Кварцевые часы. Что такое кварцевые часы и чем они отличаются от механических? Кварцевые часы как они работают

Хотите купить часы, но не знаете какие? Давайте разберемся и ответим на вопросы, которые чаще всего возникают при покупке: что собой представляют кварцевые и механические наручные часы. В чем же их плюсы и минусы.

Как работают механические часы?

Главным отличием кварцевых часов от механических часов является источник энергии, который обеспечивает работу механизма. В механических часах за это отвечает пружина в виде спирали. Она находится в барабане и имеет зубчатый край. Во время завода часов пружина закручивается, а во время её раскручивания в действие приводится барабан, запускающий и весь часовой механизм.

Что такое кварцевые часы?

За работу кварцевых часов отвечает батарейка, питающая весь электронный блок, а также шаговый электродвигатель. Двигатель получает импульс от электронного блока один раз в секунду, в результате этого стрелки поворачиваются. Высокая стабильность частоты вырабатываемых импульсов обеспечивается кристаллом кварца - отсюда и название данного аксессуара. Заводятся такие часы один раз (следующий завод будет осуществлен, лишь когда придется менять батарейку). Кварцевые часы - это высокая точность и комфорт в использовании. Чаще всего мы называем такие часы электронным, хотя на самом деле они кварцевые с цифровой индикацией.

Современные производители предлагают кварцевые наручные часы, которые представляют собой мини-компьютер. Благодаря программированию микросхемы они легко оснащаются секундомером, хронографом, будильником или календарем. Дополнительных функций может быть множество.

Механические часы появились более четырехсот лет назад, а вот кварцевые вышли на рынок лишь во второй половине двадцатого века. На сегодняшний день постоянно ведутся споры: какие часы лучше - кварцевые или механические. Но все они имеют свои плюсы и минусы, которые мы и обсудим.

Преимущества и недостатки механических часов

Одним из главных преимуществ «механики» является отсутствие надобности постоянной смены батарейки. Это означает, что такие наручные часы не нуждаются в дополнительном сервисном обслуживании, нет необходимости покупать батарейки, а значит - отсутствуют дополнительные денежные затраты.

Механические часы отличаются большой ремонтопригодностью. Сегодня любой мастер часовых дел может изготовить сломавшуюся деталь. И даже, несмотря на то, что такие часы могли быть изготовлены очень давно, они подлежат ремонту с возможностью сохранения оригинального механизма. Они имеют большой срок службы. Все детали таких аксессуаров изготавливаются из металла, который, безусловно, продлевает век самого механизма. Именно поэтому, механические наручные часы, как женские, так и мужские, считаются более престижными.

К недостаткам часов данного типа можно отнести: чувствительность к ударам, неточность хода часов, а также высокая стоимость -при их сборке используется исключительно ручной труд.

Хотя за подобную ювелирную работу часовщика все-таки стоит отдать деньги. К тому же сегодня можно найти достойную модель в более бюджетном ценовом сегменте. Тем более далеко ходить не нужно. Вот, посмотрите на отличные механические часы за приемлемые деньги.

Плюсы и минусы кварцевого механизма

Главным плюсов часов с кварцевым механизмом является точность хода. Расхождение во времени в месяц может составлять до двадцати секунд, а у самых лучших часов такое отклонение может составить до пяти секунд за один год.

Такие наручные часы намного надежнее, чем механические, поскольку они имеют меньше деталей (всего лишь электронный блок и шаговый электродвигатель).

Часы с кварцевым механизмом не нуждается в ежедневном заводе. Сегодня выпускаются модели, в которых батарейка меняется один раз в три года. Также встречаются кварцевые часы с батарейкой, рассчитанной на срок службы до десяти лет.

Сборка часов с данным типом механизма происходит при полной автоматизации, которая, безусловно, дешевле, чем ручной труд. Поэтому и стоимость моделей с кварцевым механизмом в разы меньше, чем у механических. Такие часы можно позволить себе при любом бюджете. А возможно, даже несколько. Под разный стиль и повод.

А вот к недостаткам можно отнести:

Небольшие, но регулярные денежные затраты на покупку батарейки.

Невысокая ремонтопригодность. В случае, если завод-изготовитель прекратил производство запасных частей, то такие наручные часы можно отремонтировать только, если механизм будет полностью заменен.

Недолговечность - кварцевые часы, которые были выпущены в конце двадцатого века, сегодня работать не будут по той простой причине, что современные батарейки к ним не подойдут.

Все эти недостатки, конечно же, относительны. Мало кого испугает перспектива менять батарейку, когда на кону стильный и модный часовой аксессуар. Тем более, когда у него максимально хорошее соотношение цены и качества, а благодаря современным технологиям качество часто даже выше установленной цены. Вот три супер модели для примера.

Исходя из вышесказанного, однозначно ответить на вопрос, какие наручные часы лучше - кварцевые или механические - невозможно. Выбирая тот или иной тип механизма, следует исходить из своих индивидуальных предпочтений. Какие из перечисленных нами преимуществ являются ценными для Вас? Подумайте и смело осуществляйте покупку.

Кварцевый механизм часов – это совокупность высокоточных электронных и механических элементов, которые обеспечивают точное исчисление времени.

Источником хода таких часов является электрическая миниатюрная батарейка расположенная внутри корпуса под защитной пластиной.

Это было краткое и довольно упрощенное определение сути кварцевого механизма часов, поэтому далее мы предлагаем более подробно разобраться в этом, а также ответить на вопрос, чем подобный механизм лучше или хуже классической механики часов.

Для начала хотелось бы сказать, что кварцевые часы являются закономерным этапом эволюции механических часов. Точные механические часы сложны в изготовлении и соответственно имеют высокую стоимость.

Попытки удешевить их производство ни к чему хорошему не привели, думаю, Вы помните механические подделки часов крупных брендов, буквально через 2-3 часа их хода владелец обнаруживал, что часы уже либо существенно спешат, либо также отстают.

И лишь использование кварцевого механизма дало возможность массово предоставить людям иметь всегда «под рукой» источник точного времени.

Достоинства и недостатки кварцевых механизмов в часах

Предпочтение кварцевым механизмам часто отдают любители активного отдыха: туристы, спортсмены, представители экстремальных видов. И выбирают их благодаря расширенному набору функциональных возможностей таких часов, вот например, основные:

1. Высокая точность хода. Есть модели, у которых отклонение составляет +/- 5 секунд в год;
2. Расширенный функционал. Часы могут включать в себя такие функции, как: секундометр, калькулятор, барометр, высотометр, компас, пульсометр и др.;
3. Кварцевые часы менее чувствительны к ударам, чем механические;
4. Корпус кварцевых часов зачастую изготавливают из высокотехнологических пластмасс, это дает возможность значительно облегчить их вес, поэтому такие часы подходят и для детей;
5. Не нужно следить за регулярностью механического подзавода, поэтому риск остановки часов из-за небольшой забывчивости их владельца сведен к минимуму;
6. Относительно низкая цена благодаря тому, что изготовление элементов часов и их сборка автоматизированы.

Единственное, что можно отметить из недостатков кварцевых часов так это то, что их механизм практически не подлежит ремонту. Если производитель прекратил выпуск электронных чипов, то на ремонт такой модели можно не рассчитывать.

Основные элементы кварцевых часов

В механизме кварцевых часов основными элементами являются шаговый электродвигатель и электронный блок, который с заданным тактом отсылает двигателю управляющий импульс, что в свою очередь приводит стрелки часов в движение. Упрощенная схема работы кварцевого механизма в часах на рисунке ниже:

Высокая точность такта частоты управляющих импульсов, а значит и высокая точность хода часов, обеспечивается специальным элементом – кристаллом кварца, благодаря которому этот тип механизма получил свое название.

В отличие от механических часов, где источником их хода является пружинный подзавод, в кварцевых часах электронный блок и двигатель питает миниатюрная батарейка. Обычно ее ёмкости хватает на несколько лет непрерывной работы, при этом у владельца часов нет необходимости делать их ежедневный подзавод, как у механических моделей.

Особенности конструкции

Кварцевые часы выпускаются в двух основных видах исполнения: со стрелочным циферблатом и с цифровым дисплеем.

С момента их появления на российском рынке второй вариант часов называют электронными, но во всем мире их имеют название кварцевые часы с цифровой индикацией.

Подобным часам зачастую придают спортивную стилистику и обеспечивают более расширенным функционалом: хронограф, калькулятор, секундометр и др.

Благодаря этому многие современные модели являются по сути мини-компьютерами. При этом, что немаловажно для рядовых покупателей, цена кварцевых часов остается вполне приемлемой.

Кристалл является «сердцем» часового механизма

Именно кристалл обеспечивает точность хода часов и задает им правильный такт отсчета. Этот элемент можно по праву назвать «сердцем» часового механизма.

Все дело в его уникальных свойствах, ведь при сжатии кристалл выделяет электрический импульс. А его, в свою очередь, заставляет сжиматься-разжиматься электронный генератор, который питается током батареи.

Таким образом, обеспечивая постоянное питание механизма часов, вызывают колебания кварца, которые настраивают на частоту резонанса 32768 Герц.

Как долго может прослужить кварц?

Многих покупателей кварцевых часов беспокоит этот вопрос, особенно у тех, кто не привык баловать себя частыми обновками. Сразу спешу успокоить Вас: сам кварцевый механизм часов служит очень долго , например, даже сейчас можно найти радиоприемники 20-х годов в рабочем состоянии, а это значит, что ресурс электронных элементов достаточно велик.

Хотя, я уверен, Вас вряд ли беспокоит желание иметь возможность передавать часы по наследству, как это было ранее с механическими часами. Все из-за того, что новые часы сейчас покупаются взамен старых не потому, что старые поломались или испортились, а потому, что их модель морально устарела.

Вы и сами бы немало удивились, если бы увидели на ком-то модель электронных часов, которые были популярны в начале 90-х годов, не правда ли?

Хотя, не смотря на свое «моральное изнашивание», эти модели сохранили прекрасную работоспособность.

Поэтому, покупая современную модель кварцевых часов, за надежность их механизма можете не переживать, они с запасом смогут выходить свой срок до морального устаревания, при этом не докучая Вам никаким хлопотами.

Итог

Таким образом, можно дополнить определение, с которого мы начали эту статью тем, что современный кварцевый механизм – это практически идеальное соотношение точного хода, удобной конструкции и доступной цены.

Электричество, все сильнее вторгавшееся во все области жизни человека, не могло обойти часовое дело. С появлением кварцевых технологий высокоточные часы стали доступны каждому жителю Земли, а качество часов стало зависеть не столько от мастерства и опыта людей, сколько от точности работы автоматических линий. Сегодня абсолютное большинство выпускаемых в мире часов относятся именно к кварцевым. Как они устроены, как работают и почему все больше людей отдают предпочтение именно кварцевым часам?

В двух словах

Основными элементами кварцевых часов являются электронный блок и шаговый электродвигатель. Электронный блок раз в секунду посылает импульс двигателю, а тот поворачивает стрелки.

Очень высокую стабильность частоты вырабатываемых импульсов, а значит, и высокую точность хода, обеспечивает кристалл кварца, из-за которого часы и получили свое название.

Батарейка, питающая электронный блок и двигатель, рассчитана на несколько лет работы и избавляет от необходимости заводить часы в течение всего этого срока. Получается уникальное сочетание высокой точности и удобства в использовании.

Иногда вместо циферблата со стрелками используется цифровой дисплей. Такие часы у нас принято называть электронными, но во всем мире их называют кварцевыми часами с цифровой индикацией. Это название подчеркивает, что, во-первых, основой часов является кварцевый генератор, а во-вторых, информация о времени в них отображается в виде цифр.

По сути, кварцевые часы являются мини-компьютером. Запрограммировав соответствующим образом микросхему, их легко превратить в многофункциональное устройство: хронограф, секундомер, добавить к ним будильник и т.д. Причем, в отличие от механических часов, их стоимость при этом возрастает не так сильно.

Зачем часам кристалл

Кристалл кварца обладает уникальными свойствами: при сжатии он порождает электрический импульс, а при воздействии электрического тока кварц сжимается. Таким образом, кристалл можно заставить сжиматься-разжиматься, т.е. колебаться, под воздействием электрического тока. Подбором размеров кристалла добиваются частоты резонанса 32768 герц.

Электронный блок кварцевых часов состоит из двух частей. Одна часть, генератор, вырабатывает электрические колебания, которые стабилизируются кварцевым кристаллом на его резонансной частоте. Таким образом, мы имеем генератор электрических колебаний, причем частота этих колебаний очень стабильна. Остается эти равномерные колебания превратить в равномерное же движение стрелок.

Генератор вырабатывает 32768 электрических колебаний в секунду. Это примерно в 10000 раз больше, чем число колебаний баланса в обыкновенных часах. Ни одно механическое устройство не может работать с такой скоростью. Поэтому другая часть электронной схемы, называемая делителем, преобразует эти колебания в импульсы частотой 1 герц. Эти импульсы подаются на обмотку шагового электродвигателя.

Двигатель состоит из статора, неподвижно закрепленной на нем катушки с обмоткой и ротора - постоянного магнита, насаженного на ось. При прохождении через катушку электрического импульса возникает магнитное поле, которое поворачивает ротор на пол-оборота. Ротор через систему шестерен вращает стрелки.

Сколько же прослужит "кварц"?

Колесный механизм у кварцевых часов имеет тот же ресурс, что и у механических. Очень долго прослужит и шаговый двигатель. Сегодня можно встретить работоспособные радиоприемники 20-х годов, т.е. ресурс электронных компонентов также велик и до конца еще не изучен. И, теоретически, хорошие кварцевые часы по долголетию не должны уступать механическим.

Статистики по "долгожительству" кварцевых часов пока не набрано, ведь они появились всего 30 лет назад. Но многие электронно-балансовые часы, выпущенные лет 40 назад, прекрасно ходят и по сей день.

С другой стороны, 100 лет назад часы передавали по наследству потому, что это была чрезвычайно редкая и дорогая вещь. Те времена давно прошли, сегодня все чаще мы покупаем новую вещь не потому, что старая испортилась, а потому, что она морально устарела. А срок, необходимый для морального устаревания, кварцевые часы выхаживают, доставляя владельцу минимум хлопот.

В нашей стране механические часы пока популярнее кварцевых. Но, по прогнозам зарубежных специалистов, в ближайшие годы ситуация будет резко меняться и через 4-5 лет доля кварцевых часов составит не менее 80% рынка.

Нам, современным людям, сложно представить себе, что когда-то время определялось по солнцу, звездам и другим природным факторам. Сегодня, чтобы дать ответ на вопрос о том, который сейчас час, можно просто бросить взгляд на запястье. Именно там мы носим наручные часы - неизменный помощник и элегантное украшение почти каждой женской или мужской руки.

Сердце наручных часов

Но любые часы - прежде всего, не красивый браслет, а сложный механизм. Именно по виду источника, питающего его, все часы делятся на две разновидности: механические и кварцевые (или электронные). В механических присутствует колесный механизм. А вот «сердцем» кварцевых часов считается батарейка - как обычная, так и солнечная. Кварцевый кристалл в них является основой для электронного генератора, который обеспечивает передачу импульса шаговому электродвигателю, а тот в свою очередь заставляет часы идти - двигает стрелки на циферблате.

Точность - на первом месте!

На вопрос о том, что такое кварцевые часы, специалисты ответят, что это высокая точность и удобство. Заводить такие часы не нужно, а погрешность их хода может составить максимум двадцать секунд за целый месяц. Правда, вечного, как известно, нет ничего. Время негативным образом сказывается и на кристалле кварца, в результате чего часы начинают спешить. Хотя, в принципе, по своей долговечности они ничуть не хуже механических.

Стрелки или цифры?

Часто кварцевые часы бывают электронными. Отличается такой механизм индикацией на дисплее в виде цифр. Возможна и комбинация двух типов часов: и тогда на экране вы видите одновременно и стрелки, и цифры.

Сколько прослужат часы? Все зависит от корпуса

Именно корпус - основная защита любых часов - напрямую определяет их точность и длительность службы. Худшим материалом для него является алюминий. Он мягкий и легко повреждается, на нем остаются царапины, а некачественный алюминий и вовсе может оставлять следы на коже. Лучше выбрать неприхотливый пластик. Кстати, именно его в качестве основы для корпуса своих часов использует мировой бренд Casio. Кварцевые часы этой марки запатентованы, отличаются длительным сроком службы и очень высокой прочностью. К другим материалам, из которых изготавливают корпуса часов, относят латунь, титан и нержавеющую сталь.

Покрытие: не только для украшения

Кварцевые часы, особенно дорогие, известных брендов, имеют соответствующее покрытие. Оно не только придает часам презентабельный внешний вид, но и защищает их корпус от механических повреждений - как, например, черный хром. А вот любая позолота с годами сотрется, из-за чего часы уже будут выглядеть не так солидно. Что же касается лакового покрытия, то на нем быстрее всего появляются царапины. Отдельно стоит отметить покрытие из никеля: при длительном ношении таких часов у человека может возникнуть аллергия и другие более серьезные проблемы со здоровьем.

Подводя итоги

Выбирая кварцевые часы, следует обращать внимание также на их форму, браслет, тип и составляющие части циферблата, наличие дополнительных функций. Вообще, к выбору любых часов, будь то механический «будильник» или часы кварцевые, настенные или наручные, нужно подходить со всей ответственностью. И, конечно же, они должны нравиться именно вам.

Рассказываем об основных принципах работы кварцевого механизма в наручных часах

Изображение: multi-master.ru

Думается, всем более-менее понятно принципиальное устройство механических часов. Конечно, скорее менее, чем более, но основа ясна: источник энергии - пружина - воздействует на колесо , частота колебаний последнего определяется спиралью, колебания передаются на узел , а за ним следует передача, она же - зубчатые колеса (шестеренки), приводящие в действие стрелки.

На самом деле все неимоверно сложно, но принцип именно таков. Главное, что все это можно увидеть глазами. И даже пощупать руками. Ну, хотя бы виртуально.

А вот кварцевые часы - как построены они? Там ведь не все можно увидеть и тем более пощупать. Однако если разобраться, то в них все проще. Итак, по порядку.

Батарейка

Источник энергии - батарейка. Энергия не механическая, как в случае пружины, а электрическая. Тем не менее все равно энергия. Батарейка может быть “таблеткой”, а может, например, солнечной. Это лишь детали.

Кварц

Колебательная система - генератор с кварцевым резонатором, или сокращенно кварц.

Ток, вырабатываемый батарейкой, заставляет кристалл кварца колебаться (пьезоэлектрический эффект). Этот кристалл - аналог спирали - настраивают на определенную частоту колебаний, чаще всего 32 768 герц Это примерно в десять тысяч раз больше, чем число колебаний баланса в обыкновенных механических часах . С такой частотой выдает импульсы генератор - аналог баланса.

32 768 - это 2 в 15-й степени, что важно, поскольку в схеме присутствует также простейший двоичный счетчик, он же делитель, на выходе из которого частота снижется до 1 герца - до секундного такта.

Электродвигатель

С этой частотой в 32 768 герц - раз в секунду - импульсы подаются на шаговый электродвигатель, который является аналогом спуска.