Funzione di un orologio al quarzo

Gli orologi analogici al quarzo usano un tradizionale motore passo-passo per far avanzare le mani.

sfondo

Il quarzo è un minerale naturale relativamente comune. Salva l'immagine di cristallo di montagna di Galyna Andrushko da Fotolia.com

La piezoelettricità del quarzo è nota agli scienziati sin dal diciannovesimo secolo. I fisici hanno sviluppato e analizzato questo attributo fino al ventesimo secolo, con i produttori di orologi commerciali che raffinano la tecnologia al quarzo per usarlo come meccanismo centrale degli orologi degli anni 1970. Questi orologi tendono ad essere molto più precisi degli orologi. orologi con movimenti puramente meccanici.

inizio

Le vibrazioni al secondo sono contate per mantenere il tempo. Salva l'immagine waveform 20 di chrisharvey da Fotolia.com

L'applicazione di corrente alternata attraverso un cristallo di quarzo produce vibrazioni costanti ad una certa frequenza. Quando la frequenza viene contata da un processore digitale, il processore avanza la visualizzazione del tempo al secondo quando viene raggiunto il numero appropriato di vibrazioni. Il numero è di solito 32.768 vibrazioni al secondo. L'accuratezza dipende in larga misura da quanto accurata e accurata la produzione del cristallo di quarzo sia quella di produrre il numero esatto di vibrazioni al secondo.

Produzione di precisione

I cristalli sono fatti di silice fusa e hanno elettronica applicata mediante fotolitografia. Salva l'immagine del chip aperto di Albert Lozano da Fotolia.com

Per estrema precisione, i cristalli di quarzo utilizzati negli orologi devono essere fabbricati in dimensioni esatte. Gli elettrodi che trasportano la corrente alternata attraverso il vetro devono essere posizionati esattamente nello stesso punto per diversi cristalli destinati a produrre le stesse frequenze di vibrazione. I cristalli del massiccio orologio al quarzo di produzione sono solitamente accurati con circa 30 conteggi per milione di vibrazioni. Questo rende questi orologi accurati a circa un secondo al giorno.

temperatura

Il cristallo di quarzo può essere controllato alla temperatura per una precisione estrema. Salva l'immagine dello sci di Andrzej Kaluza da Fotolia.com

Il numero di vibrazioni al secondo per un dato cristallo dipende leggermente dalla temperatura. Orologi di fascia alta e orologi normali possono avere dispositivi che correggono la temperatura o mantengono il cristallo a una temperatura costante, il che aumenta la precisione dell'orologio. Il polso di solito utilizza un riscaldatore o un forno in modo che il cristallo di quarzo compensi i diversi ambienti di temperatura.

Auto-fit

Un semiconduttore Salva Chiudi le foto degli interni o un'immagine del chip di Albert Lozano da Fotolia.com

Gli orologi che controllano periodicamente il tempo "reale" accedendo all'orologio atomico possono calcolare i loro tassi e regolare il numero di vibrazioni che contano al secondo per una maggiore precisione. Questi orologi diventano effettivamente più accurati con un uso prolungato. L'orologio al quarzo valuterà se vinci o perdi tempo durante l'intervallo tra le ultime due volte che hai controllato il tempo "reale". Se ha perso tempo durante quel periodo, utilizzerà meno vibrazioni al secondo per calcolare il tempo fino alla successiva valutazione della sua precisione.