Устройство и принципы работы часовых механизмов. Разница между электронными и кварцевыми часами
Несомненно, каждый человек при выборе часов когда-нибудь задавался вопросом, какой механизм качественнее и долговечнее - кварцевый или механический? Ведь механизм – это первое, на что надо обратить особое внимание при выборе часов. Механизм - это сердце часов, в котором все элементы должны работать слаженно, с самыми минимальными погрешностями.
В чем отличие кварца и механики?
Все наручные часы можно разделить на две основные группы: механические и кварцевые.
Кто-то всю жизнь пользуется кварцевым механизмом, кто-то больше предпочитает механику, но, безусловно, в каждом механизме есть свои преимущества и недостатки. Так в чем же отличие кварца и механики?
Основное отличие кварцевых часов от механических состоит в том, что используется в качестве источника энергии, обеспечивающего работу часового механизма.
В кварцевых часах источником энергии служит батарейка, которая питает электронный блок кварцевых часов и шаговый электродвигатель. Электронный блок один раз в секунду посылает сигнал двигателю, а тот в свою очередь поворачивает стрелки. Очень высокую стабильность частоты вырабатываемых импульсов и, следовательно, высокую точность хода обеспечивает кристалл кварца (в среднем расхождение с точным временем составляет 15-25 секунд в месяц, а лучшие кварцевые часы показывают отклонение 5 секунд в год) из-за которого часы и получили свое название. Кроме того, батарейка рассчитана на несколько лет работы, соответственно кварцевые часы нет необходимости подзаводить.
В механических часах применяется спиральная пружина, расположенная в барабане с зубчатым краем. При заводке часов пружина закручивается, а при раскручивании пружина приводит в движение барабан, вращение которого приводит в движение весь часовой механизм. Основным недостатком пружинного двигателя является неравномерность скорости раскручивания пружины, что приводит к неточности хода часов.
Какие часы точнее?
У механических часов точность хода зависит от множества факторов, таких как окружающая температура, положение часов, износ деталей, регулировки. В кварцевых часах все проще: частота импульсов, вырабатываемых кварцевым генератором, практически постоянна. А двигатель и стрелки – это просто дополнительное устройство, их дело – вращаться по команде.
Поэтому для механических часов считается нормой расхождение с точным временем на 15-30 секунд в сутки, а лучшим результатом – 4-5 секунд в сутки. И если для механических часов хорошим результатом считается отклонение +-20 секунд в сутки, из них +-5 секунд - почти предельным, то основная масса кварцевых часов обеспечивает точность около +-20 секунд в месяц, а лучшие - до +-5 секунд в год.
Даже дешевые кварцевые часы точнее механического хронометра.
Стоимость механических часов обычно выше, чем кварцевых, так как механические часы требуют тонкой ручной настройки при сборке. В то время как большинство операций по изготовлению деталей и сборке механизма кварцевых часов поручается автоматике.
Камни в механизме? Зачем и для чего они нужны?
Все детали механических часов большую часть времени находятся под нагрузкой, которую создает заводная пружина, и только в очень малые моменты времени, когда баланс и анкерная вилка разрешают повернуться анкерному колесу, это напряжение падает. Большие нагрузки, высокое контактное давление требуют использования твердых материалов, таких как сталь, латунь, рубин. В кварцевых же часах все наоборот: большую часть времени детали свободны. И только когда шаговый двигатель поворачивает колеса, на короткое время детали оказываются нагруженными. Это позволяет не устанавливать камни в механизм. К тому же мощность, развиваемая шаговым двигателем, во много раз меньше мощности, развиваемой заводной пружиной.
В механических часах камни используются только потому, что рубин тверже и лучше выдерживает контактное давление (а не снижает трение, как считают некоторые). Если все же установлен камень, то он обычно является нижней опорой ротора шагового двигателя.
В кварцевых часах удельное давление очень мало, и поэтому в некоторых механизмах камни вообще не устанавливают или устанавливают 1 камень - в нижнюю опору ротора шагового двигателя. Дело в том, что статор двигателя достаточно сильно «притягивает» ротор, и эта опора - единственное место в часах, где контактное давление относительно велико. В более дорогих механизмах большого калибра установка камней позволяет уменьшить трение в опорах камней и уменьшить ток потребления, следствие - повышение автономности механизма.
Сколько же прослужит "кварц"?
Распространено мнение, что механические часы более долговечны, чем кварцевые. Это не совсем так. Все движущиеся детали механизма кварцевых часов имеют такой же ресурс, что и у механических часов. Ресурс электронных компонентов до конца еще не изучен, но, вероятно, также велик. Поэтому хорошие кварцевые часы, скорее всего, прослужат столько же, сколько и механические.
Но, к сожалению, статистики по «долгожительству» кварцевых часов пока не набрано, ведь они появились всего 30 лет назад.
Механические часы - классика часового искусства, соответственно в плане престижности механические часы стоят выше кварцевых. Кроме того, многим нравится плавный ход секундной стрелки часов по циферблату и завораживающие вращения ротора автоподзавода.
Но, по прогнозам зарубежных специалистов, в ближайшие годы ситуация будет резко меняться и через 4-5 лет доля кварцевых часов составит не менее 80% рынка.
Кварцевые часы - более удобные в использовании, их нет необходимости заводить или беспокоиться, что они могут остановиться, полежав на полке пару дней. Точность хода у кварца гораздо выше, чем у механики.
Еще 100 лет назад часы передавали по наследству, потому что это была чрезвычайно редкая и дорогая вещь. Но сегодня все чаще мы покупаем новую вещь не потому, что старая испортилась, а потому, что она морально устарела или просто вышла из моды.
Так что носите те часы, которые вам нравятся. Носите часы с удовольствием, старайтесь соблюдать правила эксплуатации, ведь не просто так она придумана и часы прослужат вам очень долго.
Преимущества кварцевых часовых механизмов налицо: точный ход, меньшая зависимость от внешних условий (нагревания, тряски, ударов), их сложнее сломать из-за меньшего количества деталей, да и маяться с подзаводом не нужно. Но и среди часов с кварцевым механизмом можно встретить «удачные» и не очень модели, особенно в ассортименте бюджетных моделей.
На точность механизма также оказывает влияние калибр: это обозначение размера и вида механизма внутри часов. Маркировка калибра обычно ставится сразу после названия механизма: например, Ronda 715. Также цифры после названия механизма могут означать конкретную модель механизма, к примеру, с опцией хронографа или индикатора заряда батареи.
Какие признаки «удачного» часового механизма?
- Долгий срок работы батарейки.
- Точность часов, не изменяющаяся ощутимо со сроком работы часов.
- Погрешность хода должна быть не более 40 секунд в месяц, всё, что меньше - хорошо. Тем не менее, с часами более высокой точности может быстрее расходоваться батарейка. Это связано с частотой колебаний механизма.
- Работа всех дополнительных опций: например, ЕОL - индикатора заряда батарейки.
Какие кварцевые механизмы считаются наиболее надёжными?
Существует миф, что если часовой механизм из Швейцарии, значит, он более точный. На самом деле, даже дешёвый кварцевый механизм может показывать одинаковую точность с лучшими швейцарскими часами. Но вряд ли он покажет такую же надёжность, и в этом - разница.
Итак, среди надёжных кварцевых механизмов упоминают:
Механизмы Ronda (Швейцария). Компания выпускает калибры для кварцевых и аналоговых часов. Кроме высокой точности и долговечности механизмы Ronda имеют ещё один плюс: многие их детали даже от механизмов разных калибров взаимозаменяемы. А раз так, то и ремонт многократно удешевляется.
Механизмы ЕТА (Швейцария) - фабрика-производитель входит в состав The Swatch Group Ltd. Производит достаточно широкий набор калибров часовых механизмов, различные типы и опции. В числе продукции компании механизмы, выпущенные для конкретных компаний: например, T-Touch (кварцевый) для Tissot - включает хронограф, альтиметр, термометр, компас, барометр.
Среди серий механизмов можно выделить:
- THERMOLINE - кварцевые хронометры с термокомпенсацией и индикатором заряда батареи. Диаметр от 19,4 до 30 мм.
- FLATLINE - кварцевые механизмы круглой и квадратной формы малой высоты с золотым покрытием и индикатором заряда батарейки.
- NORMFLATLINE - недорогие механизмы с металлическими и синтетическими деталями, с золотым покрытием.
- NORMLINE, ECOLINE - швейцарские механизмы со сборкой в Китае. Дешевле, но без той гарантии качества, что у механизмов швейцарской сборки.
- FASHIONLINE - почти полностью синтетические механизмы, которые при поломке уже не подлежат починке. Тем не менее, могут служить долго.
Механизмы ЕТА в производстве своих часов используют такие «монстры» часового бизнеса, как Tissot, Hamilton, Mido, Certina, Longines, Rado, Oris, Epos, Frederique Constant, Breitling, Chopard, IWC, Omega и другие.
Механизмы Miyota (Япония) - популярный тип механизма для многих известных мировых брендов часов, таких как Grion, Citizen, Lee Cooper, Reebok и другие: всего 20% от мирового производства часов. Производство принадлежит крупнейшему японскому концерну CITIZEN WATCH CO, LTD. Всего в ассортименте компании представлено 12 линий часовых механизмов, среди которых есть и механика. Высокая точность, надёжная сборка, поддержка различных опций, разнообразие калибров позволяет составить достойную конкуренцию швейцарским кварцевым механизмам.
Кварцевые механизмы Seiko (Япония) - компания принадлежит Seiko Holdings Corporation: крупнейшему японскому концерну по производству часов, точных механизмов и ювелирных изделий. Именно эта компания представила в 1969-м году первые в мире кварцевые часы Astron. С тех пор под этим брендом производятся кварцевые часовые механизмы разных калибров, типов и опций для часов собственного производства.
Маркировка любого из указанных часовых механизмов на кварцевых часах - не гарантия идеальной работы, но её крайне высокая вероятность.
Наручные часы сегодня стали не только отличным способом получения точной информации о текущем времени, но и являются неотъемлемым атрибутом стиля. В продаже можно найти различные виды таких наручных часов, которые отличаются используемым механизмом. Наибольшую популярность получили механические и кварцевые часы. Именно о том, чем отличаются механические часы от кварцевых мы и поговорим в данной статье.
Механические часы имеют достаточно сложный механизм, основной деталью которого является заведённая пружинка. Эта пружина раскручивает и запускает маятник, который непосредственно воздействует на подвижный часовой механизм. Тем самым часовой механизм приводит в действие используемые на циферблате стрелки, что и позволяет проводить индикацию времени. Прообраз такого механизма появился ещё в 18-м веке и к настоящему времени был многократно модернизирован и улучшен.
Одним из преимуществ механических часов является их надёжный механизм. Однако у многих не слишком дорогих часов подобная конструкция имеет определённую погрешность, что сказывается на точности хода. В течение суток такие часы могут опаздывать или спешить на 20 – 30 секунд. Чтобы избавиться от подобных отклонений в работе механических часов используется такой элемент как автоподзавод. Необходимо сказать, что автоподзавод используется лишь в мужских часах, что объясняется его крупными габаритами. Уместить такой элемент в изящных и небольших по размеру женских часах затруднительно. Также для повышения точности хода в механических часов могут использоваться такие устройства как турбийоны. Однако они применяются лишь в экстремально дорогих моделях часов и для большинства покупателей они попросту не доступны.
Следует сказать, что механические часы могут заводиться как вручную владельцем, так и при помощи специального устройства, которое использует энергию движения и тем самым заводит пружинку механизма. Модели с таким автоматическим подзаводом избавляют владельца от необходимости постоянно заводить часы, но при этом они также имеют определенные недостатки. Если вы несколько дней не носили часы, то часы с автоподзаводом, не получая энергию движения, быстро остановятся. Современные модели с таким автоподзаводом могут работать без получения дополнительной энергии в течение двух-трёх дней. Однако вы должны учитывать, что отдельные модели, находясь без движения, останавливаются уже спустя сутки.
В кварцевых часах сложная механическая конструкция заменена на электронный генератор. Этот генератор создает ритмичные импульсы, которые передаются на шаговый двигатель. От шагового двигателя сигналы могут передаваться на колесной механизм стрелы или же на дисплей циферблата, где отображаются электронные цифры. В качестве источника энергии в таких кварцевых часах используется батарейка или же солнечная энергия.
Преимуществом использования таких кварцевых часов является их функциональность и отсутствие необходимости ежедневной подзаводки часов. Раз в год в обычной мастерской вам необходимо лишь провести замену батарейки, которая имеет минимальную стоимость.
Также из преимуществ часов данного типа отметим их великолепную функциональность. Такие часы могут использоваться в качестве спортивного хронометра и имеют отличные показатели влагозащиты. Кроме всего прочего отметим простоту конструкции, что положительно сказывается на стоимости таких часов. При этом они не теряют точности хода и имеют стильный эффектный внешний вид.
В недавнем прошлом кварцевые часы не пользовались должной популярностью и имели репутацию недорогих и не слишком качественных моделей. Однако сегодня многие крупные производители наручных часов предлагают свои достаточно интересные стильные и точные модели. Все это неизменно сказалось на популярности кварцевых механизмов, и в последние годы такие часы даже начинают постепенно вытеснять классические механические варианты.
Выбор механических или кварцевых моделей наручных часов в большей степени индивидуален. Каких-либо существенных отличий в точности хода у таких моделей часов нет. Надеемся, что после прочтения данной статьи вы уже знаете, чем отличаются механические часы от кварцевых. Если вы выберете механические варианты с автоподзаводом, то вы также будете избавлены, как и в кварцевых вариантах, от необходимости самостоятельного ежедневного завода часов. Поэтому можем порекомендовать вам обращать внимание при выборе часов в первую очередь на производителя конкретной модели, функционал, гарантированную точность и лишь после этого на используемый механизм. Так вы сможете подобрать такую модель наручных часов, которая будет удовлетворять вас по своему внешнему виду и обеспечит необходимую точность хода.
Какие часы выбрать кварцевые или механические?
Сегодня наручные часы скорее используются для демонстрации достатка и создания определённого стиля в совокупности с остальными аксессуарами, нежели для применения по целевому назначению. Точное время всегда можно узнать из телефона, планшета или иной техники, ставшей неотъемлемым спутником каждого современного человека.
Поэтому при выборе часов первое внимание обращается зачастую на дизайн, стиль и престиж. Но задуматься следует и о механизме изделия, от которого зависит продолжительность его работы.
Основное отличие кварцевых часов и механических аналогов представлена питательным источником, используемым для обеспечения работы часового механизма.
Механические изделия оснащены спиралевидной пружиной, которая размещена в барабане с зубчатыми краями. Для того чтобы завести часы пружину следует закрутить. Приведение часового механизма в движение осуществляется по мере раскручивания пружины.
Кварцевые часы питание для работы получают от батарейки, которой хватает на несколько лет непрерывного использования. Владелец такого изделия освобождён от необходимости постоянно заводить механизм, дабы часы не вышли из строя.
Кварцевые часы появились относительно недавно в отличие от механических изделий и привлекают многих покупателей точностью хода, лишённого каких-либо отклонений. Так, максимальное месячное расхождение не превышает 20 секунд, а в более дорогих часах этот показатель и того меньше.
Ещё одним весомым плюсом кварцевых часов является их надёжность, ведь эти изделия не оснащены большим количеством деталей и сложным внутренним механизмом.
Срок использования кварцевых часов, во время которого пользователю можно не волноваться за их остановку, зависит от батарейки. В преобладающем количестве моделей заряда батарейки хватает на три года, а более новые и дорогие аналоги оснащены батарейкой, заряда которой будет достаточно на десять лет.
Кварцевые часы привлекают своей ценовой доступностью. Низкие цены обусловлены полной автоматизацией сборки, исключающей использование более дорогого человеческого труда. Поэтому такой аксессуар доступен практически всем слоям населения.
Недостатки кварцевых моделей связаны с:
- несущественными, но регулярными финансовыми расходами на приобретение новых батареек;
- невысокой ремонтопригодностью (в случае отсутствия на рынке запасных частей возникает необходимость полной замены всего механизма);
- недолговечностью.
Но нет поводов волноваться относительно низкой ремонтопригодности, ведь кварцевые часы довольно устойчивые к температурным изменениям и механическим воздействиям, поэтому не так часто выходят из строя.
Недостаток кварцевых часов, заключающийся в их недолговечности, находится под большим вопросом, так как эти модели относительно новые и ещё сложно судить о потенциальном сроке их использования.
Кварцевые часы появились лишь несколько десятилетий назад, поэтому чаще становятся выбором покупателей, желающих идти в ногу со временем. Многие современные модели дополнительно могут выполнять функции секундомера, хронографа, будильника или календаря, что существенно расширяет возможности их применения.
В случае выбора механических часов покупатель освобождается от необходимости регулярной замены батарейки, поэтому приобретение не сопровождается последующими денежными расходами.
Механические модели более чувствительны к ударам в связи с особенностями деталей, составляющих механизм. Но нет причин для беспокойства даже в случае поломки приобретения, ведь для «механики» свойственна большая ремонтопригодность. Все сломавшиеся детали могут быть изготовлены соответствующими мастерами независимо от возраста механизма.
Механические часы прослужат намного дольше кварцевых аналогов, так как все детали изготовлены из прочного материала. Этим преимуществом и обусловлена престижность механических моделей.
К сожалению, позволить себе «механику» может не каждый покупатель. Использование исключительно ручного труда в сборке часов и применение высококачественного материала создаёт все условия для формирования высокой стоимости таких изделий.
Основной же недостаток механического механизма связан с неравномерностью скорости раскручивания пружины, результатом чего становятся неточности часового хода. На точность может повлиять и изменение температуры и срок эксплуатации механизма. Отклонение от точного времени составляет порядка 20–30 секунд в сутки и по истечении длительного периода становится более ощутимым.
Подводя итог всему вышесказанному, сложно отдать предпочтение тем или иным часам. Кварцевые и механические часы наделены определённым перечнем преимуществ и недостатков, поэтому ориентироваться следует только на финансовые возможности и индивидуальные предпочтения.
Нам, современным людям, сложно представить себе, что когда-то время определялось по солнцу, звездам и другим природным факторам. Сегодня, чтобы дать ответ на вопрос о том, который сейчас час, можно просто бросить взгляд на запястье. Именно там мы носим наручные часы - неизменный помощник и элегантное украшение почти каждой женской или мужской руки.
Сердце наручных часов
Но любые часы - прежде всего, не красивый браслет, а сложный механизм. Именно по виду источника, питающего его, все часы делятся на две разновидности: механические и кварцевые (или электронные). В механических присутствует колесный механизм. А вот «сердцем» кварцевых часов считается батарейка - как обычная, так и солнечная. Кварцевый кристалл в них является основой для электронного генератора, который обеспечивает передачу импульса шаговому электродвигателю, а тот в свою очередь заставляет часы идти - двигает стрелки на циферблате.
Точность - на первом месте!
На вопрос о том, что такое кварцевые часы, специалисты ответят, что это высокая точность и удобство. Заводить такие часы не нужно, а погрешность их хода может составить максимум двадцать секунд за целый месяц. Правда, вечного, как известно, нет ничего. Время негативным образом сказывается и на кристалле кварца, в результате чего часы начинают спешить. Хотя, в принципе, по своей долговечности они ничуть не хуже механических.
Стрелки или цифры?
Часто кварцевые часы бывают электронными. Отличается такой механизм индикацией на дисплее в виде цифр. Возможна и комбинация двух типов часов: и тогда на экране вы видите одновременно и стрелки, и цифры.
Сколько прослужат часы? Все зависит от корпуса
Именно корпус - основная защита любых часов - напрямую определяет их точность и длительность службы. Худшим материалом для него является алюминий. Он мягкий и легко повреждается, на нем остаются царапины, а некачественный алюминий и вовсе может оставлять следы на коже. Лучше выбрать неприхотливый пластик. Кстати, именно его в качестве основы для корпуса своих часов использует мировой бренд Casio. Кварцевые часы этой марки запатентованы, отличаются длительным сроком службы и очень высокой прочностью. К другим материалам, из которых изготавливают корпуса часов, относят латунь, титан и нержавеющую сталь.
Покрытие: не только для украшения
Кварцевые часы, особенно дорогие, известных брендов, имеют соответствующее покрытие. Оно не только придает часам презентабельный внешний вид, но и защищает их корпус от механических повреждений - как, например, черный хром. А вот любая позолота с годами сотрется, из-за чего часы уже будут выглядеть не так солидно. Что же касается лакового покрытия, то на нем быстрее всего появляются царапины. Отдельно стоит отметить покрытие из никеля: при длительном ношении таких часов у человека может возникнуть аллергия и другие более серьезные проблемы со здоровьем.
Подводя итоги
Выбирая кварцевые часы, следует обращать внимание также на их форму, браслет, тип и составляющие части циферблата, наличие дополнительных функций. Вообще, к выбору любых часов, будь то механический «будильник» или часы кварцевые, настенные или наручные, нужно подходить со всей ответственностью. И, конечно же, они должны нравиться именно вам.