Устройство и принципы работы часовых механизмов. Лучшие кварцевые часовые механизмы

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.

1. Катушка
2. Стартор
3. Ротор
4. Триб ротора
5. Магниты

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.

Первые кварцевые часы были изготовлены и предложены покупателям в 1961 году. Разработчики уделяли много внимания функциональности таких изделий, и со временем они становились все более совершенными. Яркий тому – модель с микрокалькулятором, выпущенная под брендом Hewlett-Packard в 1978 году.

В кварцевых часах основой колебательной системы является кристалл кварца. Устройство дополнено источником питания, который создает постоянную вибрацию этого кристалла, в то время как электроника измеряет колебания напряжения и отмеряет секунды, каждая из которых равна резонансной частоте 32768 Гц. Двигатель, в свою очередь, принимает электрические импульсы и приводит в действие колесный механизм, который и отвечает за движение стрелок часов.

Все кварцевые часы работают . В среднем заряда хватает на 3-5 лет, после чего батарейку нужно менять. Стоимость ее покупки и замены напрямую зависит от особенностей конкретной модели часов и может варьироваться в среднем от 60 до 500 р. После часы снова будут работать без сбоев в течение нескольких лет. При этом, в отличие от механических, кварцевые модели можно оставить на полке на пару месяцев, и все это время они будут продолжать идти.

В силу точности подачи электрических импульсов кварцевые часы идут правильно, а погрешность составляет в среднем не более 20 секунд в месяц. Достаточно корректировать показываемое ими время всего раз в полгода или даже реже. Однако следует помнить, что кристалл кварца, являющийся основой системы, со временем «состаривается». В результате часы могут начать спешить, притом порой довольно сильно.

Какими бывают кварцевые часы

Следует заметить, что, как правило, кварцевыми называют электромеханические часы. Однако на самом деле к этому же виду можно отнести и электронные устройства, дополненные дисплеем с цифровой индикацией, а также гибридные модели, в которых есть и стрелки, и функция выведения времени на экране.

Особенно популярны электронные кварцевые часы, поскольку особенности их конструкции позволяют делать вещь очень компактной, удобной в использовании и при этом точно показывающей время. Их очень часто используют спортсмены, у которых во время тренировок и соревнований каждая секунда на счету.

Некоторые модели электромеханических кварцевых часов дополняются еще одной удобной функцией – будильником. В таких моделях есть специальное колесо и стрелка, позволяющие включать сигнал, призванный разбудить человека в заданное время.

О, знали бы Вы, какие дискуссии затеваются по этому поводу среди часовых фанатов! На самом деле, спорить не о чем: как это часто бывает, каждая сторона права по-своему.

Давайте проверим, к какому лагерю относитесь Вы! Считаем факты!

Факт №1:

Кварц точнее механики . Этот маленький робот сводит возможность сбоя к минимуму. Исключение из правил – механические часы с супермеханизмом Spring Drive от Seiko. Эти даже в космос летают!

Факт №2:

Репутация. Механика – показатель высокого статуса . Кварц – всего лишь показатель времени. Хотя заслуженным брендам вроде Patek Philippe или Omega позволительно быть кварцевыми и оставаться при этом в топе.

Факт №3:

Красота беззащитна перед натиском стихий и бытовых неурядиц . Механическими часами слишком дорожат, их носят чуть дыша и боятся за сохранность драгоценного имущества. А кварц неприхотлив. Это, конечно, не значит, что его можно постоянно ронять и топить в морях. Хотя иногда можно – Casio G-Shock выдерживает и не такое! Про этот легендарный бренд даже анекдоты сочиняют:

Японская корпорация Касио взялась отремонтировать часы на Спасской башне. Теперь они играют 16 мелодий и с ними можно нырять на глубину 300 метров!

Факт №4:

В пунктуальном кварце нет романтичной души . Зато механика с радостью выворачивает ее наизнанку. В моделях с прозрачными частями корпуса работа сложного механизма видна со всех сторон.

Тут, кстати, тоже есть исключение. У кварцевых часов Bruno Sohnle задняя крышка прозрачная – и там кроме батарейки видна приличная отделка.

Факт №5:

Механику надо заводить (даже модели с автоподзаводом, если они долго лежат на полке), а в кварце надо менять батарейку. А вот, например, у Citizen есть технология Eco-Drive , благодаря которой не нужно ни то ни другое – часы заряжаются от источника света!

Ну вот, теперь все встало на свои места!

Все часы хороши, а решающую роль играют Ваши личные предпочтения!

Наручные часы - важнейший атрибут современного человека, позволяющий координировать время и успевать за динамичным ритмом жизни. К тому же они являются замечательным дополнением к стилю владельца, указывая на его статус и безупречный вкус.

Как правило, при покупке часов сперва смотрят на дизайн и цену, а уже потом на тип питания и общую функциональность. Вот тогда и возникает множество вопросов. Чем отличаются кварцевые устройства от механических? Какие лучше купить? Чтобы определиться с выбором, стоит рассмотреть более подробно характеристики каждого вида.

Плюсы и минусы кварцевых часов

В подобных часах источником питания служит обычная батарейка. В сочетании с кристаллами кварца она генерирует сигналы на электродвигатель, который приводит в движение стрелки с определенным интервалом. Благодаря такому принципу работы, устройство обладает следующими достоинствами:

  • высокая точность (средняя погрешность хода составляет +/- 20 сек. в месяц, в моделях премиум-класса - до 5 сек. в год);
  • отсутствие каждодневного завода (средний срок службы батарейки от 2 до 10 лет);
  • надежность (механизм содержит минимальное количество деталей);
  • легкость (часть компонентов механизмов изготовлены из качественного пластика);
  • наличие дополнительных функций (будильник, календарь, барометр, высотомер, компас и др.);
  • доступная цена (автоматизированная сборка уменьшает себестоимость продукта).

К главным минусам кварцевых изделий можно отнести:

Небольшие денежные затраты на покупку новой батарейки;

Низкую ремонтопригодность (в случае поломки часто меняется весь механизм, так как ассортимент запасных частей невелик).

Конечно же, подобные недостатки относительны. Поменять батарейку сегодня не проблема, а доступная цена позволяет покупать подобные модели часов относительно часто.

Преимущества и недостатки механических часов

В отличие от кварцевых, механические приборы действуют на основе пружины. Каждый раз, когда прокручивается заводная головка, пружина начинает мягко вращаться и приводить в движение колесики устройства, которые, в свою очередь, обеспечивают ход стрелок.

Главными достоинствами «механики» являются:

  • большой срок службы (все элементы созданы из металла);
  • высокая ремонтопригодность (любую деталь «начинки» можно изготовить в мастерской, не меняя оригинальный механизм).

Недостатков у данных моделей значительно больше. Среди них выделяются:

  • высокая погрешность хода (-30/+40 сек. в сутки);
  • необходимость ежедневного завода;
  • увесистость в результате наличия множества деталей, выполненных из металла (включая корпус и ремешок);
  • высокая чувствительность к ударам, перепадам температур и влажности;
  • высокая цена (в сборке задействован ручной труд).

Несмотря на такие минусы, механические часы остаются востребованными продолжительное время. К тому же сегодня можно найти модели с приемлемой стоимостью.

Какую модель лучше выбрать?

Исходя из вышесказанного, уверенно ответить на вопрос, какие часы лучше - кварцевые или механические, - нельзя. Выбирая тип механизма, стоит ориентироваться в первую очередь на индивидуальные предпочтения.

Если вы желаете подчеркнуть свой статус делового и обеспеченного человека, тогда стоит сделать ставку на имиджевые механические часы. Они эстетически более привлекательные, чем кварцевые, и отображают традиции часового искусства. Но учтите, что большинство таких аксессуаров находятся в дорогом ценовом диапазоне и часто недоступны простому обывателю.

Если же для вас важна практичность и удобство, выбирайте наручные часы с кварцевым механизмом. Они по цене доступны каждому, а разнообразие форм, функций и цветовых вариаций позволит подобрать аксессуар для любого случая.

Говоря о недостатках, нужно помнить, что все они условны. Сегодня производители представляют усовершенствованные модели, сводя к минимуму недочеты. Например, встречаются высококлассные механические приборы ведущих брендов - модели с маркировкой CHRONOMETR (COSC), где погрешность сведена к -4/+6 сек. в сутки. В некоторых моделях кварцевых часов внедрена дополнительная защита от влаги и ударов (CASIO G-SHOCK).


Подводя итоги, стоит отметить, что все качественные часы хороши по-своему. Но решающую роль играют только Ваши личные предпочтения и размер кошелька.

В этой статье я хочу рассказать вам подробнее о кварцевом механизме в наручных часах, которым наделяют наручные часы от самых дешевых до самых дорогих.

Немного истории кварцевых часов.

Впервые кварцевый механизм в часах увидел свет в 1957 году. Выпущены они были компанией Hamilton. Благодаря своим небольшим размерам и простотой изготовления, кварцевый механизм получил широкое распространение среди не дорогих часов, а так же в миниатюрных женских часах. На сегодняшний день часы с кварцевым механизмом можно купить за очень маленькую сумму денег.

Как работают кварцевый механизм в часах?

Разберем же подробнее работу кварцевого механизма. Кварц — это природный материал, являющийся частью песка. Для того, чтобы его можно было использовать в часах, его хорошо очищают и придают форму камертона. Камертон помещают в специальную капсулу. Для чего все это делают? Кварц имеет свойство совершать 32 768 вибраций в секунду под действием электрического импульса. Благодаря этим вибрациям, кварц выделят свои электрические импульсы, которые и управляют ходом кварцевых часов.

Вот видео, которое наглядно описывает работу кварцевых часов и его механизма.

Коротко о работе механизма в целом:

  1. Батарейка питает энергией электронный блок, который посылает электрические импульсы кварцу.
  2. От электрических импульсов кварц начинает совершат 32768 вибраций в минуту.
  3. Каждая вибрация — это один импульс, который тут же посылается в распределительный блок.
  4. Распределительный блок распределяет частотность кварца до одного импульса в секунду.
  5. Данных импульсов недостаточно, чтобы провернуть секундную стрелку, поэтому они передаются приводному блоку.
  6. С приводного блока, импульс передается пошаговому двигателю, который отвечает за ход стрелок.
  7. Благодаря электрическим импульсам, в двигателе создается магнитное поле, которое, через набор шестерен, вращает секундную стрелку.

Применение кварцевого механизма.

Как я уже говорил, кварцевый механизм используется дешевых наручных часах. Брендовые швейцарские компании используют кварцевый механизм только в миниатюрных женских часах и редко в мужских. Так же кварцевые часы могут быть настенные и обычные, которые стоят обычно у вас на полках. Мы привыкли думать, что кварц используется только в часах, в которых видна секундная стрелка, но это не так. Он может использоваться и в электронных часах.

Плюсы и минусы кварцевых часов.

  • Кварцевые часы намного точнее показывают время, чем механические;
  • Они не нуждаются в ежедневном заводе;
  • Кварцевые часы намного дешевле механических и автоматических часов;
  • Кварцевые часы могут иметь очень компактный размер;
  • Срок службы одной батарейки может доходить до трех лет.
  • Если данные кварцевые часы перестали производить, то отремонтировать механизм будет стоить не дешего;
  • Необходимо менять батарейки;
  • Со временем кварц начинает стареть, а сами часы начинают спешить.

Где купить кварцевые часы?

Купить кварцевые часы можно в любом интернет-магазине, продающим наручные часы. Вы можете посмотреть все , о которых я писал обзоры на своём сайте. Все часы можно купить в интернет-магазине VipTimeClub. Так же, в каждом обзоре часов я писал, какой механизм установлен в часах.

Надеюсь, что статья вам понравилась, так что не забывайте её оценивать и делиться с друзьями. Если у вас остались вопросы о кварцевом механизме, вы всегда можете задать их в комментариях к статье.