當前位置:
首頁 > 時尚 > 石英錶是如何工作的?它的心臟每秒跳動32768次

石英錶是如何工作的?它的心臟每秒跳動32768次

女人除了喜歡穿好看的衣服之外,還會戴一些好看的首飾,其實不止是女人,男人也是會佩戴飾品的,比如象徵著男人身份和地位的手錶.

手錶的本意是戴在手腕上,用以計時,顯示時間的使用工具,而今隨著計時工具的普遍化,手錶的作用不再注重計時功能,也不再是生活的基本需求,這種大大超出其本身功能價值的小物件,更多的是一種飾品。

在手錶中有一種叫石英錶,簡單來說石英錶是需要電池來提供能量來源的手錶,它是現代的一項發明,具有結構簡單,裝配簡便,續航力超強,防震,走時精準和價格便宜等特點。

圖片來源:pixabay

石英錶的結構相對於機械錶要簡單很多,主要由能從外面看到的錶殼,錶帶,表面防護玻璃,還有時針,分針,秒針以及錶冠,內部由為手錶的機構供電的電池,微小的機芯和振蕩器電路,還有一個裝有石英晶體的容器。

石英錶的發展

在歷史上不同時期有不同的計時工具,最早的時候是用天文計時,也就是利用太陽,月亮來計算時間,例如通過觀察一根木棍在太陽下影子的長短來計算時間,這就是著名的日晷計時。

後來又利用流體計時,例如說現在都還在使用的沙漏,還有水漏計時,但這種計時方法容易受到砂礫堵塞以及水受到結冰等因素影響,而變得計時不準確。

1806年拿破崙製造出第一塊在手腕上佩戴的表,這也是世界上第一塊機械手錶。

1880年物理學家皮埃爾.居里發現了石英晶體的壓電效應,這為石英手錶的發明奠定了基礎。

1957年美國鐘錶公司推出了世界上第一塊電子錶,這款電子錶成為了石英錶的誕生奠基。

石英錶的工作原理

為了顯示精準的時間,石英錶依靠一個微小的石英晶體,以及一點電力就能讓晶體以穩定的速度震蕩,移動手錶指針指向正確時間,顯示時,分,秒,這到底是怎麼做到的?

石英是整個手錶的核心,自然界中有豐富的石英,它是沙粒的主要成分,但手錶中的石英是從無菌室里製造出來的,它被削成薄片並切成叉狀。

能讓整個石英手錶工作的是它的壓電特性,石英是一種具有壓電特性的物質,如果在兩面加力就會出現電荷,這個就是壓電特性,同時壓電材料也有反向作用。

所以當給石英通電後,就會讓石英以持續的頻率振動,產生持續穩定的脈衝波,這些微弱的脈衝波能精準地推動手錶機構。

整個過程是這樣的,電池為振蕩器電路供電,傳送電流到石英晶體,石英會以驚人的速度震蕩,通過設計電路讓石英每秒震蕩高達32768次,不會更快或更慢,石英跳動時會發出微弱的電子脈衝信號,每秒也是32768次,剛好能精確計時。

每次振動就等於送到分屏電路的一次脈衝信號,脈衝信號會觸發機芯的電動線圈,並在定子里創造磁場,定子里有一根直徑1毫米的磁化圓柱轉子,定子里的磁場會引起轉子轉動,轉子連接到手錶齒輪,一次脈衝信號就會推動秒針移動一次,不斷重複這個過程,根據大小齒輪之間的傳動比,秒針走一圈帶動分針走一格,以此類推就可以看到時間了。

石英錶的計時極為準確,最高能達到270年才誤差1秒,只要有電力驅動,石英就能以完全穩定的速度振動,準確地為你報時。

人們要說起手錶就會想到瑞士的手錶,瑞士手錶能夠享譽全世界,靠的就是歷代工匠精益求精的精神和精雕細琢的工藝。

一塊擁有數百個零件組成的機械錶,如果沒有工匠們那種一絲不苟對完美極致追求的話,是不可能製造出來的,瑞士就是手錶的代名詞,特別是機械錶曾經佔據世界超過70%的市場份額,直到石英錶的出現。

機械錶是靠機芯內的發條為動力,不需要電池,機械錶的機芯複雜零件繁多,也正是因為如此,機械錶充分體現了人類機械工藝的極限,但機械錶的價格會比石英錶昂貴,而且走時誤差也比石英錶大,還需要花錢做定時保養。

但石英錶完全是另外一回事,石英錶的機芯不但結構簡單,而且價格便宜很多,石英錶的出現對傳統機械錶造成了直接的影響,當時的機械錶比拼的是走時精準。

但質量越好的機械錶也就代表價格不會便宜,石英錶問世後不但走時比機械錶精準很多,價格也便宜很多,自然就沒有人會去買一塊既昂貴走時又不如石英錶精準的機械錶。

而就當所有人都認為機械錶將重蹈像柯達,諾基亞一樣現代企業的覆轍時,機械錶通過對其功能不斷升級創新,開發出很多極其複雜的工藝,如升級版的陀飛輪,萬年曆,深潛防水等,並專註去做更高端的機械錶,讓人們不再拿機械錶和石英錶比走時精準,而是證明機械錶是需要工藝精湛才能製造出來的奢侈品,走更高級的路線。

現在石英錶就如當初的機械錶一樣,迎來了智能手錶的挑戰,很多人說智能手錶的出現就是又一次手錶危機,智能手錶功能更豐富,相信以後的功能將會越來越強大。

圖片來源:pixabay

可是不論是機械錶還是石英錶都沒有完全被淘汰,智能手錶可能也不會代替石英錶,因為功能也不是手錶的全部,可以說看時間是手錶最不重要的功能,現代手錶的定位更多的是一個奢侈品,它代表的是某種精神,品味,個性和財富。

其實每個人心中都有一塊夢寐以求的手錶。

文中Gif截取自Youtube《how does Quartz watch works》《GRAND SEIKO – Spring Drive Explained》

更多機械,製造,原理 乾貨類文章,請關注我們的微信公眾號 製造原理

喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!


請您繼續閱讀更多來自 腕錶 的精彩文章:

江詩丹頓推出Les Cabinotiers閣樓工匠鏤雕陀飛輪高級珠寶腕錶