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石英鐘的意思、石英鐘的詳細解釋

關鍵字:

石英鐘的解釋

[quartz clock] 利用石英晶體的壓電性質制成的一種鐘。在石英鐘中給石英晶體通上振蕩電流,其頻率接近于晶體的固有振蕩頻率

詞語分解

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專業解析

石英鐘是以石英晶體振蕩器為核心計時元件的時間計量裝置,其名稱由“石英”與“鐘”兩部分構成。石英指二氧化矽(SiO₂)礦物晶體,因其壓電效應特性被應用于電子振蕩電路;鐘則為傳統計時器具的統稱,源自古代機械計時裝置的功能延續。

從結構上看,石英鐘包含四大核心組件:①石英振子,通過切割工藝制成特定頻率的晶體片;②集成電路,将振蕩信號轉化為脈沖;③步進電機,驅動指針系統;④能源模塊,多采用電池供電。其工作原理基于32768Hz标準頻率的穩定振蕩,通過分頻電路将高頻振動轉換為秒脈沖信號,誤差範圍可達每月±15秒以内。

該計時技術起源于1927年貝爾實驗室對石英晶體振蕩器的研究,1969年日本精工推出首款商業化石英表,标志着計時工具從機械向電子化的重大變革。現代石英鐘已衍生出數顯式、電波校時、衛星同步等細分品類,廣泛應用于日常生活、交通運輸、通信基站等領域,成為現代社會基礎性計時标準裝置。

網絡擴展解釋

石英鐘是一種基于石英晶體壓電效應實現高精度計時的儀器。以下從定義、發明曆史、工作原理和種類特點四個方面進行詳細解釋:

一、定義

石英鐘(quartz clock)是利用石英晶體的壓電性質制成的計時器具。其核心部件是石英晶體振蕩器,通過将晶體諧振頻率轉換為時間信號驅動指針或數字顯示。

二、發明曆史

•1927年:由沃倫·馬裡森和約瑟夫·霍頓在貝爾實驗室發明。
•1967年:首款石英手表原型問世,推動了民用化進程。

三、工作原理

  1. 壓電效應:石英晶體受機械應力時産生電場,反之施加電場則形變(逆壓電效應)。
  2. 諧振控制:施加交變電場後,當頻率與晶體固有頻率(通常32,768Hz)一緻時,形成穩定振蕩。
  3. 信號轉換:振蕩頻率經電路分頻為1Hz脈沖,驅動電磁鐵控制齒輪系統帶動指針。

四、種類與特點

類型 特點
指針式 傳統機械指針顯示,依賴齒輪傳動
數字式 液晶/LED直接顯示時間,功耗低
電波鐘表 接收無線電校時信號,誤差小于0.1秒/年
晶體管鐘 采用晶體管開關,功能穩定且價格親民

精度優勢:高品質石英鐘日誤差可控制在0.01秒内,遠超機械鐘表。其穩定性源于石英晶體物理特性的高度可靠。

如需完整分類或技術細節,可查閱、5、8等來源。

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