Вредоносное ПО (malware) - это назойливые или опасные программы,...
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?
- Батарейка снабжает энергией электронный блок, который посылает электрический импульс кристаллу кварца.
- 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.
- Так как импульс в одну секунду слишком слаб, чтобы повернуть стрелки, он увеличивается приводным блоком и передается пошаговому двигателю, отвечающему за движение стрелок.
- 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 . 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 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 .
14.06.2015
Часы разделяют на два основных вида по типу используемых в их механизме устройств: кварцевые и механические. В свою очередь, механические часы по виду регулятора могут быть маятниковыми или балансовыми, а по типу привода - пружинными или гиревыми.
Кварцевые часы классифицируют по типу индикации на аналоговые или комбинированные, а по используемому источнику питания электронного блока на Kinetic, Ecodrive и работающие от батарейки.
Еще существует менее распространенный часовой механизм Spring Drive. Принцип его работы заключается в генерировании электрической энергии для управления из механической, из-за этого дополнительные источники питания не требуются.
Сравнение механического и кварцевого типов часового механизма
Покупателей, которые еще не определились со своими личными предпочтениями, интересует извечный вопрос, часы какого типа лучше: механические или кварцевые? И те и другие часовые механизмы имеют свои сильные и слабые стороны. Если история механики исчисляется столетиями, то кварцевый часовой механизм появился не так давно, примерно 40 лет назад.
Механические часы считают классикой часового искусства, они более престижны, подчеркивают статус владельца, его вкус и консервативность. Характерный звук вращения ротора подзавода, плавное движение стрелок по циферблату - все это похоже на ритуал, который так нравится поклонникам механических часов. За счет того что в процессе изготовления механических часов необходима ручная работа сборщиков и наладчиков, они обойдутся дороже кварцевых.
Часы с кварцевым механизмом удобнее в использовании, они легче и тоньше. По показателю точности хода кварцевые превосходят механические, к тому же не требуют подзавода. Еще одним существенным преимуществом кварцевых часов являет тот факт, что их точность не зависит от внешних факторов (перепадов температур, влажности, положения, степени износа деталей и т. д.)
Существует мнение, что механика намного долговечнее. Это спорное утверждение, качественный кварцевый механизм обладает примерно таким же рабочим ресурсом и запасом прочности. Поэтому долговечность наручных часов, при одинаковых условиях эксплуатации больше зависит от репутации производителя и своевременного обслуживания.
Достоинства кварцевых часов
Точность хода. Кварцевый часовой механизм очень точный, самые простые модели демонстрируют максимум отклонения 20 секунд в месяц, тогда как механические часы дают точность хода - около 40 секунд в день. Поразительную точность обеспечивает кристалл кварца.
Устойчивость к ударам. При любом механическом воздействии на кварцевые часы (удар, падение и т. д.) скорее пострадает их корпус, нежели выйдет из строя сам механизм. За счет высокого показателя противоударности, часы с кварцевым механизмом намного надежнее и удобнее в эксплуатации.
Приемлемая стоимость. В механизме нет тяжелых деталей и больших статических нагрузок на них, поэтому для производства используются недорогие материалы. А сам процесс изготовления и сборки полностью автоматизированный.
Надежность и простота в обслуживании. Кварцевые часы не требуют подзавода, автономность - это одно из главных их преимуществ. Даже если они долгое время будут просто лежать на полке, их точность по-прежнему останется на высшем уровне. Обслуживание часов заключается в своевременной замене источников питания. Батарейки необходимо менять примерно 2-3 раза в год, в зависимости от их качества. В некоторых моделях срок службы батареи составляет больше десяти лет.
Преимущества механических часов
Высокая ремонтопригодность. Специалисты в часовых мастерских смогут изготовить и заменить практическую любую деталь, вышедшую из строя. Независимо от года выпуска, механику можно отреставрировать, сохранив при этом оригинальный часовой механизм. При хорошем уходе (чистке и смазке) срок службы механических часов исчисляется десятилетиями.
Независимость от внешних источников питания. В механических часах нет батареек или аккумуляторов, которые необходимо периодически менять.
Изучив характеристики и принципы работы двух основных типов часовых механизмов, покупатель сможет сам сделать вывод: какие часы для него лучше - кварцевые или все-таки механические.
Нам, современным людям, сложно представить себе, что когда-то время определялось по солнцу, звездам и другим природным факторам. Сегодня, чтобы дать ответ на вопрос о том, который сейчас час, можно просто бросить взгляд на запястье. Именно там мы носим наручные часы - неизменный помощник и элегантное украшение почти каждой женской или мужской руки.
Сердце наручных часов
Но любые часы - прежде всего, не красивый браслет, а сложный механизм. Именно по виду источника, питающего его, все часы делятся на две разновидности: механические и кварцевые (или электронные). В механических присутствует колесный механизм. А вот «сердцем» кварцевых часов считается батарейка - как обычная, так и солнечная. Кварцевый кристалл в них является основой для электронного генератора, который обеспечивает передачу импульса шаговому электродвигателю, а тот в свою очередь заставляет часы идти - двигает стрелки на циферблате.
Точность - на первом месте!
На вопрос о том, что такое кварцевые часы, специалисты ответят, что это высокая точность и удобство. Заводить такие часы не нужно, а погрешность их хода может составить максимум двадцать секунд за целый месяц. Правда, вечного, как известно, нет ничего. Время негативным образом сказывается и на кристалле кварца, в результате чего часы начинают спешить. Хотя, в принципе, по своей долговечности они ничуть не хуже механических.
Стрелки или цифры?
Часто кварцевые часы бывают электронными. Отличается такой механизм индикацией на дисплее в виде цифр. Возможна и комбинация двух типов часов: и тогда на экране вы видите одновременно и стрелки, и цифры.
Сколько прослужат часы? Все зависит от корпуса
Именно корпус - основная защита любых часов - напрямую определяет их точность и длительность службы. Худшим материалом для него является алюминий. Он мягкий и легко повреждается, на нем остаются царапины, а некачественный алюминий и вовсе может оставлять следы на коже. Лучше выбрать неприхотливый пластик. Кстати, именно его в качестве основы для корпуса своих часов использует мировой бренд Casio. Кварцевые часы этой марки запатентованы, отличаются длительным сроком службы и очень высокой прочностью. К другим материалам, из которых изготавливают корпуса часов, относят латунь, титан и нержавеющую сталь.
Покрытие: не только для украшения
Кварцевые часы, особенно дорогие, известных брендов, имеют соответствующее покрытие. Оно не только придает часам презентабельный внешний вид, но и защищает их корпус от механических повреждений - как, например, черный хром. А вот любая позолота с годами сотрется, из-за чего часы уже будут выглядеть не так солидно. Что же касается лакового покрытия, то на нем быстрее всего появляются царапины. Отдельно стоит отметить покрытие из никеля: при длительном ношении таких часов у человека может возникнуть аллергия и другие более серьезные проблемы со здоровьем.
Подводя итоги
Выбирая кварцевые часы, следует обращать внимание также на их форму, браслет, тип и составляющие части циферблата, наличие дополнительных функций. Вообще, к выбору любых часов, будь то механический «будильник» или часы кварцевые, настенные или наручные, нужно подходить со всей ответственностью. И, конечно же, они должны нравиться именно вам.
Устройство часов схоже со строением автомобиля. В них также есть «кузов», «двигатель», «регулятор», «счетчик», «индикатор» и другие схожие понятия о технических моментах строения механизма. Разбор строения будет проходить, так же как и в других сложносоставных механизмах, по «ключевым местам».
Двигатель – эта часть механизма отвечает за движение стрелок на циферблате.
Двигатель часов в разрезе.Регулятор – отвечает за скорость вращения двигателя и за точность показаний времени.
Счётчик – ведёт считывание показаний колебаний (колебательная система) и «переводит» данные в движение стрелок или показания дисплея (электронные часы).
Индикатор - внешняя часть часов, на которую выводятся показания времени (циферблат или дисплей).
В некоторых типах устройств будут видоизменяться некоторых части механизма, но общий принцип работы колебательной системы не претерпит существенных изменений. В некоторых как в устройстве настенных часов регулятором будет маятник и сложная система шестерёнок. Такая же система шестерёнок (колёс) и микросхема (считывает колебания кристалла кварца) присутствует в кварцевых устройствах. Данная схема присутствует даже в квантовых часах (атомных), просто она считывает показания не с маятника или кварца, а с колебания атомов.
Общий принцип работы схож для всех видов устройств, и он не претерпел серьёзных видоизменений на протяжении всей истории создания механизмов такого типа.
Виды часовых механизмов.
Исходя из особенности «ключевого места» часы можно поделить на два класса. В основном по тому, какой регулятор там используется, они расходятся на две категории кварцевые и механические.
Механические часы – работа таких устройств базируется на основе колебаний маятника или балансира. Источником питания обычно служит пружинный механизм или гиревой.
В кварцевых часах – механика работы строится на колебаниях кварцевого генератора. В таких устройствах элементом питания в большинстве случаев является батарейка.
Так же механические часы распределяются по классу регулятора и приводу, а кварцевые по типу индикатора и источнику питания.
В то время как история существования механических часов насчитывает более 1000 лет, то история кварцевых насчитывает всего лишь чуть более 40 лет и с момента появления кварцевого механизма не утихают споры о том, какой же всё-таки лучше. Адекватного ответа на этот вопрос ещё ни кто не дал.
Сравнительные характеристики механических и кварцевых часов.
Сравниваться они будут по ряду основных характеристик.
- Первое (1). Точность хода (нормальная/максимальная)
- Второе (2). Время до завода/смены элемента питания.
- Третье (3). Ударопрочность.
- Четвёртое (4). Чувствительность к перепадам температуры.
- Пятое (5). Срок эксплуатации.
- Шестое (6). Ремонтопригодность
- от +40 до -20 секунд в сутки/±7 секунд в день.
- 40 часов/20 дней.
- низкая (из-за возможного выхода из строя части шестерёнок).
- очень высокая (по причине свойств материалов, из которых состоят некоторые детали).
- от 10 лет.
- очень высокая (возможность замены некоторых элементов конструкции механизма).
Механические часы.
Кварцевые часы.
- ±20 секунд в календарный месяц/±5 секунд в календарный год.
- от 2 до 10 лет.
- высокая (такое возможно по причине особенностей конструкции).
- низкая (так же связанно с особенностями конструкции).
- от 5 до 10 лет.
- весьма низкая (замене обычно подлежит весь блок механизма).
Преимущества кварцевых часов.
Точность – В связи с маленькими показателями в отставании/опережении заданного времени. Надёжность – В таком виде механизма очень мало деталей и это обеспечивает постоянную надёжную работу. Ударопрочность – Из-за особенностей конструкции и отсутствия сложносоставных деталей эти часы не боятся обычных механических повреждений, что могут произойти в повседневной жизни. Долговечность элемента питания – Срок службы батарейки в часах составляет в среднем 2 – 3 года.Простота и надёжность механизма – Так как механизм таких часов в основном своём виде состоит из разных видов пластика и его производство полностью автоматизировано, эти свойства дают долговечность и понижают стоимость продукции на выходе.
Достоинства механических часов.
Отсутствие необходимости замены элемента питания – Не требуется тратить деньги на замену батареек и замену оной.
Ремонтопригодность – Возможность замены любой части механизма в условиях часовой мастерской.
Срок эксплуатации – Данное условие зависит только от хорошего отношении к часам в процессе эксплуатации.
Стиль, определённый временем – Такие часы не утратят своей актуальности и через 100 лет.
Даже после такого анализа вопрос о том, что лучше не возможен по причине того что каждый сам определяет, что ему нужнее, приятнее и выгоднее. Выбор всегда зависит от индивидуальных предпочтений.
Устройство и принципы работы часовых механизмов.
Основные принципы работы механических наручных часов.
Способ работы часов с балансирным механизмом такой же, как у гиревых и маятниковых часов. В механизме такого типа тоже есть пружина (двигатель) которая вращает зубчатые колёса и стрелки.
Такой тип часов можно перемещать в пространстве как угодно, трясти, вертеть и им ничего от этого не будет.
Пружина в часах, будучи лентой из стали или иного специализированного сплава находится в свёрнутом виде в металлическом барабане. На внешне цилиндрической поверхности барабана сделаны зубья и по этой причине он является одним из зубчатых колёс внутри часов. Это колесо-барабан одето на определенный вал, на котором может свободно крутиться вокруг его оси. Один конец пружин закреплён внутри барабана, а другой закреплён за крючок на валу.
Общая схема и детали двигателя наручных часов показаны на рисунке ниже.
Схематическое изображение стандартных наручных часов с боковой секундной стрелкой.
Когда вращаешь вал, а барабан не двигается, пружина закручивается. Если после этого зафиксировать вал, то пружина, раскручиваясь, будет стараться провернуть барабан. Это движение переходит на центральный триб и с него на триб минутной стрелки, вексельное колесо и триб вексельного колеса на часовое колесо, на втулке которого закреплена часовая стрелка. На этой колёсной передаче число зубцов подобранно таким образом, что часовая стрелка в 12 раз вращается медленней минутной.
Если взвести пружину, а потом отпустить то она развернётся почти мгновенно.
Но от часового механизма требуется совсем другое, равномерное вращение стрелок на определённый срок времени. Для такого нужно устройство, которое будет за равные временные промежутки позволять барабану (так же и стрелкам) двигаться под строго определённый угол расположения на циферблате. Такое устройство, которое задаёт такие промежутки времени в часовом механизме, называется регулятором. В наручных и карманных часах используется система движения балансир - спираль.
Во время поворота балансира в любую сторону в спирали нарастает напряжение, увеличивающееся прямо пропорционально углу поворота. После этого отпущенный балансир под воздействием спирали начнёт обратное движение в положение равновесия. В таком положении нарастающее напряжение спирали исчезает, но балансир по закону инерции продолжает движение дальше на почти такой, же угол, какой был до этого и продолжит рост напряжения в спирали. Без трения и других факторов внешнего воздействия балансир продолжал бы колебания системы до бесконечности. Частота колебательной системы балансир – спираль не зависит от амплитуды движения (максимального угла поворота) на который был перемещен балансир. Такая система называется изохронной.
Время полного колебания (движения) балансира которое он совершает, зависит от напряжения спирали, размера и массы самого балансира. По этой причине он, так же как и маятник совершает колебательные движения с не изменой частотой. Значит, возможно, использование такой системы для нормализации скорости движения колёсной передачи. К реалиям повседневной жизни это имеет малое отношение, но по ряду причин это не возможно. Трение и другие факторы работы балансира с течением времени приводят к полной остановке механизма. Для постоянной работы колебательной системы необходимо в определённый промежуток времени «сдвигать» балансир этим давая ему энергетический толчок. Так же движение баланса нужно превращать в равномерное вращение стрелочной передачи. Для разрешения таких проблем служит определённое устройство, называемое спуском или ходом.
Анкерный спуск (ход).
Анкерный ход (спуск) будучи частью часового механизма служащей одновременно для двух определённых целей, превращения постоянных и не изменчивых колебаний балансира во вращение зубчатых колёс с неизменной скоростью движения, включающую в себя так же стрелочную передачу и перемещение «энергии» от «двигателя» балансиру для продолжения его работы. Данный ход помогает системе балансир – спираль руководить работой зубчатой передачи таким образом, что за один такт колебания балансира шестерёнки перемещались под определённые углы.
Так же есть большое количество известных конструкций спускового механизма, но на данный момент большинство наручных часов имеет в своём «содержании» определённый тип который носит название швейцарский анкерный спуск.
Отличительной характеристикой данного спуска приходится наличие определённого элемента имеющего вид корабельного якоря, который называется анкерной вилкой, имеющей место постоянного пребывания между балансиром и последним зубчатым колесом.
У анкерной вилки имеется два плеча, на которых закреплены рубиновые камни которые имеют название палета. А так же у неё есть раздвоенный хвост, концы которого называют рожками. Вилка надевается на ось, на которой она может двигаться в любую сторону. Так же в состав данного спуска входят шестерёнки особой формы, из-за чего носит название анкерное колесо, а также имеется импульсный ролик с импульсными камнями, находящиеся на оси балансира. Детали и устройство механизма приведены ниже на рисунке.
Работа анкерного хода в схематическом изображении.
Балансир (баланс) основную часть времени перемещается «независимо» и не соприкасается с анкерной вилкой. Переходя в своём движении на исходную точку, он ударяет импульсным камнем по рожку и проворачивает анкерную вилку. От такого движения палета запирающая «зуб» анкерного колеса приподнимается и разблокирует его. (часть рисунка под номером 1)
В момент освобождения «зуба», анкерное колесо под воздействием пружины начинает проворачиваться и после этого уже «зуб» анкерного колеса сдвигает палету и приводит в движение анкерную вилку. Рожок анкерной вилки догоняя импульсный камень бьёт по нему, передавая балансиру (балансу) добавочную энергию. (часть рисунка под номером 2)
Анкерное колесо сдвигается на небольшой угол и после этого уже другой зуб опирается в противостоящую палету анкерной вилки. Во время обратного движения балансира (баланса) вся процедура повторяется в той же последовательности что и до этого но с противоположной стороны вилки. (часть рисунка под номером 3)
В одно полное колебание балансира (баланса) анкерная вилка даёт возможность анкерному колесу продвинуться только на один «зуб». В то время когда анкерное колесо двигается и бьётся «зубом» о палету анкерной вилки происходит определённый звук «тик-так». (часть рисунка под номером 4)
Чем выше частота колебаний, тем меньше он реагирует на негативные проявления вроде встряхивания. На данный момент в наручных часах применяется балансир (баланс) имеющий частоту колебаний 0.4 секунды 0.33 секунда, а в наиболее точных всего 0.2 секунды.
Скорость колебания балансира (баланса) в тысячи раз превышает скорость вращения барабана для того чтобы синхронизировать скорости их перемещения между барабаном и анкерным колесом вставляют ещё ряд колёс и трибов имеющих название основной колёсной системы.
Зубчатая передача от барабана к анкерному трибу повышает число оборотов и в таком же количестве снижает передачу мощности. Основную колёсную систему создают, так чтобы первый после барабана триб сделал один оборот за час, и его ось прошла через центральную часть часов, от этого он получил своё название «центральный триб». На оси центрального триба размещают триб минутной стрелки, где и располагается минутная стрелка. Ось триба делающего один полный оборот в одну минуту почти всегда ставят выше шести часовой метки и закрепляют на ней секундную стрелку.
Принцип работы кварцевых часов (включая в себя электронные).
За тысячелетие существования наручных часов (механических) люди продолжали совершенствовать их механизм. Следование по пути развития высоких технологий отразилось и на механических часах в лучшую сторону, так как люди смогли добиться точности хода равной ± 5ти секундам за 24 часа. Но такие механизмы, будучи весьма сложными в производстве и имеющими весьма непомерную цену не пользовались популярностью. Этот аспект повлиял на появление принципиально нового механизма, кварцевого. Кварцевый механизм, имея весьма высокую точность хода, обладает весьма низкой стоимостью. Он стал весьма популярен среди населения именно из-за своих качеств. Подавляющее количество выпускаемых в мире устройств на сегодняшний день несут в себе кварцевый механизм.
Общее схематическое устройство кварцевых часов
Главными узлами кварцевых часов являются электронный блок и шаговый электродвигатель. Электронный блок раз в секунду передаёт импульс двигателю, а тот следом поворачивает часовые стрелки.
Часы получили своё название из-за того что источником колебаний является кристалл кварца. Кристалл кварца выдаёт большую стабильность вырабатываемых импульсов, следовательно, большую точность хода. Источником питания механизма энергией является батарейка, от неё получает необходимый заряд электронный блок и двигатель. Такие элементы питания рассчитаны на срок эксплуатации равный примерно двум годам. Основным достоинством батарейки является отсутствие нужды в заводе часов каждый день. Исходя из характеристик данного устройства, можно заключить, что такой сплав точности и простоты эксплуатации достаточно удобен большинству людей.
В некоторых случаях за место циферблата устанавливают электронный дисплей. В России такой вид часов называют Электронными, а во всём остальном мире данные устройства называют кварцевыми с электронной индикацией. Такое определение должно указывать на то, что данный механизм сконструирован на основе кварцевого генератора и время выводится на дисплей.
По основному своему содержанию они являются крошечным компьютером с запрограммированной микросхемой. Такие часы легко превратить в универсальное устройство, несущее в себе функции хронографа, секундомера, будильника, календаря и многие другие функции всего лишь добавив новый код в микрочип. Так же кварцевые часы отличает от механических то, что после интеграции этих функций, стоимость повышается на очень незначительную сумму.
Кристалл кварца, обладая пьезоэлектрическими свойствами при сжатии, вырабатывает электрическое поле, но если на него воздействовать электричеством, то кристалл «сожмётся». Таким образом, можно заставить кристалл колебаться (на этом свойстве данного минерала и построена вся система кварцевого генератора). Все кристаллы имеют разную частоту резонанса. Длительным подбором размера кварца находят нужный с частотой в 32768 герц.
В электронном блоке наручных кварцевых часов находится генератор электрических колебаний. Данное устройство выдаёт электрические колебания и для его стабилизации используют кристалл кварца на резонансной частоте. По вытекающим из этого особенностям у нас есть генератор электрических колебаний с постоянной частотой колебаний. После всего этого остаётся предать равномерные колебания для движения стрелок.
Генератор производит 32768 колебаний в секунду, а это приблизительно в 10000 раз превосходит колебания балансира. Не один механизм в мире не сможет работать на таких скоростях. И по этой причине в них дополнительно стоит часть называемая двигателем, она отвечает за преобразование колебаний такой мощности в импульс с частотой всего лишь 1 герц. Импульсы такой мощности подаются на обмотку шагового двигателя.
Устройство шагового двигателя.
В двигатель входят, статор с находящейся на нём закреплённой катушкой с обмоткой и ротором является магнитом, насаженным на ось. Когда через катушку проходит электрический импульс возникает электромагнитное поле, которое сдвигает ротор на пол-оборота. Ротор по системе зубчатых колёс двигает стрелки на циферблате.
Подробная схема кварцевых часов.
Автоподзавод
Первые механизмы с автоподзаводом были выпущены в 18 веке, а в 1931г появились первые наручные часы с такой функцией. Основной массовый выпуск таких устройств начался на 20 лет позже. И после этого часы с автоподзаводом стали завоёвывать всё большую популярность и уважение, связанные с их удобством и функциональностью.
Принципы работы автоподзавода.
Основным источником получения энергии в механических устройствах является пружина. Она взводится при помощи вращения заводной головки и через систему шестерёнок переходит на вал барабана. Каким же образом часы могут заводить себя сами?
Устройство подобного механизма весьма похоже на то если положить камень в коробку и поболтать, то камень начнёт стучаться об стенки коробки. Это возможно из-за закона всемирного тяготения и инерции. Часы с автоподзаводом построены по такому же принципу. В их механизме есть свой «камень», будучи закреплённым на оси грузом похожим на сектор со смещённым центром тяжести он при любом движении руки поворачивается вокруг своей оси и дозаводит пружину через систему специальных зубчатых колёс.
Для того чтобы данный сектор смог пересилить сопротивление пружины и подзавести механизм он должен иметь превосходящую инерцию. По этой причине сектор производят из двух разных частей, тонкой и легкой верхней пластины, полукольца из вольфрамового тяжёлого сплава. Диаметр сектора пытаются по возможности сделать максимальным.
Сектор автоподзавода двигается от любого движения руки носящего человека, его вращение не зависит от степени завода пружины. От возможного разрыва из-за сильного завода пружины такие устройства снабжают тем или иным механизмом защиты. В основном устройства с автоподзаводом снабжают пружиной прикреплённой к барабану таким образом, что она не крениться полностью, а при помощи фрикционной накладки. Упругость рассчитана таким образом, что при полном заводе внешний конец пружины с фрикционной насадкой проскальзывал, защищая, таким образом, пружину от разрыва. В некоторых случаях, когда заводишь часы можно слышать щелчки, такой звук означает, что пружина проскальзывает.
Плюсы и минусы часов с автоподзаводом.
Плюсы. Часы с автоподзаводом не надо заводить каждый день. Так же помимо удобства в них есть ещё и два дополнительных преимущества. Сектор держит пружину в постоянном «тонусе» что благоприятно сказывается на точности. Водозащита таких часов гораздо выше в связи с тем что в таком механизме практически не используется заводная головка и это даёт дополнительные гарантии что грязь и влага не попадут внутрь механизма.
Минусы. Устройства с такой функцией являются весьма сложным механизмом, что в разы увеличивает вероятность поломок. Часы с авто подзаводом имеют весьма не маленькие размеры что практически переводит их в разряд чисто мужских часов. Из-за того что основным компонентом сектора является вольфрамовый сплав стоимость таких часов весьма велика. И главным минусом таких устройств является низкая ударопрочность. Некоторые особо сильные удары приводят к тому что опора сектора ломается под его весом и это приводит к полной не годности механизма.
На сегодняшний день основная масса производимых механических часов в мире имеет комплектацию включающую автозавод, исключение составляет лишь самый дешевый или очень дорогой модельный ряд. В бюджетном варианте автоподзавод не предусмотрен исходя из целей снижения стоимости продукции, а дорогом (элитном) варианте часов из-за сложности конструкции (дополнительные функции) в большинстве случаев не возможно поставить автоподзавод. Большое количество дополнительных функций делает механизм более массивным, тяжелым, а после добавления автоподзавода произойдёт неминуемое увеличение массы и объема что является неразумным. Дополнительные функции требуют для нормальной работы большего количества энергии и мощной пружины и из-за этого сектор автоподзавода не в силах её подзавести.
"Самозаряжающиеся" кварцевые часы.
Один из основных недостатков кварцевых часов можно считать необходимость замены элемента питания. Для облегчения жизни человека носящего такое устройство были разработаны несколько способов подзарядки элемента питания. Основные используемые технологии, применяемые в кварцевых наручных часах это Kinetic/Autoquartz и EcoDrive. Такие технологии базируются на том, что подзарядка элемента питания происходит извне. EcoDrive – Использует для подзарядки энергию солнечных лучей попадающих на циферблат. Kinetic/Autoquartz – Подзарядка происходит посредством движения руки человека (закон о кинетической энергии движущегося тела).
Технология Kinetic.
Кварцевые часы с технологией Kinetic являются механизмом, которому не требуется замена элемента питания (батарея). В таких устройствах кинетическая энергия от движения руки видоизменяется на электрическую, которая питает батарею. Такой механизм является сплавом Кварцевых и механических часов с автоподзаводом. От движения руки груз, похожий на используемый в часах с автоподзаводом, двигается по кругу вокруг оси и по системе зубчатых колёс приводит в движение ротор генератора. Электричество, вырабатываемое генератором, подзаряжает накопитель энергии – конденсатор.
Для вырабатывания электрического тока генератором необходимо чтобы ротор вращался с очень большой скоростью. В устройствах с механической начинкой колёсная передача уменьшает обороты от груза до барабана, а в часах с технологией Kinetic всё с точность также, но наоборот. Часы с такой технологией имеют колёсную передачу, которая выдаёт скорость вращения ротора до 100.000 оборотов за 60 секунд. Из-за такой скорости главной проблемой механизма становится трение в опорах ротора.
Для снижения трения в опорах генератор построен таким образом, что ротор находится в магнитном поле обеспечивающим как бы невесомость и почти не касается опор. Из-за магнитной подвески ось, у которой диаметр на концах всего лишь 0.10-0.15 миллиметра (что является размером, который в 3-4 раза меньше человеческого волоса) может выдерживать вес ротора который в среднем в 20 раз больше весит ротора шагового двигателя. Высшим достижением этой технологии можно назвать изготовление с максимально возможной точностью оси ротора (имеющей мизерный размер). Так же для уменьшения трения изготовили уникальную смазку для опор ротора имеющую малую вязкость.
От резких движений и допустим от удара руки о стену, груз начнёт вращаться с возросшей скоростью превосходящую нормальную во много раз. Для предохранения от разрушения центральной оси ротора требуется ограничить скорость во время вращения. Поэтому в передаче используют фрикционную муфту. Внешний вид такой муфты – обычное колесо с трибом, но оно сидит на оси не плотно, а с небольшим трением. Когда скорость нормальна триб вращается вместе с колесом, но когда происходит резкое ускорение, триб муфты поворачивается отдельно от колеса, предохраняя ротор. Ротор генератора вращается с грандиозной скоростью и из этого следует, что баланс должен быть выверенным с очень большой точностью иначе он просто сломает часы./p>
Технология Eco-Drive
Данная технология появилась в 1995г. Основные принципы работы её составляют: получение энергии из солнечного света посредством трансформации оного фотоэлементами в обычный электроток нужного напряжения.
Кварцевые или Механические
Благодаря достижениям в современной часовой промышленности, большинство часов, которые Вы сможете найти на рынке довольно хорошего качества, и выполнены в различных формах и дизайне. Одна из главных вещей, которая отличает все эти наручные часы друг от друга, это тип питания от которого часовой механизм приводится в действие: кварцевые или механические.
Кварцевые часы.
Часы среднего уровня престижности используют обычно кварцевый механизм(кварцевые часы). Элементы кварцевого механизма не двигаются. Вместо этого небольшой кристалл кварца в сочетании с батареей используют для генерации сигналов на определённой частоте. Эта частота используется для поддержания движения стрелок в определённом интервале. Поскольку, кварцевый механизм получает питание от аккумуляторной батареи, кварцевые часы не требуют подзаводки.
Точность электрических кварцевых сигналов делает кварцевые часы более точными, чем механические. В результате на кварцевых часах время придётся подводить реже, чем на механических часах. Из-за этого преимущества, кварц до сих пор используют во многих роскошных часах, особенно в нижнем спектре премиум часов, в частности Tissot и Citizen.
В 1969году Seiko выпустила первые кварцевые часы Astron в коммерческую эксплуатацию. С тех пор, кварцевые часы стали преобладающей формой часов – доступных, лёгких, дешёвых в производстве и чрезвычайно точных.
Механические часы.
Для дорогих часов премиум класса, от 1000$ и выше, механический механизм является стандартом и правилом. Это может показаться нелогичным, так как кварцевые часы более точные, чем механические часы. Тем не менее, когда дело касается часового производства, традиции оказываются гораздо важнее, чем последние технологии. Лучшие производители часов премиум класса занимаются своим ремеслом в течение сотен лет(например Vacheron Constantin, старейший производитель роскошных часов был основан в 1755 году), и механические механизмы, используемые для этих часов, являются важным наследием.
В настоящее время, механическая технология по-прежнему воплощает традиционные способы часового производства, но при этом механизмы таких часов имеют различные усложнения и являются ультрасложными. Основным компонентом механических часов является заводная пружина. Эта пружина сохраняет энергию завода, которая, в конечном счёте, заставляет двигаться стрелки часов. Энергия пополняется каждый раз, когда Вы заводите часы, крутите заводную головку и тем самым затягиваете заводную пружину. Пружина, разжимаясь, приводит в движение шестерни, которые в свою очередь приводят в движение стрелки механических часов.
Большинство современных механических часов необходимо заводить каждые один два дня. Как только пружина полностью разожмётся, выпустив всю потенциальную энергию, часы остановятся, пока их не заведут снова. Лучшие мастера часового дела стараются придумать более эффективные способы использования энергии пружины, для того чтобы увеличить время работы часов до следующего завода.
Одним из важных нововведений в технологии производства механических часов является изобретение автоматических механических часов. Автоматические механические часы используют энергию, полученную в результате естественного раскачивания запястья. Из-за сложной конструкции движущихся частей в таких частях, владельцы должны раз в 5 лет обслуживать свои часы в профессиональном сервисе. Хорошо обслуживаемые, хорошо продуманные механические часы могут оставаться в прекрасном рабочем состоянии в течение нескольких поколений.
За и против: кварцевые или механические.
Сейчас, когда мы разобрались, что представляют собой кварцевые и механические часы, необходимо рассмотреть тонкие моменты повседневного использования этих типов часов. С одной стороны, если кварцевые часы более точные, почему меня должны интересовать механические. И действительно, если Вас интересует чрезвычайно точный хронометраж(например в научных экспериментах), то выбор кварцевых часов очевиден. Тем не менее, технология часто не является окончательным критерием при выборе вещи, которая будет находиться у Вас на запястье в течение 12 часов каждый день. Механические часы сегодня являются искусством, которое постоянно соприкасается с Вами. Прекрасные механические часы также наделяют их владельца статусом. Такие часы привлекают внимание, с которым массовые часы не могут конкурировать. Ещё одним преимуществом механических часов является то, что заводной механизм не требует замены, в то время как кварцевые часы требуют замены батареи, что может случиться в самый неподходящий момент, в отпуске или что ещё хуже в рабочей поездке.
Заключительное слово
Если говорить о том, какие часы являются лучшими (кварцевые или механические), то конкретного ответа дать невозможно. Кварцевые часы считаются более практичными в использовании, а механические часы – это классики часового производства. Если вы рассматриваете кварцевые или механические наручные часы, Вы вероятно заметите, что есть много различных типов роскошных часов как кварцевых, так и механических. Чтобы процесс выбора стал проще, имейте ввиду, что кварцевые часы, как правило, можно найти в ценовом диапазоне более низкого уровня, тогда как механические находятся в более дорогом сегменте премиум класса, тем самым подчёркивая уникальное мастерство часовщика.
