石英表是一种以石英晶体作为振荡器,通过电子电路控制马达来带动指针,显示时间的钟表。
一、工作原理
石英晶体振荡器
石英表的核心部件是一块石英晶体,通常由二氧化硅组成。石英晶体具有压电效应,即在受到机械应力时会产生电场,反之,当受到电场作用时会产生机械变形。
当给石英晶体施加一个特定频率的电压时,它会以非常稳定的频率振动。这个频率通常为 32768 赫兹,这是经过精心选择的,因为它可以很容易地通过分频电路得到每秒一次的脉冲信号,用于驱动钟表的秒针。
电子电路
石英表中的电子电路主要包括振荡器、分频器、计数器和驱动器等部分。振荡器产生的高频信号经过分频器分频后,得到稳定的低频脉冲信号,用于驱动计数器。计数器对脉冲信号进行计数,并将结果传输给驱动器,驱动器再根据计数结果控制马达转动,从而带动指针显示时间。
马达和指针系统
马达是石英表中的动力源,通常采用微型步进电机。驱动器输出的脉冲信号控制马达的转动角度和方向,马达通过齿轮传动系统带动指针转动,显示小时、分钟和秒等时间信息。
二、特点
高精度
石英表的精度非常高,一般每天的误差在几秒钟以内,远远超过机械表。这是因为石英晶体的振动频率非常稳定,不受外界环境因素的影响,如温度、压力、磁场等。
价格相对较低
与机械表相比,石英表的制造成本较低,价格也相对较为便宜。这使得石英表成为了大众消费者的首选,广泛应用于日常生活和工作中。
维护简单
石英表的结构相对简单,没有机械表中的复杂机械部件,因此维护起来比较容易。一般情况下,只需要定期更换电池即可,无需进行复杂的保养和维修。
款式多样
石英表的生产工艺相对成熟,可以生产出各种不同款式和功能的手表,满足不同消费者的需求。从简约的时尚款式到复杂的多功能手表,石英表的选择范围非常广泛。
三、与机械表的比较
精度
石英表精度高,每天误差小;机械表精度相对较低,每天误差可能在几十秒甚至几分钟。
价格
一般来说,同等档次的石英表价格低于机械表。
维护
石英表维护简单,只需更换电池;机械表需要定期保养,如清洗、加油等,维护成本较高。
动力来源
石英表靠电池提供动力;机械表靠发条的弹性势能转化为机械能提供动力。