Рассматривая различные системы сертификации часов, мы уже затрагивали тему нормированной точности их хода. Здесь дадим об этом более полную информацию. Сразу оговоримся: тесты, по результатам которых присуждаются (или не присуждаются) сертификаты, достаточно сложны, но для неспециалиста наиболее показательна такая характеристика, как среднесуточное отклонение. На ней и сосредоточимся.
Прежде всего, нужно отметить, что в качестве камертона, то есть инструмента, который признается абсолютно точным и с показаниями которого сверяют ход тестируемых механизмов, в наше время применяются атомные часы. Их погрешности чрезвычайно малы (одна секунда в десятки, сотни миллионов, а то и в миллиарды лет), причем они, естественно, не измеряются непосредственно, а вычисляются на основании фундаментальных физических принципов, вдаваться в которые мы не будем.
КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ
Говоря о бытовых часах, в первую очередь наручных, начнем с кварца. К сертификации кварцевых часов прибегают редко. Среди причин — маркетинг, ведь кварц по своей природе намного точнее механики и при этом, как правило, намного дешевле. Зачем же губить рынок наручной роскоши.
Математика 2 Определение времени по часам
Впрочем, сертификация кварцевых часов не возбраняется, дело хозяйское. Если для обычного, несертифицированного кварца характерны среднесуточные отклонения от 0,5 до 1 секунды, то для получения сертификата хронометра Contrôle Officiel Suisse des Chronomètres (хорошо известный COSC) необходимо уложиться в ±0,07 секунды в сутки.
Компания Breitling создала, запатентовала и сертифицировала в COSC механизм SuperQuartzТМ, практически невосприимчивый к перепадам температуры окружающей среды. Его погрешность составляет ±10 секунд в год, то есть ±0,027 секунды в сутки.
Часы Breitling Chronomat Colt Quartz Steel Mariner Blue и Breitling Professional Aerospace Evo Titanium Volcano Black, работающие на механизме SuperQuartzТМ
Такая же погрешность у механизмов Omega Caliber 5666 (тоже термокомпенсированного) и Grand Seiko 9F.
Часы Omega Speedmaster Spacemaster Z-33 Chronograph и Grand Seiko Heritage SBGT241G, работающие на кварцевых калибрах
Еще точнее Longines Conquest V.H.P. (Very High Precision — “очень высокая точность”) и семейство часов Citizen на механизме Caliber A010: отклонение не превышает ±5 секунд в год.
Citizen Chronomaster AQ1030-57H, Longines Conquest V.H.P. Gold Coast 2018 Commonwealth Games Edition
И наконец, отечественный стандарт для кварца: ГОСТ 26272-98 требует не выходить за пределы ±1 секунды в сутки.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Переходим к механике. Начнем с того, чем закончили для кварца — с отечественного стандарта. ГОСТ 10733-98 устанавливает допустимое среднесуточное отклонение хода в зависимости от диаметра платины механизма. Для малых диаметров (до 20 миллиметров) допускается –40/+85 секунд в сутки, для диаметров от 20 до 26 миллиметров — –20/+60, свыше 26 миллиметров — –20/+50.
Механический калибр Sellita SW 200-1
Точность часов — что это? Секреты ГОСТов
В целом довольно либеральные требования. Однако нельзя сказать, что они во много раз мягче современной зарубежной практики. Так, очень распространенный (и очень качественный) швейцарский калибр Sellita SW 200-1 при стандартной настройке работает с погрешностью ±12 секунд в сутки. Более высокая точность достигается более тонкой регулировкой узла “баланс-спираль” того же калибра.
Rolex GMT Master II
Наиболее распространенный критерий COSC требует от хронометра среднесуточного отклонения в пределах –4/+6 секунд. Среди сертифицированных COSC механизмов — многие ЕТА и Sellita, а также мануфактурные калибры Rolex , Breitling , Omega , Tissot и других.
Vacheron Constantin Overseas Dual Time
Требования Poinçon de Genève (Женевского клейма) несколько мягче: ±1 минута в неделю, то есть ±8,57 секунды в сутки. Это клеймо имеют многие образцы Vacheron Constantin , Cartier , Roger Dubuis и других, в том числе Patek Philippe (до учреждения собственной сертификации).
Omega Seamaster Diver 300m
METAS (Швейцарский федеральный институт метрологии) установил более жесткие критерии, в том числе по точности: допускается отклонение 0/+5 секунд в сутки. Сертификацию METAS активно продвигает Omega , помечая свои часы словами “Master Chronometer”.
Chopard L.U.C Qualité Fleurier
Таких же границ (0/+5 секунд) требует Fondation Qualité Fleurier. Этот сертификат имеют, например, изделия Chopard , Bovet , Parmigiani , Vaucher. Требования обсерваторий Безансона (Франция) и Гласхютте (Германия) по погрешности хода совпадают с COSC: –4/+6 секунд в сутки.
А вот мануфактуры, которые решились выдавать сами себе свои собственные сертификаты, относятся к самим себе значительно строже.
Patek Philippe требует от себя не выходить за пределы –3/+2 секунд в сутки. Grand Seiko имеет три стандарта: базовый (–3/+5), Special (–2/+4) и VFA (Very Fine Adjusted — “очень точно настроены”, –1/+3). Ulysse Nardin сертифицирует себя при точности –2/+6 секунд в сутки, а Richard Mille добивается ±30 секунд в месяц. В сутки это всего ±1 — уже сопоставимо с базовыми кварцами!
Мимоходом отметим, что с развитием IT ситуация с точностью хода часов довольно быстро приобретает принципиально новые черты. Так, смарт-устройства, показывающие время, хотя бы даже и посредством механики (гибридные), имеют возможность выходить в Сеть и раз в день (или столько раз, сколько захочется) производить корректировку текущего времени, добиваясь почти абсолютной точной индикации. Впрочем, это уже другая тема.
Текст: Юрий Райхлин
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзене
Источник: dzen.ru
Какие часы самые точные в мире
Когда-то люди определяли время по солнцу. Солнечные часы давали огромную погрешность, но при том ритме жизни десять минут туда-сюда не имели особого значения. Потом появились всевозможные песочные, водяные и прочие часы, но с их помощью можно было измерять лишь небольшие промежутки времени.
Сейчас мы значительно ускорились, требования к точности показаний времени неимоверно возросли. Ныне погрешность, измеряемая в десятках секунд в сутки, считается высокой. А в некоторых областях нашей жизни имеют значение и доли секунды.
Часовые компании соревнуются друг с другом, пытаясь предложить потребителю самые точные устройства. Но и они находятся в жестких условиях: большинство потребителей не готовы выкладывать сотни тысяч долларов за эталонную точность.
Точность хода часов напрямую зависит от типа устройства. После этого в ход вступают и прочие факторы: угол наклона, воздействие магнитного поля земли, состояние механизма или электроники, аккуратность исполнения и так далее.
Тем не менее давайте посмотрим, какие часы являются самыми точными и можно ли надеть их на руку.
Мирный атом
Самые точные в мире часы – это прибор, принцип действия которого основан на внутримолекулярных (атомарных) процессах. Их так и называют, атомными, реже – молекулярными или квантовыми. В основу большинства известных ныне квантовых часов положены колебания атома цезия-133, так что именно этот элемент является эталоном измерения времени.
Первые атомные часы были созданы более полувека назад, в 1967 году. Сразу с момента изобретения они нашли широчайшее применение в навигации, военной и космической технике, связи и некоторых других областях.
Благодаря изобретению атомных часов человечество узнало многое о времени. Например, стало известно, что наша Земля замедляет вращение. Это замедление исчисляется в долях миллисекунд, однако в свете тысячелетий это уже имеет значение.
Какими бы ни были точными атомные часы, но и они со временем устаревают и нуждаются в усовершенствованиях. Последняя разработка в этом направлении – атомные часы Quantum Logic Clock, созданные в США. На данный момент это самый точный прибор для определения времени на Земле: их погрешность составляет одну секунду за 3,7 миллиарда лет!
Атомные часы – серьезный, дорогой и отнюдь не компактный прибор. Они обычно стационарные, тем не менее на их базе был разработан и наручный вариант.
Первопроходцем в области наручных атомных часов выступила американская корпорация Bathys Hawaii. В 2013 году она презентовала миру первую, достаточно неуклюжую модель, сердцем которой стала капсула, заполненная цезием-133 в газообразном состоянии.
Со временем наручные квантовые приборы стали более стильными и компактными, однако по этим показателям им пока далеко до привычных нам моделей. Да и стоят наручные атомные часы порядка 13 тысяч долларов. В общем, на любителя, зато какая точность!
Слева — первые наручные атомные часы, справа — современная модель
Какие наручные часы являются самыми точными?
Большинство известных нам наручных часов относятся к одной из обширных групп:
- Механические. В основу действия таких часов положен механизм с баланс-спиралью, изобретенный гениальным Христианом Гюйгенсом в 1675 году, но сам принцип был разработан еще раньше, в 725 году, в Китае. Механические часы нуждаются в периодическом заводе (или автоподзаводе), обычно при помощи специальной головки. Это самый старый, заслуженный и респектабельный вариант из ныне существующих.
- Кварцевые. Так принято называть электромеханические часы, где колебательная система реализована через кристаллы кварца. Питание осуществляется от батарейки. Первой ласточкой, пролетевшей в этом направлении, принято считать Astron, выпущенные Seiko в 1969 году. Сейчас большинство часов со стрелками в низкой и средней ценовой категории являются кварцевыми.
- Электронные. Сердцем электронных часов является кварцевый генератор, создающий электромагнитные колебания. Он взаимодействует с микросхемой, а информация о времени и прочих показаниях выводится на жидкокристаллический дисплей. Питание – от миниатюрной батареи. Массовое производство и повальное увлечение электронными часами началось примерно в 70-х годах прошлого столетия.
Принцип работы электронных и кварцевых часов имеет много сходных черт. Более того: некоторые кварцевые часы, помимо классических стрелок, имеют и ЖК-дисплеи. Такие модели называют гибридными.
До изобретения атомных часов Quantum Logic Clock самыми точным в мире являлся так называемый Парижский эталон, пребывающий в Институте Времени. Это тоже квантовые часы, но показывающие время с куда более значительной погрешностью: секунда за тысячу лет.
Механические часы
Механические часы, в большинстве своем, высокой точностью не отличаются: для недорогих моделей погрешность в 7-8 секунд – это уже хороший результат, для элитарных – 2-3 секунды. И это в сутки.
Самые дорогие модели оснащаются механизмом под названием «турбийон», запатентованный французом Бреге в 1801 году (часы «брегет» помните?). Так вот, турбийон частично компенсирует воздействие магнитного поля Земли, что положительно сказывается на точности работы механизма, снижая погрешность до 1-2 секунд в сутки.
Но самыми точными на данный момент механическими часами являются фантастические Zenith Defy Lab, презентованные широкой публике в 2017 году. При их реализации были применены новые технологии и материалы, что позволило достичь сенсационных результатов.
Zenith Defy Lab называют величайшим изобретением в часовой индустрии со времен Гюйгенса. И не зря: погрешность хода революционного механизма равна всего 0,3 секунды в сутки!
Запас хода составляет около 60 часов, механизм не нуждается в смазке, демонстрирует высочайшую точность даже в неблагоприятных условиях (например, высоких и низких температурах), не зависит от гравитации и магнитного поля Земли. Сплошные плюшки, только доступна такая роскошь лишь избранным: стоимость таких часиков измеряется в десятках тысяч долларов.
Если же говорить о механике в принципе, то самыми точными признаны часы Ольсена, находящиеся в ратуше Копенгагена. Механизм, состоящий более чем из 14 тысяч элементов, «грешит» лишь на секунду за 600 лет! Очень неплохой показатель, особенно если учесть, что часы Ольсена были созданы еще в 1955 году.
Раньше все часы можно было именовать хронометрами. Все правильно, ведь это приборы для измерения времени («хроноса»). Ныне так называют только особо точные модели, сертифицированные по стандарту COSC. Погрешность механического хронометра не может превышать +6/-4 секунд в день.
Кварцевые часы
Переходим к кварцевым часам. Самые дешевые кварцевые часы точнее дорогого механического хронометра. Обычные качественные модели на кварце дают погрешность в 15 секунд, но это в месяц. А у премиальных кварцевых моделей этот показатель еще ниже, около 1-3 секунд в месяц!
Продвинутые модели демонстрируют еще более высокую точность. За пальму первенства в этой номинации состязаются преимущественно японские гиганты: Casio, Citizen, Seiko и другие. Пока лидирует Citizen со своими шедевральными Chronomaster, дающими погрешность всего в 5 секунд в год.
На точность хода кварцевых часов влияет преимущественно степень износа кварцевого элемента. В целом они показывают куда более высокую устойчивость к внешним воздействиям: магнитному полю, экстремальным температурам, высокому давлению и так далее.
Именно благодаря независимости работы кварцевого генератора такие часы чаще других используются в экстремальных условиях: для туризма, выживания, альпинизма, дайвинга и так далее. Например, механические часы для дайвинга с аналогичными характеристиками будут на порядок дороже кварцевых.
Часы Citizen в каталоге Sunlight
Электронные часы
Как мы уже говорили выше, принцип действия электронных часов (не путать со смарт-часами) основан на колебаниях, создаваемых кварцевым генератором. Так что по точности электронные и кварцевые часы сопоставимы.
Однако у электронных часов есть одно уязвимое место – ЖК-дисплей, который чувствителен к воздействию внешних факторов. Поэтому среди моделей, предназначенных для нужд армии, спасателей, спортсменов-экстремалов и особенно дайверов, чистокровных электронных моделей ощутимо меньше.
Сапфировое стекло, стальной или титановый корпус и заполнение маслом способны нивелировать негативные воздействия, однако это ведет к существенному удорожанию изделия. Подобные предложения имеются в линейке спортивных часов G-Shock от Casio, но бюджетными их точно не назовешь.
Не стоит торопиться отправлять сильно грешащие часы в мусорку. Отнесите их в мастерскую: механику подрегулируют. С кварцевыми и электронными моделями сложнее: как правило, приходится менять износившийся генератор вместе с платой, что не всегда экономически целесообразно.
Немного о радиоконтроле
Отдельно стоит упомянуть кварцевые и электронные модели, снабженные радиомодулями. Они лоцируют местоположение благодаря связи со спутником, получают сигнал с атомных часов и синхронизируются с ними. То есть, где бы вы ни находились, вы будете знать точное время без погрешностей.
Больше всего подобных моделей предлагают традиционно японские производители. Электронные часы с радиоконтролем стоят значительно дешевле аналогичных приборов со стрелками: неплохую модель можно приобрести всего за 100 долларов. Электромеханика намного дороже. Это вполне объяснимо: изменить циферки на дисплее технически проще, нежели подвести стрелки.
Для реализации большинства наших бытовых целей сверхточность не нужна, так что покупка дорогих часов – это больше демонстрация статуса и уступка собственным хотелкам, нежели насущная необходимость. Но если в вашей жизни важны даже доли секунды, тогда придется взглянуть в сторону сверхточных, но недешевых хронографов!
Источник: sunlight.net
Что означает точность часов?
Европейский стандарт ISO 3159, принятый в 1976 году – на сегодняшний день является основным ориентиром. Часы, отвечающие всем его критериям, называют хронометрами.
Хронометры – особо точные часы, их характеристики подтверждаются циклом испытаний в специальной лаборатории. Средняя погрешность хода механических хронометров не должна превышать -4/+6 секунд в сутки.
Точность механических балансовых часов
До определённого момента точность хода механических часов определялась работой маятника и зависела от гравитации. Сами часы могли располагаться только горизонтально и были настенными или напольными. В 1675 году голландский математик и физик Христиан Гюйгенс изобрел замену маятнику, узел баланс-спираль.
Самыми точными механическими часами в мире считаются Zenith Defy Lab, представленные в сентябре 2017 года. В них узел баланс-сприраль заменён одной деталью – осциллятором из монокристаллического кремния. Производитель обещает погрешность суточного хода этого механизма в пределах +/- 0,5 секунд за 48 часов.
Точность кварцевых часов
Кварцевые часы на порядок точнее механических. Погрешность несертифицированных моделей может составлять до +/- 20 секунд в месяц, а у моделей лучших производителей до +/- 5 секунд в год.
Наручные часы Emporio Armani Aviator AR11106 с хронографом
В кварцевых часах регулятором точности выступает кварц. От источника энергии – батарейки – к электронному блоку подаётся ток. Под его воздействием кристалл сжимается и разжимается, пульсируя с высокой резонансной частотой.
Кварцевый генератор может вырабатывать до 32768 колебаний в секунду с очень стабильной частотой. Делитель преобразует эти колебания в импульсы, те попадают на обмотку шагового электродвигателя, а он в свою очередь отвечает за перемещения стрелок на циферблате.
Что влияет на точность кварцевых часов?
- – Частота генератора.
- – Колебания температуры.
- – Старение кристалла кварца (вызывает снижение резонансной частоты).
Источник: www.alltime.ru