Função de um relógio de quartzo

Os relógios de quartzo calculam o tempo contando as vibrações de um cristal de quartzo que possui uma corrente elétrica que passa por ele. O quartzo possui uma propriedade conhecida como piezoeletricidade, que faz com que vibre ou oscile quando uma corrente elétrica alternada passa por ele. Esses relógios e outras peças de quartzo que medem o tempo são aumentados com semicondutores para maior precisão e funções diferentes.

Antecedentes

A piezoeletricidade do quartzo é conhecida pelos cientistas desde o século XIX. Os físicos desenvolveram e analisaram esse atributo até o século XX, com os fabricantes de relógios comerciais refinando a tecnologia de quartzo para usá-lo como mecanismo central dos relógios da década de 1970. Esses relógios tendem a ser muito mais precisos do que relógios com movimentos puramente mecânicos.

Princípios

A aplicação de corrente alternada através de um cristal de quartzo produz vibrações constantes a uma certa frequência. Quando a frequência é contada por um processador digital, o processador avança a exibição do tempo por segundo quando o número apropriado de vibrações for atingido. O número é geralmente 32.768 vibrações por segundo. A precisão depende em grande parte de quão cuidadosa e precisa é a fabricação do cristal de quartzo para produzir o número exato de vibrações por segundo.

Fabricação de precisão

Para extrema precisão, os cristais de quartzo usados ​​nos relógios devem ser fabricados em dimensões exatas. Os eletrodos que transportam a corrente alternada através do vidro devem ser colocados exatamente no mesmo local para diferentes cristais destinados a produzir as mesmas taxas de vibração. Os cristais do relógio de quartzo produzido em massa geralmente são precisos, com cerca de 30 contagens por milhão de vibrações. Isso faz com que esses relógios tenham uma precisão de cerca de um segundo por dia.

Temperatura

O número de vibrações por segundo para um determinado cristal depende ligeiramente da temperatura. Os relógios sofisticados e regulares podem ter dispositivos que corrigem a temperatura ou mantêm o vidro a uma temperatura constante, o que aumenta a precisão do relógio. O pulso geralmente usa um aquecedor ou forno para o cristal de quartzo para compensar os diferentes ambientes de temperatura.

Ajuste automático

Os relógios que controlam periodicamente o tempo “real”, tendo acesso ao Relógio Atômico, podem calcular suas taxas e ajustar o número de vibrações que contam por segundo para maior precisão. Estes relógios tornam-se mais precisos com o uso prolongado. O relógio de quartzo avaliará se ganha ou perde tempo durante o intervalo entre as duas últimas vezes que verificou o tempo “real”. Se ele perder tempo durante esse período, usará menos vibrações por segundo para calcular o tempo até a próxima vez que avaliar sua precisão.

Referências

 

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