Кварцови часовници

Снимка на кварцов часовник

Часовници с кварцов кристален механизъм

Чудили ли сте се защо се нарича кварцов часовник? Или защо кварцовите часовници са толкова много по-точни от часовниците, които се навиват?

 

Снимка на часовник КасиоНай-често срещаният механизъм в съвременните часовници е каврцовият. Кварцовият часовник се задвижва от електронно движение с малък кварцов кристал, интегриран в електрониката на часовника. Благодарение на свойствата на кварца, кристалът ще трепти на практически перфектна честота, когато в него протича електронен ток. Това прави часовниците с кварц невероятно точни. По-високите класове кварцови часовници (например Seiko) могат да останат точни до няколко секунди годишно.

 

По време на 70-те години на миналия век, „кварцовият часовник“ се появи на сцената като най-новата технологична джаджа. Първоначално тези часовници имаха червени LED дисплеи и струваха около $ 500 в САЩ. Оттогава часовникът с кварцов механизъм се е развил така, че LCD или традиционния механичен механизъм (час и минута) показва времето, а цената е драматична. Не е необичайно да намерите кварцови часовници безплатно в кутии със зърнени храни или царевични пръчки!

Кварцов кристал

Кварцовите кристали се използват редовно в продължение на много години, за да дадат точна честота за всички радиопредаватели, радиоприемници и компютри. Тяхната точност идва от невероятна съвкупност от съвпадения: Кварцът – който е силициевият диоксид като повечето пясък – не се влияе от повечето разтворители и остава кристален до стотици градуси по Фаренхайт. Това, което го прави електронно Снимка на кварцчудо, е фактът, че когато се компресира или огъва, той генерира заряд или напрежение на повърхността си. Това е доста често явление, наречено пиезоелектричен ефект. По същия начин, ако се приложи напрежение, кварцът ще се огъне или промени формата си много леко.

 

Ако звънец е направен чрез смилане на единичен кристал от кварц, би звънял в продължение на минути след като бъде използван. В материала почти не се губи енергия. Кварцовият звънец – ако е оформен в правилната посока към кристалната ос – ще има колебателно напрежение на повърхността му и скоростта на трептене не се влияе от температурата. Ако повърхностното напрежение на кристала се отдели с плакирани електроди и се усилва от транзистор или интегрална схема, то може отново да бъде приложено към звънеца, за да не звъни.

Модерните кварцови часовници сега използват нискочестотна лента или тунинг-виличен кристал. Често тези кристали са изработени от тънки листове кварц, покрити като интегрална схема и са гравирани химически до форма. Основната разлика между доброто и средното запазване на времето е началната честотна точност и точността на ъгъла на рязане на кварцовия лист по отношение на кристалната ос. Количеството замърсяване, което е позволено да преминава през капсулата до кристалната повърхност в часовника, също може да повлияе на точността.

 

Електрониката на часовника първоначално усилва шума при кристалната честота. Това се изгражда или регенерира в трептения – започва кристално звънене. Изходът на часовниковия кристален осцилатор след това се преобразува в импулси, подходящи за цифровите схеми. Те разделят честотата на кристала надолу и след това го превеждат в правилния формат на дисплея.

 

Въпреки на пръв поглед сложното обяснение, кварцовите часовници са с най-опростеният часовников механизъм и поради това са и по-евтини. Ако търсите евтини мъжки часовници – кварцовите часовници са добра алтернатива.