Кварцевые это на батарейках

Autoquartz, Kinetic и другие

Одним из главных недостатков кварцевых часов является необходимость замены батарейки. Чтобы избавиться от этого недостатка, часовщики использовали несколько способов.

Наиболее распространенными технологиями кварцевых часов, в которых не нужно менять батарейку, являются Kinetic/Autoquartz и EcoDrive. Обе технологии основаны на том, что часы способны «улавливать» энергию извне часов и за счет нее подзаряжать элемент питания часов.

В технологии Kinetic/Autoquartz источником энергии служат движения руки человека, а в технологии EcoDrive — солнечная энергия, падающая на циферблат часов. Часы Kinetic/Autoquartz и EcoDrive не являются часами «без батарейки». И часы Kinetic/ Autoquartz, и часы с технологией EcoDrive остаются обычными кварцевыми часами с элементом питания, который может самозаряжаться. Дело в том, что батарейки, которые устанавливаются в обычных кварцевых часах, нельзя зарядить, а в часах Kinetic/ Autoquartz и EcoDrive используется не обычная батарейка, а заряжаемый элемент питания — аккумулятор или конденсатор.

КАК РАБОТАЮТ КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ

Kinetic и Autoquartz — два названия одной и той же технологии. Первое использует разработчик технологии, компания Seiko, второе — ряд швейцарских компаний, выпускающих аналогичные по сути механизмы. Естественно, в данном случае мы говорим только об общей идее технологии. Каждый из выпускаемых механизмов имеет свои особенности.

Например, некоторые из механизмов с технологией Autoquartz могут быть «заведены» вращением заводной головки, как в обычных механических часах. Слово «заведены» поставлено в кавыч¬ки, т.к. в данном случае на самом деле происходит не завод пружины, а зарядка аккумулятора часов.

Часы Kinetic — это кварцевые часы, не требующие замены батарейки. В них кинетическая энергия движения руки человека преобразуется в электрическую, питающую механизм часов. Механизм Kinetic является симбиозом кварцевых часов и механических часов с автоподзаводом. При движениях руки груз, аналогичный грузу в часах с автоподзаводом, вращается вокруг оси и через систему шестерен вращает ротор генератора. Электрический ток, вырабатываемый генератором, заряжает накопитель энергии — конденсатор.

Чтобы генератор смог выработать ток нужного напряжения, ротор должен вращаться с большой скоростью. Если в механических часах колесная передача от груза автоподзавода до барабана уменьшает обороты, то в KINETIC наоборот. Колесная передача часов KINETIC обеспечивает скорость вращения ротора до 100 000 оборотов в минуту (это примерно в 5 раз больше числа оборотов двигателя болида Формулы-1).

При таких больших скоростях главной проблемой становится трение в опорах ротора. Для уменьшения трения генератор сконструирован так, что ротор висит в магнитном поле, как в невесомости, почти не касаясь опор. Благодаря магнитной подвеске ось, имеющая на концах диаметр в 3-4 раза тоньше человеческого волоса, спокойно выдерживает вес ротора, который примерно в 20 раз тяжелее ротора шагового двигателя, Технологическим шедевром считаются изготовленные с высочайшей точностью миниатюрные опоры оси ротора. С той же целью — уменьшения трения — была разработана специальная смазка для опор, обладающая малой вязкостью.

При резких движениях, например, при ударе рукой по столу, груз может начать вращаться во много раз быстрее обычного. Чтобы предотвратить разрушение цапф оси ротора необходимо ограничить скорость его вращения. Для этого в передаче использована фрикционная муфта. Она выглядит как обычное колесо с трибом, но колесо сидит на оси не жестко, а с некоторым трением.

При нормальных скоростях триб вращается вместе с колесом, но при резких ускорениях триб муфты проворачивается относительно колеса, предохраняя ротор. Ротор генератора,вращающийся с огромной скоростью, должен быть отбалансирован с очень высокой точностью, иначе он просто разрушит часы.

Впрочем, часы с подобными технологиям не пользуются большой популярностью у покупателей, отдающих предпочтение скорее кварцевым моделям. В связи с этим производителям приходится изобретать различные способы увеличения автономности кварцевых часов, т.е. срока, в течение которого они могут работать без замены батарейки или подзарядки.

Автономность кварцевых часов зависит от двух факторов: емкости источника пита¬ния и потребляемого часами тока. Потребляемый ток зависит от конструкции механизма, и в наибольшей степени от наличия дополнительных устройств: подсветка, хронограф, сигнал, других функций часов, потребляющий много энергии. Также влияние оказывают такие характеристики самой батареи, как ток саморазряда, способ¬ность батареи не терять герметичность в течение какого-то срока. Некоторые компании используют ряд энергосберегающих технологий, основанных на одной идее: на время, в которое часы не используются, в них отключается ряд узлов, требующих существенного количества энергии. Например, компания Seiko создала принципиально новый механизм, использующий кинетическую энергию движения и перерабатывающий ее в электрическую, получивший название система Seiko Kinetic.

Механизм кварцевых часов состоит из нескольких функциональных блоков: генератор колебаний, электронный блок, который подсчитывает колебания и переводит их в понятное нам время, индикатор, т.е. система шестерен, вращающих стрелки, или LCD-дисплей. Большая часть энергии потребляется именно индикатором.

Идея конструкторов состоит в том, чтобы на время, когда часы не используются, «отключать» индикацию. Так, например, в часах Kinetic Auto Relay останавливаются стрелки, а в цифровых часах Casio «гаснут» цифры на дисплее. Внешне часы «спят», но электронный блок продолжает отсчитывать время. И после того как владелец возьмет часы в руки, специальный датчик активизирует механизм и тот автоматически выставит правильное время.

В 1999 году японская компания SEIKO объявила об очередном технологическом прорыве — создании Kinetic Auto Relay. Эти часы способны показывать правильное время, даже если в них не меняли батарейку или не пользовались до четырех лет. Большая часть энергии в кварцевых часах — около 85% — расходуется на вращение стрелок, и лишь 15% затрачивается на работу их электронной части, которая, собственно, и отсчитывает время. Электронный мозг часов Kinetic Auto Relay может останавливать стрелки, экономя за счет этого энергию для более длительной работы.

Kinetic Auto Relay созданы на базе технологии Kinetic, но имеют особый электронный блок, и не один, как в обычных кварцевых часах, а несколько шаговых двигателей. Когда Kinetic Auto Relay носят на руке, стрелки двигаются, как обычно. Если же часы остаются неподвижными более чем 72 часа, они переходят в режим сбережения энергии — электронное устройство останавливает стрелки. При этом потребление энергии уменьшается более чем в 6 раз.

Но даже когда стрелки остановились и часы находятся в режиме сбережения энергии, электронный блок продолжает отсчитывать время. Стоит немного пошевелить часы, чтобы груз автоподзавода пришел в движение. После этого, как по команде электронного мозга, высокоскоростной шаговый двигатель установит на правильное текущее время часовую и минутную стрелки, а затем другой шаговый двигатель выставит и секундную стрелку. Ручной настройки может потребовать только календарь.

Срок, в течение которого часы могут работать в «спящем» режиме, зависит от накопленной энергии. При полной зарядке они будут отсчитывать время в течение четырех лет.

Источник

Кварцевые часы

Сложно встретить более распространенное устройство, чем кварцевые часы. Это устройство лучше всего иллюстрирует принцип развития технологий. Сначала изобретается принципиальный способ производства такого типа устройств. Потом, когда пройдет десяток — другой лет, какая-то компания возьмется за серийный выпуск. Устройство какое-то время будет престижным и сверхпопулярным, а потом станет обыденным и широко распространенным.
Сейчас не проблема встретить настенные и настольные кварцевые часы, наручные, мужские, женские, детские, и тому подобное. Они дешевы, но все так же надежны и точны, работают долго и безотказно. Почему такие часы не отстают и не спешат – рассказано ниже.

Кварцевые наручные часы в семидесятых годах прошлого столетия были модным и престижным атрибутом. Но их история начинается гораздо раньше. Между изобретением принципиальной возможности использования кристалла кварца для изготовления хронометра и серийным производством прошло 28 лет.

В 1929 году некто В. Мориссон разработал механизм, аналогом которого и сейчас оснащены все кварцевые часы.

Такое часто случается, но изобретение поначалу не привлекло внимания крупных производителей. Со временем все кардинально изменилось.

Первой заинтересовалась изобретением американская компания Hamilton. В 1957 году она выпустила первую партию кварцевых часов, и маховик начал раскручиваться. Новинка стала суперпопулярной как в электромеханическом, так и в электронном исполнении. Мужские и женские кварцевые часы стали предметом культа, сначала на Западе, потом и в Восточной Европе, проникнув через непроницаемый железный занавес.

Мужские и женские кварцевые часы с кожаными ремешками

Кварцевые хронометры начали выпускать многие американские, швейцарские, даже российские, тогда еще советские, компании. Многие помнят, что особенной популярностью пользовались часы с калькулятором, с набором мелодий чем больше, тем лучше и с другими дополнительными элементами.

В настоящее время какие часы ни возьми, они окажутся кварцевыми. Настенные, наручные, на первый взгляд механические (на самом деле электромеханические) – у всех есть этот простой, но эффективный механизм. Даже престижные бренды используют его, что уже говорить о компаниях, занимающихся выпуском продукции для массового потребителя.

Настенные кварцевые часы

Это не странно. Кварцевые часы работают точно, срок службы большой, а стоимость производства – копеечная.

Современная ситуация на мировом рынке кварцевых часов однозначному описанию не поддается. Иногда сложно разобрать, на самом деле ли компания производит часы или заказывает у производителя, но под своим брендом, как Avon Full Speed.

Принцип действия и прочие технические подробности

В чем причина поражения механических часов перед кварцевыми? Ведь механические часы производились на протяжении не одного столетия, технологии их производства отработаны до совершенства, накоплен огромный опыт. Но не все так просто. Даже очень качественные механические часы демонстрируют относительно невысокую точность, работают с разбросом в пять секунд в сутки.

Их сложно регулировать, ремонт требует времени и квалификации. Почему отстают или спешат механические часы – понятно. В то же время настольные кварцевые часы, стоящие дешево, точность большая, срок службы более, чем солидный. Почему они практически не отстают и не спешат – тоже понятно.

Нет более важного элемента кварцевых часов, чем, собственно, кристалл кварца.

Принцип действия хронометра построен на некоторых физических свойствах этого кристалла. Дело в том, что кристаллы сжимаются под воздействием электрического тока, а в сжатом состоянии работают, как генераторы электрического импульса. А это значит, что можно подобрать такие параметры работы кристалла, при каких он будет сжиматься и разжиматься с заданной периодичностью.

Лучше нет средства для контроля работы часов, чем такое периодическое сжимание и разжимание. Как известно, точные колебания в механических часах обеспечиваются маятником. Так вот, таким маятником в кварцевых часах служит кристалл кварца.

В конструкции кварцевых часов главные составляющие – это блок электроники, шаговый электродвигатель и часовой механизм, такой же, как в обычных механических часах. Из электронного блока на двигатель с определенной периодичностью поступает сигнал. Двигатель срабатывает, передает усилие на часовой механизм, таким способом вращая стрелки.

Кварцевым часам нужна подпитка электроэнергией. Ее источником служит небольшая по размеру батарейка. Хватает такой батарейки надолго, забыть завести такие часы невозможно, потому, что не нужно.

Батарейка в кварцевых часах

Все работы, которые можно сделать своими руками – это настроить точность и поменять батарейку. Для обеспечения работы механических часов необходимо помнить о подзаводке, настройке и т. п. Разница для пользователя значительная, хотя, какие часы лучше, механические или кварцевые, каждый решает для себя сам.

Нужен ли ремонт кварцевым часам, и чем они отличаются в этом смысле от механических? Отличие есть, и не одно. Если разобрать кварцевые часы, то несложно заметить, что состоят они в основном из блоков. Производство этих блоков давно налажено на высоком уровне, в огромных количествах. Поэтому если даже ремонт кварцевым часам и нужен, то такой ремонт ограничится заменой блоков, что вполне можно сделать и своими руками.

Но ремонт имеет смысл делать тогда, когда мужские или женские наручные часы, настольные или настенные достаточно дороги. Тогда ремонт имеет смысл. В противном случае проще купить новый хронометр, и не заниматься зачастую бесполезным поиском запчастей.

Кварцевые часы с автоподзаводом

Бывают ли кварцевые часы с автоподзаводом? Вопрос закономерен, так как с автоподзаводом выпускают в основном механические часы, принцип действия которых совершенно другой. Тем не менее аккумулятор тоже можно подзарядить, используя колебания, которые претерпевают мужские или женские часы при ношении на руке.

Специально для кварцевых часов с автоподзаводом разработана технология под названием Kinetic/Autoquartz. Принцип ее работы относительно несложен. Если разобрать такие часы, можно увидеть грузик, который вращается вокруг определенной оси, когда рука движется. Грузик приводит в движение зубчатые колеса, те, в свою очередь, вращают ротор генератора.

Генератор, как известно – устройство, предназначенное для выработки электрической энергии. Этой энергией подзаряжается конденсатор, от которого в дальнейшем и работают часы.

Для того чтобы механизм не разрушился при большой скорости движения грузика, разработана специальная смазка, с применением которой трение уменьшается до незначительных величин. Такие часы с автоподзаводом достаточно эффективны, они могут работать много лет, не теряя точность и не требуя замены батарейки. Надежность устройства достаточно высока, ремонт им не требуется.

Следует отметить, что часы с автоподзаводом – не единственный способ обеспечить подпитку для аккумулятора. В последние два десятилетия активно используется для этих целей энергия солнца. К примеру, существует технология ECO-DRIVE, которая базируется на прохождении солнечного света через фотоэлементы и дальнейшую его переработку в электрический ток.

С другой стороны, кварцевые часы с автоподзаводом стоят достаточно дорого, и разница в стоимости с обычным хронометром никак не компенсируется экономией на покупке батареек.

Настенные кварцевые часы с маятником

Существование настенных кварцевых часов удивления не вызывает ни у кого. Но, оказывается, существуют также и настенные часы с маятником. Казалось бы, снабженные маятником часы прекрасно обойдутся без кварцевого кристалла и наоборот.

Разгадка тут проста. Настенные часы с маятником – это отличное дизайнерское решение, с традициями, популярное и воспринимаемое практически всеми. Конечно, есть немало моделей настенных часов, в которых механизм с маятником является не простым украшением, а действующим элементом, обеспечивающим точность хронометра. Но все равно, это больше вспомогательное устройство.

Японские кварцевые часы

Японские компании традиционно занимают ведущие места на мировом рынке кварцевых часов. Всем известны такие бренды, как Ориент, Сейко, Сasio. Под этими названиями мужские, женские настенные с маятником и без такового, настольные, напольные и т. п. Ассортимент широчайший, но есть отдельные изделия, заслуживающие особого упоминания.

Настоящим шедевром можно считать японские часы G-Shock производства компании Casio. Основное их достоинство – отличная водонепроницаемость и ударопрочность. Специалисты Casio рассчитывали в основном на профессиональное применение таких часов.

Casio G-Shock популярны у водолазов, альпинистов, спелеологов, у людей других экстремальных профессий, которым необходимо устройство, способное выдержать большие механические и ударные нагрузки.

Кроме основной функции, Casio G-Shock могут работать также альтиметром (прибор для определения высоты), барометром, глубиномером, и еще много чем. Casio G-Shock способны выдержать погружение на глубину до двухсот метров.

Casio G-Shock комплектуются мощными батарейками, срок службы которых может составлять около десяти лет.

Японские кварцевые часы Casio G-Shock

Обычные для этой модели батарейки служат до двух лет. Разобрать такие часы невозможно, они по максимуму изолированы от постороннего вмешательства и от проникновения воды.

Под брендом Ориент выпускается широкий ассортимент кварцевых часов, в том числе мужские, женские, универсальные. Компания-производитель известна на рынке давно, она работает во всех ценовых диапазонах, от бюджетного уровня до премиум-класса. Часы Ориент известны качеством, надежностью и по причине большой популярности славятся огромным количеством подделок.

Компания Сейко, как и некоторые другие производители часов из разных стран мира, претендует на первенство в выпуске кварцевых часов. Это давний и беспредметный спор, преследующий скорее маркетинговые цели, чем цель установления исторической справедливости. Главное то, что японские кварцевые часы Сейко, мужские и женские – образец высокоточной продукции, популярные во всех уголках мира хронометры. Достаточно сказать, что технология Kinetic для часов с автоподзаводом разработана именно этой компанией.

Кварцевые часы Сейко

Кварцевые часы из Швейцарии

Швейцарские часы – это уже бренд, даже без указания компании производителя. Вот уже много десятков лет мужские и женские швейцарские часы входят в категорию самых престижных, дорогих, надежных, да и самых сложных. Все это касается не только механических, но и кварцевых хронометров.

Компаний-производителей часов в этой горной стране очень много, выделить безусловного лидера сложно, так как все швейцарские часы занимают свою определенную нишу. Разобрать на составляющие то, что представляют собой швейцарские часы, не представляется возможным, но привести некоторые примеры можно.

Компания Candino – это двести лет работы на рынке, двести человек персонала в отдаленном горном городке и великолепные, эксклюзивные швейцарские часы, мужские и женские.

Знаменитая компания Swatch, появившаяся только в 1983 году, сумела выпустить супертонкие кварцевые часы, которые уверенно завоевали рынок за короткое время. Швейцарские часы бренда Swatch достаточно долго доминировали во всем мире, контролируя до 25% рынка кварцевых часов.

Швейцарские классические кварцевые часы

Российские кварцевые часы

Российские кварцевые часы – продукт производства как известных компаний, так и созданных относительно недавно брендов. Российские производители часов из тех, которые работают еще со времен Советского Союза, не являются лидерами мирового рынка, но достойно представлены как в стране, так и за рубежом.

Российские бренды «Полет» и «Восток» известны всем, но и новые компании появляются время от времени. Другое дело, иногда сложно сказать, полностью ли часы российские или только бренд, но в эпоху глобальной экономики и международного разделения труда это не так уж и важно.

Наручные кварцевые часы «Полет»

Выводы

Кварцевые часы – не только настоящее, но и будущее мировой часовой промышленности. Технология в своей основе настолько удачна, проста, да и уже отработана, что просто не видится никакой для нее альтернативы ни в ближайшие годы, ни в ближайшие десятилетия.

Будет совершенствоваться форма, разрабатываться новый дизайн, еще больше удешевляться производство, но кристалл кварца как был, так и останется основой для самых распространенных в мире хронометров.

Источник

Что такое кварцевые часы?

Здравствуйте, дорогие друзья. У всех на слуху такое понятие как кварцевые часы, но мало кто представляет, что это такое и как работают кварцевые часы. В этой статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Так что же такое кварцевые часы? Кварцевые часы – это часы, в механизме которых используется микроскопический кристалл кварца. Кварц используют только в часах , которые работают от батарейки, то есть электронных и электронно-механических.

Разберем поподробнее функцию кварца в часах.

Кварц – природный минерал, являющийся частью песка. Для использования в часах его очищают и придают форму камертона и помещают в специальную камеру (то есть вы не увидите камертон, если разберете свои часы). У кварца есть одно потрясающее свойство, при ударе тока он начинает вибрировать в постоянном ритме, который равен 32 768 вибраций в секунду. Также есть и обратное свойство, вибрируя, кварц выделяет собственные электрические разряды, которые и управляют ходом часов.

Как все это работает вместе?

1. Батарейка снабжает энергией электронный блок, который посылает электрический импульс кристаллу кварца.
2. От этого кварц начинает вибрировать с частотой равной 32 768 колебаний в секунду. Ни больше, ни меньше. Каждая вибрация равна импульсу, который посылается в распределительный блок. Тот разделяет частотность кристалла, уменьшая его до одного импульса в секунду. Таким образом, мы получаем импульс через равные промежутки времени, то есть каждую секунду.
3. Так как импульс в одну секунду слишком слаб, чтобы повернуть стрелки, он увеличивается приводным блоком и передается пошаговому двигателю , отвечающему за движение стрелок.
4. Электрические импульсы создают в двигателе магнитное поле, которое проворачивает специальный ротор, а тот, в свою очередь, передвигает секундную стрелку ровно на одну секунду через набор шестерен.
   Вот как работают кварцевые часы. Первые кварцевые часы были изготовлены в 1969 году компанией Seiko и с тех пор все часовые компании перешли на эту технологию.

Посмотрите также видео о кварцевых часах:

Срок службы

Перед тем как приобрести наручные часы пользователь задумывается, сколько они прослужат, что случится с механизмом, если целостность кристалла будет нарушена? Как показывает практика, такое устройство чаще меняют на более новую модель, еще до того, как оно придет в негодность.
Со временем их батарея может садиться, тогда стрелки начнут показывать неверное время, а именно отставать. Когда разрушается кварц, они начинают спешить, однако первую и вторую причину достаточно просто устранить, заменив сломавшийся элемент на новый. Поэтому считается, что кварцевые часы это надежный, долговечный механизм, ломающийся достаточно редко.

Достоинства и недостатки

Главным достоинством можно назвать точность устройства. Если сравнивать с механическими образцами стоит отметить, что для них нормальным считается отклонение на двадцать секунд за сутки. Для кварцевых моделей данный показатель составляет двадцать секунд за месяц, а если говорить о дорогих, более качественных устройствах – пять секунд за год.
Кроме того, они более устойчивы к ударам, поэтому могут использоваться активными любителями, спорта, туризма или экстрима. Наличие встроенной батареи исключает необходимость регулярно заводить кварцевые часы это такие преимущества прежде всего ценятся современными покупателями. Помимо этого, срок службы устройств подобного рода колеблется от пяти до десяти лет беспрерывной работы.

На этом все. Теперь думаю стало понятно, кварцевые часы на батарейках или нет.

Источник