|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
A következő
lépés a tisztán elektronikus
időalap kialakítása volt. Ezen irányú
kutatások egyik eredményeképpen született meg
a kvarcóra. Ez az óra a kvarckristály
piezoelektromos tulajdonságain alapul, amely lehetővé
teszi, hogy elektronikus áramkör rezgéskeltő
elemeként funkcionáljon, miközben a
kvarckristály a mechanikus tulajdonságai által
(mérete és csiszolása) meghatározott
rezgési frekvenciáját nagyon stabilan tartja. Az
első kvarcórát 1928-ban Morrison
készítette. Ez még elektroncsöveket
használó, ruhásszekrény méretű,
mázsás szerkezet volt, de már ez is napi 0.001s
járáseltérést tudott produkálni. A
kvarc karóra a 60-as évek végén - a
japán SEIKO műveként - jelent meg. Itt már a ma
szabványosnak tekinthető 32768 Hz frekvenciájú
kvarckristályt alkalmazták. Azért éppen
ezt, mert ez már megfelelően kicsi méretű, de még
jól megmunkálható (ezért pontos)
kvarckristályt feltételezett, miközben egy 15 bites,
aránylag egyszerű osztóval
előállítható volt az 1 Hz-es impulzus a
mutatószerkezet másodpercenkénti
léptetéséhez. Itt ún. léptető-motort
alkalmaztak. Ez egy nagyon egyszerű szerkezet, amely egy
elektromágnes két pólusa közé
helyezett kerekre esztergált mágneses
dipólusból áll. Az elektromágnesre kapcsolt
feszültség polaritásának minden
váltásakor a kis dipólus végez egy
félfordulatot. Ezzel közvetlenül hajtják a
kerékrendszert. A kvarcóra mechanikák eleinte
még jellemzően precíz, egyszerűnek nem nevezhető
szerkezetek voltak, és az aránylag kis
integráltsági fokú elektronika elhelyezése
is gondokat okozott. A mechanika idővel egyre egyszerűbbé
vált, az elektronika is ugyan egyre intelligensebb,
ügyesebb lett, de fizikális kivitelében nagyon
leegyszerűsödött, egy piciny, minimális
helyigényű nyomtatott áramköri lapra
korlátozódik. Alább látható egy
1970-ből származó minőségi OMEGA kvarcóra
szerkezete. Látható az aránylag nagy elektronika
gondosan árnyékolt elhelyezése, valamint a
terjedelmes, bonyolult mechanika. Itt még bonyolultabb, belső
tekercses léptető-motort használtak, amelyben 4 tekercs
volt. Mellette látható egy mai korszerű, kifejezetten
minőségi 7 köves ETA szerkezet. Felismerhető a szerkezet
felső részén a léptetőmotor tekercse, a jobb
oldalon kis fémhengerként a kvarckristály tokja,
mellette a kiöntött chip. Az elemtől jobbra felfelé
látható kis csapágylemez hordozza gyakorlatilag az
egész mechanikát, csak az
állítószerkezet nyert ezek kívül
elhelyezést.
 
A kvarcóra
mechanika további előnye, hogy
egyszerűvé teszi a komplikáltabb mechanikák
kialakítását. További mutatók,
segédszámlapok meghajtása nagyon egyszerűen
megoldható, nem kell összetett áttételeket
kialakítani, mint a hagyományos mechanikus
óránál, hanem egyszerűen további
léptetőmotorokkal közvetlenül lehet meghajtani a
segédszámlapokat. Ezt illusztrálandó
látható alább egy BREITLING TRANSOCEAN
kronográf, mellette a szerkezet képe. Mint a szerkezet
képén látható, a kronográf
meghajtásáról további léptetőmotorok
gondoskodnak, ebben az órában összesen 5 motort
számolhatunk össze! Bár ez bonyolult
megoldásnak tűnik, de a léptetőmotorok által
meghajtott áttételek nagyon egyszerűek, egy-két
fogaskerékből állnak, különösebben
precíznek sem kell lenniük, ezért ezek a szerkezetek
sokkal olcsóbbak a mechanikus szerkezeteknél. A kis
szerkezeti igénybevétel miatt ezek az órák
még akkor is aránylag hosszú
élettartamúak lehetnek, ha a szerkezet csapjai nem
kőcsapágyakban forognak, és a fogaskerekek, valamint maga
a szerkezet alaplemeze is gyakran erős műanyagból
készül. Igaz, ha viszont elromlanak, akkor sokszor nem is
javíthatóak. Természetesen készülnek
minőségi, gondosan csapágyazott, megmunkált
szerkezetek is (mind a három, példaképpen
bemutatott óramű ilyen), ezek várhatóan az
átlagos mechanikus órákkal vetekedő
élettartamúak lesznek. Kérdés persze, hogy
néhány évtized múlva lesz-e hozzájuk
elem, és egy előbb-utóbb szinte
elkerülhetetlenül elöregedő és
meghibásodott elektronikát hogy lehet majd
megjavítani... Egy minőségi mechanikus óra
talán több ezer év múlva is üzembe
helyezhető lesz!
 
Az elektronika
térhódításával
megjelentek a tisztán elektronikus működésű
órák, ahol a kijelzés is elektronikusan
történt. Ez eleinte fényemittáló
diódákkal (LED) történt, ezek voltak a
gombnyomásra pirosan világító
órák. A LED-ek nagy áramfelvétele azonban
kizárta a folyamatos kijelzést. Ezt a
folyadékkristályos kijelzők (LCD) tették
lehetővé. Ezek bizonyos anyagok azon tulajdonságát
használják ki, hogy azok polárszűrőként
viselkednek, és elektromos tér hatására
fényt polarizáló síkjuk 90 fokkal elfordul.
Így két üveglap közé bevitt
folyadékkristály réteg elé
polárszűrőt helyezve elektromos feszültséggel
vezérelhető az átlátszóság. Mivel a
szerkezet nagy szériában hihetetlen olcsón
állítható elő, ezért a 80-as években
az ilyen órák lehengerelték a piacot. Alább
egy ilyen "filléres" kvarc karóra "szerkezete"
látható:
A képen a piros
nyíl az időalapot adó
rezgőkvarcot, a sárga nyíl a vezérlő chipet
mutatja, amely a digitális
osztó-számlálót, valamint az LCD kijelzőt
vezérlő áramköröket tartalmazza. A kék
nyíl a kijelzőt megvilágító rizsszem
izzót mutatja, míg az áramköri lemeztől
jobbra az LCD kijelző látható.
Az LCD azonban
érzékeny a hőmérsékletre,
és az egyszerű kivitelű órák nem tűntek ki
megbízhatóságukkal. Ráadásul
szeretni sem nagyon lehet az olcsó, "kacat" benyomást
keltő kis műanyag rémségeket. Mi több, az emberek
zöme ráébredt, hogy az időt igazán a
hagyományos, mutatós, analóg kijelzőn lehet a
legjobban figyelemmel kísérni, így lassan a
kvarcórák zöme ismét mutatós
kivitelben készült, mára ez egyértelműen
dominál, az órák túlnyomó
többsége mutatós, és valóban
igényes, minőségi - tehát már viszonylag
drága - óra digitális kijelzéssel
úgyszólván egyáltalán nem
készül. Az elem problémáját
kiküszöbölendő időközben - kissé a
mechanikus órák irányába lépve
vissza - többféle rotoros feltöltésű
(AutoQuartz, Kinetic, MecaQuartz stb.) szerkezetet fejlesztettek ki.
Alább látható az e téren úttörő
SEIKO KINETIC nevű órájának szerkezeti
sémája. A kép jobb oldali részén
látható kerékrendszerrel analóg
módon működik minden mechanikus kvarcóra. Sajnos
eleinte a szerkezet gyenge pontja volt a generátor nagyon nagy
fordulatszámából (akár 100 ezer
fordulat/perc!) következő nagy szerkezeti
igénybevétel, valamint az energiatároló
akkumulátorok véges élettartama. Mára ezek
a szerkezetek kiforrottak lettek, és egyfajta átmenetet
képviselve a mechanikus és elektronikus
órák között egyre nagyobb tért
hódítanak. Akkumulátorok helyett egyre
inkább nagy kapacitású kondenzátorokat
használnak, amelyek ugyan jóval kisebb
energiamennyiséget tudnak tárolni, így jellemzően
pár hét a feltöltött óra
járástartaléka, de viszont nem öregednek,
és élettartamuk elméletileg korlátlan.
Előfordul, hogy a jobb mechanikus órákhoz
hasonlóan ezen órák tokja is üveg
hátlapot kap, mivel a forgó rotoros szerkezeten "van mit
megmutatni", ellentétben a legegyszerűbb kvarcóra
szerkezetekkel, amelyeket jobb elrejteni a tulajdonos szeme elől...
A kvarcóra
pontossága a kvarc rezgésének
pontosságától függ. Ez azonban a mechanikus
megmunkálás pontosságán múlik, ebből
adódóan olcsó kvarcórák meglepően
pontatlanok is lehetnek. Ezt kiküszöbölendő
önmagában pontos időalapot keresve fejlesztették ki
a jelenleg használatban levő legpontosabb órákat,
az atomórákat. Itt gerjesztett cézium atomok
nagyon stabil (10-11 , 10-12 pontosság)
sajátrezgését használják ki. Mivel a
szerkezet még jelenleg sem készíthető
hordozhatóra, ezért ezeket stabil időalapként
használják. De mivel ezen időalapok digitális
rádióadásként egész
Európában vehetőek (a Frankfurti adó
sugározza a DCF órák számára a
jelet), ezért olcsón szert tehetünk atomóra
pontosságú "radio-controlled" órára. Ezek
az atomóra időalap pontosságát kihasználva
évi néhány tízezred
másodpercnél nem nagyobb eltéréssel
járnak.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
|
|
|