Кварцевые часы - принцип работы
Сегодня большую часть всех часов - как настенных так и наручных, составляют часы с кварцевым механизмом... как он устроен?
Принцип работы часов с кварцевым механизмом
Часы с кварцевым механизмом работают на основе пьезоэлектрических свойств кристаллов кварца. Кристалл кварца служит сердцем часового механизма. Вот пошаговое объяснение того, как это работает:Кристалл кварца: часы содержат небольшой тонкий кусочек кристалла кварца, обычно имеющий форму камертона. Кварц — это природный кристалл, обладающий пьезоэлектрическими свойствами, что означает, что он генерирует небольшой электрический заряд при воздействии на него механического напряжения.
Колебания: Электронная схема часов посылает электрический ток через кварцевый кристалл, заставляя его вибрировать с определенной частотой. Собственная частота колебаний кварца очень стабильна и постоянна, что делает его отличным элементом хронометража.
Делитель частоты: вибрирующий кристалл кварца действует как делитель частоты. Электронная схема отслеживает количество вибраций (колебаний) в секунду и делит эту частоту для получения более управляемого и точного сигнала хронометража.
Ведение времени: разделенный частотный сигнал затем используется в качестве эталона для измерения времени. Большинство кварцевых механизмов используют частоту 32 768 Гц, что означает, что кристалл вибрирует 32 768 раз в секунду. Подсчитывая колебания, часы могут точно измерять время в секундах.
Привод и дисплей: сигнал хронометража используется для привода шагового двигателя или серводвигателя часов, в зависимости от конкретного типа механизма. Этот двигатель, в свою очередь, непрерывно и точно приводит в движение стрелки часов.
Источник питания: в кварцевых часах в качестве источника питания обычно используется небольшая батарея. Батарея подает необходимую электрическую энергию на электронную схему и кварцевый кристалл. Низкое энергопотребление кварцевых механизмов позволяет этим батареям работать в течение длительного периода времени, прежде чем потребуется их замена.
Регулировка: для обеспечения точного хронометража кварцевые механизмы часто включают механизм регулятора. Этот механизм регулирует скорость двигателя или разделение частоты, чтобы компенсировать любые незначительные изменения частоты кварцевого кристалла из-за изменений температуры или других факторов.
Таким образом, часы с кварцевым механизмом основаны на пьезоэлектрических свойствах кристалла кварца, чтобы обеспечить стабильный и точный эталон времени. Этот точный хронометраж в сочетании с низким энергопотреблением и простотой миниатюризации сделал кварцевые механизмы самым популярным типом часовых механизмов в мире с момента их изобретения в 1960-х годах.
The principle of operation of a watch with a quartz movement
A watch with a quartz movement operates based on the piezoelectric properties of quartz crystals. The quartz crystal serves as the heart of the timekeeping mechanism. Here's a step-by-step explanation of how it works:
Quartz Crystal: The watch contains a small, thin piece of quartz crystal, typically shaped like a tuning fork. Quartz is a naturally occurring crystal that exhibits piezoelectric properties, which means it generates a small electric charge when mechanical stress is applied to it.
Oscillation: An electronic circuit in the watch sends an electrical current through the quartz crystal, causing it to vibrate at a specific frequency. The natural frequency at which quartz vibrates is highly stable and consistent, making it an excellent timekeeping element.
Frequency Divider: The vibrating quartz crystal acts as a frequency divider. The electronic circuit monitors the number of vibrations (oscillations) per second and divides this frequency to produce a more manageable and accurate timekeeping signal.
Timekeeping: The divided frequency signal is then used as a reference to measure time. Most quartz movements use a frequency of 32,768 Hz, which means the crystal vibrates 32,768 times per second. By counting the oscillations, the watch can accurately measure time in seconds.
Drive and Display: The timekeeping signal is used to drive the watch's stepper motor or servo motor, depending on the specific movement type. This motor, in turn, moves the watch hands in a continuous and precise manner.
Power Source: Quartz watches typically use a small battery as their power source. The battery supplies the required electrical energy to the electronic circuit and the quartz crystal. The low power consumption of quartz movements allows these batteries to last for an extended period before needing replacement.
Regulation: To ensure accurate timekeeping, quartz movements often include a regulator mechanism. This mechanism adjusts the speed of the motor or the division of the frequency to compensate for any minor variations in the quartz crystal's frequency due to temperature changes or other factors.
In summary, a watch with a quartz movement relies on the piezoelectric properties of a quartz crystal to provide a stable and precise timekeeping reference. This accurate timekeeping, coupled with low power consumption and ease of miniaturization, has made quartz movements the most popular type of watch movement in the world since their invention in the 1960s.
***
Admin-uzzer July 24 2023 177 прочтений
0 комментариев
Печать
Комментариев нет.