Кварцевые часы – что это за механизм?

Каждый человек воспринимает часы по-своему. Для одних — это устройство, позволяющее отслеживать текущее время, для других это визитная карточка. Ключ к миру богатых знаменитостей. Высокая стоимость и известный бренд говорят о статусе владельца.

Для некоторых людей данный атрибут являются неотъемлемым элементом стиля. Современные часы можно разделить на два типа. С механическим устройством и хронометр с аккумулятором. Часики с батареей могут быть электронными, кварцевыми, аналоговыми цифровыми часами.

Что такое кварц?

Люди часто задаются вопросом, как этот крошечный предмет может показать время (причем очень точное). Кварц является одним из самых используемых минералов на земле. Это песок с научным названием диоксид кремния. Он состоит из таких химических элементов как кремний и кислород.

Этот элемент достаточно распространён, чем объясняется популярность кварца. Название происходит от немецкого слова «Quarz», что переводится как «твёрдый». Название полностью соответствует ему так как кварц очень прочный.

Он обычно встречается вблизи месторождений горных пород. Часто это бесцветные кристаллы. Но иногда встречаются варианты с различными цветовыми оттенками. Например, аметист — драгоценный камень с красивым фиолетовым оттенком.

Одним из свойств этого минерала является пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектричество означает, что минерал может генерировать электрический ток при воздействии напряжения.

Отличительной чертой кварца является то, что он обладает обратным пьезоэлектрическим свойством. Он будет двигаться или колебаться, если на него подаётся электрический ток. Это уникальное свойство в сочетании с тем, насколько он и дешёвый, делает кварц идеальным выбором для использования в качестве часового механизма.

Что такое кварцевые часы?

Это устройство, в котором кварц используется в качестве основного часового механизма. Основная функция часов — точно отслеживать время. Так, маятниковые часы используют для этого движение маятника. В механических применяется балансировочное колесо, и спусковой механизм для отслеживания времени.

Механические часы необходимо регулярно заводить, и они не отслеживают идеальное время. Это неприемлемо для общества, которое полагается на точное время для решения своих повседневных задач. Человечеству нужны часы, которые могут работать без особо прилагаемых усилий.

Первые кварцевые часы

В начале 1920 года было обнаружено, что кварц идеально подходит для использования в подобном устройстве. Как и любая новая технология, первые кварцевые часы были массивными и неудобными в использовании. Наконец, в 1969 году компании Seiko удалось изготовить первые наручные часики на основе кварца.

Уменьшив размеры электрического полупроводника (отвечающего за подсчёт вибрации кристалла и посылающего сигнал на циферблат), размер кварцевого кристалла, аккумулятора и так далее, Seiko удалось сжать весь механизм. Он поместился в маленький корпус.

Первые кварцевые часы назывались Seiko Astron и были очень дорогими. Благодаря инновациям, массовому производству и дешёвым полупроводникам они постепенно становились дешевле. Аксессуар стал очень популярным и распространился по всему миру. Впервые обычные люди стали приобретать и использовать наручные часы, которые раньше предназначались исключительно для состоятельного слоя общества.

Как работают часы?

Аккумулятор генерирует электрический ток питающий чип. Микросхема посылает напряжение кварцу, заставляя его колебаться и вибрировать. Кварцевый кристалл обычно изготавливается в форме камертона, поскольку эта форма является наилучшей для получения последовательных колебаний.

Колебание вновь улавливается чипом. Исходная частота колебаний обычно составляет 32768 Гц (или 32768 раз в секунду). Данная частота достаточно высока, чтобы люди не могли её слышать, и довольно низкая, чтобы чип мог использовать её для получения 1 секунды.

Это делается путём деления 32768 на 2 пятнадцать раз. Микрочип передаёт электрический ток на двигатель один раз в секунду. Двигатель перемещает стрелки с помощью зубчатых колес. Хронометр часов основан на физических свойствах кварца и специальном чипе, которые почти идеальны даже в условиях массового производства.

Главное преимущество кварцевых часов — их точность. Большая часть кварцевых часов имеют точность + -10 секунд в месяц, что намного лучше, чем у их механических аналогов, которые получают или теряют столько за сутки. Есть еще одна замечательная особенность таких часов.

Они не очень чувствительны к ударам и изменениям температуры. Пока конструкция корпуса прочна, ничто не может разрушить механизм.