Основные типы часов и механизмов. Кварцевые часы, электронные часы и механические часы.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСЫ.
Механические часы являются самым сложным и одновременно лёгким механизмом. Приборы такого типа используют гиревой и пружинный механизм получения энергии для работы часов. В виде колебательной системы используются маятниковый или балансовый регулятор.

Механические часы проигрывают по точности времени кварцевым и электронным. Точность механических часов составляет – от +40 до -20 секунд за 24 часа, а кварцевых для примера, колеблется не выходя за рамки 15- 20 секунд в одну или другую сторону за календарный месяц. По этой причине механические часы из надёжного инструмента превратились в символ престижа, богатства и стиля.

Конструкция такого механизма выглядит примерно таким образом:

Источник питания – взведённая пружина или поднятая гиря, всё зависимости от типа механизма.
Спусковой механизм – устройство, отвечающее за преобразование непрерывно вращательного движения в колебательное или возвратно-поступательное движение. От спускового механизма зависит точность хода.
Колебательная система – маятник или балансир (баланс).
Механизм завода (подзавода) и перевода стрелок на циферблате – ремонтуар.
Система шестерёнок, соединяющая пружину и спусковой механизм – ангренаж.
Циферблат со стрелками.
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА.
Маятник.


Из истории следует что, первой колебательной (движущей) системой (силой) был маятник. Пользуясь фактом, что при одинаковой амплитуде движения и постоянном ускорении свободного падения, частота колебаний маятника не подвержена изменению.

У классических часов на основе маятникового механизма есть ряд недостатков. Первое, частота движения маятника зависит от его амплитуды колебаний. Второе, часы на основе такого механизма должны находиться постоянно в недвижимом состоянии. Третье, часы, выверенные по одной широте земного шара, будут «врать» на другой из-за особенности конструкции колебательного механизма. Из-за момента нечувствительности к перепадам температуры и большой долговечностью, данный механизм, до сих пор используют на башенных часах и некоторых настенных.

Маятниковая система состоит из следующих частей:

Маятник.
Анкер, соединённый с маятником.
Храповое колесо (храповик).
Баланс.

Два абсолютно ни как не связанных между собой «мастера», голландец Христиан Гюйгенс и англичанин Роберт Гук изобрели принципиально новый тип колебательного механизма, принцип действия которого основан на колебаниях подпружиненного тела.

Точность хода механизма регулируется «градусником» - рычагом, который отвечает за вывод из работы некоторой части спирали. Баланс очень чувствителен к перепадам температур. Из этого вытекает состав металлов (металлы с ограниченным вариативным рядом температурного расширения) входящих в его производство. Так же используют и альтернативный способ, как в старые времена делают колесо из двух типов металла, используя биметаллический баланс, выражающийся как изгиб кольца на момент нагрева. Так же для повышения точности хода, баланс снабжали болтами. Появления станков-автоматов избавило часовщиков от настройки баланса при помощи винтов и сделало винты на балансе чисто декоративным элементом. Балансирный механизм, как правило, используется в наручных часах (переносных) и по определённым отличиям от маятникового механизма может использоваться не как стационарное устройство.

Баланс состоит из таких частей:

Балансирное колесо.
Спираль.
Вилка
«Градусник» – рычаг регулирующий точность хода.
Храповик.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ В МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСАХ.
Кукушка, бой (звуковое и визуальное сопровождение).

Через определённые отрезки времени (стандартизировано каждые 30 или 60 минут), часы «отыгрывают» колоколами время на данный момент. Так же есть альтернативный вариант, играет мелодия или фигурки-жакемары разыгрывают сценку.

Весьма интересный факт, что до появления механических часов люди определяли время по церковному набату и по этой причине в первых башенных часах отсутствовал циферблат, а был только бой колоколов.

Репетир.

Механизм более сложной конструкции, нежели приведённой выше. Данная функция позволяет «отбить» время при нажатии на кнопку. Первичное предназначение этого механизма было, помогать морякам ночью, узнавать точное время не разводя огонь.

Существует ряд репетиров базирующихся на воспроизведении разных отрезков времени.

Минутный – отбивает: количество часов, четвертей часа и минут.
Пятиминутный – отбивает: количество часов и пятиминутные отрезки после него.
Получетвертной – отбивает: количество часов и получетверть часа после него.
Четвертной – отбивает: количество часов и четвертей после него.
Люнет (безель).

Определённый ряд моделей наручных часов имеет вокруг циферблата установленное поворотное кольцо с делениями. Оно предназначено для точного замера времени. Часы водолазного типа снабжены люнетом, крутящимся только против часовой стрелки, это предусмотрено специально, чтобы во время случайного поворота не увеличить заданный промежуток времени (такое обстоятельство может привести к нехватке воздушной смеси в баллонах).

Автоподзавод часового механизма.

В некоторых видах механических наручных часов устанавливается эксцентрик (на профессиональном языке часовых мастеров, ротор или сектор исходя из того что изготовлен он как лёгкая пластина с накладкой в виде сектора дуги из тяжелого вольфрамового сплава. Производя определённые дорогие часы используют сплавы на основе золота, которые ещё тяжелее). Во время движения эксцентрик вращается и взводит пружину. Автоподзовод очень хорошо сказывается на точности показаний (так как пружина находится постоянно в полувзведённом состоянии). В часах с повышенной водозащитой механизма медленней изнашивается резьба заводной головки.

Весь ряд часов оснащённых автоподзаводом гораздо массивнее и тяжелее чем те, что заводятся обычным ручным заводом. Часы, несущие функцию автоподзавода не требуются людям, ведущим не активный образ жизни (пенсионеры, офисные сотрудники и т.д.) и тем, кто надевает часы очень редко.

Турбийон.

Принцип действия данного устройства состоит базируется на том, что механизм спуска (ходовое колесо, баланс, вилка) полностью ходят вокруг оси секундного колеса. Данный механизм обеспечивает точность хода часов. По не гласному правилу оборот составляет одну минуту, а часы с таким механизмом первые тридцать секунд отстают и вторые тридцать спешат, что выравнивает общий показатель времени и задаёт точность показаний. Современные условия изготовления деталей на точном оборудовании убрали потребность в таких устройствах. Так что турбийон из механизмов для определения времени стал элементом роскоши и шика дорогих часов.

ОСОБЫЕ ВИДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСОВ.
Будильник.

Часы с возможностью установки времени для воспроизведения звукового сигнала в заданный момент. Время задаётся при помощи дополнительной стрелки. Такие механизмы делятся на два типа, со сложным циферблатом (редко встречается) (24 часа) и классическим (12 часов). Первый вариант будильника звонит один раз, а второй два.


Хронометр.

Часы с уникальной точностью хода. Первоначально устройства имеющее такую функцию применялось моряками для определения географической долготы.

Хронограф.

Часы с такой функцией одновременно являются секундомером и «простыми» часами. Данное сочетание и называется хронограф.

Секундомер.

Секундомер не является часами в прямом смысле этого слова, так как на нем невозможно отследить текущее время. Данный вид часов служит для замера коротких промежутков времени (в основном применяется в спорте). Основная функция этого механизма замер времени (остановка стрелки в определённый момент), а так же быстрый сброс временных данных полученных с помощью замера отрезка времени.

КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ.
Механизм кварцевых часов данного класса очень похож на устройство механических часов, но с одним серьёзным отличием. Колебательная система такого механизма построена на основе кристалла кварца. Все бытовые качественные кварцевые часы имеют точность показаний ±15 секунд в месяц, а в специально разработанных хронометрах ±0.3 секунды в месяц. Исходя из таких показателей, на них нужно выставлять точное время всего два раза в год, при переходе с летнего на зимнее время. Такие устройства имеют одну погрешность, кристалл кварца подвержен старению и часы обычно начинают спешить.

Первые кварцевые часы были выпущены в1971 году. В 90-х годах двадцатого столетия был совершен прорыв на производстве кварцевых часов. Был выпущен гибрид автоподзавода и кварцевых часов. Там стояла не батарейка, а аккумулятор, подзаряжаемый от устройства автоподзавода на манер обычных механических часах.

Механизм кварцевых часов состоит:
Источник питания (батарейка).
Генератор с кварцевым резонатором.
Счётчик-делитель частоты.
Шаговый электродвигатель.
Система шестерёнок, которая передаёт энергию вращения электродвигателя на стрелки.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ.
Часы, несущие на основе своей конструкции основную часть кварцевых часов – элемент питания. Все механизмы данного типа являются кварцевыми, просто вместо циферблата у них установлен дисплей и добавлены определённые функции, связанные с тем, что для вывода данных на дисплей требуется определённая микросхема. Эти часы выводят информацию о текущем времени определённым образом. На электронный дисплей выводятся цифры (арабские), это осуществляется при помощи микросхемы отвечающей за определение времени, почти все устройства такого типа оснащены электронным календарём и секундомером, а на некоторых моделях бывают и дополнительные функции (барометр, термометр, будильник и многое другое).

Устройство механизма таких часов достаточно просто.

Микросхема, с микропроцессором отвечающая за подсчет и вывод времени. Процесс выглядит данным образом, генератор электронных колебаний отсчитывает время, потом данные колебания (от генератора) преобразовываются в дискретные сигналы (идущие с периодичностью в одну секунду, одну минуту, один час и т.д.) передающиеся на дисплей.

Элемент питания – батарейка или от сети переменного тока.
Дисплей или электронное табло.
ПОСЛЕСЛОВИЕ.
Если сравнивать все эти виды часов (кварцевые, механические, электронные), у любого человека уйдёт уйма времени и сил, по этой причине многие люди не задумываются о том, что купить, надеть или выбрать. Данная статья должна чуточку помочь определиться с выбором часов. Здесь приведены основные технические характеристики предлагаемых часов на современном рынке. Ведь выбор зависит от многих критериев, дизайн, место эксплуатации (окружающая среда), цена и многое другое. По этой причине и приведены данные сведения о видах механизмов, чтобы добавить в выбор не только чисто визуальные характеристики, но и технические. Приятных вам покупок.