帶你認(rèn)識(shí)石英表

鐘表一直是科技與工藝的產(chǎn)物，也是時(shí)尚流行與品味的代表。自古以來(lái)，人類(lèi)就不斷嘗試著研發(fā)精準(zhǔn)的計(jì)時(shí)工具。公元1088年中國(guó)宋朝時(shí)發(fā)明了水鐘(水運(yùn)儀象臺(tái))，公元1564年德國(guó)制造了世界第一只的懷表，公元1868 年ＰＰ表廠(chǎng)制造了世界第一只機(jī)械表，公元1969年日本著名的鐘表公司精工「SEIKO」制造了世界第一只石英表。而今日的手表不再只是計(jì)時(shí)工具，隨著電子技術(shù)的延展，有的手表可聽(tīng)ＭＰ３、具有手機(jī)的通訊功能?等，多樣式的手表已充斥在我們的四周。

目前市面上的手表，樣式雖然繁多，但歸納起來(lái)可以分為三種：機(jī)械表、石英表及電子表。此三種手表因?yàn)閮?nèi)部構(gòu)造不同，所以在功能、準(zhǔn)確度、傳動(dòng)方式、計(jì)時(shí)方式上，都有所不同。一般規(guī)格的機(jī)械表及石英表，其表之正面都很相似，如下圖所示為機(jī)械表正面，可看見(jiàn)龍芯、時(shí)分針及面板。

機(jī)械表、石英表及電子表三者的差別

１.機(jī)械表

其內(nèi)部構(gòu)造均是由機(jī)械零件所構(gòu)成。利用龍芯上緊發(fā)條，再利用發(fā)條馳張的力量，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，經(jīng)過(guò)一連串的轉(zhuǎn)換之后，帶動(dòng)分針、時(shí)針以達(dá)到計(jì)時(shí)的功能。

上鏈型機(jī)械表，需每天轉(zhuǎn)緊發(fā)條以提供表的動(dòng)力來(lái)源。由機(jī)械表的背面觀(guān)察，其利用不同直徑大小的齒輪傳送動(dòng)力。大貫車(chē)輪之下處，即為發(fā)條輪，其內(nèi)裝有發(fā)條，旋轉(zhuǎn)龍芯使發(fā)條緊縮，再利用其弛張之力量產(chǎn)生動(dòng)能，使發(fā)條輪帶動(dòng)其他齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。擺輪(車(chē)芯輪)則可以穩(wěn)定的來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)速率，控制時(shí)刻的進(jìn)度。

2.石英表

其內(nèi)部有電子電路及機(jī)械裝制二者相互配合而達(dá)到計(jì)時(shí)的功能。由電池供給電源，石英晶體產(chǎn)生振蕩提供CMOS 集成電路一頻率信號(hào)，CMOS 集成電路再供給一驅(qū)動(dòng)脈沖，使步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)秒針輪、分針輪、時(shí)針輪。石英表的動(dòng)作原理流程如下：由電池供給電源，石英晶體產(chǎn)生振蕩提供CMOS 集成電路一頻率信號(hào)。CMOS 集成電路再供給一驅(qū)動(dòng)脈沖"使步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)秒針輪、分針輪與時(shí)針輪。

3.電子表

就是一般所謂的數(shù)字表。表身由電池供給電源，石英晶體產(chǎn)生振蕩供給CMOS 集成電路頻率信號(hào)，CMOS 集成電路為一連串除頻電路、計(jì)數(shù)器、編碼電路等，產(chǎn)生計(jì)時(shí)的功能，再輸出至液晶顯示板LCD 上顯示出時(shí)間。

如何分辨石英表和機(jī)械表

通常在手表的面板或后底蓋會(huì)注明表的類(lèi)型， 若是QUARTZ則表示為石英表， 若是AUTOMATIC 則為機(jī)械表。另外的一種辨識(shí)的方法是觀(guān)看手表秒針的行走方式，如果秒針是一秒一秒跳躍式行走的話(huà)， 就是石英表， 反之， 若是連續(xù)式(非跳躍式)行走則是機(jī)械表。一般而言石英表準(zhǔn)確度比機(jī)械表高。

石英表的基本結(jié)構(gòu)及各部位功能

依照石英表的結(jié)構(gòu)（如下圖），可以簡(jiǎn)分六大部份。1.外殼及龍芯；2.電池；3.石英晶體；4.CMOS集成電路；5.步進(jìn)馬達(dá)；6.齒輪組。每一部份都有其特定的功能。

（一）外殼及龍芯

一般的外殼還包括鏡面、表蓋。鏡面可以顯示目前的時(shí)間，表蓋則可以拆開(kāi)，以便于維修。龍芯則是用來(lái)調(diào)整時(shí)間，有些為二段式，可分別調(diào)整日期和星期，視機(jī)芯構(gòu)造不同而有所區(qū)別。

（二）電池

石英表的能量來(lái)自細(xì)小的電池，因?yàn)镃MOS 組件的消耗電能非常低，使得以COMS 技術(shù)制成的電子產(chǎn)品─石英表，使用1.5 伏特的電池，可以輕易達(dá)到半年以上更換電池的優(yōu)點(diǎn)。由于氧化銀的放電曲線(xiàn)非常平坦，所以供電穩(wěn)定。一旦電壓降低到維持電壓以下時(shí)，即停止動(dòng)作。

（三）石英晶體

石英晶體為二氧化硅的純正結(jié)晶，其為一種壓電材料，當(dāng)它受壓時(shí)表面會(huì)產(chǎn)生電壓。若在它的表面接上電壓，晶體的形狀則會(huì)有輕微的改變，這種振動(dòng)是十分穩(wěn)定的，幾乎不為溫度所影響。石英表則在石英晶體上加電，使之以 32768 赫茲的周波數(shù)振動(dòng)，再利用CMOS 集成電路將此分頻成1Hz的信號(hào)電流周波數(shù)。再增加些信號(hào)的幅度（由于因振動(dòng)而產(chǎn)生的電流甚弱），跟著些信號(hào)電流再發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)子齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)。

石英表所以能達(dá)到月差15 秒的準(zhǔn)確度，有一部份就是因?yàn)槭⒕w所控制的振蕩器。以此振蕩頻率為基礎(chǔ)的頻率信號(hào)，其提供CMOS 集成電路正常工作。

（四）CMOS 集成電路

因?yàn)槭⒈碇校幸粋€(gè)步進(jìn)馬達(dá)作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。為了控制步進(jìn)馬達(dá)準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)成正確的計(jì)時(shí)功能，所以有一組CMOS 集成電路，產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，推動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。CMOS 因具有低耗電的功能，非常適合使用于石英表內(nèi)，不過(guò)，須注意靜電干擾的問(wèn)題。

（五）步進(jìn)馬達(dá)

步進(jìn)馬達(dá)是石英表和電子表最大差別，使石英表界于數(shù)字和模擬之間。CMOS 集成電路為數(shù)字部份 。而步進(jìn)馬達(dá)和其后級(jí)的齒輪組，則可說(shuō)是模擬部份。石英表所使的步進(jìn)馬達(dá)，系由線(xiàn)圈卷筒、定子及轉(zhuǎn)子所構(gòu)成。

（六）齒輪組

經(jīng)由步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)后傳動(dòng)齒輪組中的齒輪。齒輪組中有三個(gè)最重要的齒輪：秒針輪、分針輪、時(shí)針輪。另外有些不同的機(jī)型中，還會(huì)有專(zhuān)門(mén)控制星期、日期的齒輪，視其機(jī)型而定。本次所采用的石英表機(jī)型為編號(hào)2035，為最簡(jiǎn)單的一種。秒針輪共有60 齒，每一次轉(zhuǎn)動(dòng)一齒，也就相當(dāng)于6 度。經(jīng)過(guò)倍率轉(zhuǎn)換，推動(dòng)分針輪、時(shí)針輪。