所有钟表背后的基本原理是一种以固定频率振荡的设备。早期的机械钟表使用钟摆或带有某种形式的调节器的弹簧来保持频率固定。通过对这些振荡进行计数即可简单地测量时间。一个简单的设备可能会以1 Hz(每秒一次)的频率振荡,因此每次振荡都将经过1秒。
石英钟表利用石英晶体的特性提供了一个非常精确的谐振器,该谐振器可以提供恒定的电子信号以进行计时。石英晶体是压电晶体,这意味着在对其施加机械压力时它们会产生电荷。另一方面,如果对石英晶体施加电荷,则石英晶体也会振动。振动的频率取决于晶体的切割和形状。幸运的是,可以将石英晶体切割成一致的尺寸和形状,使其成为极为稳定的谐振器,以保持非常精确的时间。
石英晶体谐振器(振荡器)呈小型音叉的形状,经过激光微调或精密研磨。
现代宇舶手表或时钟内的石英晶体的振动频率通常为32,768 Hz,该振动频率通常很小,并且由于该频率是2的幂,因此可以使用15位二进制数字计数器轻松计数。一旦向晶体供电的电路算出已经发生了这种振荡,它会将记录的时间增加一秒钟。
当找到“秒”时,剩余时间可以通过传统机械表内部的相同机制来计算。
石英表的优势在于其简单性和准确性-晶体在广泛的工作条件下仍可保持其频率,并且制造成本低廉。
对于低价石英宇舶手表,精度约为±1秒/天,但成本仅为15美元左右。
如果需要更高的精度,有两种著名的选择。
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