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发布时间:2024-08-02 22:45

1基本介绍
手表主要分为机械表、石英表,石英表的英文是quartz watch。
将石英晶体运用在钟表上是一种现代的发明。第一只石英表在1969年首度出现。在这一年,日本的精工公司发现了如何将石英制成音叉的方法。第一个进入生产石英手表是精工35平方天文学,发布于1957年由汉密尔顿钟表公司的兰开斯特,宾夕法尼亚州。
2运作生产
动作
和音叉会循某种规律振动一样,当石英晶体受到电池电力影响时,它也会产生规律的振动。
石英表石英晶体每秒的振动次数高达32768次,我们可以设计简易的电路来计算它振动的次数,当它数到32768次时,电路会传出讯息,让秒针往前走一秒。
因为石英的振动相当规律,即使是便宜的石英表,一天之内的误差率也不会超过1秒。
生产
石英晶体的应用使得手表可以大量生产,不但生产速度比以前快很多,价格也随之下降。每年约可制造5亿只手表,足以供应全球使用。
3相关原理
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32768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。 有了一秒这个时间的“原材料”,就能驱动钟表。
4元件结构
一、CMOS集成电路
石英表的集成电路,全名为互补型金属一氧化物一半导体集成电路(Complementary Metal oxide -Semiconductor)缩写成CMOS。它控制了电子表的所有功能。集成电路晶片面积约有10平方毫米,用金线或铝线点焊而接到电路板的引线上再加黑色封胶保护。这种集成电路的特点是集成度高,就是很小面积的硅片始容得下数千个晶体管,并且耗电极低。根据半导体过去质景的记录,在合理使用的情况下,集成电路损坏的机会很小,寿命应该是很长的。现在见到的电子表集成电路损坏,绝大部分都是由于使用时受外界(水汽、静电等)破坏引起。
二、液晶显示器(Liquid Crystal DIsplay)
石英表一般认为物质只有固体、液体和气体三种状态。这种看法并不完全正确,特别是对某些有机物来说,由固体变为液体并不是简单的转变,而要经过一个相当复杂的转变过程。例如,有机物在16℃时熔化,76℃时变成完全澄清的液体。此时,一方面具有液体的流动性,同时又具有液晶体的性质,即晶体所具有的光学特性和晶体电学特性,因此它是介于固体和液体之间的一种中间状态,故称液晶体。液晶体一般由樟状柱形对称分子。
三、石英振子
石英,是一种氧化硅结晶体(Slicon Oxide)可分为人造晶体和天然晶体两种,由于天然晶体古柏杂质,所以电子表一般采用人造晶体。石英有这样的特点;当在晶体上施加电气时,晶体便产生机械变形,当在晶体上施加压力时,它便变形产生电气。这种现象叫做石英的压电效应。因它具有这种特性而且振荡频率高而稳定,所以,被视为理想的振荡器件而应用于电子表中。由于采用了石英晶体振荡子代替摆轮,使得电子表比机械表的走时精度提高了千百倍。
四、微调电容
微调电容与石英振子等组成电子手表的振荡电路,调节此电容的容量可以改变振荡频率,以达到标准的32768Hz。微调电容无论微调电容还是振荡电容,容量越小,频率越高。说明,假定开始时动片与定片金属部分刚好对正,即0。这时电容量最大(3 5PF),而频率最低。相对角度改变到某一点时,频率刚好为32768H正点,再到到最小电容5PF,这时频率相对亦为最高,这样循环改变,在实际调整时,变化当然不一定如理想曲线,但只要它出现有32768H.的调正点,使可达到调校的目的。
五、升压,稳压与振荡电容
升压、稳压与振荡电容部是陶瓷小电容,陶瓷介质与银一钯电极层 迭合而成电容。瑞士手表用于升压与稳压的电容,其数值因CMOS同而使用0.2uf,0.0147uf或0.1uf的电表。振荡电容又名补偿电容,因不同的振子负荷电容而使用不同数值。负荷电容CL为10.5PF的振子;振荡电容为18PF,CL为12.5PFe的振子,振荡电容虚选27PF。有些CMOS品片上已有内接振荡电容,只要选取合适振子,便不用外加振荡电容。
5类型区别
类型
石英表可分为数字式石英电子表、指针式石英表、自动石英表和光动能手表。[1]
1、数字式石英电子手表
石英晶体的压电效应和两极管式液晶显示相结合的手表,其功能完全由电子元件完成。
2、指针式石英手表
石英表石英表的能源来自氧化银扣式电池,氧化银扣式电池向集成电路提供特定电压之后,通过其中的振荡电路和石英谐振器使石英振子起振,形成振荡电路源。形成交替变化的双向脉冲信号,从而驱动步进电机作间歇性转动,!进一步带动传动轮系,使表针准确地显示时间。
3、自动石英手表
集自动机械表与石英表优点于一身。它无需电池,佩戴者可选择手动上链,也可选择自动充电。它的运作原理是利用手臂的舞动带动表内的摆陀转动而产生能量推动内部的微型马达转化为能源,从而为表内的石英装置提供充足电量,而多余的电能会被微型电容储存起来备用。
4、光动能手表
通过太阳能晶片将光能转换成电能,并将电能住在在可循环使用的钛锂离子充电电池中,再由电池发出的电能通过集成电路产生脉冲信号到线圈,并产生磁力驱动步进马达,推动齿轮转动并带动指针来指示时间,充满电后黑暗中可运行40-180天左右,走时精确,充电电池寿命可达10年。
与机械表的区别
1、机械表需要上发条,石英表不需上发条。
2、机械表表壳相对较厚,石英表表壳可以很薄。
3、机械表标志为Automatic,石英表标志为Quartz。
4、机械表每天误差几秒甚至几十秒,石英表每天误差在0.5秒内。
5、机械表成本相对较高,石英表低成本,多功能。
6特点介绍
(1)石英表的走时秒针是一格一跳,走时十分准确,一般要求月差在15秒以内,有三针和两针两种。
(2)机芯中采用集成电路,结构较机械表机芯简单许多,装配非常简便。
(3)使用方便,佩戴无需上发条,一块电池一般可用2-3年。但有些石英表用锂电池,使用寿命长,可用7-8年左右。
(4)石英表价格相对比机械表便宜(同品牌同款式),但有些高档品牌石英表价格昂贵是因品牌好,外观材料好(18k金或钻石或贵金属),外观设计出色,导致有些石英表比一般机械表价值高很多
优缺点
石英是一种白氧化物,成分为二氧化硅(SiO2),石英置於震荡电路里会震动,在特定的条件下,它会将其自身的频率传递到电路中,若将这种特性应用於石英机芯,透过石英震荡器可将电能转变为动利用机械化设备大量生产电路板,再配以电阻及电容,即可完成其机芯,再装上表壳、玻璃及表带,一只石英表即粗略的组装完成,它的好处是准确、重量轻及保养较容易;缺点是:一般石英电池寿命只有一两年,常需更换,再者是利用石英振荡的手表,常使用了五~八年后石英振荡会衰退,相对的准确度会降低,此时便需换装,但由於现代工业的发达,人工费用高涨,用人工来换装众多细小的零件太不符合成本,所以石英表若出现大故障,通常原厂皆会要求直接换一个新的机芯。
7保养方法
1、避免强烈冲击,远离磁性物品。
石英表的防震防磁性能比机械手表好的多,但是在使用过程中还应注意不要受到强烈震动和冲击,也不能在强磁场中放置和使用。做运动时,最好将手表取下,尽量不要放于收音机、电视机等带磁场的电器旁边。
2、注意防水、防潮,远离水与蒸气。
石英表石英表的防水性能,除部分高级的产品还可以外,大多数还是差一些。即便有防水装置,但防水配件仍有可能随时间推移而松弛,导致机件潮湿生锈,失去作用。尤其一般的液晶数字显示式石英表按钮多,外壳密封又差,机心的集成电路、液晶显示屏等见水受潮后往往会缩短寿命,甚至不能正常工作,因此,石英手表决不能让水、潮气、水蒸气、汗水等侵入机内。建议在洗手或洗澡时脱下手表。如发现已受潮,应立即打开后盖,用60瓦左右的灯泡烘干。
3、不要在阳光下曝晒。
液晶数字显示式石英表使用时应注意不要在阳光下曝晒,也不要在高温场所(如炼钢炉旁)使用,以免电池及液晶显示屏的化学变化加剧,缩短使用寿命。
4、避免温度急速变化。
由于石英表的表壳由多种不同的材料构成,温度急速变化易影响各零件的配合影响表的防水性能。
5、不要让手表接近溶剂、樟脑物质等物品。
由于水银、化妆用喷雾剂、清洁剂、粘剂或油漆等物质具有较强化学作用,所以应使手表远离这样的溶剂,否则表壳、表带等会脱色、变质或受损。樟脑有分解油脂之作用,易导致手表机件油脂被分解,使手表出现故障,所以同样要远离它们。
6、不要经常开启底盖。
经常开启底盖会使空气中悬浮的水份与灰尘进入机件,使手表产生故障,如无需要尽量不要开底盖。
7、注意节约电能。
液晶数字显示式石英表要少使用照明灯和闹铃,以节约电能。
8、就寝时应脱下手表。
由于被单的纤维与棉絮,与被内被外之温差变化,都容易使手表受损,所以建议就寝时脱下手表。
9、不带表时,注意妥善收藏。
勿放在口袋与皮包里,以免细小的布屑、灰尘进入手表,或香水、化妆品所挥发之油,凝结水造成手表的零件腐蚀氧化。长期不佩带时应放在阴凉、干燥的包装盒中。
8注意事项
1、手表的挂历,星期,月相之调试切勿在表时间21:00PM---3:00AM之间操作,此时期挂历功能正在施行运作,同时也是齿轮牙齿咬紧度较低的时刻,次数多的动作会毁损手表的内里零件。
2、星期挂历跳格,因为制格不一样分为快慢两种,第1种±5分钟内挂历跳格完成,第二种在3钟头内挂历跳格完成。
3、如遇认为合适而使用螺旋式表冠的手表,切勿硬拔,请先逆时针方向旋转敞开锁紧之表冠,在调试好时间后,将表冠顺时针方向转动并推入锁紧,免得进水。
4、如遇带挂历之手表需调节日子,请先将挂历调到您所需求日子的前一天,在这以后转动时针来调节日子,当初针通过半夜12点时日子会改变,这么可以防止直接调节日子导致白天黑夜的淆惑。
5、如遇复杂功能的手表,请先详读专门附带的文字说明。
9故障处理
石英表停走,可能有如下原因:
1、看表冠是否拉出,表冠拉出,手表就停止。
2、秒针是否碰到表镜,碰到乐会在表镜上会出现一个圈痕。
3、三个表针是否平衡不好,造成接触,导致停走。
4、电池是否耗尽,一般1-2年需要更换一下。
如果通过目测,以及更换电池,仍不能解决问题,应到专业的钟表维修部,检查并修理。
10其它信息
石英表
自动石英表
自动石英表(又称人动电能手表)是一种装备自动发电系统的指针式手表。它利用手臂的运动来产生使手表运转的电能,并把电能储存在动力电能储存装置里,手表不需要通常的纽扣电池,也不需要经常地更换电池。
当动力储存装置完成充满电后,不需要再充电,手表可持续走时一个月左右,但每天至少佩带10小时。
当秒针开始以两秒钟间隔而不是通常的一秒钟间隔移动时,则表明手表约在24小时内停止运行,在此情况下,向两侧摆动手表(保持20厘米的弧度)以使动力电能储存装置充电,当秒针两秒一跳时,石英表仍能准确计时。
过分用力或快速摇动手表,均对手表不发生作用,把表带在手腕上如果手臂不活动,手表依然得不到充电。
使用多年以后,动力电能储存装置的储存能力将有所下降,即使手表完全充电,手表的持续时间也会短于所指定的时间。
缺点为坏了不好修。