什麼是石英鬧鐘
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什麼是石英鬧鐘,你瞭解生活中的鬧鐘原理麼,生活中的石英鬧鐘也可叫做水晶振動電子錶,因爲它是利用水晶片的發振現象產生聲音,以下分享什麼是石英鬧鐘?一起來了解下吧!
什麼是石英鬧鐘1
石英鬧鐘也可叫做「水晶振動電子錶」,因爲它是利用水晶片的「發振現象」。當水晶接受到外部的加力電壓,就會有變形及伸縮的性質,相反,若壓縮水晶,便會使水晶兩端產生電力;這樣的性質在很多結晶體上也可見到,稱爲「壓電效果」。石英錶就是利用週期性持續「發振」的水晶,爲我們帶來準確的時間。
首先,將石英錶內的水晶片上加電,水晶便會以32768赫茲的周波數,正確地振動;然後必須將此頻率化成1Hz(電流一秒間的一次變化)的信號電流周波數。
再增加些信號的幅度(由於因振動而產生的電流甚弱),跟着些信號電流再發動轉子齒輪,表上的秒針便會隨之發動,之後分針,時針的跳動則關乎於機械結構上的原理,如:秒針跳動60下,分針便會跳一下所有石英錶都裝有一粒電池。它爲一塊集成電路和一個石英諧振器提供能量,每秒振動317621次。
還有比這更快的.。集成電路是表的“大腦”。它控制着石英諧振器的振動,並起着分頻器的作用。32712次振動被對半分割15次,以達到每秒產生一次脈衝。有了一秒釧這個時間的“原材料”,就能驅動顯示器。何爲模擬針顯示爲了把集成電路脈衝轉化成運動,模擬指針式石英錶上裝有一個增速馬達,包括一個電磁轉子,每承受一下脈衝,就旋轉180度,也就是一秒鐘。
轉子連接着由三個齒輪組成的拖動系統,驅動三根指針(時針、分針和秒針),把時間顯示在錶盤上。還可以加上一個顯示屏,顯示星期、日期以及流逝的時間。固體狀態石英錶在固體狀態的石英錶中,以一秒爲單位的脈衝被傳送到集成電路的秒針部分,這個部份負責將液晶顯示模的液晶線組織起來,形成一個數字。
這種類型在表類物件中是爲常見。在製表業中,這通常是用於生產大規模的極爲便宜的產品。亞洲的生產廠家已經壟斷了這一領域。在更爲精緻的手錶款式中,"固體狀態"根據安裝在裏面的存儲器的大小,具有大量的功能:如電話號碼,預約登記簿等。混合石英錶這種類型的石英錶具有兩種顯示功能,即模指針式和數字式,後者提供附屬的信息,如星期與日期、精確計時功能、時區。這種手錶裝有一塊集成電路和一微型發動機。
鬧鐘發明者埃裏克·沙舒瓦介紹說,人體睡眠有一定週期,在睡眠程度最淺的時候鬧鈴,人最容易結束睡眠,醒來時心情較好頭腦也較清醒。
什麼是石英鬧鐘2
原理
石英晶體的傳感器的核心是傳感元件——壓電石英晶片。其工作原理是壓電效應,即石英晶體在某些方向受到機械應力後,便會產生電偶極子,相反, 若在石英某方向施以電壓,則其特定方向上會產生形變,這一現象稱爲逆壓電效應。若在石英晶體上施加交變電場,則晶體晶格將產生機械振動,當外加電場的頻率和晶體的固有振盪頻率一致時,則出現晶體的諧振。
由於石英晶體在壓力下產出的電場強度很小,這樣僅需很弱的外加電場即可產生形變,這一特性使壓電石英晶體很容易在外加交變電場激勵下產生諧振。其振盪能量損耗小,振盪頻率極穩定。這些再加上石英優良的機械、電氣和化學穩定性,使它自40年代以來就成爲石英鐘、電子錶、電話、電視、計算機等與數字電路有關的頻率基準元件。
石英晶體具有一個有趣的特性,就是在一側導入正電流,同時在另一側導入負電流後,負電流一側會收縮並彎曲成U字形。如果定時交替在石英晶體兩側導入正、負電流,石英晶體就會產生振盪。石英晶體就是根據這種振盪計時的。個人電腦內置的石英晶體每秒振盪1431萬8180次。石英鐘的工作原理就是如此。
缺點
問題就在於石英晶體在品質上存在缺陷,品質差就很難按照正確的振盪數振盪。天然石英晶體的雜質含量和形態等大多並不統一,因此就要使用人造石英晶體。不過,均勻地進行石英生產難度很大。精度高則每秒誤差在正負10萬分之一秒以內,精度低每秒誤差甚至達到1萬分之一秒。
1萬分之一秒也許感覺並不大,但是從計算上來講,每天的誤差就是0.864秒,而1個月則會差約半分鐘。石英手錶不準也是這個原因。
種類
石英晶體振盪器
電波鐘錶,也稱爲無線控制計時鐘表(英文名稱爲:Radio controlled timepieces)。電波鐘錶作爲一個系統的技術原理是:首先,由標準時間授時中心將標準時間信號進行編碼(商業碼則進行加密),利用低頻(20KHz——80KHz)載波方式將時間信號以無線電長波發播出去。
電波鐘錶通過內置微型無線電接收系統接受該低頻無線電時碼信號,由專用集成芯片進行時碼信號解調,再由計時裝置內設的控制機構自動調節鐘錶的計時。
通過這樣一個技術過程,使得所有接收該標準時間信號的鐘表(或其他計時裝置)都與標準時間授時中心的標準時間保持高度同步,進而全部電波鐘錶顯示嚴格一致的時間。電子鐘錶的工作原理是根據“電生磁、磁生電”的物理現象設計而成。即由電能轉換爲磁能,再由磁能轉換爲機械能,帶動時分針運轉,達到計時目的。
1、晶體管擺輪鍾 以乾電池爲能源,用晶體管作爲開關,擺輪遊絲爲振盪系統,統一機芯爲J1型,外形與普通鬧鐘一樣。
2、晶體鬧鐘 與晶體管擺輪鍾一樣性能,加上一個由電能供給的鬧時裝置。
3、晶體管擺鐘 用電子電路控制擺作爲振盪元件,外形與機械擺鐘相似。
4、石英鐘 用“石英晶體”作爲振盪器,通過電子分頻去控制馬達運轉,帶動指針。走時精度很高。品種有檯鐘、掛鐘、日曆鍾、鬧鐘、音樂鍾、落地鍾,也有汽車鍾、艦船鐘、天文鐘等各種技術用鍾。
5、數顯鍾 也用石英晶體作爲振盪器,直接用發光管或液晶顯示時間,不用機械傳動。具有時、分、秒、日曆、周曆、月曆等多種功能。
6、電子錶 以電池爲能源代替發條,不用手上弦,有多種結構,外形同機械手錶,統稱電子手錶,根據結構形式與發明的先後,電子錶分爲四代:
第一代是擺輪遊絲電子手錶,是以擺輪遊絲作爲振盪器,以微型電池爲能源,通過電子線路驅動擺輪工作。
第二代是音叉電子手錶,是以金屬音叉作爲振盪器,用電子線路輸出脈衝電流,使機械音叉振動。
第三代是指針式石英電子手錶,是利用石英諧振器作爲振盪器,通過電子分頻器後驅動步進馬達帶動輪系和指針。
第四代是數字式石英電子錶,它也是採用石英諧振器作爲振盪器,不同的是它經過分頻、計數和譯碼後利用顯示器件以數字的形式來顯示時間。 前三代電子手錶均帶有傳統的機械指針機構,而第四代採用大規模集成電路,完全脫離了傳統的機械結構的全電子手錶。種類不同,原理不同,但萬變不離其宗。
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