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石英表如何运作的?


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      石英表也可叫做「水晶振动式电子表」,因为它是利用水晶片的「发振现象」。当水晶接受到外部的加力电压,就会有变形及伸缩的性质,相反,若压缩水晶,便会使水晶两端产生电力;这样的性质在很多结晶体上也可见到,称为「压电效果」。石英表就是利用周期性持续「发振」的水晶,为我们带来准确的时间。

首先,将石英表内的水晶片上加电,水晶便会以32768赫兹的周波数,正确地振动;然后必须将此频率化成1Hz(电流一秒间的一次变化)的信号电流周波数。再增加些信号的幅度(由于因振动而产生的电流甚弱),跟着些信号电流再发动转子齿轮,表上的秒针便会随之发动,之后分针,时针的跳动则关乎于机械结构上的原理,如:秒针跳动60下,分针便会跳一下.所有石英表都装有一粒电池。它为一块集成电路和一个石英谐振器提供能量,每秒振动327678次。还有比这更快的。集成电路是表的“大脑”。它控制着石英谐振器的振动,并起着分频器的作用。32768次振动被对半分割15次,以达到每秒产生一次脉冲。有了一秒钏这个时间的“原材料”,就能驱动显示器。
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      顾名思义,石英表内一定有石英。石英是由硅和氧两种元素所组成的,化学成份是二氧化硅,说穿了其实就和我们常常见到的沙粒的成份相同。但是石英与沙粒有一个基本分别。石英是原子排列得很整齐的「晶体」,而沙粒的原子排列就较为混乱,所含的杂质亦多。石英晶体是一种压电材料 (你还记得甚么是压电吗?),当它受压时表面会产生电压。反过来说,假如在它的表面接上电压,晶体的形状也会作出很轻微的改变。试试想象在压电材料的表面接上交流电。由于电压的方向不断变化,材料的形状便会周期性地改变,也就是说,材料作出振动了!而且,这种振动是十分稳定的,几乎不为温度所影响。把石英表面因电压导致的振动讯号,利用电子技术放大,推动指针,这就是「石英表」最基本的原理。当然,这只是很粗略的描述,实际的原理要复杂得多。
有趣的是,我们可以凭手表秒针的运动模式推断手表的运行原理。如果手表上的秒针是一秒一秒地跳动的话,这便是石英表了。相反,秒针连续不断地运行的便是机械手表,可能要发条子的!比起机械手表,石英表受地心吸力的影响要少得多,一般来说比较准确。



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