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.

 

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.

 

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 герцЭто примерно в десять тысяч раз больше, чем число колебаний баланса в обыкновенных механических часах. С такой частотой выдает импульсы генератор — аналог баланса.

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.

 

С этой частотой в 32 768 герц — раз в секунду — импульсы подаются на шаговый электродвигатель, который является аналогом спуска.

 

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.