石英表 原理,电子石英表的内部结构

数字显亓式石英电子表的结构与原理数字显示式石英电子表完全脱离了机械运动结构,其外观造型、时间指示形式、机心结构与机械手表截然不同。它是在CMOS电路高度集成化的条件下产生的,机心中除显示部分外,其他部分都布置在电路板组件上。其结构零部件不多,但电路部件上的电路很复杂,比起指针式石英电子表来要复杂得多。这类电子表由于使用了大规模集成电路,不仅具有更多的功能,而且结构简化,成本便宜,售价低廉,深受消费者青睐。

电子表可以显示小时、分钟、秒数、上午(AM)、下午(PM),还可以应戴表人的需要,临时显示月分和日期。这种电子表的全部零部件结构,包括壳体和机心的所有零部件。修表人员熟悉了这种较复杂的结构,对其他较简单的电子表结构就不难掌握了。

数字显示式石英电子表的工作原理

数字显示式石英电子表的全部功能,包括显示时、分、秒的主要功能以及显示年、月、日、星期、上午、下午等多种附加功能,都是由固体电路来实现。正是这个根本性特点,使它既不同于全部依赖机械原理作功的机械手表,也不同于部分保留机械传动系统的指针式石英手表。其机心与指针式石英电子表机心的主要区别在于从指针式机心中步进电机以后的传动件(包括步进电机}完全被集成电路和液晶显示器所代替。也就是说,由包含大规模集成电路的电路板组件和承担显示功能的液晶显示器,是构成显示式石英电子表的两个主要部分。两者都由小型电池供应动力。

加紧固件、调整按钮、开关弹簧片及表壳、后盖、防水圈、绝缘片等零件,就构成了一块完整的液晶显示式石英电子表。可将数字显示式石英电子表的工作原理简述如下:

电池向电路板组件提供电能,由电路板组件中的石英振子、振荡电容、微调电容以及振荡电路组成的振荡部分,产生每秒32768次的振荡频率,亦即32768Hz的脉冲信号。该脉冲信号送进分频电路进行十五级二分频(即每次分减一半,分十五次),变成每秒一次的秒信号,再输入秒计数器以及分、时、日、周、月计数器记存下来,再通过显示方式控制器而后由总译码器将每个计数器的内容改为7划数字编码“日”并由液晶驱动器将时间数码显示。

其中时、分、秒计数器一直和总译码器处于接通状态,故能不断显示;而月、日、周等计数器则只是应戴表人需要并按下相应按钮时才由显示方式控制器使之与总译码器临时接通而显示。

数字石英钟基本原理和缺点

石英晶体传感器的核心是传感元件—压电石英晶片，其工作原理是压电效应，即石英晶体在某些方向受到机械应力后，便会产生电偶极子；相反， 若在石英某方向施以电压，则其特定方向上会产生形变，这一现象称为逆压电效应。若在石英晶体上施加交变电场，则晶体晶格将产生机械振动，当外加电场的频率和晶体的固有振荡频率一致时，则出现晶体的谐振。由于石英晶体在压力下产出的电场强度很小，这样仅需很弱的外加电场即可产生形变，这一特性使压电石英晶体很容易在外加交变电场激励下产生谐振。其振荡能量损耗小，振荡频率极稳定，这些再加上石英优良的机械、电气和化学稳定性，使它自40年代以来就成为石英钟、电子表、电话、电视、计算机等与数字电路有关的频率基准元件。
石英晶体具有一个有趣的特性，就是指在一侧导入正电流，同时在另一侧导入负电流后，负电流一侧会收缩并弯曲成U字形。如果定时交替在石英晶体两侧导入正、负电流，石英晶体就会产生振荡。石英晶体就是根据这种振荡计时的。个人电脑内置的石英晶体每秒振荡1431万8180次。石英钟的工作原理就是如此。
问题就在于石英晶体在品质上存在缺陷。品质差就很难按照正确的振荡数振荡。天然石英晶体的杂质含量和形态等大多并不统一，因此就要使用人造石英晶体。不过，均匀地进行石英生产难度很大。精度高则每秒误差在正负10万分之一秒以内，精度低每秒误差甚至达到1万分之一秒。1万分之一秒也许感觉并不大，但是从计算上来讲，每天的误差就是8.64秒，而1个月则会相差4分钟。石英手表不准也是这个原因。
令人苦恼的是，石英晶体有一个性质是温度越高，误差就越大。由於个人电脑中有很多发热元件，因此个人电脑时钟更容易走时不准，根本无法与石英手表相提并论。

石英表的工作原理

石英置于震荡电路里会震动，在特定的条件下，它会将其自身的频率传递到电路中。若将这种特性应用于石英机芯，透过石英震荡器可将电能转变为动利用机械化设备大量生产电路板，再配以电阻及电容，即可完成其机芯，再装上表壳、玻璃及表带，一只石英表即粗略的组装完成。

将石英表内的石英片上加电，石英便会以32768赫兹的频率，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为一块集成电路和一个石英谐振器提供能量，每秒振动32768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。 有了一秒这个时间的“原材料”，就能驱动钟表。

石英表优缺点：

1、优点：

准确、重量轻及保养较容易。

2、缺点：

一般石英电池寿命只有一两年，常需更换，再者是利用石英振荡的手表，常使用了五至八年后石英振荡会衰退，相对的准确度会降低。

此时便需换装，但由于现代工业的发达，人工费用高涨，用人工来换装众多细小的零件太不符合成本，所以石英表若出现大故障，通常原厂皆会要求直接换一个新的机芯。