Конструкция электронных часов

 Электронные часы состоят из кварцевого генератора опорных колебаний, полупроводникового вычислительного устройства, цифрового индикатора на жидких кристал­лах, элементов питания и корпуса.

Кварцевый генератор является источником высокостабильных опорных колебаний и играет роль времязадающего устройства. Колебания в виде электрических импульсов поступают в блок вычислительного устройства и преобразуются в закодированные временные сигналы. Временные сигналы поступают на световые диоды или жидкие кристаллы и высвечивают на экране циф­рового индикатора соответствующие показания текущего време­ни. Цифры разделены пульсирующими точками, ритм включе­ния и выключения которых равен секунде. Электронные часы имеют высокую информативность, большую точность, бесшум­ность.

 

 

 

2 ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА ЧАСОВ

Потребительские свойства часов включают функциональ­ные, эргономические, эстетические свойства и надежность.

К функциональным свойствам относят информативность, точность хода и возможность эксплуатации в неблагоприят­ных условиях.

Информативность часов определяется видом индикации текущего времени, возможностью отсчета больших и малых интервалов времени, а также возможностью представления другой аудиовизуальной информации.

Индикация текущего времени может быть стрелочной, цифровой и комбинированной. Существуют модели часов, показывающие текущее время одновременно в нескольких часовых поясах.

Возможность отсчета больших интервалов времени оп­ределяется наличием календарного устройства, показываю­щего дату, день и номер недели, месяц и год. Данные могут отображаться с помощью стрелок на маленьких круглых или секторных циферблатах либо с помощью вращающихся дис­ков в отверстиях на циферблате часов. Простейший кален­дарь отображает только дату, двойной — дату и день недели. В наиболее сложном календарном устройстве отображается вся информация с учетом високосных годов. Этот тип кален­даря не требует ручной регулировки, так как автоматически учитывает число дней в месяце. Такое календарное устрой­ство называется «вечный календарь».

Возможность отсчета малых интервалов времени опре­деляется наличием секундной стрелки или дополнительного секундомерного устройства. Часы с двумя независимыми из­мерительными системами, одна из которых показывает те­кущее время, а другая — измеряет короткие промежутки времени, получили название «хронограф». Такие часы име­ют дополнительные маленькие циферблаты (счетчики), ко­торые регистрируют секунды и минуты с момента пуска се­кундной стрелки.

Повышение информативности часов также обеспечива­ется наличием различных механических и электронных уст­ройств: индикаторов фаз Луны, времени восхода и захода Солнца, запаса хода, датчиков температуры, давления, час­тоты пульса, встроенного компаса, пейджера, радио— и те­леприемника, МР-3 проигрывателя, фото— и видеокамеры, телефона, сигнальных и других устройств.

 

Индикатор фазы Луны представляет собой специальный циферблат с вращающимся индикатором, на котором изоб­ражена Луна. Индикатор в каждый момент времени показы­вает текущую фазу Луны.

Индикатор запаса хода — индикатор в виде дополни­тельного сектора на циферблате, показывающий степень за­вода пружины механических часов. Он показывает время, оставшееся до остановки часов, либо в абсолютных едини­цах — часах, сутках, либо в относительных — например, 1/4, 1/2, 3/4, 1.

Репетир — это дополнительный механизм, предназна­ченный для индикации времени с помощью звуков разной тональности. Часы с репетиром относятся к очень дорогим и редким механическим часам, в которых при нажатии на спе­циальную кнопку разными тонами отбиваются час, четверть часа (четвертной репетир); час, четверть часа и минуты (ми­нутный репетир).

В последние годы большое распространение получили электронные часы со встроенным синтезатором речи, кото­рые при нажатии соответствующей кнопки сообщают кото­рый час.

Точность часов является важнейшим функциональным свойством, которое определяется такими показателями, как суточный ход и средний суточный ход.

Суточный ход — отклонение показаний часов от точного времени в секундах или долях секунд за сутки, равное раз­ности поправок часов в конце и начале суток.

Средний суточный ход — среднее арифметическое смеж­ных суточных ходов, измеренных в течение определенного количества суток при разных положениях механизма часов и при различных температурах.

Механизм механических швейцарских часов высокого клас­са тестируется 15 дней в 5 различных положениях при трех раз­ных температурах (+8°С, +23°С и +38°С). Первые два дня часы проверяются в вертикальном положении "цифра 6 кверху", сле­дующие 2 дня в положении "цифра 3 кверху", потом в положе­нии "цифра 9 кверху", далее "циферблатом книзу" и "циферб­латом кверху". Следующие три дня производится замер при трех разных температурах в положении "циферблатом квер­ху", и затем два дня снова в вертикальном положении "цифра 6 кверху". Часы, соответствующие по точности хода междуна­родному стандарту ISO 3159-1976, называют хронометрами.

 

Погрешность хода хронометров составляет всего несколь­ко секунд в сутки при использовании в обычных температур­ных интервалах. Тестированием часовых механизмов и присвое­нием им обозначения «Chronometer» или «Certified Chronometer», занимается официальный швейцарский институт хронометрии (Central Officiel Swiss des Chronometres — COSC).

В целях повышения точности хода часов применяются различные системы синхронизации хода часов сигналами точно­го времени, конструкционные решения, снижающие потери энергии на трение, уменьшающие влияние различных факто­ров (температуры, гравитации) и обеспечивающие стабиль­ность частоты колебаний. Очень высокую стабильность часто­ты вырабатываемых импульсов, практически не зависящую от внешних факторов, обеспечивают кварцевые часы. Сред­няя точность хода кварцевых часов составляет ±15 с/мес.

Нормальной точностью механических часов считается отклонение ±20 с/сут.

В очень дорогих механических часах для уменьшения влияния гравитации Земли на точность хода при горизонталь­ном и вертикальном положениях механизма применяется спе­циальное устройство «Tourbillon» (турбиллон).

Применение механизма автоматической подзаводки пру­жины (автоподзавод) в наручных механических часах также обеспечивает повышенную точность их хода.

Возможность эксплуатации наручных часов в неблагоп­риятных условиях определяется наличием в часах противо­ударного и антимагнитного экранирующего устройства, а также степени герметизации соединений корпуса часов.

К эргономическим свойствам часов относят удобство считывания показаний, удобство завода часов и перевода стрелок, удобство замены источников питания, ношения.

Удобство считывания показаний зависит от вида инди­кации, размера цифр и количества делений, нанесенных на циферблат, степени контраста между стрелками и цветом циферблата, а также наличием подсветки циферблата.

Удобство завода часов и перевода стрелок зависит от размеров заводной головки и требуемых для этого усилий.

 

Удобство ношения часов зависит от размеров, формы, массы, способа их крепления, а также возможности регули­рования длины браслета.

Надежность часов определяется сложностью конструк­ции, наличием защитных устройств (противоударного, анти­магнитного), пыле-, влаго- или водонепроницаемого корпуса и зависит от соблюдения правил эксплуатации и ухода. Как правило, чем сложнее конструкция часов, тем выше веро­ятность поломок. Срок службы часов при надлежащей эксп­луатации и уходе составляет обычно не менее 10 лет.

Эстетические свойства часов определяются формой, цве­том, габаритными размерами корпуса, цветом циферблата, материалом и формой часового стекла, качеством защитно-де­коративных покрытий, четкостью прорисовки знаков, обозна­чений и символов, пропорциями и единством элементов часов.

 

3 КЛАССИФИКАЦИЯ И АССОРТИМЕНТ ЧАСОВ

3.1 Классификация часов

Часы классифицируют по следующим основным призна­кам: по назначению, способу эксплуатации, источнику энер­гии, виду индикации, типу колебательной системы, калибру (размеру) каркаса механизма, полу и возрасту потребителя, уровню функциональных свойств.

По назначению часы подразделяются на:

- классические;

- специальные;

- комбинированные;

- для измерения малых про­межутков времени.

По способу эксплуатации различают:

- наручные;

- карман­ные;

- настенные;

- настольные;

- напольные часы.

По источнику энергии выделяют:

- механические;

- элект­рические часы.

По виду индикации (способу представления информации) часы бывают:

- со стрелочной индикацией;

- с оптико-электронной (цифро­вой) индикацией;

- комбинированной индикацией.

По типу колебательной системы часы подразделяются на:

- маятниковые;

- балансовые;

- кварцевые.

По калибру каркаса (платины) механизма наручные и карманные часы бывают:

- малого и нормального калибра.

По половозрастному признаку часы подразделяются на мужские, женские и детские.

По уровню функциональных свойств различают часы простого, среднего и высокого класса.

 

Ассортимент часов

Классические часы предназначены для измерения текущего времени и являются самой распространенной группой часов.

Наручные электрические часы, источником энергии ко­торых является аккумулятор, по способу восстановления заряда аккумулятора подразделяются на часы с системой питания "Кинетик", "Эко-Драйв" и "Термо".

Часы системы "Кинетик" (Kinetic) производит фирма Seiko. По сути "Кинетик" является гибридом между часами с "авто­подзаводом" и кварцевыми часами. Грузовой сектор "автопод­завода", вращаясь вокруг оси при ношении часов, вращает не механизм завода пружины, а ротор генератора, который пре­образует ток генерации в ток зарядки и подзаряжает аккуму­лятор. В часах системы "Эко-Драйв" (Eco-Drive) фирмы Citizen подзарядка аккумулятора осуществляется фотоэлементом, установленном на циферблате. В термочасах (Seiko и Citizen) аккумулятор подзаряжается от системы термопар, использу­ющих разность температур на внутренней (задней крышке) и внешней (ранте) стороне часов. Отсутствие движущихся дета­лей в целом повышает надежность этих часов.

К специальным часам относят часы для дайвинга (под­водного плавания), серфинга (скольжения по воде), шахмат­ные часы, "Командирские" и т. п.

часы для дайвинга имеют водонепроницаемый корпус, позволяющий опускаться с аквалангом до 40 м, оснащаются таймером, цифровым компасом, радиомаяком, электронными устрой­ствами, измеряющими температуру воды, глубину погруже­ния, рассчитывающими траекторию движения, подающими сигнал тревоги в случаях погружения на слишком большую глубину или быстрого подъема.

Часы для серфинга имеют встроенный цифровой компас, измеритель высоты волны, индикатор траектории движения.

Шахматные часы имеют два циферблата и предназначены для раздельного измере­ния и суммирования интервалов времени каждого из партне­ров, играющих в шахматы.

К комбинированным часам относят часы-будильник, часы-кулон, часы-калькулятор, часы-пейджер, часы фото- видео­камера, часы-радиоприемник и т. п.

Часы-будильники подразделяют на мини­атюрные, малогабаритные, крупногабаритные; различают бу­дильники дорожные и настольные; с непрерывным звонком, с мелодией, с прерывистым или предварительным сигналом.

Часы настольные и настенные бывают с двухнедель­ной и недельной заводкой; часы выпускают с боем и без боя. Часы с боем выпускают трех разновидностей: с боем часов, с боем часов и получасов, с боем часов и четвертей часов.

К приборам, предназначенным для измерения малых промежутков времени, относят секундомеры и хронографы.

Секундомеры — часы для измере­ния промежутков времени более 10 с. Изготовляют секундомеры с калибрами механизма 42 и 54 мм. В зависимости от числа се­кундных стрелок, принципа работы часового механизма, калиб­ра и точности показателей секундомеры бывают восьми типов 1, 2 и 3-го класса точности.

Хроноскопы — часы для измерения времени до 10 с.

 

4 МАРКИРОВКА ЧАСОВ

Каждая часовая фирма всем выпускаемым ею часам при­сваивает свое единое наименование и товарный знак, кото­рые наносятся на циферблат, а иногда и на платину меха­низма. Для наручных и карманных часов обязательными эле­ментами маркировки являются также цифровая индексация механизма и корпуса часов, которая обеспечивает однознач­ную идентификацию часов и улучшает сервисное обслужи­вание запасными частями ремонтных фирм. Цифровой ин­декс механизма наносят на платину, а цифровой индекс кор­пусного оформления — на внешнюю сторону крышки часов. Эти сведения вносят и в паспорт часов.

Индекс механизма часов отечественного производства обычно четырехзначный. Первые две цифры означают ка­либр механизма, а следующие две — его конструктивные особенности (с центральной или боковой секундной стрелкой, с противоударным, сигнальным или другими устройствами).

Индекс оформления корпуса часов обозначается шести­значным числом. Первые две цифры означают конструктив­ный вид корпуса, соответствующий заводскому чертежу. Каж­дый завод присваивает свой номер. Третья цифра — вид по­крытия корпуса и материал, из которого он изготовлен. Пос­ледними тремя цифрами обозначается группа циферблата и стрелок.

В зависимости от исполнения на внешнюю поверхность крышки корпуса или на циферблат наручных механических часов наносят надписи: "Автоподзавод", "Водонепроницае­мые", "Антимагнитные".