Пристрій та принцип роботи кварцового годинника
Київ вул. Шота Руставелі 34
Пристрій та принцип роботи кварцового годинника.
За кілька століть людина змогла значно вдосконалити наручний механічний годинник. Шляхом створення різних складних за конструкцією пристроїв вдалося досягти точності ходу до +-5 секунд на добу. Але такий годинник був складний у виготовленні і, як наслідок, дуже дорогий.
Електрика, що все сильніше вторгалася у всі сфери життя людини, не могла обійти годинну справу. З появою кварцових технологій високоточні годинники стали доступні кожному жителю Землі, а якість годинника стала залежати не стільки від майстерності та досвіду людей, скільки від точності роботи автоматичних ліній. Сьогодні абсолютна більшість годинників, що випускаються в світі, відносяться саме до кварцових.
Як вони влаштовані, як працюють і чому все більше людей віддають перевагу саме кварцовому годиннику?
В двох словах
Основними елементами кварцового годинника є електронний блок і кроковий електродвигун. Електронний блок раз на секунду посилає імпульс двигуну, а той повертає стрілки.
1. Котушка 2. Стартор 3. Ротор 4. Триб ротора 5. Магніти
Дуже високу стабільність частоти імпульсів, що виробляються, а значить, і високу точність ходу, забезпечує кристал кварцу, через який годинник і отримали свою назву.
Батарейка, що живить електронний блок і двигун, розрахована на рік (іноді на кілька років роботи) і позбавляє необхідності заводити годинник протягом усього цього терміну. Виходить унікальне поєднання високої точності та зручності у використанні.
Іноді замість циферблату із стрілками використовується цифровий дисплей. Такий годинник у нас прийнято називати електронним, але в усьому світі його називаютькварцовий годинник з цифровою індикацією. Ця назва підкреслює, що, по-перше, основою годинника є кварцовий генератор, а по-друге, інформація про час у них відображається у вигляді цифр.
По суті, кварцовий годинник є міні-комп'ютером. Запрограмувавши відповідним чином мікросхему їх легко перетворити на багатофункціональний пристрій: хронограф (секундомір), додати до них будильник і т.д. Причому, на відміну від механічного годинника, їх вартість при цьому зростає не так сильно.
Навіщо годинник кристал?
Кристал кварцу має унікальні властивості: при стисканні він породжує електричний імпульс, а при впливі електричного струму кварц стискається. Отже, кристал можна змусити стискатися-розжиматися, тобто. вагатися, під впливом електричного струму. Добором розмірів кристала досягають частоти резонансу 32768 герц.
1. Джерело живлення 2. Кроковий двигун 3. Передавальне колесо 4. Секундне колесо 5. Центральне колесо 6. Часове колесо 7. Важель кулачкової муфти 8. Перекладний важіль 9. Перекладна головка 10. Перекладний вал 11. Кулачкова муфта 12. Гальмівний важіль 13. Хвилинне колесо 14. Проміжне колесо 15. Блок кварцового генератора
Електронний блок кварцового годинника складається з двох частин. Одна частина, генератор, виробляє електричні коливання, які стабілізуються кварцовим кристалом з його резонансної частоті. Таким чином, маємо генератор електричних коливань, причому частота цих коливань дуже стабільна. Залишається ці рівномірні коливання перетворити на рівномірний рух стрілок.
Генератор виробляє 32768 електричних коливань за секунду. Це приблизно в 10000 разів більше, ніж кількість коливань балансу взвичайних годинниках. Жоден механічний пристрій не може працювати з такою швидкістю. Тому інша частина електронної схеми, звана дільником, перетворює ці коливання імпульси частотою 1 герц. Ці імпульси подаються на обмотування крокового електродвигуна.
Двигун складається із статора, нерухомо закріпленої на ньому котушки з обмоткою та ротора – постійного магніту, насадженого на вісь. При проходженні через котушку електричного імпульсу виникає магнітне поле, яке повертає ротор на півоберта. Ротор через систему шестерень обертає стрілки.
Скільки ж прослужить "кварц"?
Колісний механізм у кварцового годинника має той же ресурс, що і у механічних. Дуже довго прослужить кроковий двигун. Сьогодні можна зустріти працездатні радіоприймачі 20-х, тобто. ресурс електронних компонентів також великий і остаточно ще вивчений. І, теоретично, хороший кварцовий годинник по довголіттю не повинен поступатися механічним. Статистики з "довгожительства" кварцового годинника поки не набрано, адже вони з'явилися лише 30 років тому. Але багато електронно-балансових годинників, випущених років 40 тому, чудово ходять і донині.
З іншого боку, 100 років тому годинник передав у спадок тому, що це була надзвичайно рідкісна і дорога річ. Ті часи давно минули, сьогодні все частіше ми купуємо нову річ не тому, що стара зіпсувалась, а тому, що вона морально застаріла. А термін, необхідний для морального старіння, кварцовий годинник виходжує, завдаючи власнику мінімум турбот.
Але в будь-якому випадку кожен покупець бажає отримати товар якісний, надійний і по можливості не дорогий - кварцовий годинник ідеально відповідає цій вимогі. Існує також складніший кварцовий годинник з додатковими пристроями.Сьогодні з повною впевненістю можна сказати, що годинник з кварцовим механізмом – гідний конкурент годинника з традиційною, класичною механікою.