مقایسه ساعت‌های مکانیکی با ساعت های کوارتز

در طول یک‌ صد سال پیش موتورهای مکانیکی به آرامی از موتور ساعت های کوارتز پیشی گرفته اند. برخلاف ساعت های دیجیتالی یا کوارتز که نیازمند باتری برای کار کردن هستند، ساعت‌های اتوماتیک از نیروی مهار شده فنرهای خود کوک، استفاده می کنند. موتورهای مکانیکی به دو نوع اتوماتیک و غیر اتوماتیک تقسیم می شوند. در این مقاله سعی می کنیم شما را با نحوه کار این دونوع ساعت آشنا کرده و جادوی سنگ کوارتز را درتنظیم ساعت های مچی بیان کنیم.

ساعت مکانیکی چگونه کار می کنند

یک ساعت مکانیکی از واحدهای زیر تشکیل شده است:

انرژی

چرخ دنده

چرخ دنگ

کنترلر

نشانگر زمان

درک نحوه کار این نوع ساعت و اجرای آن در شکل زیر آسانتر خواهد بود.

اهمیت تامین انرژی

هر ساعتی نیار یه یک منبع انرژی دارد. واحد انرژی شامل یک لنگری کوچک می‌شود که در هنگامی که ساعت در دست فرد می باشد، در اثر تکان های ایجاد شده، به گردش در می آید. این گردش موجب چرخش دنده کوک و چرخش دنده کوک موجب فشرده شدن فنر کوک می گردد.

این فنر داخل یک چرخ دنده گرد وجود دارد و زمانی که فنر به آرامی باز می گردد، نیروی آزاد شده به این چرخ دنده منتقل می‌گردد و آن را به گردش در می آورد. در اثر این گردش نیز، چرخ دنده دیگری به حرکت در می آید.

چرخ دنده ها

وظیفه چرخ دنده ها به دو قسمت تقسیم می شود. وظیفه اول اینکه این چرخ ها نیروی آزاد شده از فنر اصلی را به سرعت های متفاوتی تبدیل می کنند. یک فنر پر قدرت می‌تواند یک ساعت پیچیده و پر مصرف را تا چند روز در حال کار نگه دارد.

چرخ دنگ و اسیلاتور (کنترلر)

برخلاف بقیه اجرا، چرخ دنگ به شگل پله ای می چرخد. این عمل به وسیله یک پالت که به اسیلاتور متصل است انجام می شود و نقش ترمز را در اینجا ایفا می کند.  به عبارت دیگر، چرخ دنگ نیروی حرکتی اسیلاتور را فراهم می کند و در برگشت، سرعت خود را تنظیم می کند.

سرعت منظم شده چرخ دنگ، موجب تنظیم حرکت چرخ دنده های موتور ساعت می گردد. در شکل زیر با دقت زیادی این مسئله نشان داده شده است. لبه پالت نیز به وسیله سنگ های محکمی پوشانده شده است تا در اثر ضربات متداوم فرسوده نگردند.

نشانگر زمان

همانطور که بیان شد، به وسیله چرخ دنگ و اسیلانور، چرخ دنده هابا سرعت ثابتی به حرکت در می آیند. توسط چرخ دنده دیگری نیز که به این سیستم متصل است، دقیقه شمار به حرکت در می آید. طراحی این چرخ دنده به گونه ایست که ساعت شمار را نیز با سرعت آهسته تری به حرکت در می آورد.

ساعت های مکانیکی اتوماتیک

در ساعت های اتوماتیک، که اکثرا ساعت های موتور باز هستند به جای دسته کوک از یک صفحه صاف در پشت ساعت استفاده شده که با حرکت دست شخص، به جنبش در می آید. این جنبش های کوچک در طول روز به آرامی موجب کوک شدن ساعت و ذخیره انرژی در فنر کوک می گردد.

ساعت های کوارتز چگونه کار می کنند؟

نحوه کار موتور ساعت کوراتز به گونه کاملا متفاوتیست. حرکت این موتورها وابسته به یک عامل فیزیکی و طبیعی به نام اثر پیزو الکتریک می باشد. به این صورت که در اثر فشار بر روی کریستال کوارتز، یک جریان الکتریکی کوچک بر روی سطح آن ایجاد می گردد. این قاعده به شکل برعکس نیز معتبر است.

به این معنی که در اثر یک جریان الکتریکی کوچک، سنگ کوارتز به لرزش در میاید و با کنترل این مقدار جریان، می توان میزان لرزش و حرکت سنگ را کنترل کرد. با این که این اثر فیزیکی در کریستال های دیگری نیز دیده می شود، با این وجود تنها در کریستال کوارتز است که می توان این لرزش را کنترل و به واسطه یک باطری کوچک، این لرزش را تا سال ها برقرار ساخت.

هر ساعت دارای مقداری سنگ کوارتز می باشد که معمولا به شکل یک چنگال دو لبه طراحی می شود. این نوع طراحی موجب می شود که بتوان تعداد لرزش کریستال را توسط مدارهای موجود در ساعت اندازه گیری کرد.

در اغلب ساعت های کوارتز، کریستال کوارتز چیزی در حدود 32768 بار در ثانبه به لرزش در می آید. اگر ما این عدد را 15 بار تقسیم بر دو کنیم، حاصل عدد 1 خواهد بود. مدارهای الکترونیکی ساعت نیز دقیقا همین کار را می کنند. در واقع این مدارها پالس ها را به واحد زمان یعنی یک ثانیه تبدیل می کنند.

موتورهای کوراتز مثل ساعت سه موتوره، کرنوگراف بسیار دقیقتر از ساعت های مکانیکی هستند و در برابر ضربات نیز، مقاومت بیشتری دارند. با این حال ساعت های مکانیکی به خاطر نواوری های بیشتر و پرستیژ بالاتر در تعداد و قیمت بیشتری فروخته می شوند.