ساعت کوارتزی

امروز انسان قادر است حتی ثانیه‌ها را هم تقسیم‌بندی كند و ساعت‌های دقیق‌تر ازقبل بسازد. یكی از این ساعت‌ها، ساعت‌های كوارتزی است. اما براستی این ساعت‌هاچگونه كار می‌كنند؟

ساعت کوارتز متشکل از یک حلقه از جنس کوارتز در یک مدار الکتریکی است که باعثمی‌شود تا بین ده هزار هرتز (دور بر ثانیه) نوسان کند.درواقع قلب یك ساعت كوارتزی،یك تكه كریستال كوارتز است كه به صورت چند شاخه تراش خورده و شكل داده شده است،بسامد نوسان بستگی به اندازه و شکل بلور کوارتز دارد و معمولا این بلورها را طوریمی‌تراشند که با بسامد صد هزار هرتز نوسان داشته باشند. این پدیده را با عنوانخاصیت پیزوالکتریک کوارتز (Piezoelectric) می‌شناسند.درواقع این خاصیت باعث می شودكه تكان‌ها و نوسان‌های ناگهانی الكتریكی در آن ایجاد لرزش و ارتعاش می‌كند كه ایننوسان‌ها و تكان‌ها، سیگنال‌های الكتریكی منظمی را پدید می‌آورند. این نوسان‌ها وارتعاش‌ها به صورت الكترونیك به فواصل یك ثانیه از هم تكرار می‌شوند و از تكرارآنها زمان در ساعت منظم شده و دقیقه‌ها به‌وجود می‌آیند. ساعت شما تنها با یك قطعهكریستال كوارتز كار می‌كند و زمان را به طور دقیق نشانتان می‌دهد .

کوارتز ، که از سیلیکون واکسیژن تشکیل شده ، مشهورترین ماده یمعدنی در کره ی زمین است. میلیاردهانفر هر روز از کوارتز استفاده می کنند ، اماتعداد کمی از آن ها از این موضوع خبر دارند ، زیرا بلورهای ریز کوارتزی که از آناستفاده می کنند ،درون ساعت های مچی و دیواری پنهان شده است

نخستین بار در سال 1929 از بلور کوارتز برای زمان سنجی استفاده شد. این ابداعدقت زمان سنجی را بسیار فراتر از ساعتهای آونگ دار الکتریکی افزایش داد و در سالهایدهه 1930 به عنوان استاندارد اندازه گیری زمان جایگزین ساعت شورت (Shortt Clock) گردیدند. ساعتهای کوارتز اکنون بخاطر هزینه کم و عملکرد عالی ، رایجترین شکلابزارهای زمان سنجی را تشکیل می‌دهند.

فرکانس (بسامد) بالای نوسان بلور به جریانی متناوب بدل می‌گردد که بسامد آن تاحدی که بیشتر در زمان سنجی قابل استفاده باشد کاهش داده می‌شود. جریان از یک موتورمی‌گذرد و سپس با استفاده از یک شبکه چرخ دنده مکانیکی به صفحه ساعت یا نمایشگردیجیتال (رقمی) می‌رسد. یک سیگنال (علامت) صد هزار هرتز که وارد یک مجموعه چرخ دندهمکانیکی 6000000:1 ترکیبی الکتریکی - مکانیکی می‌شود موجب گردش عقربه دقیقه شکارساعت با سرعت دقیق یک بار در هر 60 ثانیه می‌گردد.

نوسانهای حاصل از بلور کوارتز بسیار دقیق هستند و حداکثر خطا برای دقیق ترینمآنها -/+ یک ثانیه در هر ده سال است. ساعتهای کوارتز نسبت به ساعتهای آونگ دار ازدقت بسیار بیشتری برخوردارند، زیرا این ساعتها چرخ دنده یا چرخ تاجداری ندارند کهموجب آشفتگی بسامدهای منظم آنها شود. دقت ساعتهای کوارتز محدود است، زیرا اندازه وشکل بلور بر ارتعاش مکانیکی تأثیر می‌گذارد و در واقع بروز خطا ناشی از این مطلباست که هیچ دو بلوری مشابه یکدیگر نیست.

در این ساعت باتری به طور منظم به كمك كریستال كوراتز، صدایی شبیه به تپش ایجادمی‌كند كه نشانه كار كردن ساعت است.

چرا در ساعت ها کوارتز به کار می رود ؟

کوارتز ، که از سیلیکون واکسیژن تشکیل شده ، مشهورترین ماده ی معدنی در کره یزمین است. میلیاردهانفر هر روز از کوارتز استفاده می کنند ، اما تعداد کمی از آنها از این موضوع خبر دارند ، زیرا بلورهای ریز کوارتزی که از آن استفاده می کنند،درون ساعت های مچی و دیواری پنهان شده است . اما این بلورهای سفید یا شفافکه درسراسر جهان یافت می شوند ، چه ارتباطی با اندازه گیری زمان دارند؟

برخی از مواد مانند برخی از سرامیک ها و بلورهای کوارتز ، هنگامی که تحتفشارمکانیکی قرار گیرند می توانند الكتریسیته تولید کنند .همان طور که در بالا شرحدادیم، توانایی تبدیل دوجانبه فشار مکانیکی و الكتریسیته را به یکدیگر « خاصیتپیزوالکتریک » مین امند.

بلورهای کوارتز که دارای این خاصیت هستند ، با یک ولتاژمعین برق همیشه با بسامدیا فرکانس خاصی مرتعش می شوند . بنابراین این بلورها معیار دقیقی از بسامد را حفظکنند که به تنظیم حرکت ساعت کمک میکند و دقت آن را بسیار بالا می برد.

ساعت کوارتزی

چرا در ساعت ها کوارتز به کار می رود ؟

مطالب مشابه :

سنجش میزان عشق / سنجش عشق / فال عشق/محاسبه درصد عشق

نظم در راهپیمایی

جزوه ی ابزار دقیق و اجزاء سیستمهای كنترل صنعتی

دقیق ترین سایت هواشناسی

ارزیابی کار و زمان

اطلاعاتی جالب درباره علم شیمی

ساعت کوارتزی

داستان معنای واقعی آرامش...

طیف سنجی جرمی