Quartz Movement in ure:Hvordan det virker, og hvorfor det betyder noget

Af Andrew Hazleton – Opdateret 24. marts 2022

Quartz-urværker er blevet standarden for pålidelig tidtagning i ure, der kombinerer præcision, lave omkostninger og lang batterilevetid. Kvartskrystaller – der almindeligvis findes i smartphones og anden elektronik – giver en stabil reference, der forbliver nøjagtig på tværs af temperatur- og bevægelsesvariationer.

Teori om operation

En kvartskrystal genererer en konstant serie af elektriske impulser med en fast frekvens, typisk 32.768 svingninger pr. sekund (32.768 kHz). Et integreret kredsløb tæller disse impulser og konverterer det højfrekvente signal til en enkelt impuls hvert sekund. Denne puls på et sekund driver urets skærm og sikrer, at tiden øges præcist hvert sekund.

Kvartskrystal

Bevægelsens hjerte er et lille stykke siliciumdioxid, enten fremstillet eller naturligt fremskaffet. Denne krystal er skåret til en bestemt orientering, der gør den piezoelektrisk - hvilket betyder, at den vibrerer, når et elektrisk felt påføres. Dens vibrationshastighed er meget stabil og forbliver stort set uændret på trods af temperaturudsving eller mekanisk belastning.

Oscillatorkredsløb

Når det drives af et batteri, kobles oscillatorkredsløbet til kvartskrystallen og producerer frekvensen på 32,768 kHz. Fordi krystallens resonansfrekvens er konstant, leverer oscillatoren et stabilt output uanset spændingsudsving eller bevægelse, hvilket giver en pålidelig tidsbase for uret.

Del efter kredsløb

Oscillatorens output føder en tæller, der stemmer overens med 32.768 input-impulser, før den udsender en enkelt output-impuls. En 15-bit tæller bruges til dette formål, og den resulterende puls forekommer nøjagtigt én gang pr. sekund. Dette divisionstrin oversætter det højfrekvente krystalsignal til et brugbart et-sekunds hak.

Tidsvisning

Quartz ure kan have analog eller digital skærm. I et analogt ur fremfører en miniature stepmotor sekundviseren med 1/60 af skiven hver puls. I et digitalt ur stiger det andet cifre med et for hver puls, hvilket giver en jævn, nøjagtig tidsudlæsning.