Як працюють кварцові годинники

 

Наручний механічний годинник з’явився кілька століть тому. Годинникових справ майстрам вдалося домогтися точності ходу годинника, при якій відхилення за добу не перевищує 5 секунд. Однак такі годинники дуже складні і дороги. Альтернативою стали годинники кварцові. При меншій вартості відхилення їх звичайно не більше кількох секунд в місяць. Основними елементами кварцових годинників є:

• електронний блок. Він один раз в секунду посилає електричний імпульс.
• кроковий електродвигун. По сигналу з електронного блоку двигун повертає стрілки.

Електронний блок кварцових годинників Назва годинник отримали від лежачого в основі електронного блоку кристала кварцу. Він забезпечує високу стабільність частоти вироблюваних імпульсів. Завдяки цій стабільності і забезпечується висока точність ходу. Кристал кварцу володіє унікальними властивостями: при стисканні він породжує електричний імпульс, а при впливі електричного струму кварц стискається. Таким чином, кристал можна змусити стискатися-розтискати, тобто коливатися під впливом електричного струму. Підбором розмірів кристала домагаються частоти резонансу 32768 гц. Електронний блок кварцових годин складається з генератора, що виробляє електричні коливання і кварцового кристала, на резонансній частоті якого стабілізуються коливання генератора. В результаті сигнали генератора відрізняються підвищеною стабільністю. Електронна схема (мінікомп’ютер) підраховує сигнали генератора і забезпечує поворот стрілок, або виведення інформації на дисплей. Іноді стрілки і цифрова індикація поєднуються. кварц на мат. платі ПК

кварц у годинах з електронною індикацією

Для перетворення сигналу з генератора, який видає імпульси зі швидкістю 32768 електричних коливань в секунду в рух стрілок використовується система шестерень і зубчастих коліс. Але жоден механічний пристрій не зможе працювати з такою частотою, тому спочатку імпульси генератора проходять через дільник – електронний пристрій, підсумкове кількість вхідних імпульсів і видає сигнали один раз в секунду. Ці імпульси подаються на обмотку крокового електродвигуна. Механічна частина

Отримуючи один раз в секунду електричний імпульс з електронного блоку, механічна частина відпрацьовує його поворотом стрілок. Для цього використовується хитромудра система зубчастих коліс.

Механізм для руху стрілок:

1. Джерело живлення (як правило батарейка 1,5 В)

 

2. Кроковий двигун. При надходженні сигналу з дільника ротор провертає зубчасте колесо на половину обороту.

 

3. Передаточне колесо

 

4. Колесо секундне

 

5. Центральне колесо

 

6. Сервіс колесо

 

Механізм для переведення стрілок:

7. Важіль кулачкової муфти

 

8. Переказний важіль

 

9. Перекладна головка

 

10. Переказний вал

 

11. Кулачкова муфта

 

12. Гальмівний важіль

 

13. Хвилинне колесо

 

14. Проміжне колесо

 

Колісний механізм у кварцових годинників досить довговічний. На відміну від механічних годинників, де всі елементи діють під постійним навантаженням скрученої заводний пружини, в кварцових годинниках істотне навантаження виникає тільки в момент повороту крокового двигуна. Саме тому відпало питання про кількість “каменів”” (особливо твердих елементів механічних годин) у годинах. Їх необхідність відпала сама собою. При цьому