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.
Как работают ЭЛЕКТРОННЫЕ И КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ? Сериал «Всё о часах». Серия 4
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.
КАК РАБОТАЮТ КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ
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
Из чего состоят наручные часы: изучаем детали механических и кварцевых часов
Для большинства из нас устройство часов покрыто тайной: они тикают, есть стрелки, которые показывают время – вот, в общем-то, и все. Тем не менее за этим таинственным тиканьем и показаниями стрелок стоит сложнейший механизм, устройство которого нужно знать хотя бы в общих чертах.
В этой публикации мы назовем основные детали часов и вскользь упомянем принцип их действия. Мы постараемся сделать это простыми словами, дабы нас поняли читатели, далекие от часового искусства.
Устройство механических часов
Начнем с наиболее классического варианта – механических наручных часов, которые сначала появились как карманные, а затем, уже значительно позже, достигли такой степени миниатюрности, что смогли переместиться на запястье.
Карманные часы были запатентованы голландским ученым и изобретателем Христианом Гюйгенсом. Именно ему принадлежит пальма первенства в изобретении баланс-спирали, которая является сердцем подавляющего большинства современных компактных механических часов.
Итак, простейшие механические наручные часы состоят из:
- Главная спиральная пружина, сделанная из металла. В наручных часах она обычно закрытая (то есть, находится в специальном барабане). Пружина натягивается с заводом часов и передает им энергию для работы. В классическом варианте за завод часов отвечает специальная головка с рубчатой коронкой.
- Зубчатая передача. Это самая внушительная шестеренка, которой пружина сообщает энергию для движения. Зубчатая передает энергию на более мелкие шестеренки, входящие в механизм.
- Спусковой механизм. Он представляет собой колесо с зубцами, двигающееся с заданной периодичностью (по сути, счетчик). Спусковой механизм в нужный момент высвобождает стрелку, чтобы она могла перейти в следующую позицию.
- Колесо баланса. Это своеобразная платформа, на которой находится механизм. Она совершает поступательно-возвратные движения по принципу маятника и в нужный момент высвобождает спуск.
В строение часов с автоподзаводом входит еще один важный элемент, ротор. Это металлический полукруг с грузом, катающимся при движениях рукой и тем самым заводящим механизм. Если часы с автоподзаводом носить постоянно, то вручную их можно и не заводить.
Дополнительные элементы и механизмы
Выше мы рассмотрели устройство самого примитивного механизма, причем в самом приближенном виде. Но наручные часы могут иметь многочисленные усложнения и сотни деталей. Упомянуть все запчасти в часах в рамках небольшой статьи невозможно, да и незачем: неспециалисту немудрено заблудиться в обилии терминов.
Рассмотрим некоторые названия деталей, узлов и механизмов, которые вам могут пригодиться в разговоре с часовщиками:
Анкерный спуск. Это спусковой механизм, устанавливающийся в большинстве современных наручных часов. Он состоит из анкерного колеса, вилки и уже упоминавшейся связки баланс-спирали.
Камни. Нет, это не драгоценности, украшающие корпус часов. В характеристике часов упоминаются лишь функциональные камни, влияющие на работу механизма. Их основная роль – поддерживать элементы механизма и уменьшать трение. Поначалу в механизмы устанавливали натуральные рубины, сейчас для этой цели используют корунды искусственного происхождения.
Маркетологи выяснили, что потребители предпочитают покупать часы с большим количеством камней. Этим пользуются некоторые недобросовестные производители, устанавливая камни там, где без них легко можно обойтись, и взвинчивая за счет этого цену.
Калибр. Собственно говоря, это просто синоним к слову «механизм часов». Большинство современных производителей часов не выпускает собственные механизмы, а закупает их у специализирующихся компаний. Понятие «мануфактурный калибр» означает, что в часах установлен механизм, собранный собственно производителем с участием ручного труда. Это не значит, что он лучше и надежнее – просто люди любят эксклюзив и готовы за него платить.
Головка. Большинство механических часов без усложнений имеет всего одну головку: заводную. При ее выдвижении (нужно потянуть за коронку) заводная головка превращается в переводную и дает возможность установить стрелки в нужном положении.
Безель. Это вращающийся элемент на корпусе, окаймляющий циферблат. Благодаря нанесенным на него меткам, безель дает возможность сделать точную засечку времени. Например, в дайверских часах безель вращается только в одну сторону, чтобы случайно не повернуть его и не добавить время, что приведет к нехватке кислорода.
Хронограф. По сути, это усложнение, чаще всего использующееся в спортивных часах. Оно представляет собой секундомер, позволяющий отмечать небольшие промежутки времени. Хронограф работает независимо от основного механизма часов, то есть, показывает точное время и отмеряет промежутки одновременно. Сплит-хронограф позволяет делать замеры для двух движущихся объектов одновременно.
Не стоит путать хронограф с хронометром. Хронограф – это опция (усложнение), а хронометр – это особо точные часы, прошедшие соответствующую сертификацию.
Тахиметрическая шкала. Как правило, тахиметрическая шкала наносится либо на циферблат (по краю), либо на корпус вокруг него. Она позволяет рассчитать скорость движения, не прибегая к сложным вычислениям.
Репетир. Усложнение, позволяющее отбивать точное время в заданном интервале. Особой функциональной в наше время он не несет, но, как любое дорогостоящее усложнение, указывает на высокий статус владельца часов.
Турбийон. Во времена изобретения турбийона о наручных часах еще не мечтали, поэтому на тот момент это было революционное открытие, делающее ход часов более точным и независимым от гравитации. Часы с такими усложнениями были очень дорогими и выпускались в единичных экземплярах. Сейчас изобретены более продвинутые турбийоны, а себестоимость их изготовления существенно снизилась. Теперь можно найти часы с турбийоном даже в средней ценовой категории.
Календарь. Самые простые календари – это счетчики дней недели и календарных дат, не учитывающие длину месяца. Однако продвинутые календари механических часов способны на гораздо большее: они даже учитывают високосные года.
Каждое усложнение значительно увеличивает количество деталей и, соответственно, стоимость часов. Например, Swatch Sistem 51 состоят всего из 51 детали, а Franck Muller Aeternitas Mega с 36 усложнениями собраны из 1483 элементов!
Внешнее оформление часов
Все вышеописанное находится внутри часов и чаще всего недоступно нашему взгляду. Зато мы вполне можем оценить внешнее исполнение часов с точки зрения презентабельности, долговечности и декоративных изысков.
Корпус
Подавляющее большинство современных наручных часов выпускается в корпусах из нержавеющей стали. Некоторые модели имеют корпуса из латуни, но ввиду недолговечности этого сплава их обычно покрывают каким-нибудь устойчивым составом.
Кварцевые часы часто имеют корпуса из современных полимерных материалов. Их качество может быть самым разным и зависит преимущественно от добросовестности производителя.
Однако в среднем и высоком ценовом сегменте можно найти часы с корпусами из альтернативных материалов, например, ударопрочной керамики, титана или карбона. Некоторые производители предлагают даже часы в деревянных корпусах!
Ювелирные часы имеют корпуса из золота и серебра (реже – платины). Их часто декорируют драгоценными камнями и кристаллами «Сваровски».
Стекло
Среди всего разнообразия часовых стекол следует выделить три основные группы, причем ни одна из них не представляет собой стекло в привычном нам виде:
- Акриловое (плексиглас, оргстекло). По сути, это пластик, со всеми вытекающими. Он прочен, дешев, ему легко придать самую замысловатую форму. Однако оргстекло легко царапается, да и часы с ним выглядят бюджетно.
- Минеральное. Самый распространенный вариант в часах среднего ценового сегмента. Хорошая «минералка» выдерживает невероятные нагрузки и устойчива к царапинам.
- Сапфировое. Самое дорогое стекло, которое практически невозможно поцарапать. Оно невероятно прозрачное, но может пострадать от сильных ударов.
Циферблат
Большинство циферблатов в наручных часах – цельные, сплошные. Но если в часах имеется сложный механизм, который производитель желает продемонстрировать, циферблат может быть скелетонизированным, то есть частично открытым.
Все механические часы (за небольшим исключением в виде футуристичных дизайнерских моделей) имеют классические циферблаты со стрелками. А вот кварцевые часы могут иметь и электронную индикацию.
Подсветка в механических часах реализуется только в виде люминесцентного состава, нанесенного на стрелки и метки. Кварцевые часы могут иметь и электронную подсветку, в том числе, и интеллектуальную, включающуюся при повороте руки в условиях недостаточной освещенности.
Как устроены кварцевые часы?
Кварцевые часы устроены гораздо проще механических. Но это не мешает им быть более точными, независимыми от внешних воздействий и, при прочих равных условиях, гораздо более доступными.
Внутри кварцевых часов находится сердце механизма – кварцевый генератор. Он заменяет собой баланс-спираль и существенно упрощает устройство механизма. Кварцевые часы не нуждаются в заводе: кварцевый генератор совершает колебания нужной частоты под воздействием тока. Головка в кварцевых часах – исключительно переводная, но может выполнять и дополнительные функции.
Источником энергии для большинства кварцевых часов является батарейка, рассчитанная обычно на 2-5 лет. Но сейчас в состав кварцевых механизмов не обязательно входят традиционные источники энергии: на рынке имеются модели, работающие от энергии солнца или движений человека (так называемые кинетики).
Законодателями мировой моды в отношении кварцевых механизмов являются японцы. Изобретение дешевых, неприхотливых и удивительно точных часов в 1969 году («Astron» от Seiko), положило начало «Кварцевому кризису», который вынудил швейцарцев искать новые подходы к потребителю.
«Начинка» кварцевых часов позволяет наделять их массой опций, недоступных механике. Она может интегрироваться как с классическим, так и электронным циферблатом (плюс плата, микросхемы и жидкокристаллический индикатор). Более того, существуют всевозможные гибриды, сочетающие несколько циферблатов одновременно.
Надеемся, сейчас устройство наручных часов стало вам немного понятнее. Хотя неважно, из каких деталей состоят ваши часы: главное, чтобы они исправно показывали время и были вам по душе!
Источник: sunlight.net
Как устроены кварцевые часы
Выберите ваш город из списка
8 800 555-0-559 8:00-22:00 (МСК)
Каталог
Это популярно
Наручные часы
Страна
Популярные бренды
Корпус
Лучший выбор часов
КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ — СТОИТ ЛИ ПОКУПАТЬ?
Наручные часы – это не только тот предмет, с помощью которого мы узнаем точное время. Это еще и по праву имиджевый аксессуар, подчеркивающий образ своего владельца и способный рассказать о его вкусах, социальном положении и многом другом. Поэтому к выбору наручных часов необходимо подходить со знанием ряда нюансов.
КАК УСТРОЕНЫ КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ
Для простоты понимания можно провести некоторую аналогию с автомобилем. Что в машине главное? Двигатель! Но чтобы автомобиль мог ездить, одного двигателя недостаточно. Нужно еще топливо, а также трансмиссия, через которую он передает крутящий момент на ведущие колеса.
Если провести параллель, то в кварцевых часах функцию топлива берет на себя батарейка. Двигателем выступает кристалл кварца, а вместо трансмиссии здесь присутствует шаговый электромотор, который то и крутит стрелки на циферблате.
В кварцевых часах используется пьезоэлектрический эффект, открытый Пьером Кюри более полутора веков назад. Суть в том, что деформация кристалла кварца вызывает выработку электричества. И, напротив, при воздействии током на кристалл, возникает его деформация и вибрации. Эти вибрации происходят с конкретной частотой, которая четко определена.
Данная частота специально задается непосредственно при производстве кристаллов. Да, вы все поняли правильно. В часах применяется не природный, а промышленно выращенный кварц.
Но почему именно 32768, а не сколько-то либо еще? Все довольно просто. Именно это число получается при возведении двойки в пятнадцатую степень. Вы помните, что стрелки часов приводятся в движение шаговым электромотором. Так вот именно он делит базовую частоту на двойку, и так пятнадцать раз, после чего секундная стрелка делает один шаг.
Пожалуй, этого достаточно для теоретического понимания принципа работы часов с кварцевыми механизмами. Перейдем к практической части и поговорим об их достоинствах, которые важны нам как потребителям.
ДОСТОИНСТВА КВАРЦЕВЫХ ЧАСОВ
Базовая функция (показ точного времени) у многих современных моделей является далеко не единственной. Кварцевые часы способны обладать целым рядом дополнительных возможностей. Например, выполнять функции будильника, хронографа, секундомера, пульсометра и т. д. Некоторые модели даже оснащаются модулем GPS и счетчиком калорий.
Мужские часы, как правило, крупнее, чем женские. Но вся используемая электроника настолько миниатюрна, что может применяться, в том числе в очень компактных моделях. И даже совсем небольшие женские часы могут обладать всем перечисленным функционалом. Разнообразие вариантов оснащения огромно.
Прежде всего, определитесь с тем, какую индикацию вы хотите: стрелочную, цифровую (LED-дисплей) или смешанную. Теперь вспомним про автономность. Замена батарейки раз в пару лет, конечно, нельзя назвать обременительной операцией. Но в некоторых моделях даже этого делать не требуется. В тех, которые оснащены солнечной батарейкой.
Главное, не использовать их в местности, где по полгода длится полярная ночь.
Источник: www.bestwatch.ru