Funkce křemenného hodinky

Analogové křemenné hodinky používají tradiční krokový motor k posunutí rukou.

Pozadí

Křemen je relativně běžným přírodním minerálem.

Uložit horský křišťálový obraz od Galyny Andrushko z Fotolia.com

Piezoelektricita křemene je vědcům známá již od devatenáctého století. Fyzici vyvinuli a analyzovali tento atribut až do dvacátého století, kdy komerční hodináři vylepšili křemennou technologii, aby ho používali jako centrální mechanismus hodinek z 70. let. Tyto hodinky mají tendenci být mnohem přesnější než hodinky. hodinky s čistě mechanickými pohyby.

Zásady

Vibrace za sekundu jsou počítány tak, aby udržely čas.

Uložte průběh 20 snímku podle chrisharvey z Fotolia.com

Aplikace střídavého proudu křemenným krystalem vytváří konstantní vibrace s určitou frekvencí. Když je frekvence počítána digitálním procesorem, procesor posune časový údaj za sekundu po dosažení odpovídajícího počtu vibrací. Počet je obvykle 32 768 vibrací za sekundu. Přesnost závisí do značné míry na tom, jak pečlivá a přesná výroba křemenného krystalu má produkovat přesný počet vibrací za sekundu.

Přesná výroba

Krystaly jsou vyrobeny z taveného oxidu křemičitého a mají elektroniku aplikovanou fotolitografií.

Uložit otevřený obrázek čipu Albert Lozano z Fotolia.com

Pro extrémní přesnost musí být křemenné krystaly použité v hodinkách vyráběny v přesných rozměrech. Elektrody, které nesou střídavý proud sklem, musí být umístěny přesně na stejném místě pro různé krystaly, které jsou určeny k dosažení stejných rychlostí vibrací. Krystaly velkokapacitního křemenného hodinky jsou zpravidla přesné s asi 30 počty na milion vibrací. Díky tomu jsou tyto hodiny přesné na jednu sekundu denně.

Teplota

Křemenný křišťál lze ovládat při vysoké teplotě přesnosti.

Uložte si lyžařský snímek Andrzej Kaluza z Fotolia.com

Počet vibrací za sekundu pro daný krystal je mírně závislý na teplotě. Vysokorychlostní hodiny a normální hodiny mohou mít zařízení, která opravují teplotu nebo udržují krystal při konstantní teplotě, což zvyšuje přesnost hodin. Na zápěstí se obvykle používá ohřívač nebo trouba tak, aby křemenný krystal kompenzoval různé teplotní prostředí.

Samočinné nastavení

Uložit Uložit zblízka obrázky interiéru nebo obrázek čipu Albert Lozano z Fotolia.com

Hodiny, které pravidelně řídí "skutečný" čas tím, že přistupují k atomovému hodinku, dokáží vypočítat své rychlosti a upravit počet vibrací, které se počítají za sekundu pro větší přesnost. Tyto hodinky se ve skutečnosti stanou přesnějšími při delším používání. Křemenné hodinky vyhodnotí, zda vyhráváte nebo ztrácíte čas během intervalu mezi posledními dvěma kontrolami "skutečného" času. Pokud během této doby ztratil čas, použije méně vibrací za vteřinu, aby vypočítal čas, až příště vyhodnotí jeho přesnost.