень короткие промежутки времени. У некоторых есть дополнительные циферблаты или цифровые дисплеи, которые показывают 10-ю долю секунды.

Еще одно преимущество кварцевых часов заключается в том, что в отличие от механических часов, у которых есть заводная пружина, кварцевые часы не нуждаются в заводе.

Третье преимущество кварца заключается в том, что кварцевые механизмы могут быть тоньше механических. Некоторые кварцевые механизмы тоньше 1 миллиметра. Более тонкие механизмы позволяют компаниям производить элегантные и обтекаемые часы.

В-четвертых, кварцевые часы не требуют такого ухода, как механические. Последние требуют регулярной чистки и смазки, что может быть трудоемким и дорогостоящим процессом. С кварцевыми часами недорогая замена батареи на время ожидания – это все, что вам нужно.

В-пятых, электронная схема кварцевых часов позволяет им совершать удивительные подвиги, которые были бы невозможны с механическими часами. Некоторые многофункциональные кварцевые часы могут хранить такую ​​информацию, как номера телефонов или время, затрачиваемое бегуном на прохождение круга в гонке.Некоторые также могут заниматься арифметикой.

7. Если кварц – это так здорово, почему компании до сих пор производят механические часы?

Они делают их, потому что многие потребители ценят мастерство, необходимое для создания механического механизма, и готовы платить за это большие деньги. И поскольку подавляющее большинство производимых сегодня часов – кварцевые, многие люди считают, что прекрасные механические часы выделяют их из толпы. Механические часы стали символом статуса.

8. Все ли кварцевые часы одинаково точны?

Нет. Некоторые кварцевые часы лучше других – например, их зубчатые передачи работают более плавно или они более устойчивы к ударам. Подобные факторы влияют на точность часов.

9. Как определить часы кварцевые или механические?

Следует запомнить несколько правил и подсказок. Во-первых, как отмечалось выше, все цифровые часы – кварцевые, как и почти все женские часы (см. Вопрос 13).

Кварцевый генератор
В мужских аналоговых часах можно разными способами отличить кварц от механического. Многие механические часы с автоматическим механизмом или механизмом с автоподзаводом имеют маркировку «автомат» на циферблате (кварцевые часы редко обозначаются как таковые). Многие механические часы также имеют прозрачные циферблаты или лицевые стороны корпуса, чтобы подчеркнуть их Кварцевые часы почти никогда не делают.

Если в часах есть секундная стрелка, вы можете отличить кварцевые часы от механических, взглянув на стрелку на мгновение.Секундная стрелка кварцевых часов движется рывками, прыгая вперед с интервалом в одну секунду. Секундная стрелка механических часов движется по плавной дуге.

10. Когда были изобретены кварцевые часы?

Первые кварцевые часовые механизмы были созданы в конце 1960-х годов консорциумом швейцарских часовых компаний. Однако после создания своих прототипов эти компании решили больше не развивать кварцевую технологию. Они поняли, что для перехода от производства механических часов к производству кварцевых потребуется полностью переоборудовать их фабрики и оставить без работы тысячи часовщиков.

Одна японская фирма смотрела на вещи иначе. В 1969 году Seiko стала первой компанией, предложившей потребителям кварцевые часы. Это была аналоговая модель Astron 35SQ.

Кварцевые часы появились задолго до появления кварцевых часов. Первый был представлен в 1927 году. Только когда была изобретена интегральная схема, кварцевые механизмы можно было сделать достаточно маленькими, чтобы поместиться в корпус часов. (На самом деле Seiko Astron содержит не интегральную схему, а гибридную схему.Однако вскоре после этого ИС стала стандартом для кварцевых часов.)

11. Кто сейчас производит кварцевые часы?

Кварцевые часы производят почти все часовые компании мира. Большинство кварцевых механизмов производится одной из трех компаний: японскими фирмами Seiko и Citizen – Citizen – крупнейшим в мире производителем кварцевых часов и механизмов – или швейцарским производителем механизмов ETA.

12. Кварцевые механизмы – самые точные измерители времени?

№Один из видов хронометристов, атомные часы, более точен, чем кварцевый хронометрист. В атомных часах в качестве основы времени используется поглощение или испускание электромагнитного излучения атомами или молекулами. Скорость этого поглощения или излучения чрезвычайно устойчива – даже более стабильна, чем колебания кристалла кварца.

Интересно отметить, что кристаллы кварца играют важную роль в атомном измерении времени, даже если они не обеспечивают его временную основу. Частота атомных колебаний слишком высока, чтобы их можно было использовать для непосредственного управления часами.Вместо этого колебания кристалла кварца умножаются и «сравниваются» с атомным осциллятором. Колебания кварца периодически регулируются, чтобы поддерживать их точность, и именно эти колебания фактически приводят в действие часы.

13. Почему почти все женские часы кварцевые?

Часовые компании обнаружили, что женщин меньше интересует механика часов, чем их стиль.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.