О часах, история, производство, кварцевые механизмы

Самый старый способ определения времени - это наблюдение за положением солнца на небе. Когда солнце находится прямо над головой, время около 12:00. Более позднее измерение времени, зависит от индивидуального суждения, является использование солнечных часов. В дневное время солнечный свет падает на вертикальный столб, расположенный в центре откалиброванного циферблата, таким образом отбрасывая тень на циферблат и обеспечивая читателю относительно точное показание времени.

Изобретение механических часов в четырнадцатом веке явилось крупным достижением - оно обеспечило более краткий и последовательный метод измерения времени. Механические часы включают в себя сложную серию колес, шестерен и рычагов, приводимых в движение свисающимеся грузами и маятником (или, позже, заводной пружиной). Эти части вместе перемещали стрелку или стрелки на циферблате, чтобы показать время. Вскоре последовали добавление курантов или гонгов на час, полчаса и четверть часа. К восемнадцатому веку стали доступны домашние часы меньшего размера, которые, в отличие от своих предшественников, были закрыты и запечатаны в футляре.O chasah, istoriya, proizvodstvo, kvarcevye mekhanizmy

Чем точнее выполнялись движущиеся части, тем точнее были часы. С момента изобретения до середины двадцатого века разработка часов была направлена ​​на обеспечение максимальной точности работы движущихся частей. Развитие технологий металлов и миниатюризации, смазка мелких деталей и использование сначала натуральных сапфиров (а затем искусственных сапфиров) в местах, подвергающихся наибольшему износу (драгоценный механизм), стали неотъемлемыми компонентами часовой науки. К концу девятнадцатого века стали доступны небольшие карманные часы диаметром от пяти до семи сантиметров. К 1960-м годам в Соединенных Штатах механические наручные часы были обычным явлением, а в СССР они только начинали появляться.

В годы, последовавшие сразу после Второй мировой войны, в Америке интерес к атомной физике привел к разработке атомных часов. Радиоактивные материалы испускают частицы (распадаются) с известной постоянной скоростью. Части механических часов, которые вращались, чтобы отслеживать время, можно было заменить устройством, которое стимулировало движение часов каждый раз, когда радиоактивный элемент испускал частицу. Между прочим, атомные часы все еще производятся и продаются, и оказалось, что они неизменно точны.

С развитием микрочипа в 1970-х и 1980-х годах был изобретен новый тип часов. Наручные часы, в которых микрочипы сочетаются с кристаллами кварца, стали стандартом; наручных часов без кварца сегодня выпускается мало. Микрочип используется для непрерывной отправки сигналов на циферблат часов. Поскольку это не механическое устройство с движущимися частями, оно не изнашивается.O chasah, istoriya, proizvodstvo, kvarcevye mekhanizmy

Использование кварца в часах позволяет использовать давно известный тип электричества, известный как пьезоэлектричество. Это ток, который течет через кусок кварца, когда он подвергается электрическому и или механическому давлению (пьезо от греческого глагола, означающего «нажимать»). Кварцевые часы используют электричество от куска кварца, который подвергается воздействию электричества от батареи для отправки регулярной счетной серии сигналов (колебаний) к одному или нескольким микрочипам. (Электрические настенные часы, напротив, используют регулярность настенного тока, чтобы отслеживать время.)

Самые точные кварцевые часы - это часы, в которых время отображается на цифровом индикаторе с электронным управлением, отображаемом с помощью светоизлучающего диода (LED) или жидкокристаллического дисплея (LCD)Конечно, можно, чтобы микропроцессор отправлял свои сигналы механическим устройствам, которые заставляют стрелки двигаться по циферблату, создавая аналоговый дисплей. Но поскольку стрелки механически приводятся в действие через часть часов, известную как зубчатая передача, аналоговые часы обычно не так точны, как цифровые, и подвержены износу. Оба типа часов обеспечивают потрясающую точность, причем цифровые часы обычно показывают точность в пределах трех секунд в месяц.

Сырье

В электронных часах используются многие из самых современных материалов, в том числе пластмассы и легированныеO chasah, istoriya, proizvodstvo, kvarcevye mekhanizmy металлы. Корпуса могут быть как из пластика, так и из металла; Часы с металлическим корпусом часто имеют основу из нержавеющей стали. Микрочипы обычно изготавливаются из кремния, а светодиоды - из арсенида галлия, фосфида галлия или фосфида арсенида галлия. ЖК-дисплеи состоят из жидких кристаллов, зажатых между кусочками стекла. Электрические контакты между частями обычно сделаны из небольшого количества золота (или покрыты золотом); золото является почти идеальным проводником электричества и может успешно использоваться в очень малых количествах.

Производственный процесс

В этом разделе речь пойдет о кварцевых цифровых часах со светодиодными дисплеями. Хотя сборка таких часов должна выполняться тщательно и методично, наиболее важные аспекты производственного процесса заключаются в изготовлении компонентов.

Кварцевый

1. Сердце кварцевых часов - крошечная полоска кварца. Кварц, произведенный синтетическим способом, режется производителем алмазной пилой и отправляется на часовой завод для использования. Производство «выращенного» кварца является важным этапом процесса.
Кварц в естественной форме сначала загружается в гигантский чайник или автоклав (то же устройство, которое используют врачи и стоматологи для стерилизации инструментов). Сверху автоклава свисают семена или крошечные частицы кварца.
Щелочной материал закачивается на дно автоклава, и автоклав нагревается до температуры примерно 400 градусов по Цельсию. Природный кварц растворяется в горячей щелочной жидкости, испаряется и осаждается на семенах. Когда он откладывается, онO chasah, istoriya, proizvodstvo, kvarcevye mekhanizmy повторяет образец кристаллической структуры семян. Примерно через 75 дней камеру можно открыть, а только что выросшие кристаллы кварца можно удалить и разрезать до нужных пропорций. Различные углы и толщины резания обеспечивают предсказуемую скорость колебаний. Желаемая частота колебаний кварца, используемого в наручных часах, составляет 100000 мегагерц или 100 000 колебаний в секунду.
2. Чтобы работать наиболее эффективно, кусок кварца необходимо запечатать в вакуумной камере того или иного сорта. Чаще всего кварц помещается в своего рода капсулу с проводами, прикрепленными к обоим концам, так что капсулу можно припаять или иным образом подключить к печатной плате.

Микрочип
3. Электронные выводы, генерируемые батареей через кварц (производящие колебания), поступают на микрочип, который служит «схемой деления частоты». Производство микрочипов, как и кварцевых, также осуществляется поставщиком производителя часов. Обширный и сложный процесс изготовления микрочипов включает химическое и или рентгеновское травление микроскопической электронной схемы на крошечный кусочек диоксида кремния.
4. Частота колебаний, составляющая примерно 100 000 колебаний в секунду, снижается до 1 или 60 или до некоторого другого, более управляемого числа колебаний. Затем новый образец колебаний отправляется на другой микрочип, который функционирует как «драйвер счетчика-декодера». Этот чип фактически будет считать принимаемые им колебания. Если есть шестьдесят колебаний в секунду, микросхема будет менять показания светодиода каждую секунду. После 3600 колебаний (60 x 60) счетчик даст команду светодиоду изменить показание на несколько минут. И после 60 x 60 x 60 колебаний (216 000) счетчик изменит показание часов.

Сборка
5. Весь набор кристаллов и микросхем установлен на печатной плате. На плате есть место для батареи, которая подает электричество на кристалл кварца и обеспечивает питание светодиодного дисплея. Как правило, место для аккумулятора находится на внешней стороне поверхности, обращенной к задней части корпуса. Батарею можно заменить, сняв заднюю часть часов, вытряхнув старую и вставив новую.
6. Затем подключается механизм, используемый для настройки часов. Этот механизм состоит из двух штифтов, которые выступают за корпус часов. Один вывод позволяет схеме счетчика узнать, какое значение следует сбросить - секунды, минуты или часы. На второй штифт нажимают несколько раз, чтобы привести дисплей к желаемому показанию.
7. Вся печатная плата вместе с батареей затем закрывается в корпус и прикрепляется браслет.

Дополнительные функции часов
Поскольку микрочипы в кварцевых часах способны хранить большие объемы информации, с инженерной точки зрения можно безO chasah, istoriya, proizvodstvo, kvarcevye mekhanizmy особого труда добавить к часам и другие функции. Дополнительная кнопка на корпусе, подключенная к цепи счетчика, может выдавать сигналы будильника, информацию о приливах и т. д. Микрочип можно так же легко запрограммировать на перевод часов вперед или назад на определенную величину нажатием кнопки, чтобы владелец мог определить время в другом часовом поясе или, возможно, иметь два, три или более временных пояса отображающихся последовательно.

Контроль качества
Все компоненты электронных часов производятся под строгой системой контроля качества. Кристаллы кварца, например, проверяют свою частоту перед использованием в часах. Микрочипы должны изготавливаться в «чистой комнате» со специально отфильтрованным воздухом, поскольку даже мельчайшие частицы пыли могут сделать чип бесполезным. Микрочипы тщательно исследуются, а также перед использованием проходят стендовые испытания на точность.

После того, как часы изготовлены, они снова проходят испытания перед отправкой на рынок. Помимо точности отсчета времени, они также подвергается испытанию на падение, в котором часы должны продолжать работать должным образом после падения или иного злоупотребления; температурный тест; и водный тест. В то время как производитель часов может при надлежащих испытаниях и доказательствах утверждать, что часы «водонепроницаемы» в определенных известных спецификациях, было бы неточно говорить, что часы «водонепроницаемы», потому что без конкретной спецификации такое обозначение не имеет смысла.

Крупные часовые компании производят все компоненты самостоятельно, обеспечивая соблюдение стандартов качества на самом раннем этапе производственного процесса.

БудущееO chasah, istoriya, proizvodstvo, kvarcevye mekhanizmy
Поскольку современные электронные часы по своей конструкции очень точны, точность - не единственная цель, к которой стремится производитель часов. Будущие изменения в продукте будут использовать преимущества других технологий из других областей, таких как добавление функции калькулятора к часам или даже добавление радиопередатчика, который может посылать отслеживаемый сигнал, если владелец потерян или попал в беду.

 

   
Wordpress snowstorm powered by nksnow
Все попытки украсть контент с сайта будут караться по закону.