手表主要分為
機(jī)械表、石英表[1],石英表的英文是quartzwatch。
將石英晶體運用在鐘表上是一種現(xiàn)代的發(fā)明。第一只石英表在1969年首度出現(xiàn)。在這一年,日本的精工公司發(fā)現(xiàn)了如何將石英制成音叉的方法。
石英表如何運作
和音叉會循某種規(guī)律振動一樣,當(dāng)石英晶體受到電池電力影響時,它也會產(chǎn)生規(guī)律的振動。
石英晶體每秒的振動次數(shù)高達(dá)32768次,我們可以設(shè)計簡易的電路來計算它振動的次數(shù),當(dāng)它數(shù)到32768次時,電路會傳出訊息,讓秒針往前走一秒。
因為石英的振動相當(dāng)規(guī)律,即使是便宜的石英表,一天之內(nèi)的誤差率也不會超過1秒。
大量生產(chǎn)
石英晶體的應(yīng)用使得手表可以大量生產(chǎn),不但生產(chǎn)速度比以前快很多,價格也隨之下降。每年約可制造5億只手表,足以供應(yīng)全球使用。
石英表也可叫做「水晶振動式電子表」,因為它是利用水晶片的「發(fā)振現(xiàn)象」。
當(dāng)水晶接受到外部的加力電壓,就會有變形及伸縮的性質(zhì),相反,若壓縮水晶,便會使水晶兩端產(chǎn)生電力;這樣的性質(zhì)在很多結(jié)晶體上也可見到,稱為「壓電效果」。
石英表就是利用周期性持續(xù)「發(fā)振」的水晶,為我們帶來準(zhǔn)確的時間。
首先,將石英表內(nèi)的水晶片上加電,水晶便會以32768赫茲的周波數(shù),正確地振動;然后必須將此頻率化成1Hz(電流一秒間的一次變化)的信號電流周波數(shù)。
再增加些信號的幅度(由于因振動而產(chǎn)生的電流甚弱),跟著些信號電流再發(fā)動轉(zhuǎn)子齒輪,表上的秒針便會隨之發(fā)動。
之后分針,時針的跳動則關(guān)乎于機(jī)械結(jié)構(gòu)上的原理,如:秒針跳動60下,分針便會跳一下。
所有石英表都裝有一粒電池。它為一塊集成電路和一個石英諧振器提供能量,每秒振動32768次。還有比這更快的。集成電路是表的“大腦”。它控制著石英諧振器的振動,并起著分頻器的作用。32768次振動被對半分割15次,以達(dá)到每秒產(chǎn)生一次脈沖。有了一秒這個時間的“原材料”,就能驅(qū)動鐘表。
石英表的優(yōu)缺點
石英是一種白氧化物,成分為二氧化硅(SiO2),石英置於震蕩電路里會震動,在特定的條件下,它會將其自身的頻率傳遞到電路中,若將這種特性應(yīng)用於石英機(jī)芯,透過石英震蕩器可將電能轉(zhuǎn)變?yōu)閯永脵C(jī)械化設(shè)備大量生產(chǎn)電路板,再配以電阻及電容,即可完成其機(jī)芯,再裝上表殼、玻璃及表帶,一只石英表即粗略的組裝完成,它的好處是準(zhǔn)確、重量輕及保養(yǎng)較容易;缺點是:一般石英電池壽命只有一兩年,常需更換,再者是利用石英振蕩的手表,常使用了五~八年后石英振蕩會衰退,相對的準(zhǔn)確度會降低,此時便需換裝,但由於現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)達(dá),人工費用高漲,用人工來換裝眾多細(xì)小的零件太不符合成本,所以石英表若出現(xiàn)大故障,通常原廠皆會要求直接換一個新的機(jī)芯。
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