Принцип работы часов

Абсолютно все современные часы работают по одному и тому же основополагающему принципу: за эталон времени принимаются колебания некоего физического объекта, о котором известно то, что он совершает колебания с достаточно стабильной частотой. Третья часть механизма выполняет подсчет этих колебаний и «преобразовывает» их в движение стрелок в механических часах и в изменение цифр — в электронных. Рассмотрим принцип работы часов механических и кварцевых. Основой механических часов являются колебания маятника или балансира, а импульс движения задает пружинный или гиревой механизм. В кварцевых часах механика основывается на колебаниях кварцевого генератора, а движущим элементом является, как правило, батарейка.

Принцип работы механических часов

Давайте рассмотрим, каков принцип работы механических часов. Для того чтобы упростить восприятие, представим один из самых простых вариантов — большие башенные часы. Источником энергии в них служит тяжелая гиря, которая крепится на длинный прочный канат или цепь, накрученную на горизонтальный вал. Под своей тяжестью гиря тянет веревку, приводя в движение вал. Зубчатые колеса передают вращение на основное колесо, так называемое храповое, а это колесо приводит в движение стрелки на циферблате.

Чтобы гиря не опускалась быстро и резко под собственной тяжестью и, соответственно, не прокручивались стрелки, в механизме предусмотрен регулятор хода — маятниковый механизм, который, совершая за одну секунду возвратно-поступательное движение, позволяет прокручиваться храповому колесу на один зуб. Для того чтобы отрегулировать ход часов, нужно изменить длину маятника — от этого меняется частота движения.

Маятниковый механизм надежен и прост в эксплуатации, но имеет недостаток: работающие по такому принципу часы непригодны для переноски, поскольку сбивается ход, и они начинают спешить или отставать. Поэтому придумали еще один механизм. В качестве источника энергии применили заведенную пружину, которую со временем заменила электрическая батарея, а маятниковый механизм — балансирным, состоящим из балансирного колеса, спирали, градусника и вилки. Пружина, постепенно разворачиваясь, вращает зубчатое колесо. В качестве маятника применена спираль, регулирует движдение градусник, высвобождает часть энергии и корректирующий ход часов.

Кварцевые часы: принцип работы

В кварцевых часах электронный блок ежесекундно посылает импульс шаговому электродвигателю, который, в свою очередь, поворачивает стрелки.

Высокая стабильность частоты импульсов, а следовательно, высокая точность хода обеспечивается кристаллом кварца. Свойства кварца таковы, что при сжатии он производит электрический импульс, а при воздействии электротока — сжимается.

Электронный блок состоит из генератора, вырабатывающего стабильные электрические колебания, которые кварцевый кристалл стабилизирует на резонансной частоте.

Генератор производит 32 768 колебаний в секунду — то есть в 10 тыс. раз больше, нежели баланс в механических часах. Такая скорость недоступна ни одному механическому устройству. Часть электронной схемы, делитель, преобразовывает колебания в импульсы частотой 1 Гц, которые поступают на обмотку шагового электродвигателя.

Кинематическая схема кварцевых часов     

  1. Источник питания
  2. Шаговый двигатель
  3. Передаточное колесо
  4. Секундное колесо
  5. Центральное колесо
  6. Часовое колесо
  7. Рычаг кулачковой муфты
  8. Переводной рычаг
  9. Переводная головка
  10. Переводной вал
  11. Кулачковая муфта
  12. Тормозной рычаг
  13. Минутное колесо
  14. Промежуточное колесо
  15. Блок кварцевого генератора

Когда электрический импульс проходит через катушку с обмоткой двигателя, образуется магнитное поле, поворачивающее на пол-оборота ротор, который вращает стрелки посредством системы шестерен.

Если говорить о колесном механизме, то у кварцевых часов он имеет тот же ресурс, что и у механических. На очень длительный срок эксплуатации встроенные шкафы на заказ недорого москва рассчитан шаговый двигатель. Сегодня еще можно увидеть работоспособные радиоприемники 20-х годов. Это говорит о том, что ресурс электронных компонентов велик и еще не изучен до конца. По сути, кварцевые часы по продолжительности службы ни в чем не уступают механическим.

Добавить комментарий