За кілька століть людина змогла значно вдосконалити наручні механічні годинники. Шляхом створення різних складних за конструкцією пристроїв вдалося домогтися точності ходу до + -5 секунд на добу. Але такі годинники були складні у виготовленні і, як наслідок, дуже дорогі.
Електрика, все сильніше вторгається в усі сфери життя людини, не могла обійти годинникову справу. З появою кварцевих технологій високоточні годинники стали доступні кожному жителю Землі, а якість годинників 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 кварцевих.
Як вони влаштовані, як працюють і чому все більше людей віддають перевагу саме кварцевим годинникам?
У двох словах
Основними елементами кварцевих годин є електронний блок і кроковий електродвигун. Електронний блок раз в секунду посилає імпульс двигуну, а той обертає стрілки.
Дуже високу стабільність частоти вироблюваних імпульсів, а значить, і високу точність ходу, забезпечує кристал кварцу, через який годинники і отримали свою назву.
Батарейка, яка живить електронний блок і двигун, розрахована рік (іноді на кілька років роботи) і позбавляє від необхідності заводити годинник протягом усього цього строку. Виходить унікальне поєднання високої точності і зручності у використанні.
Іноді замість циферблата зі стрілками використовується цифровий дисплей. Такі годинники у нас прийнято називати електронними, але у всьому світі їх називають кварцевими годинниками з цифровою індикацією. Ця назва підкреслює, що, по-перше, основою годинників є кварцевий генератор, а по-друге, інформація про час в них відображається у вигляді цифр.
По суті, кварцеві годинники є міні-комп'ютерами. Запрограмувавши відповідним чином мікросхему, їх легко перетворити на багатофункціональний пристрій: хронограф (секундомір), додати до них будильник і т.д. Причому, на відміну від механічних годинників, їх вартість при цьому зростає не так сильно.
Навіщо годинникам кристал?
Кристал кварцу володіє унікальними властивостями: при стисненні він породжує електричний імпульс, а при дії електричного струму кварц стискається. Таким чином, кристал можна змусити стискатися-розтискати, тобто коливатися, під впливом електричного струму. Підбором розмірів кристала домагаються частоти резонансу 32768 герц.
Електронний блок кварцевих годинників складається з двох частин. Одна частина, генератор, виробляє електричні коливання, які стабілізуються кварцевим кристалом на його резонансній частоті. Таким чином, ми маємо генератор електричних коливань, причому частота цих коливань дуже стабільна. Залишається ці рівномірні коливання перетворити на рівномірний же рух стрілок.
Генератор виробляє 32768 електричних коливань в секунду. Це приблизно в 10000 разів більше, ніж число коливань балансу в звичайних годинниках. Жоден механічний пристрій не може працювати з такою швидкістю. Тому інша частина електронної схеми, звана дільником, перетворює ці коливання в імпульси частотою 1 герц. Ці імпульси подаються на обмотку крокового електродвигуна.
Двигун складається з статора, нерухомо закріпленої на ньому котушки з обмоткою і 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 кварцевих годинників має той же ресурс, як і в механічних. Дуже довго прослужить і кроковий двигун. Сьогодні можна зустріти працездатні радіоприймачі 20-х років, тобто ресурс електронних компонентів також великий і до кінця ще не вивчений. І, теоретично, хороші кварцеві годинники з довголіття не повинні поступатися механічним. Статистики по "довгожительства" кварцевих годинників поки не набрано, адже вони з'явилися всього 30 років тому. Але багато електронно-балансові годинник, випущені років 40 тому, прекрасно ходять і до цього дня.
З іншого боку, 100 років тому годинник передавали у спадок тому, що це була надзвичайно рідкісна і дорога річ. Ті часи давно пройшли, сьогодні все частіше ми купуємо нову річ не тому, що стара зіпсувалася, а тому, що вона морально застаріла. А термін, необхідний для морального застарівання, кварцеві годинники виходжують, доставляючи власнику мінімум клопоту.
Але в будь-якому випадку кожен покупець бажає отримати товар якісний, надійний і по можливості не дорогий - кварцеві годинники ідеально відповідають цій вимозі. Існують також більш складні кварцеві годинники з додатковими пристроями. Сьогодні з повною упевненістю можна сказати, що годинник з кварцевим механізмом - гідний конкурент годиннику з традиційною, класичною механікою.
Електрика, все сильніше вторгається в усі сфери життя людини, не могла обійти годинникову справу. З появою кварцевих технологій високоточні годинники стали доступні кожному жителю Землі, а якість годинників 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 кварцевих.
Кристал кварцу володіє унікальними властивостями: при стисненні він породжує електричний імпульс, а при дії електричного струму кварц стискається. Таким чином, кристал можна змусити стискатися-розтискати, тобто коливатися, під впливом електричного струму. Підбором розмірів кристала домагаються частоти резонансу 32768 герц.
