Funkcja kwarcowego zegarka

Analogowe zegarki kwarcowe używają tradycyjnego silnika krokowego, aby wyprzedzić ręce.

Tło

Kwarc jest stosunkowo powszechnym naturalnym minerałem. Zapisz obraz górskiego kryształu autorstwa Galyny Andrushko z Fotolia.com

Piezoelektryczność kwarcu jest znana naukowcom od XIX wieku. Fizycy opracowali i przeanalizowali tę cechę aż do XX wieku, a komercyjni producenci zegarków udoskonalili technologię kwarcu, aby wykorzystać ją jako centralny mechanizm zegarków z lat 70. Zegarki te są znacznie dokładniejsze niż zegarki. zegarki z czysto mechanicznymi ruchami.

Zasady

Wibracje na sekundę są liczone, aby zatrzymać czas. Zapisz obraz przebiegu 20 przez chrisharvey z Fotolia.com

Zastosowanie prądu przemiennego przez kryształ kwarcowy powoduje ciągłe wibracje z pewną częstotliwością. Kiedy częstotliwość jest liczona przez procesor cyfrowy, procesor przesunie wskazanie czasu na sekundę, gdy zostanie osiągnięta odpowiednia liczba wibracji. Liczba ta zwykle wynosi 32 768 wibracji na sekundę. Dokładność zależy w dużej mierze od dokładności i dokładności wytwarzania kryształu kwarcu w celu uzyskania dokładnej liczby drgań na sekundę.

Precyzyjna produkcja

Kryształy są wykonane z topionej krzemionki i mają elektronikę stosowaną przez fotolitografię. Zapisz otwarty obraz chipu autorstwa Alberta Lozano z Fotolia.com

Aby uzyskać wyjątkową precyzję, kryształy kwarcu stosowane w zegarkach muszą być wytwarzane w dokładnych wymiarach. Elektrody, które przenoszą prąd przemienny przez szkło, muszą być umieszczone dokładnie w tym samym miejscu dla różnych kryształów, które mają powodować takie same prędkości wibracji. Kryształy masywnego produkcyjnego kwarcowego zegarka są zwykle dokładne z około 30 zliczeniami na milion wibracji. Dzięki temu zegary te są dokładne z dokładnością do jednej sekundy dziennie.

Temperatura

Kryształ kwarcu może być kontrolowany w temperaturze z niezwykłą precyzją. Zapisz obraz narciarski autorstwa Andrzeja Kaluzy z Fotolia.com

Liczba drgań na sekundę dla danego kryształu jest nieznacznie zależna od temperatury. Wysokiej klasy zegary i zwykłe zegary mogą mieć urządzenia, które korygują temperaturę lub utrzymują kryształ w stałej temperaturze, co zwiększa dokładność zegara. Nadgarstek zwykle używa nagrzewnicy lub piekarnika, aby kryształ kwarcowy kompensował różne warunki temperaturowe.

Samokontrola

Półprzewodnik Zapisz Zamknij zdjęcia zapasów wnętrza lub obrazu układu scalonego autorstwa Alberta Lozano z Fotolia.com

Zegary, które okresowo kontrolują "prawdziwy" czas, uzyskując dostęp do Zegara Atomowego, mogą obliczyć ich współczynniki i dostosować liczbę wibracji, które zliczają na sekundę dla większej dokładności. Zegarki te stają się dokładniejsze przy dłuższym użytkowaniu. Zegarek kwarcowy oceni, czy wygrywasz, czy tracisz czas w okresie między dwoma ostatnimi czasami sprawdzania "prawdziwego" czasu. Jeśli straci czas w tym okresie, użyje mniej wibracji na sekundę, aby obliczyć czas do następnego razu, kiedy oceni swoją dokładność.