www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2017

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Детская научная лаборатория

Бесплатная библиотека / Статьи / Детская научная лаборатория

Кварцевые часы

Справочник / Детская научная лаборатория

Комментарии к статье Комментарии к статье

Который час?

Ответ на этот вопрос мы привыкли находить, взглянув на часы; ручные, карманные, настольные, стенные, уличные, башенные. Можно узнать время по телефону и по радио. Вещательные станции Советского Союза передают сигналы точного времени четыре раза в сутки.

А как следили за временем наши предки?

Пять тысяч лет назад люди для этого пользовались солнечными Часами - обыкновенным шестом, установленным вертикально и отбрасывающим в разное время суток тень разной длины и направления.

Позже время стали измерять с помощью водяных и песочных часов. Точность этих примитивных приборов была, разумеется, весьма приближенной.

К XI столетию нашей эры относится изобретение механических - башенных часов, а пятьсот лет спустя появились первые пружинные часы. Однако и они не отличались большой точностью, так как регулятор скорости движения-балансир - у них колебался неравномерно. Этот недостаток удалось устранить, когда было открыто свойство свободно подвешенного маятника сохранять постоянным период своих колебаний. Связав маятник с часовым механизмом, получили прибор для измерения времени с достаточной точностью. Непрерывное конструктивное совершенствование маятниковых часов сделало их надежным измерителем времени.

Требовательные потребители

Но наука и техника не стоят на месте. Одновременно с их развитием все возрастали требования к точности определения времени. Точное до одной секунды время перестало удовлетворять многих его "потребителей". Они хотели знать время с точностью до сотых, тысячных, даже десятитысячных долей секунды.

Это были не только астрономы, изучающие движение небесных светил. Самого точного времени требовали штурманы кораблей и самолетов для правильной ориентировки на море и в воздухе, топографы и геодезисты, ведущие съемки местности. Чтобы установить, в каком пункте земного шара они находятся, им надо было определить географическую широту - расстояние от экватора - и долготу - угол между плоскостью меридиана данного места и плоскостью нулевого меридиана. Чтобы правильно определить долготу, необходимо с предельной точностью знать местное время и время на нулевом меридиане, так как долготу вычисляют из разности этих двух величин.

Пусть по звездам определено, что в данный момент в данном месте 23 часа 30 мин. Часы, установленные по времени нулевого меридиана и сверенные по радио, показывают 21 час 30 мин. Разница составляет два часа. Известно, что Земля за сутки, делает один оборот с запада на восток вокруг своей оси, т. е. поворачивается на 360°, а за один час - на 360:24 = 15°. За два часа она повернется на 30°. Следовательно, наблюдатель находится на 30° восточной долготы.

Точное время необходимо знать также геологам, гравиметристам, изучающим изменения силы тяжести в различных точках земной поверхности, что имеет большое значение для разведки полезных ископаемых.

Небесные часы

Как же определяют точное время, играющее такую важную роль в жизни людей? С какими сверхточными часами сверяют показания своих часов ученые? Эти замечательные часы созданы самой природой. Их циферблат - ночное небо, а цифрами, обозначающими часы, минуты и секунды, служат звезды. Со строгим постоянством они следуют по своему извечному пути на небосводе. Неизменно, в точно установленный астрономами момент каждая звезда достигает своего наивысшего положения и пересекает небесный меридиан. Достаточно уловить это мгновение, чтобы узнать идеально точное время. Справиться с этой задачей астрономам помогает "стрелка" небесных часов - специальная астрономическая труба, называемая пассажным инструментом. Вращаясь одновременно с Землей, пассажный инструмент всегда направлен по меридиану, обозначенному в поле зрения инструмента тонкой вертикальной нитью. Отметив прохождение звезды через эту нить, астроном вычисляет, какую поправку он должен внести в показания своих часов.

Каждую, ночь астрономы всех обсерваторий мира садятся за пассажные инструменты. Но далеко не всегда погода благоприятствует наблюдениям. Для них необходимо ясное небо, а, например, в Москве безоблачных ночей насчитывают только около 90 в году, в солнечном Ташкенте - примерно 250. Нередко небо бывает затянуто тучами целый месяц кряду, а иногда и дольше. Надо было найти способ устанавливать точное время и в эти вынужденные перерывы от одного астрономического наблюдения до другого. Так возникла задача "хранения" времени. Разрешение этой сложной задачи было облегчено созданием высокоточных астрономических часов.

Два маятника

Основная и самая ответственная часть астрономических часов - маятник. Это понятно. Ведь главное достоинство часов заключается в равномерности и постоянстве их хода. Но часы могут идти равномерно лишь в том случае, если длина маятника всегда остается строго постоянной и амплитуда его качаний неизменна. А что может влиять на эти величины? Прежде всего изменения температуры и воздушного давления. Отсюда вытекает, что маятник должен быть сделан из материала, на который изменения температуры оказывают наименьшее влияние. Таким материалом оказался инвар - сплав, состоящий из 36% никеля и 64% стали и обладающий коэффициентом линейного расширения, в 10-12 раз меньшим, чем сталь. Из инвара и изготовили маятник. Конструкторы астрономических часов приняли и другие меры предосторожности. Они поместили часы в подвале, где температура мало изменяется, и заключили их в герметически закрытый медный цилиндр со стеклянным колпаком. Из цилиндра почти полностью выкачан воздух, и атмосферное давление в нем постоянно поддерживается в пределах 20-25 мм ртутного столба. Часы установили на специальном, изолированном от здания фундаменте. Поэтому они мало чувствительны к вибрациям здания, в котором они находятся.

Позаботились и о том, чтобы освободить маятник от всякой, даже малейшей, механической нагрузки. В этом и состоит основная идея высокоточных астрономических часов. Свободно качающийся на подвесе маятник, о котором мы рассказали, не связан с какими-либо передаточными и указывающими время механизмами. Он так и называется - "свободный" маятник. Его задача ограниченна. Он лишь отмеряет время, а вся "черная" - механическая работа возложена на другой, вспомогательный маятник.

Раскачивающие импульсы свободный маятник получает через каждые 30 сек. Их посылает ему по проводам вспомогательный маятник. С помощью специальных электрических приборов свободный маятник как бы командует вспомогательным, заставляя его колебаться строго синхронно с собой. Вспомогательный маятник управляет передаточным механизмом, который передвигает стрелки на циферблате. Эти вторые часы, связанные электрическими проводами с первыми, можно установить где угодно, на любом расстоянии от основного маятника - подлинного хранителя времени.

Все астрономические обсерватории и метрологические институты мира используют сейчас в своей работе часы с двумя маятниками. Точность таких часов чрезвычайно высока: их ход, будучи отрегулирован, изменяется от суток к суткам не более чем на 0,003 сек. Такая точность представляется сказочной, однако и она не достаточна для современной науки, ибо погрешность даже в несколько тысячных долей секунды препятствует изучению некоторых явлений, интересующих астрономов, метрологов и геофизиков.

Чудесное свойство кристаллов

Где же искать выход? Механики как будто исчерпали все свои возможности и достигли предела: дальнейшее усовершенствование маятниковых часов казалось немыслимым. И тогда за конструирование астрономических часов взялись электрики и радиоинженеры.

Маятник отжил свой век, утверждали они. Даже поставленный в идеальные условия, маятник не способен удовлетворить возросших требований ученых. Значит, надо заменить его другим регулятором, обеспечивающим получение колебаний постоянной частоты.

В поисках такого регулятора они вспомнили о кварце.

Кристалла кварца и его оси

Кварцевые часы
Рис. 1

В 1880 году было открыто замечательное свойство некоторых кристаллов, наиболее ярко выраженное в кварце. Кварц обычно встречается в виде кристаллов-шестигранников с заостренными концами пирамидальной формы (рис. 1,а). Линия zz представляет собой оптическую ось кристалла. Если разрезать кристалл поперек, перпендикулярно к оптической оси, то получится шестиугольник, все углы которого равны 120° (рис. 1,б). Линии хх, х1х1 Х2Х2, проходящие через биссектрисы этих углов, обозначают электрические оси, линии уу, У1У1, У2У2 - механические оси кристалла. Оказалось, что если из кристалла кварца вырезать пластинку, поверхности которой перпендикулярны одной из его электрических осей, то при механическом сжатии или растяжении пластинки на ее поверхностях возникают электрические заряды. Это явление получило название прямого пьезоэлектрического эффекта (древнегреческое слово "пьезо" означает: давлю, сжимаю.).

Обратный пьезоэлектрический эффект выражается в деформации кварцевой пластинки, помещенной в электрическое поле.

Радиолюбителям-коротковолновикам хорошо известно это свойство кварца. Они знают, что кварцевая пластинка обладает способностью поддерживать постоянство частоты генератора. Кварцевые стабилизаторы широко применяются на радиостанциях.

Вот эту-то стабилизующую способность кварца решили использовать и создатели нового хранителя времени.

Кварцевые часы

Конструкторы кварцевых часов вырезали из кристалла прямоугольный брусок сечением 7х7 мм и длиной около 60 мм. На две противоположные поверхности бруска они нанесли тончайший слой золота. Получился конденсатор, диэлектриком которого служит брусок, а обкладками - два слоя металла. Назначение этого устройства в кварцевых часах то же, что и у маятника в обычных часах: это регулятор. И регулятор, на который можно вполне положиться.

Кристалл кварца в частотозадающей цепи триода

Кварцевые часы
Рис. 2

Затем кварц включили в схему лампового генератора. Кристалл поместили в цепь сетка - катод генераторной лампы - триода (рис. 2). Параллельно поставили сопротивление большой величины. В анодную цепь схемы включили колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора. Это необходимо для того, чтобы благодаря связи через емкость анод - сетка лампы были созданы условия для поддержания незатухающих колебаний. Контур настроили так, чтобы его собственная частота была выше частоты колебаний кварцевого бруска.

Таково в общих чертах устройство кварцевого генератора - основной части кварцевых часов. Их точность находится в прямой зависимости от стабильности частоты генератора. Постоянство собственных колебаний кварца очень велико. На него не оказывают действия ни изменения силы земного притяжения, ни сейсмические колебания земной коры. Однако он чувствителен к колебаниям температуры и атмосферного давления. Для того чтобы температура кварца оставалась постоянной, конструкторы приняли специальные меры. Они поместили кварцевый генератор в термостат с многослойными стенками, внутри которого поддерживается постоянная температура с точностью до одной сотой градуса. Такое постоянство температуры достигается электрическим обогревом термостата, управляемым ртутным контактным термометром. Это обеспечивает сохранение частоты с точностью около 1*10-8. Сам кварц заключили в герметический сосуд, в котором создали вакуум.

Кварцевый генератор с делителями частоты

Кварцевые часы
Рис. 3

Конструкторы выточили из кристалла кварца брусок такой формы и размеров, чтобы частота его собственных колебаний составляла 100 кГц. Но ток такой частоты не пригоден для вращения мотора, приводящего в движение часовой механизм. Пришлось создать ряд промежуточных устройств, показанных на блок-схеме (рис. 3).

Здесь конструкторам очень помогла электроника.

Ряд электронных генераторных схем обладает способностью синхронизироваться с частотой другого генератора, если она в кратное число раз выше или ниже собственной частоты синхронизируемого генератора или достаточно близка к такому кратному значению. Конструкторы кварцевых часов использовали способность таких схем, как, например, мультивибратор или блокинг-генератор, синхронизироваться с более высокими частотами, чем их собственная. Такой синхронизированный, более высокой частотой генератор обычно называют делителем частоты.

Наивысшей частотой тока, могущего приводить во вращение синхронный мотор, является частота около 1000 Гц. Однако делитель частоты с коэффициентом деления 1:100 работает очень неустойчиво. Поэтому для получения частоты в 1000 Гц, синхронной с частотой кварца в 100 кГц, пришлось установить ряд делителей с коэффициентами 1:4 и 1:5, синхронизирующих друг друга последовательно.

Применяемые в качестве делителей частоты генераторы обладают большим количеством гармоник. Надо было предотвратить проникновение вредных высокочастотных колебаний в схему кварцевого генератора, где они могли вызвать ухудшение стабильности.

Чтобы этого не случилось, между кварцевым генератором и первым делителем частоты включили буферный усилитель, работающий без сеточных токов. Такой режим способствует уменьшению нагрузки кварцевого генератора и повышению стабильности его работы.

В схемах делителей частоты обычно применяются маломощные лампы. Ток, который они дают, слишком слаб, чтобы вращать синхронный мотор, приводящий в движение часовой механизм с секундным контактом. Поэтому после делителя частоты (дающего ток с частотой 1000 Гц) включили усилитель, отдающий в обмотки мотора мощность в несколько ватт.

По стабильности кварцевые часы превосходят все существующие маятниковые часы. Среднее суточное колебание их хода составляет две десятитысячные доли секунды.

Создание сверхточные часов - выдающееся достижение современной науки.

Кварцевыми часами уже обзавелись многие научные учреждения. В Москве, в Центральном научно-исследовательском институте геодезии, аэросъемки и картографии неустанно отмеряют секунды первые отечественные кварцевые часы, построенные П. С. Поповым. Кварцевыми часами располагают институт радиоизмерений, астрономический институт имени Штернберга и другие институты и обсерватории.

Энтузиасты нового способа, измерения времени утверждают что кварцевые часы скоро полностью вытеснят маятниковые и станут единственными хранителями, времени. Находятся и скептики, оспаривающие подобные утверждения. Не отрицая очевидных преимуществ кварцевых часов, они указывают и на их недостатки.

О достоинствах кварцевых часов мы уже говорили; это - пока непревзойденная их точность и постоянство хода, независимость почти от всех внешних факторов.

Каковы же их недостатки?

Астрономы требуют, чтобы часы, с помощью которых они измеряют время, могли идти безостановочно в течение двух, трех лет и более. Удовлетворяют ли этому требованию кварцевые часы? Не вполне. Вспомним, что они питаются током от электрической сети. Прекратит станция подачу тока, и часы остановятся. Но ведь этого не произойдет, если питать часы не от сети, а от аккумуляторов.

- Верно, - соглашаются скептики. - А как быть со старением кварца, с износом радиоламп?

Действительно, кварц с течением времени стареет, и частота его колебаний изменяется. Нельзя поручиться и за то, что какая-нибудь лампа внезапно не выйдет из строя. Однако энтузиастов кварца не страшит и такая случайность. Они устанавливают в своих лабораториях не одни часы, а трое, работающих синхронно. Не беда, если одни из них остановятся. Пока их не починят, хранить время будут двое других.

Спор продолжается, а между тем десятки кварцевых часов исправно служат науке. Сегодня их точность удовлетворяет ученых, проводящих самые тонкие исследования. А что будет завтра? Не удастся ли найти новый эталон времени, еще более точный? Быть может в основу такого эталона будут положены молекулы, точнее, частота их колебаний. Советские ученые уже работают и в этом направлении.

Автор: А.Бродский

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

сборник В помощь радиолюбителю №69 (1980 г)

журналы Моделист-конструктор 1966 (архив за год)

книга Испытания изоляции электрооборудования до 35 кВ повышенным напряжением. Воскресенский В.Ф., 1972

книга Любительские телевизионные игры. Овечкин М.А., 1989

статья Нарушение дыхания у детей. Круп

статья Разноцветные шляпы

сборник Архив схем и сервис-мануалов мобильных телефонов Mitsubishi

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]