Как работают кварцевые часы?

Человечество уже несколько столетий не представляет себе жизни без часов и постоянно совершенствует эти механизмы. Удалось добиться невероятной точности хода - +/- 5 секунд в сутки. Стоят такие сложнейшие приборы весьма дорого, но в быту вполне достаточно той точности, которую обеспечивают кварцевые часы, тем более что уж они-то доступны абсолютно всем.

Сегодня подавляющее большинство выпускаемых в мире часовых механизмов относится к кварцевым. Время от времени, глядя на движущуюся стрелку или мелькающие на табло секунды, ловишь себя на мысли: «Интересно, а как они работают?» И если вам попала на глаза эта статья, давайте остановимся на секундочку и узнаем, наконец, что такое кварцевые часы.

Коротко о главном

Основные элементы в механизме часов - шаговый электродвигатель и электронный блок. Один раз в секунду блок посылает двигателю электрический сигнал, и он поворачивает стрелки. Питание двигатель и блок получают от микробатарейки, которая рассчитана на несколько лет. Заводить кварцевые часы нет необходимости.

Электронный блок состоит из генератора электрических колебаний и делителя, их преобразующего. В генераторе расположен кристалл кварца, который является источником периодических импульсов. Они передаются с большой точностью, обусловленной пьезоэлектрическим эффектом кристалла.

Особенность кварцевого генератора состоит в том, что вырабатываемые им импульсы имеют очень высокую частоту – 32768 колебаний в секунду. Поэтому делитель преобразует их в колебания с частотой 1 герц и передает на обмотку шагового двигателя. При прохождении через катушку электрический импульс возбуждает в ней магнитное поле, которое вызывает движение ротора на пол-оборота. Тот, в свою очередь, вращает стрелки. Вот так и работают кварцевые часы.

Их механизм можно считать мини-компьютером, потому что запрограммированная микросхема может превратить их в многофункциональный прибор, включающий в себя секундомер, хронограф, будильник, компас и пр. Иногда вместо циферблата в них используется цифровой дисплей. В этом случае информация о времени выводится в виде цифр, но основой их все равно является кварцевый генератор.

Конструкция механизма на кристаллах очень проста. Примечательно, что кварцевые часы не содержат элементов, работающих в состоянии напряжения. Именно поэтому они такие долговечные. Механизм их постоянно совершенствуется. Неудивительно, что кварцевые часы приобретают все большую популярность.

Мы и не задумываемся над тем, что механизмы на основе электронного кварцевого блока работают и во всех известных электронных устройствах, которые имеют функцию фиксации времени: компьютерах, мобильных телефонах, системах навигации, пульсометрах и т. д.

Можно сказать, что, выбирая кварцевые часы, мы отдаем дань современности, ведь они были созданы всего лишь чуть более 40 лет назад. Сторонников у этих часовых механизмов теперь не меньше, чем у механических. Часы, которые мы носим на руке, характеризуют нас точно также, как любимые книги, автомобиль или костюм.

Считается, что кварцевые модели выбирают динамичные люди, которым в часах важна их точность и неприхотливость. Кроме наручных, выпускаются часы кварцевые настенные, настольные, каминные. Почти в каждом доме и офисе есть эти неутомимые хранители нашего времени. Разнообразные по дизайну и функциям, оригинальные и простые, они всегда рядом с нами. Они нужны и незаменимы.