Кварцевые часы

Кварцевые часы — часы, в которых в качестве колебательной системы применяется кристалл кварца. Хотя электронные часы также являются кварцевыми, выражение «кварцевые часы» обычно применяется только к электромеханическим часам (электронным часам со стрелками).

Качественные бытовые кварцевые часы имеют точность ±15 секунд/месяц (в специально спроектированных хронометрах до 0,3 секунды/месяц). Таким образом, выставлять их надо дважды в год. Однако кристалл кварца подвержен старению, и со временем часы начинают, как правило, спешить.

История

Первые кварцевые часы были выпущены в 1957 году компанией Hamilton. В 1978 году американская компания «Хьюлетт Паккард» впервые выпустила кварцевые часы с микрокалькулятором. На нём можно было совершать математические операции с шестизначными числами. Его клавиши нажимали шариковой ручкой. Размер этих часов составлял несколько квадратных сантиметров.

В 1960-х в Швейцарии произошёл «Кварцевый кризис», доля швейцарских часов, проданных на мировом рынке, упала с 50 % до 15 %. Причиной кризиса послужила привязанность швейцарских часовых производителей к старым традициям производства механических часов. Только через 20 лет, благодаря объединенным усилиям нескольких ведущих фирм швейцарской часовой индустрии, Швейцарии удалось вернуть себе лидирующие позиции на мировом рынке.

Принцип работы

Электронная часть часов состоит из генератора колебаний, стабилизированных кварцевым резонатором и делителя. Частота колебаний генератора, как правило, равна 32 768 Гц.
Выбор именно этой частоты обусловлен тем, что для получения секундного такта, необходимого для работы механической части часов, частоту кварцевого генератора требуется разделить на 2. Это делается простейшим двоичным счётчиком, что упрощает электронную часть; особенно актуально это было до начала производства специализированных часовых микросхем.
Импульсы с периодом 1 с подаются на шаговый электродвигатель, вал которого через систему зубчатых колёс приводит в движение стрелки.

Устройство электромеханических часов

Электромеханические часы состоят из таких узлов:

  • источник питания (батарейка, солнечные элементы-подзаряжаемый элемент(solar, tough solar, eco drive), кинетик-ротор заряжающий аккумулятор);
  • генератор с кварцевым резонатором;
  • счётчик-делитель частоты;
  • шаговый электродвигатель;
  • система шестерён, которая передаёт вращение электродвигателя на стрелки;
  • фрикцион перевода стрелок;
  • колесо и стрелка будильника (если таковой есть).

Некоторые модели наручных кварцевых часов имеют цифровой дисплей электронных часов (так называемые гибридные часы ).

Как работают кварцевые часы

Наручные механические часы появились несколько столетий назад. Часовых дел мастерам удалось добиться точности хода часов, при которой отклонение за сутки не превышает 5 секунд. Однако такие часы весьма сложны и дороги. Альтернативой стали часы кварцевые. При меньшей стоимости отклонение их обычно не более нескольких секунд в месяц.

Основными элементами кварцевых часов являются:

  • электронный блок. Он один раз в секунду посылает электрический импульс.
  • шаговый электродвигатель. По сигналу с электронного блока двигатель поворачивает стрелки.

Электронный блок кварцевых часов

Название часы получили от лежащего в основе электронного блока кристалла кварца. Он обеспечивает высокую стабильность частоты вырабатываемых импульсов. Благодаря этой стабильности и обеспечивается высокая точность хода. Кристалл кварца обладает уникальными свойствами: при сжатии он порождает электрический импульс, а при воздействии электрического тока кварц сжимается. Таким образом, кристалл можно заставить сжиматься-разжиматься, т.е. колебаться, под воздействием электрического тока. Подбором размеров кристалла добиваются частоты резонанса 32768 герц. Электронный блок кварцевых часов состоит из генератора, вырабатывающего электрические колебания и кварцевого кристалла, на резонансной частоте которого стабилизируются колебания генератора. В результате сигналы генератора отличаются повышенной стабильностью. Электронная схема (миникомпьютер) подсчитывает сигналы генератора и обеспечивает поворот стрелок, либо вывод информации на дисплей. Иногда стрелки и цифровая индикация совмещаются.


кварц на мат. плате ПК

кварц в часах с электронной индикацией

Для преобразования сигнала с генератора, который выдает импульсы со скоростью 32768 электрических колебаний в секунду в движение стрелок используется система шестеренок и зубчатых колес. Но ни одно механическое устройство не сможет работать с такой частотой, поэтому изначально импульсы генератора проходят через делитель - электронное устройство, суммирующее количество входящих импульсов и выдающее сигналы один раз в секунду. Эти импульсы подаются на обмотку шагового электродвигателя.

Механическая часть

Получая один раз в секунду электрический импульс с электронного блока, механическая часть отрабатывает его поворотом стрелок. Для этого используется хитроумная система зубчатых колес.


Механизм для движения стрелок:

  • 1. Источник питания (как правило батарейка 1.5В)
    2. Шаговый двигатель. При поступлении сигнала с делителя ротор проворачивает зубчатое колесо на половину оборота.
    3. Передаточное колесо
    4. Секундное колесо
    5. Центральное колесо
    6. Часовое колесо

Механизм для перевода стрелок:

  • 7. Рычаг кулачковой муфты
    8. Переводной рычаг
    9. Переводная головка
    10. Переводной вал
    11. Кулачковая муфта
    12. Тормозной рычаг
    13. Минутное колесо
    14. Промежуточное колесо

Колесный механизм у кварцевых часов весьма долговечен. В отличие от механических часов, где все элементы действуют под постоянной нагрузкой скрученной заводной пружины, в кварцевых часах существенная нагрузка возникает только в момент поворота шагового двигателя. Именно поэтому отпал вопрос о количестве \"камней\" (особо твердых элементов механических часов) в часах. Их необходимость отпала сама собой. При этом, теоретически, хорошие кварцевые часы по долголетию не должны уступать механическим. В то же время стоимость кварцевых часов гораздо меньше при большей точности. Благодаря этим фактам кварцевые часы завоевывают все большую долю рынку наручных часов.

Такой же электронный блокна основе задающего кварца, как и в часах, используется во всех современных электронных устройствах, имеющих функцию фиксации времени: мобильных телефонах, компьютерах, системах навигации, пульсомерах и частотомерах.

Двести лет назад часы передавали по наследству из-за их высокой стоимости. Обладание часами являлось, скорее, способом подчеркнуть статус и материальный достаток владельца. Сейчас часы доступны практически каждому. Кварцевые часы не капризны, просты в эксплуатации и, кроме отображения времени, как правило, включают в себя набор дополнительных функций - секундомер, таймер, отображение даты, будильник.

Задать вопрос

Все товары, по тегам

Форма одежды
Институтский переулок, дом 2/1 Москва
8 (495) 946 91 15 info@forma-odezhda.ru