Что такое кварцевый механизм в часах это

Классификация часов по типу механизма

Все механизмы делятся на две основные группы: кварцевые и механические.

Кварцевый (QUARTZ)

Принцип действия базируется на способности кварцевого кристалла при прохождении через него электрического тока выдавать импульсы с определенной частотой.

Кварцевый аналоговый (стрелочный)

• Кварцевая точность
• Надежность (лучше выдерживают кинетические воздействия)
• Тоньше чем механический
• Простота в обслуживании (замена элемента питания (от 3 до 10 лет))
• Продолжительный срок службы
• Возможность производства многофункциональных часов (дата, день недели, лунный календарь, будильник)

Кварцевый жидкокристаллический

• Обладает такими же характеристиками, что и кварцевый аналоговый
• Цифровая индикация
• Возможность размещения большого количества информации одновременно (как правило спортивные часы)

Кварцевый комбинированный

• Комбинированный механизм
• Аналоговая и жидкокристаллическая индикация.
• Совмещение двух часов в одном корпусе. В основном это спортивные часы, которые при сохранении классической формы несут функцию спортивных за счет наличия второго дисплея с цифровой индикацией.

Кварцевый с использованием альтернативных источников энергии – АВТОКВАРЦ и ЭКО–ДРАЙВ.

В первом случае использование кинетической энергии вращения маятника, как в механических часах с автоподзаводом, которая превращается в электрическую, аккумулируется в емкости и приводит в действие кварцевый механизм. Во втором – преобразование энергии света. Эти достаточно новые технологии возникли из–за необходимости использования экологически чистых источников энергии.

Кварцевые часы, как это работает!

Механический

Здесь имеет смысл упомянуть о том, почему механические часы считают более престижными, нежели кварцевые. Если рассматривать не серийные механизмы, а уникальные по своей конструкции, то можно говорить про точность и функциональность (высокая точность хода, возможность измерять отрезки 1/10 доли секунд (36000 колебаний в час), избыточный завод ( 50 часов), и тонкость механизма – 6,5 мм). Но особенные свойства этого механизма должны быть соответственно оценены (дорогие часы).

Механика с автоподзаводом

Ротор от колебаний при ношении часов заводит пружину, которая в свою очередь вращает механизм. Присутствует индикация даты и дня недели.

• толщина корпуса
• необходимость промывки и настройки механизма раз в два года
• невысокая точность до +/– 15 минут в месяц
• пониженная ударопрочность
• сильная чувствительность к магнитным полям

• «живые» часы
• плавность хода

Механика с ручным подзаводом

Пружина заводится не с помощью ротора, а вручную, как правило, один раз в сутки. Характеристики те же что и у автоматического механизма, за исключением того, что этот механизм может быть более тонким из–за отсутствия маятника. В настоящее время встречается и производится все реже.

Как работают и как устроены наручные кварцевые часы.

Хронометр

Точные механические часы, сертифицированные Палатой мер и весов Швейцарии, и сопровождающиеся официальным сертификатом этого органа о соответствии принятым нормам. На каждые часы выдается сертификат с данными теста.

Механический хронограф

Секундомер с автоподзаводом или ручным заводом.

Достаточно сложный механизм, особенно если он многофункционален и «уложен» в тонкий корпус. Как правило, дорогие часы.

Изобретение хронографа относится к 1720 году, когда английский часовщик по фамилии Грэхэм (Graham) создал первые часы, которые позволили измерить отрезок с точностью 1/16 секунды. В 1831 году был изобретен сплит–хронограф – часы, с секундомером, имеющие функцию промежуточного финиша. Хронограф, принципы работы которого остались неизменными до наших дней (включение, остановка и возвращение к нулю), был разработан Адольфом Николем (Adolphe Nicole) в 1862 году. С того времени до середины нашего века было сделано около 400 изобретений, касающихся усовершенствования работы механизма хронографа.

Широкое распространение хронографы получили с развитием аэронавтики и спорта. Благодаря повышению требований к хронографам был изобретен хронограф с функцией Fly–back. Для осуществления воздушной навигации на маленьких самолетах используются компас и часы.

Двигаясь в воздушных коридорах, пилот должен следовать в заданном направлении по компасу в течение заданных промежутков времени. При смене курса ему необходим новый отсчет времени. При больших скоростях полета и низкой высоте требуется максимально быстрое переключение хронометра с минимальным количеством движений.

Для этого была изобретена функция fly–back, позволяющая производить сброс показаний хронографа одновременно с началом нового отсчета. При этом используется только одно нажатие кнопки, в отличие от стандартного хронографа, где требуется два нажатия. Такие хронографы впервые стали производиться для германской авиации в 30–ые годы швейцарскими фирмами Hanhart и Tutima.

Приблизительно в 1910 году создали ручной хронограф. Вообще развитие наручных часов и хронографов как типа наручных часов шло друг за другом. Инновации в производстве наручных часов достаточно быстро появлялись и в производстве хронографов. Появлением водонепроницаемых часов в 1930 году привело к производству водонепроницаемых хронографов в 1933.

То же самое произошло и при появлении антимагнитных часов. Хотя были и исключения. В 30–40–х годах широкое развитие получили часы с автоподзаводом. Но совмещение автоподзавода с хронометром и, тем более, серийное производство автоматических хронографов было невозможно из–за существовавших тогда технических проблем.

Например, Lemania = один из крупнейших производителей часовых механизмов, разработала автоматический хронограф уже в 1947 году, но серийное производство его так и не начиналось. В результате в течение следующих 20 лет, до 1965 года, существенных изменений в производстве автоматических хронографов не произошло.

В 1965 году была создана Ассоциация из компаний Buren–Hamilton, Breitling, Dubois–Depraz и Heuer–Leonidas для решения проблемы совмещения механизма хронографа с механизмом часов с автоподзаводом. В результате 3 марта 1969 года был презентован первый автоматический хронограф, презентация которого одновременно состоялась в Женеве, Нью–Йорке, Токио, Гонг–Конге и Бейруте. Новый Caliber 11 назвали Chronomatic (от chronograph и automatic). Он работал с частотой 19 800 полуколебаний в час. Chronomatic выпускался с 1969–1972 г.

Затем был изобретен Caliber 12 с частотой 21 600 полуколебаний в час. Пример – Жан Марсель с функцией fly back. Самая важная функция этого хронографа называется «обратный полёт» («retour en vol» или по–английски «fly back»), которая позволяет одним нажатием второй (нижней) кнопки хронографа вернуть центральную секундную стрелку к нулю и снова начать отсчёт.

В обычном хронографе эта операция проходит в два этапа: сначала останавливают стрелку с помощью кнопки остановки, а затем другой кнопкой заставляют её вернуться в начальное положение. Чтобы вновь начать замеры, необходимо ещё раз нажать первую кнопку. Таким образом, для нового измерения требуется три нажатия на кнопки. При использовании хронографа с функцией «обратный полёт» стрелка возвращается к нулю и немедленно начинает новые замеры при единственном нажатии на кнопку, расположенную внизу. Эта функция необходима при проведении нескольких различных, следующих один за другим измерений, во время которых нежелательны задержки между этими измерениями отрезков времени.

Источник

Про часовые механизмы простыми словами.

И Вы перестанете млеть от слов «бесшумный механизм плавного хода работающий всего от одной пальчиковой батарейки».

Напомню — я говорю о стандартных кварцевых механизмах для настенных и настольных часов БЕЗ дополнительных функций. Я не претендую на истину в последней инстанции и все нижесказанное основано на собственном скромном опыте.

Они все работают от 1 батарейки размера АА (то есть пальчиковой)

Они все имеют примерно одинаковые размеры ( это примерно 55-58 х 55-58 х 15-17 мм). То есть взаимозаменяемы. И не смотря на то, что разные производители используют разную систему крепления механизма, в 95% случаев замена механизма не вызывает проблем. А вот стрелки могут и не подойти, тут посадочные размеры и способ крепления очень важен. Поэтому часто меняется механизм со стрелками.

Секундная стрелка (как впрочем на всех часах, включая наручные) вещь чисто декоративная, на показания времени не влияющая, и служит лишь для того, что бы Вы , взглянув на часы , поняли, что они идут. ( хотя совершенно не факт, что показывают верное время ))))) ).

О месте производства.

В бывшем Советском Союзе кварцевых механизмов для настенных часов приличного качества так делать и не научились. И в России их тоже не делают. Никаких. ни хороших, ни плохих. Что бы на них не было написано, часы могут быть сделаны в России, механизмы — нет.

В остальном мире два центра производства — Европа (Германия (заводы в Германии, Чехии и естественно в Юго-Восточной Азии)) и Юго-Восточная Азия (Китай, Тайвань, Гонконг). У нормальных фирм точность хода и качество сопоставимы.

Теперь собственно о механизмах.

Самым простым, надежным и долговечным является обычный тактовый механизм. Механизм на 60 ударов ( как Вы поняли — по числу шагов секундной стрелки в 1 минуте).

Единственным недостатком такого механизма является более высокая шумность. Хотя на это может влиять:

Качество изготовления механизма.

Состояние Вашей нервной системы (некоторых, например, тикающие часы наоборот успокаивают).

Если у Вас уже есть часы, а звук механизма раздражает, то не спешите их забрасывать на антресоль.

В большинстве случаев механизм там меняется достаточно легко. Или можно просто убрать секундную стрелку (заменив ее заглушкой) и все станет существенно тише.

Механизм так называемого «плавного хода» отличается наличием дополнительной шестеренки и называется уже «на 360 ударов». Как Вы поняли каждый секундный шаг разделен на 6 частей и этим достигается визуальная плавность хода.

Достоинством этого механизма является гораздо меньшая шумность. Но выражение «бесшумный» тут неуместно. Звук работы такого механизма — постоянный легкий шелест (ну как будто кто-то ползет по осенней листве например)))) ) и в полной тишине слышен прекрасно. Я не пугаю, а говорю как есть. Просто чаще всего, просьба установить механизм плавного хода мотивируется невозможностью заснуть под тиканье. а это уже совсем к другим специалистам.

Плюсы не бывают бесплатными.

У механизмов плавного хода гораздо большее энергопотребление ( батарейки Вы будете менять гораздо чаще) , меньше ресурс и надежность.

Кстати, немцы не делают механизмов с плавным ходом. Не знаю их логику, но это факт. И , думаю, не потому что не умеют.

Источник

Устройство и принцип работы кварцевых часов

За несколько столетий человек смог значительно усовершенствовать наручные механические часы. Путем создания различных сложных по конструкции устройств удалось добиться точности хода до +-5 секунд в сутки. Но такие часы были сложны в изготовлении и, как следствие, очень дороги.

Электричество, все сильнее вторгавшееся во все области жизни человека, не могло обойти часовое дело. С появлением кварцевых технологий высокоточные часы стали доступны каждому жителю Земли, а качество часов стало зависеть не столько от мастерства и опыта людей, сколько от точности работы автоматических линий. Сегодня абсолютное большинство выпускаемых в мире часов относятся именно к кварцевым. Как они устроены, как работают и почему все больше людей отдают предпочтение именно кварцевым часам?

В двух словах

Основными элементами кварцевых часов являются электронный блок и шаговый электродвигатель. Электронный блок раз в секунду посылает импульс двигателю, а тот поворачивает стрелки.

1. Катушка 2. Стартор 3. Ротор 4. Триб ротора 5. Магниты

Очень высокую стабильность частоты вырабатываемых импульсов, а значит, и высокую точность хода, обеспечивает кристалл кварца, из-за которого часы и получили свое название.

Батарейка, питающая электронный блок и двигатель, рассчитана на несколько лет работы и избавляет от необходимости заводить часы в течение всего этого срока. Получается уникальное сочетание высокой точности и удобства в использовании.

Иногда вместо циферблата со стрелками используется цифровой дисплей. Такие часы у нас принято называть электронными, но во всем мире их называют кварцевыми часами с цифровой индикацией. Это название подчеркивает, что, во-первых, основой часов является кварцевый генератор, а во-вторых, информация о времени в них отображается в виде цифр.

По сути, кварцевые часы являются мини-компьютером. Запрограммировав соответствующим образом микросхему, их легко превратить в многофункциональное устройство: хронограф, секундомер, добавить к ним будильник и т.д. Причем, в отличие от механических часов, их стоимость при этом возрастает не так сильно.

Зачем часам кристалл

Кристалл кварца обладает уникальными свойствами: при сжатии он порождает электрический импульс, а при воздействии электрического тока кварц сжимается. Таким образом, кристалл можно заставить сжиматься-разжиматься, т.е. колебаться, под воздействием электрического тока. Подбором размеров кристалла добиваются частоты резонанса 32768 герц.

1. Источник питания 2. Шаговый двигатель 3. Передаточное колесо 4. Секундное колесо 5. Центральное колесо 6. Часовое колесо 7. Рычаг кулачковой муфты 8. Переводной рычаг 9. Переводная головка 10.Переводной вал 11. Кулачковая муфта 12.Тормозной рычаг 13. Минутное колесо 14. Промежуточное колесо 15. Блок кварцевого генератора

Электронный блок кварцевых часов 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. Ни одно механическое устройство не может работать с такой скоростью. Поэтому другая часть электронной схемы, называемая делителем, преобразует эти колебания в импульсы частотой 1 герц. 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.

Сколько же прослужит «кварц»?

Колесный механизм у кварцевых часов имеет тот же ресурс, что и у механических. Очень долго прослужит и шаговый двигатель. Сегодня можно встретить работоспособные радиоприемники 20-х годов, т.е. ресурс электронных компонентов также велик и до конца еще не изучен. И, теоретически, хорошие кварцевые часы по долголетию не должны уступать механическим.

Статистики по «долгожительству» кварцевых часов пока не набрано, ведь они появились всего 30 лет назад. Но многие электронно-балансовые часы, выпущенные лет 40 назад, прекрасно ходят и по сей день.

С другой стороны, 100 лет назад часы передавали по наследству потому, что это была чрезвычайно редкая и дорогая вещь. Те времена давно прошли, сегодня все чаще мы покупаем новую вещь не потому, что старая испортилась, а потому, что она морально устарела. А срок, необходимый для морального устаревания, кварцевые часы выхаживают, доставляя владельцу минимум хлопот.

В нашей стране механические часы пока популярнее кварцевых. Но, по прогнозам зарубежных специалистов, в ближайшие годы ситуация будет резко меняться и через 4-5 лет доля кварцевых часов составит не менее 80% рынка.

Какие часы точнее?
У механических часов точность зависит от множества факторов: температуры, положения часов, степени завода пружины, износа деталей, регулировки. В кварцевых часах все проще: частота импульсов, вырабатываемых кварцевым генератором, практически постоянна. А двигатель и стрелки — это просто исполнительное устройство, их дело — вращаться по команде. И если для механических часов хорошим результатом считается отклонение +-20 секунд в сутки, а +-5 секунд — почти предельным, то основная масса кварцевых часов обеспечивает точность около +-20 секунд в месяц, а лучшие — до +-5 секунд в год. Даже дешевые кварцевые часы точнее механического хронометра.

Почему механизмы кварцевых часов часто делают пластмассовыми?
Все детали механических часов большую часть времени находятся под нагрузкой, которую создает заводная пружина, и только в очень малые моменты времени, когда баланс и анкерная вилка разрешают повернуться анкерному колесу, это напряжение падает. Большие нагрузки, высокое контактное давление, требуют использования твердых материалов, таких как сталь, латунь, рубин.

В кварцевых же часах все наоборот: большую часть времени детали свободны. И только когда шаговый двигатель поворачивает колеса, на короткое время детали оказываются нагруженными. Это позволяет использовать более мягкие материалы. К тому же мощность, развиваемая шаговым двигателем, во много раз меньше мощности, развиваемой заводной пружиной.

Чтобы двигатель смог повернуть стрелки, детали кварцевого механизма должны быть как можно легче, а трение — меньше. Пластик легче стали, а при специальном подборе пластиков удается сделать трение в паре «пластик-пластик» в несколько раз меньше, чем в паре «сталь-латунь», обычно используемой в механике. Другими словами, в кварцевых часах использование пластика по многим причинам предпочтительнее.

Кстати, у Seiko, например, состав пластмасс, используемых в механизмах, запатентован.

Почему в кварцевых часах обычно нет камней?
Потому, что они там не нужны. Вопреки распространенному мнению, камни в механических часах используются не потому, что они позволяют снизить трение, а потому, что рубин тверже и лучше выдерживает контактное давление. А в кварцевых часах оно очень мало.

Обычно в кварцевых часах ставят один камень — нижнюю опору ротора шагового двигателя. Дело в том, что статор двигателя достаточно сильно «притягивает» ротор, и эта опора единственное место в часах, где контактное давление относительно велико.

Почему кварцевые часы дешевле?
Точность хода кварцевых часов определяется только параметрами генератора. Кварцевые часы не требуют тонкой ручной настройки при сборке, в них относительно мало деталей. Это позволяет большинство операций по изготовлению деталей и сборке механизма поручить автоматике. Естественно, себестоимость таких часов ниже.

Боятся ли кварцевые часы ударов?
В кварцевых часах нет деталей, чувствительных к ударам подобно оси баланса в механических. Фактически, все кварцевые часы являются противоударными. Они почти не чувствительны к обычным в реальной жизни ударам, которые выводят из строя механику. Но экспериментировать, проверяя их на прочность, мы не советуем.

Какие часы дольше прослужат?
Многие говорят, что механические часы служат намного дольше, чем кварцевые. В пример приводят экземпляры сто и даже двухсотлетней давности. Но многие ли из часов, выпущенных 100 — 200 лет назад, работают сегодня

Источник