Размышления о механических и кварцевых часах

[Subslim]

Сообщение от Agriz

Конкретно в часовых механизмах какая форма кристалла? Я везде вижу только слова "tuning fork", "камертон", в крайнем случае "вилка с двумя зубцами" для описания формы кварца.

Выбрал время, почитал про камертонные часы. Любопытно, да.

Но, пардоньте, где вообще речь идет о наличии кристалла кварца в камертонных часах?
Тем более, об описании формы кварца в виде "вилки с двумя зубцами"?

Камертонная вилка сама по себе используется как эталон частоты - нафига там кварц?


UPD:
Не заметил предыдущий пост.

Не знаю, зачем эта "вилочная" форма - вроде как, делать это особо незачем, но со своей стороны поизучаю. Связано ли это с камертоном, как таковым - сомнительно, ибо "звенеть" он не должен. Но, если что, принесу Вам свои извинения быстро, решительно. Ну, Вы уже знаете как это бывает.

Сообщение от Agriz

Вы взяли недостойный тон дискуссии.

Вовсе нет. По крайне мере, несознательно. Пардон, если это так выглядит.

[Agriz]

Сообщение от Subslim

Выбрал время, почитал про камертонные часы. Любопытно, да.

Но, пардоньте, где вообще речь идет о наличии кристалла кварца в камертонных часах?
Тем более, об описании формы кварца в виде "вилки с двумя зубцами"?

Камертонная вилка сама по себе используется как эталон частоты - нафига там кварц?

Металлическая камертонная вилка была предшественником кварцевого кристалла. Вместе их не ставили, конечно.

[Agriz]

Сообщение от Subslim

Не знаю, зачем эта "вилочная" форма - вроде как, делать это особо незачем, но со своей стороны поизучаю.

Собсно, ответ на картинке и в статье по ссылке


Слева "традиционный" резонатор размером примерно 50 мм. А благодаря внедрению "камертонной" формы кристалла его получилось сделать 18,5 мм.
Потом уменьшать стали уже эту конструкцию (в результате повышая частоту).

Прочитайте все части этой большой статьи, вот тут они по порядку: http://www5.epsondevice.com/en/quartz/library/story2/ . Язык - очень простой и ясный технический английский (поскольку писали японцы).

Это, кстати, будет лучшим ответом на вопрос "какое там в кварце искусство? батарейка да микросхема".

[Subslim]

Сообщение от Agriz

Конкретно в часовых механизмах какая форма кристалла? Я везде вижу только слова "tuning fork", "камертон", в крайнем случае "вилка с двумя зубцами" для описания формы кварца.

Поизучал...

Информации мало, собственно, основная по вашей ссылке, где сказано, что такая форма используется для низкочастотных кристаллов, применяющихся в цифровых часах - и делается для, насколько я понял, того, чтобы рабочие характеристики держались в районе температуры 25 градусов и изменялись по параболе. Идет ли речь о том широкоизвестном "термокомпенсационном кварце"... не уверен.

Однако, в относительно далекое время моей юности в магазинах электроники продавались наборы для самостоятельной пайки/сборки электронных часов на люминесцентном индикаторе. Кварцевый резонатор 32768 Гц, который использовался в них, был таким, как на картинке ниже. Как видно из конструктивного исполнения корпуса, он не особенно располагает к тому, чтобы внутри был кристалл в форме камертона. Уверен, такие кварцевые резонаторы использовались и во всех электронных часах промышленного исполнения того времени. И часы были в порядке, ).




Возможно, кристалл в форме камертона является более термоустойчивым, но не знаю, судя по допускам кварцевых часов - не сказал бы.

Но, так или иначе, Вы оказались правы - в этих "цилиндриках на фоне монетки" таки есть "маленькая вилочка", ).
Но, как Вы понимаете, эта форма кристалла кварца в виде камертона - к самому эффекту (функции) камертона отношения не имеет.

Ну, т.е., кристалл кварцевого резонатора может быть и монолитного исполнения - и будет выполнять свою функцию. В то время как камертон должен быть обязательно "вилочной" формы, чтобы быть работоспособным.

Тем не менее, спасибо, я не знал о существовании такового форм-фактора для кристаллов кварца, )...

[Agriz]

Сообщение от Subslim

Но, как Вы понимаете, эта форма кристалла кварца в виде камертона - к самому эффекту (функции) камертона отношения не имеет.

К "музыкальной" функции металлической "звенящей вилочки" — не имеет. Только потому, что колебания не со звуковой частотой.
А в принципе — такая же вилка, имеющая собственную постоянную частоту колебаний.

Сообщение от Subslim

Там вообще нет механических колебательных движений.

Пластинка закреплена и имеет собственную резонансную частоту механических колебаний.
При подаче напряжения на электроды благодаря пьезоэлектрическому эффекту происходит изгибание, сжатие или сдвиг

В общем, здря Вы топикстартера роялем прикалывали

[Martello]

Agriz
Subslim
Спасибо. С интересом понаблюдал за вашей научно-популярной дискуссией.
Вчера, погуглив, я тоже нашёл статьи и картинки с "Tuning fork crystal used in a modern quartz watch", но не было возможности их привести в пример. Уважаемая Ирина меня опередила.
Если честно, то я тоже не знал, что кварцевые резонаторы бывают такой формы. сказывается наверное некая консервативность мышления. Время не стоит на месте, и знания, полученные в начале 80-х на кафедре Линейных и нелинейных радиотехнических устройств уже отстали от реальности.

[Subslim]

, уважаемая Agriz, любите окончательно припереть оппонента к стеночке, да?
Я ведь формально с Вами уже согласился, )?
Ладно, продолжим...

Сообщение от Agriz

К "музыкальной" функции металлической "звенящей вилочки" — не имеет. Только потому, что колебания не со звуковой частотой. А в принципе — такая же вилка, имеющая собственную постоянную частоту колебаний.

Да нет же!!!!!!!!!111111111111 ...

Ключевое свойство кварцевого кристалла – электрическая, электрическая резонансная частота! Именно это его свойство используется в часах – для определения и стабилизации частоты генератора импульсов. То, что он "вибрирует" - сопутствующий эффект.
У камертона, когда он "звенит", не появляется электрическая составляющая. Суть его свойств не только в форме, а и в упругости материала, из которого он изготовлен - в зависимости от материала и формы (геометрии) – и частота разная.
И кварцевый кристалл делают такой формы не для того, чтобы он звенел. У кварцевого кристалла с резонансной частотой 32768 Гц эта частота не поменяется в зависимости от того в какую форму его вырезать – хоть в "вилку", хоть в "колокол". Измениться могут сопутствующие рабочие характеристики, но не резонансная частота.

Конечно же, я видел эти картинки об искажениях формы кристалла при воздействии электрического тока и все думал – вернете Вы мне ту неосторожно брошенную фразу "там вообще нет колебаний" или нет, .

У Вас виртуозно получается сбор информации, но знаний о предмете Вам недостает. Да, в процессе поисков Вы нашли картинки резонатора в форме камертонной вилки и это дало Вам повод думать, что фраза ТС имеет под собой физический смысл. А я, в свою очередь, и представить не мог, что "прогресс пошел по такому пути" и с целью обеспечения диапазона рабочих температур и миниатюризации размеров кварцевый кристалл для цифровых часов (!) начнут изготавливать в форме вилки камертона. В результате, это завело нашу дискуссию в-не-пойми-куда, ).

Потому что, в противном случае, в качестве аргумента о "наличии колебаний" Вы сказали бы о том, что возможен и обратный эффект – при физическом воздействии на кристалл на нем появляется разность потенциалов – это принцип работы всех тензодатчиков, применяемых в соответствующих областях промышленности. А, соответственно, при приложении электрического заряда должна быть и деформация. Кроме того, не забываем про пьезокерамические "пищалки", также в часах применяемые. Микрофоны, опять же.

О самих колебаниях - да, они есть, но речь-то шла о практическом использовании этих колебательных движений, на котором основан принцип работы механизма камертонных часов. В случае с кварцем их амплитуда настолько мала, что неспособна даже воздействовать на саму конструкцию кварцевого резонатора – не говоря уже об использовании этих "колебательных движений" для привода механизма часов.

Напомню Вам фразу ТС, с которой началась наша с Вами занимательная дискуссия:

Сообщение от Mikser

Кварцевые часы — это механизм который выполняет работу по превращению химической энергии батареи в механические колебательные движение вилки камертона кварцевого генератора.

), энергия батареи в кварцевых часах превращается не в механические колебания "вилки камертона" (это косвенный побочный момент), а в работу шагового двигателя.

Сообщение от Agriz

В общем, здря Вы топикстартера роялем прикалывали

Прикалывал не здря, ибо ТС в той фразе смешал все в кучу – кварцевые и камертонные часы. Образно выражаясь, применительно к нашей музыкальной теме – "Слышал звон, да не знает где он".

Сообщение от Agriz

А что там внутри цилиндрика? Разберите, сфотографируйте, пожалуйста

Исключительно в качестве жеста доброй воли, )...
Нашел дома в закромах вот эти часики – несмотря на своеобразную форму, судя по элементам управления, это все же часы, ). Было интересно во всех ли современных "маленьких цилиндриках" кристалл кварца в форме вилки камертона – если уж в таких наибюджетнейших он будет таковым, то, надо полагать, во всех.



И действительно, в этом резонаторе форма кристалла именно такая. Один из штырьков в процессе откололся, но кмк видно наглядно.
Так что, похоже, сейчас это стандарт де-факто. Yeah, !
Спасибо за это знание Вам уже сказал, ).

Сообщение от Martello

Время не стоит на месте, и знания, полученные в начале 80-х на кафедре Линейных и нелинейных радиотехнических устройств уже отстали от реальности.

Что есть, то есть...

[Subslim]

Сообщение от Agriz

Пластинка закреплена и имеет собственную резонансную частоту механических колебаний.
При подаче напряжения на электроды благодаря пьезоэлектрическому эффекту происходит изгибание, сжатие или сдвиг

А-а, блин, пардон, не заметил за картинками эту ссылку, .
Правда, это не особенно что-то меняет...

[Agriz]

Вот эти неучтивые попинывания - они снова "несознательно"?

Сообщение от Subslim

У Вас виртуозно получается сбор информации, но знаний о предмете Вам недостает. Да, в процессе поисков Вы нашли картинки

Очень понятный демагогический приём: приписать свои недостатки оппоненту.

Ещё вчера Вы заявляли: "То, что я знаю - в кварцевых часах никакой "вилки камертона" нет. ... Я эти штуки в своем далеком детстве/юности таки расковыривал для интереса. Так что, у меня есть основания не думать, а знать". Потом вдруг оказалось, что именно такие штуки Вы до сих пор не разбирали. И не знали. И оснований знать не имели.

Ну и кому из нас после этого "недостаёт знаний о предмете"? Может, дальше постараетесь без личных выпадов в мой адрес?

Сообщение от Subslim

У кварцевого кристалла с резонансной частотой 32768 Гц эта частота не поменяется в зависимости от того в какую форму его вырезать – хоть в "вилку", хоть в "колокол". Измениться могут сопутствующие рабочие характеристики, но не резонансная частота.

Ошибаетесь. Резонансная частота зависит и от формы, и от размеров кристалла, и от ориентации кристаллической решётки.

Сообщение от Subslim

Ключевое свойство кварцевого кристалла – электрическая, электрическая резонансная частота! Именно это его свойство используется в часах – для определения и стабилизации частоты генератора импульсов. То, что он "вибрирует" - сопутствующий эффект.

Это (вибрация, деформация) не "сопутствующий эффект". А главный источник "определения и стабилизации частоты генератора импульсов". Без деформации и вибрации не возникал бы электромеханический резонанс.

Ликбез на русском языке от немецкого производителя кварцевых резонаторов GEYER ELECTRONIC:

При совпадении частоты приложенного к кварцу переменного напряжения с его собственной частотой механического резонанса возникает явление электромеханического резонанса, приводящее к резкому увеличению электрической проводимости.
...
Механическая сущность происходящих в пьезоэлектрическом резонаторе явлений для потребителей скрыта и может, в принципе, не рассматриваться.

Предлагаю остановиться на том, что Вы — потребитель, для которого механическая сущность происходящих в пьезоэлектрическом резонаторе явлений скрыта. И Вы её можете не рассматривать.
Просто не стоит саркастически комментировать тех, кто про эту механическую сущность знает. Вон как неудобно получилось с высмеиванием "несуществующей" кварцевой вилочки

Сообщение от Subslim

энергия батареи в кварцевых часах превращается не в механические колебания "вилки камертона" (это косвенный побочный момент), а в работу шагового двигателя.

Спасибо, Капитан Очевидность. Я сказала об этом ТСу (немного другими словами) еще в посте нумер 4.

Сообщение от Agriz

А, да, и про ошибки:
Там кристалл кварца невеликую "работу" совершает. Работает электродвигатель.

Вы: Что еще за "вилка камертона"? Для настройки роялей, штоле?
Я показываю ссылки и ролики как с самим камертонным механизмом, так и с кварцами в форме камертона.
Вы: еще раз, камертон это звуковая тема. В электронике частоты другие и целесообразность такой формы отсутствует. ... Там вообще нет механических колебательных движений.
Я показываю картинки с кварцами в форме камертона и текстовые описания с этим термином.
Вы: Ну ладно, форма такая есть. Но к функции камертона отношения не имеет.
Я показываю информацию о механических колебаниях кварцевого "камертона"
Вы: То, что он "вибрирует" - сопутствующий эффект.
Я показываю объяснение важной роли этого эффекта в задании частоты.

Что дальше?

Это всё происходит только чтобы указать ТС, что стрелки "толкают" не сами по себе колебания кристалла кварца? Вы это хотите доказать?

Мне кажется, Вы зацепились за то, что я в одном сообщении написала И о камертонных часах, И о кварцевом резонаторе в форме камертона. И теперь доказываете, что принцип работы кварцевого механизма отличается от принципа работы камертонного. Так это всем известно

[Subslim]

Ох..., елки... Ну, что тут скажешь...

Ув. Agriz, мне нетрудно признать, что я чего-то не знаю. Это бывает, ничего такого особенного в этом нету. Я ж написал - про камертонные часы не знал. М-м?
На мой взгляд, гораздо непригляднее выглядит модель поведения "Когда хочешь казаться умным - столько гуглить приходится!" (с).

ТС сказал про вилку камертона, её колебательные движения.
Я сказал, что никакой вилки камертона там нет.
Вы сказали - нет, есть.
Потом выяснилось, с вашей безусловно помощью, что "вилка камертона" там таки есть. Не вопрос - готов это признать.
Только это не вилка, а кварц в форме вилки - давайте всё же это не путать.

Далее идет разговор о том резонирует ли этот кварц в форме вилки как сам камертон - я этого не отрицаю, может, и резонирует. Это все же твердый хрупкий материал в виде вилки камертона - почему бы ему не резонировать, он же не из фанеры или пластилина.

Я лишь говорю о том, что его свойства по резонансу вследствие формы не используются в цифровых часах. О взаимосвязи одного с другим даже говорить не хочу, надоело. По том простой причине, что кристалл этот в форме вилки находится в закрытом герметичном корпусе и никто не видит и не слышит резонирует он или нет. Опять таки, не говоря уже о том, что кристалл обычной формы в виде куска/кирпича также будет функционировать и обеспечивать стабилизацию частоты - что с успехом и делают кварцевые резонаторы и на оговоренной частоте, и на более высоких частотах - таковые вообще "камертонами" не делают. Всё остальное уже написано-переписано.

Я иногда думаю, что проще сразу с Вами согласиться, чем дискутировать. Может, со временем так и будет. Пока недостаточно устал, видимо.

Попинывание, говорите... Не знаю, может, "музыкой навеяло"...