Кварцевые часы Авторы: Поженский Лев и Изотов Юрий,

Кварцевые часы Авторы: Поженский Лев и Изотов Юрий, ученики 11 «В» класса СУНЦа Ур. ФУ

Способы измерения времени • С первобытных времен и до эпохи античности было придумано несколько устройств, измеряющих определенные интервалы времени: – – Гномон Песочные часы Водяные часы Огненные часы • Позже появились механические часы и хронометр, где энергия сжатой плоской пружины – маятника – приводила в действие систему шестерен, а затем и стрелки.

История кварцевых часов Кварцевые часы — часы, в которых в качестве колебательной системы применяется кристалл кварца. Качественные бытовые кварцевые часы имеют точность ± 15 секунд/месяц (в специально спроектированных хронометрах до 0, 3 секунд/месяц). Таким образом, выставлять их надо дважды в год. Первые кварцевые часы были выпущены в 1961 году.

Пьезоэлектрический эффект — эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений. При пьезоэффекте деформация образца приводит к возникновению электрического напряжения между поверхностями деформируемого твердого тела. Эффект был открыт братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880 году. Создание электрического напряжения пьезоэлектриком.

Принципиальная схема Электромеханические часы состоят из источника питания, генератора с кварцевым резонатором, счётчика-делителя частоты и шагового электродвигателя. К самому электродвигателю подсоединены система шестерён, которая передаёт вращение на механизм перевода стрелок и будильник, если он есть.

Принцип работы Пьезоэффект в кварце Кристалл кварца обладает уникальными свойствами: при сжатии он порождает электрический импульс, а при воздействии электрического тока сжимается. Таким образом кристалл можно заставить сжиматься -разжиматься, т. е. колебаться, под воздействием электрического тока. 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.

Кварцевый резонатор При подаче напряжения на электроды благодаря пьезоэффекту происходит изгибание, сжатие или сдвиг в зависимости от того, каким образом вырезан кусок кристалла. Однако колеблющаяся пластинка в результате того же пьезоэффекта создаёт во внешней цепи противо-ЭДС, что можно C 0 — собственная ёмкость кристалла, образуемая кристаллодержателем рассматривать как и/или обкладками резонатора. явление, эквивалентное C 1, L 1 — эквивалентная ёмкость и индуктивность механической колебательной системы резонатора. работе соленоида в R 1 — эквивалентное сопротивление потерь колебательном контуре. механической колебательной системы.

Принцип и ход работы Электрическая часть Генератор вырабатывает электрические колебания частотой 32768 Гц. Ни одно механическое устройство не может работать с такой скоростью. Поэтому другая часть электронной схемы, называемая счетчикомделителем частоты, уменьшает это число в 2^15 раз и преобразует колебания в импульсы. Полученная частота становится равна 1 секунде в часовом механизме кварцевых часов. Эти импульсы подаются на обмотку шагового электродвигателя.

Принцип и ход работы Передача колебаний на стрелки 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 1/6 оборота. Далее через электродвигатель колебания передаются на специальный механизм – фрикцион, вращающий стрелки и механизм будильника.

Достоинства и недостатки С одной стороны, кварцевые часы имеют хорошую точность, дольше ходят и легче переносят удары и падения, чем их предшественники. Однако кристалл кварца подвержен старению, и со временем часы начинают терять точность и, как правило, спешить.

Спасибо за внимание!