Устройство и принцип работы кварцевых часов
С момента изобретения механических часов человеку удалось в значительной мере усовершенствовать их механизм, что позволило добиться точности хода этих часов до 5 секунд в сутки. Однако подобные конструкции были достаточно сложными при изготовлении, а значит и дорогими.
Внедрение электричества во все отрасли человеческой деятельности не обошло и часовое дело. Ввиду этого, с разработкой кварцевых часовых технологий высокоточные механизмы стали общедоступными практически для всех жителей нашей планеты, в то время как качество часов стало зависеть в большей мере от слаженной работы автоматизированных линий, нежели от мастерства изготовителей. В настоящее время значительное число производимых и выпускаемых часов относят к кварцевым. В чем же секрет механизма работы этих столь популярных часов?
Основные составляющие элементы кварцевых часов – это шаговый электродвигатель и электронный блок, который каждую секунду передает импульсы двигателю, поворачивающему имеющиеся стрелки. Кстати, что касается электронного двигателя, то срок его службы достаточно велик.
Свое название эти часы получили от кристалла кварца, находящегося внутри них, который обеспечивает высокую стабильность и частоту внутренних импульсов, что способствует высокой точности их хода. К тому же кварцевый кристалл имеет уникальные свойства: при его сжатии создается электрический импульс; однако при воздействии силы электрического тока данный кристалл стискивается. То есть кварцевый кристалл под воздействием заряда электрического тока может сжиматься и разжиматься.
Электронный блок, а также двигатель кварцевых часов питаются от специальной батарейки, длительность работы которой рассчитана на период в несколько лет, поэтому владельцы таких часов избавляются от необходимости регулярно заводить часовой механизм. А это значит, что кварцевые часы не только отличаются высокой точностью, но и достаточно удобны при их использовании. Строение электронного блока кварцевых часов представлено двумя составляющими элементами – генератором и двигателем. Генератор позволяет вырабатывать электрические внутренние колебания, стабилизирующиеся кварцевым кристаллом. Частота колебаний при этом всегда сохраняется стабильной. В среднем генератор электронного блока вырабатывает свыше 32 700 колебаний в течение секунды. Затем эти колебания преобразуются в импульсы, подающиеся на обмотку электрического двигателя. В ходе прохождения через катушку двигателя электрического импульса создается магнитное поле, поворачивающее имеющийся ротор на половину оборота. А сам же ротор посредством системы шестерен приводит стрелки к вращению.
Иногда вместо привычного циферблата в кварцевых часах может использоваться цифровой дисплей. Зачастую такие часовые механизмы именуют электронными, однако во многих странах мира эти часы называют кварцевыми с цифровой индикацией. Из их названия следует, что в основе этих часов находится кварцевый генератор, а показатели времени отображаются на цифровом табло.
У кварцевых часов колесный механизм обладает тем же ресурсом, что и у механических.
Можно с уверенностью заявить, что кварцевые часы представляют собой компьютер в миниатюре. Осуществив соответствующее программирование их микросхемы, можно с легкость превратить данное устройство в секундомер, хронограф либо другой не менее полезный механизм. В то же время в отличие от часов механических, стоимость кварцевых при оснащении их дополнительными функциями не сильно возрастет.