Кварцевые часы — это, пожалуй, самый распространенный бытовой прибор, который присутствует в жизни почти каждого жителя нашей планеты. Неважно, будь то наручные, настенные, настольные или, даже, напольные часы — все они работают по одному принципу и устройство их механизма, примерно, схоже.
Появлением кварцевого механизма мы обязаны Уоррену Моррисону и Джозефу Хортону. Именно они, в 1927г., представили миру первые кварцевые часы. К сожалению, размеры часов были настолько велики, а точность настолько низкая, что большого интереса это изобретение не получило. Производители не видели практического применения данному изделию, сложность производства также не добавляла оптимизма.
Нужна была миниатюризация всех элементов механизма, включая элемент питания. На это ушло почти 30 лет.
В конце 50х годов начали появляться первые прототипы микросхем и это стало толчком для развития кварцевого часового дела. Детали становились всё меньше, лампы заменяли на транзисторы и энергоэффективность таких приборов становилась всё выше.
В 1960 году компания Bulova представила модель Accutron, которая более, чем на 10 лет стала главным антагонистом для наручной механики. Accutron предлагал владельцу точность до 2 секунд в сутки, а элемента питания хватало на 1 год. Это еще не были кварцевые часы, т.к. вместо кварцевого резонатора использовали магнитный камертон, но начало было положено. Это был триумф компании, который подстегнул остальных активнее развиваться в этом направлении.
В начале 60х годов швейцарские часовщики презентовали несколько моделей малогабаритных часов с потрясающей, даже для наших времен точностью (менее 1 секунды в месяц). Да, до размеров современных наручных им было ещё далеко, но стало ясно, что развитие технологий в этом направлении движется с большой скоростью и результат не заставил себя долго ждать.
В конце 60х годов миру были представлены такие кварцевые наручные часы, какими мы знаем их и сейчас — Seiko Astron и несколько швейцарских часов на собственных калибрах. Цены на данные часы ещё очень высоки и превосходили цены на механических собратьев, примерно, на порядок.
С течением времени и прогресса стоимость производства компонентов для кварцевых механизмов уменьшалась и часы становились дешевле и доступнее для покупателей.
Окончательный перелом наступил в конце 70х годов — механика утратила лидирующую позицию и уступила первенство популярности кварцевым часам.
Это неудивительно, ведь кварцевые механизмы дешевле, точнее, не нуждаются в постоянном заводе и обслуживании, а если говорить про интерьерные часы, то кварц позволяет воплотить в жизнь совершенно любые фантазии относительно внешнего вида часов.
Как же это работает
Основными элементами кварцевого механизма являются электронный блок и шаговый электродвигатель. Электронный блок раз в секунду посылает импульс двигателю, а тот поворачивает стрелки.
Очень высокую стабильность частоты вырабатываемых импульсов, а значит, и высокую точность хода, обеспечивает кристалл кварца, из-за которого часы и получили свое название.
Зачем часам кристалл
Кристалл кварца обладает уникальными свойствами: при воздействии электрического тока кварц сжимается и вырабатывает электрический импульс. Таким образом, кристалл можно заставить сжиматься-разжиматься, т.е. колебаться, под воздействием электрического тока. Подбором размеров кристалла добиваются частоты резонанса 32768 герц.
Электронный блок кварцевого механизма состоит из двух частей. Одна часть, генератор, вырабатывает электрические колебания, которые стабилизируются кварцевым кристаллом на его резонансной частоте. Таким образом, мы имеем генератор электрических колебаний, причем частота этих колебаний очень стабильна. Остается эти равномерные колебания превратить в равномерное же движение стрелок.
Генератор вырабатывает 32768 электрических колебаний в секунду. Это примерно в 10000 раз больше, чем число колебаний баланса в обыкновенных часах. 32768 — это 2 в 15-й степени, что важно, поскольку в схеме присутствует также простейший двоичный счетчик, он же делитель, на выходе из которого частота снижается до 1 герца — до секундного такта. Эти импульсы подаются на обмотку шагового электродвигателя.
Двигатель состоит из статора, неподвижно закрепленной на нем катушки с обмоткой и ротора — постоянного магнита, насаженного на ось. При прохождении через катушку электрического импульса возникает магнитное поле, которое поворачивает ротор на пол-оборота. Ротор через систему шестерен вращает стрелки.
Устройство кварцевого механизма
1. Корпус механизма
2. Секундное колесо
3. Передаточное колесо
4. Передаточное колесо
5. Ротор
6. Статор
7. Плата с генератором, делителем и катушкой
8. Ложемент
9. Центральное колесо
10.Минутное колесо
11. Часовое колесо
Источник: hermle.ru
Как устроены кварцевые часы?
Думается, всем более-менее понятно принципиальное устройство механических часов. Конечно, скорее менее, чем более, но основа ясна: источник энергии — пружина — воздействует на колесо баланса , частота колебаний последнего определяется спиралью, колебания передаются на узел спуска , а за ним следует передача, она же ангренаж — зубчатые колеса (шестеренки), приводящие в действие стрелки.
На самом деле все неимоверно сложно, но принцип именно таков. Главное, что все это можно увидеть глазами. И даже пощупать руками. Ну, хотя бы виртуально.
А вот кварцевые часы — как построены они? Там ведь не все можно увидеть и тем более пощупать. Однако если разобраться, то в них все проще. Итак, по порядку.
Схема работы простого кварцевого механизма (с секундной стрелкой на отметке “6 часов”). Изображение: Encyclopedia Britannica
БАТАРЕЙКА
Батарейка (на примере механизма ETA Flatline 210.001). Изображение: eta.ch
Источник энергии — батарейка. Энергия не механическая, как в случае пружины, а электрическая. Тем не менее все равно энергия. Батарейка может быть “таблеткой”, а может, например, солнечной. Это лишь детали.
КВАРЦ
Генератор с кварцевым резонатором (на примере механизма ETA Flatline 210.001). Изображение: eta.ch
Колебательная система — генератор с кварцевым резонатором, или сокращенно кварц.
Ток, вырабатываемый батарейкой, заставляет кристалл кварца колебаться (пьезоэлектрический эффект). Этот кристалл — аналог спирали — настраивают на определенную частоту колебаний, чаще всего 32 768 герц. С такой частотой выдает импульсы генератор — аналог баланса.
Микропроцессор / двоичный счетчик (на примере механизма ETA Flatline 210.001). Изображение: eta.ch
32 768 — это 2 в 15-й степени, что важно, поскольку в схеме присутствует также простейший двоичный счетчик, он же делитель, на выходе из которого частота снижется до 1 герца — до секундного такта.
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
Шаговый электродвигатель (на примере механизма ETA Flatline 210.001). Изображение: eta.ch
С этой частотой в 32 768 герц — раз в секунду — импульсы подаются на шаговый электродвигатель, который является аналогом спуска.
СТРЕЛКИ / ДИСПЛЕЙ
Зубчатые колеса и стрелки (на примере механизма ETA Flatline 210.001). Изображение: eta.ch
Далее — система шестеренок и стрелки, это уже чистая механика. Или не стрелки, а опять электроника, обеспечивающая индикацию на цифровых дисплеях.
Как и механические часы, кварцевые могут надстраиваться различными функциями, причем их набор по естественным причинам практически безграничен.
Кварцевые часы по самой своей природе точнее механических. О стандартах точности хода можно прочитать здесь . И — также по понятным причинам — кварц значительно дешевле механики, особенно эксклюзивной.
Казалось бы, смерть ей… Однако человеческая и социальная психология решили вопрос в пользу мирного сосуществования обеих систем. Дай бы бог, чтобы так и во всех других сферах.
Текст: Юрий Райхлин
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзене
Источник: dzen.ru
Кварцевые наручные часы
Сегодня кварцевые часы – это веяние современности, оплот надежности и гарант практичности.
Основа колебательной системы кварцевого механизма — кристалл кварца, а источник питания – батарейка, которая создает непрерывное вибрирование данного кристалла, когда электроника фиксирует колебания напряжения и отмеряет секунды (1 секунда = 32768 Гц).
Двигатель, принимая электрические импульсы, заводит колесный механизм, который контролирует перемещение часовых стрелок. Благодаря точной подаче электрических импульсов, кварцевые часы показывают правильное время.
Поправки вносятся на показываемое ими время только один раз в шесть месяцев. Со временем кристалл кварца начинает «состариваться», а это сильно отражается на механизмах — они начнут либо спешить, либо отставать.
Как работают кварцевые наручные часы
Внутреннее строение
У кварцевых часов электронное сердце — кристалл кварца. Этот микроскопический камушек:
- правит шаговым электронным двигателем, который перемещает стрелки;
- дает знать электронному блоку, что прошел еще один микропериод.
Что касается механической части, то она прослужит долго, поскольку малочисленные зубчатые колеса не ощущают постоянного напряжения от сопротивления скрученной пружинки, да и нагрузка на них кратковременная.
Основа в кварцевом механизме — электронный управляющий блок. Если он сломается, то прибор перестает работать.
Благодаря пониженной нагрузке на движущиеся детали, производители изготавливают аксессуары из современных невесомых пластиков. Это дает возможность уменьшить вес устройства и повысить срок службы батарейки. Таким образом, задача шагового электронного двигателя упрощается во много раз.
Кварцевые часы сверхчувствительны к попаданию воды внутрь корпуса. Чтобы не допустить замыкания или сбоев в работе, нужно тщательно контролировать работу уплотнителей (прокладок) и вовремя заменять на новые.
Даже простенькие модели считаются противоударными.
Элемент питания
Источник энергии – батарейка, питающая электронный блок и шаговый электронный двигатель. Заряд батареек хватает на 5 лет, после чего происходит замена.
Цена
Механические наручные часы — предмет престижа, следовательно, стоят они намного дороже, чем кварцевые. Это объясняется тем, что механические требуют скрупулезной ручной сборки, когда у кварцевых она автоматизированная.
Преимущества и недостатки
- Доступность — механизмы подобных аксессуаров собираются в основном без участия человека.
- Практичность — за счет крошечного механизма, изделия практически невесомы. В них отсутствуют детали, чувствительные к внешнему воздействию.
- Точность — погрешность во времени +/- 20 секунд в месяц.
- Работают исправно — используется маленькое количество механизмов, а это гарантия бесперебойной работы.
- Стойкость к деформированию — ударив об твердую поверхность, работа механизмов не прекратится, а благодаря покрытию циферблата, внешний вид не поменяется.
- Не требуют того, чтобы заводили – механизмы не остановятся до тех пор, пока не сядет батарейка. Срок службы батареи – 5 лет. Сегодня у большинства моделей стоит батарея, работающая на протяжении 10 лет.
Часы наделяются рядом встроенных функций, которые так необходимы людям.
В кварцевых часах на одном уровне с классическим способом находит применение цифровое представление на экране:
- происходит отображение даты и текущего времени;
- владелец получает результаты своих вычислений и статистические данные;
- устройство измеряет параметры, определяющие метеорологические условия и на их основе прогнозирует погоду;
- владелец работает с органайзером и сервисом, поддерживающего одинаковое время на сетевых серверах;
- благодаря встроенной памяти, владелец делает все что угодно с предоставленной информацией.
В сложные модели добавлены GPS, диктофон, видеокамера и прочие цифровые устройства, которые с легкостью помещаются в компактный корпус.
Единственный недостаток — низкая ремонтопригодность. Из-за автоматизированной сборки сложно заменить вручную вышедшую из строя деталь. Проще купить новое изделие, потому что его стоимость, качество и надежность гарантирует долгое использование при соответствующем за ними уходе.
Как выбрать кварцевые наручные часы
Выбор наручных аксессуаров рекомендуется делать по следующим параметрам.
Стиль — внешний вид выбирается исходя из образа и стиля человека. Универсальный вариант — классика.
Цвет — подбирается под вашу цветовую гамму и образ.
Материал корпуса — прочным считается корпус из титанового сплава или нержавеющей стали, а если пластмассовый, то тогда лучше выбирать брендовых производителей.
Не рекомендуется покупать:
- алюминиевый — недостаточно прочный;
- никелевый — опасный для здоровья;
- позолоченный — с годами позолота сходит и это приводит к непрезентабельному виду.
Материал циферблата – органическое стекло (ПММА), хрусталь и сапфировое стекло.
Форма и размер — круг, квадрат, прямоугольник или овал. При покупке учитывается размер запястья.
Ремешок или браслет — ремешок носить удобнее, чем браслет. Со временем ремешок приходит в негодность. Браслет более вынослив.
Стекло:
- пластиковое — выстоит перед появлением маленьких царапин;
- минеральное — способно сопротивляться глубоким царапинам;
- сапфировое — самое надежное.
Подсветка:
- люминесцентная — светонакопительный состав наносится на элементы циферблата и обеспечивает подсвечивание после кратковременного нахождения на свету;
- электролюминесцентная — яркая и насыщенная подсветка включается при нажатии кнопки;
- светодиодная — подсветка в виде энергоемкого фонарика маленького размера;
- тритиевая — продвинутая и технически сложная подсветка, которую выбирают те, кто ценит автономность работы.
Дополнительные функции — будильник, секундомер, календарь, ударопрочность, водонепроницаемость и точность.
Эксплуатация
Перед тем как приступить к установке время/даты, поверните заводную коронку несколько раз против часовой стрелки, и освободите резьбу, которая используется для закрепления этой коронки. Если возникла необходимость вернуть заводную коронку в исходное состояние, то сначала нужно вдавить коронку до самого упора, затем одолев сопротивление пружинки резьбу закрутить по часовой стрелке.
На циферблате дни недели отображаются так: MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT и SUN.
Кварцевые часы имеют функцию секундомера (хронограф), который измеряет интервалы времени.
Запустить секундомер — нажмите кнопку «А».
Отключить секундомер — нажмите снова кнопку «А».
Обнулить результаты — кнопка «В». Если в процессе обнуления хронографа стрелка не вернулась в положение цифры «12», то это говорит о том, что значение сбито.
Как отрегулировать хронограф:
- заводную коронку поставить в положение III;
- нажать кнопку «А»;
- дождаться когда стрелка сделает оборот и зафиксировать возле цифры «12».
Проведя корректировку, стрелка хронографа при обнулении станет автоматически возвращаться к «12».
Меры предосторожности, водонепроницаемых моделей
Если на наручных часах стоит маркировка WR, то это означает, что они не впитывают и не пропускают через себя воду. Водонепроницаемость гарантируется за счет прокладок, которые завинчиваются заводной коронкой.
Резкий перепад температуры, пот, пыль — факторы, которые приводят к плохой службе механизмов.
Поэтому в них запрещено посещать сауны, купаться под душем, плавать и погружаться в воду.
Производители выпускают специальные часы для дайверов. У таких моделей водонепроницаемость WR от 300м и больше. Это означает, что плавать в них можно, главное под водой не отвинчивать коронку. Если она откручена, то вода попадет в корпус и причинит вред механизму.
Если в есть секундомер, то использовать его под водой запрещено, потому что вода попадет через боковые кнопки хронографа.
Производители рекомендуют после плавания сполоснуть часы в чистой проточной воде.
Уход
Часы чистят мягким материалом систематически, кроме кожаного ремешка. Перед тем как приступить к протирке, ткань смачивают теплым мыльным раствором, а после протирки вытирают изделие насухо.
Хранить изделие желательно в коробке, в которой они продавались.
Разбитое или треснувшее стекло обязательно заменяют, иначе пылинки попав в устройство, не дадут хронометрам показывать правильное время.
Не рекомендуется спать с часами, потому что во сне мы не контролируем движения, и можем нечаянно их повредить.
Если вы спортсмен, то вам лучше выбрать часы на каучуковом или металлическом браслете, так как кожаный ремешок обязательно испортиться от пота.
Нельзя бросать устройства в местах, которые подвержены сильным колебаниям температуры, на солнце и рядом с источниками магнитного поля — это однозначно приведет к неисправностям.
Неисправности
Так как у каждой модели своя конструктивная особенность, и имеются разные свойства, то иногда приходится проводить им либо профилактику, либо ремонтировать.
Мастера выделяют несколько основных видов неисправностей, которые приводят к неверному отображению времени, выходу из строя механизма, остановке часовой, минутной и секундной стрелок:
- окисление контактов;
- плохой заряд батареек;
- радиальное прикосновение стрелки о корпус стекла;
- повреждение либо нарушение механизма, которое вызвано механическим путем.
Это далеко не весь перечень проблем, которые могут возникнуть. Каждый обладатель такого изделия обязательно сталкивается с проблемами, в которых он не может разобраться. В таком случае у него есть несколько вариантов, чтобы их решить:
- разбирать самому и привести в непригодность внутренний механизм из-за незнания;
- отдать на ремонт первому попавшемуся «мастеру», за минимальную плату и без гарантий;
- найти действительно хорошего мастера и заплатить ему;
- выбросить и приобрести новое изделие.
Если для кого-то часы – это как перчатки из знаменитой фразы, то в принципе можно не тревожиться. Но для некоторых людей они очень много значат, потому что цена аксессуаров может достигать стоимости автомашины. Вот здесь как раз и придет на помощь профессиональный сервисный центр, который ремонтирует часы и работает с любыми моделями.
Сервисный центр принимает в пределах данной категорий все виды устройств, у которых обнаружены проблемы и недостатки.
Часовщик при вас проведет полную диагностику и выявит причину неисправности механизма, после чего расскажет вам о работе, которую надо провести для устранения, и сообщит сроки, требуемые для выполнения данной работы.
У мастеров есть специальный инструментарий и огромное количество деталей. Мастера ремонтируют все: начиная от лопнувшего стекла и заканчивая рабочим механизмом. Правда, бывают ситуации, когда требуются детали, которых может не оказаться у частных часовщиков, тогда наилучшим решением станет отнести кварцевые часы в профессиональный центр.
Полезные советы при покупке
Мы разобрались, что представляют из себя кварцевые наручные аксессуары. Выяснили плюсы и минусы. А сейчас остановимся на моментах, касающихся самой покупки:
- Приобретайте только у зарекомендовавших себя производителей, так как они следят за репутацией своего бренда.
- Обратите внимание на срок гарантии — он должен быть не менее одного года
- Возьмите чек, потому что если вас что-либо не устроит или наступит гарантийный случай, то он обязательно вам понадобиться.
Источник: vash.market