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石英钟与机械钟

浏览次数:0 次 | 日期:2013-09-05

石英晶体传感器的 核心是传感元件—压电石英晶片,其工作原理是压电效应,即石英晶体在某些方向受到机械应力后,便会产生电偶极子;相反, 若在石英某方向施以电压,则其特 定方向上会产生形变,这一现象称为逆压电效应。若在石英晶体上施加交变电场,则晶体晶格将产生机械振动,当外加电场的频率和晶体的固有振荡频率一致时,则 出现晶体的谐振。由于石英晶体在压力下产出的电场强度很小,这样仅需很弱的外加电场即可产生形变,这一特性使压电石英晶体很容易在外加交变电场激励下产生 谐振。其振荡能量损耗小,振荡频率极稳定,这些再加上石英优良的机械、电气和化学稳定性,使它自40年代以来就成为石英钟、电子表、电话、电视、计算机等与数字电路有关的频率基准元件

发 条是为手表提供能量的零件。圈绕在条盒内。利用条轴上的铣方槽上紧发条。条轴的方槽是由上条机构驱动。手表在无复上条情况下,即能走 时 36 到 50 小时左右。由于发条经受明显的应力,时常会导致断裂,因此,当前,采用合金材料,使发条几乎不断裂。发条储存一定的能量,以均匀小量 地分配给振荡器。为此,提供的能量通过轮列组,由轮列组以相同比例缩减传输力的同时增加圈数。该轮列组包括 4 只轮和 4 只齿轮,后 3 只轮是铆压 在前 3 只齿轮上。在该示意图上,斜线表示动件之间的啮合,而横线则表示动件铆接在相同轴上。第一只轮是圆周铣齿的条盒轮。最后一只轮是擒纵机构齿轮, 擒纵轮铆压在该齿轮上。擒纵轮属于分配机构及计数器。 条盒轮转一圈约 6 小时,在此段时间内,擒纵齿轮和擒纵轮转约 3600 圈。这数字代表第一只轮和最后一只轮之间的旋转频率比。该比例始终在此数值范围内。一般都设法使齿轮和分轮在手表的中心,并每小时转一圈。

石英表也可叫做「水晶振动式电子表」,因为它是利用水晶片的「发振现象」。当水晶接受到外部的加力电压,就会有变形及伸缩的性质,相反,若压缩水晶,便会使水晶两端产生电力;这样的性质在很多结晶体上也可见到,称为「压电效果」。石英表就是利用周期性持续「发振」的水晶,为我们带来准确的时间。
首 先,将石英表内的水晶片上加电,水晶便会以 32768 赫兹的周波数,正确地振动;然后必须将此频率化成 1Hz(电流一秒间的一次变化)的信号电流周 波数。再增加些信号的幅度(由于因振动而产生的电流甚弱),跟着些信号电流再发动转子齿轮,表上的秒针便会随之发动,之后分针,时针的跳动则关乎于机械结 构上的原理,如:秒针跳动 60 下,分针便会跳一下。
所有石英表都装有一粒电池。它为一块集成电路和一个石英谐振器提供能量,每秒振 动 327678 次。还有比这更快的。集成电路是表的“大脑”。它控制着石英谐振器的振动,并起着分频器的作用。32768 次振动被对半分 割 15 次,以达到每秒产生一次脉冲。有了一秒钏这个时间的“原材料”,就能驱动显示器





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