Función de un reloj de cuarzo

Los relojes análogos de cuarzo utilizan un motor tradicional de pasos para avanzar las manecillas.
Por contributor

Antecedentes

El cuarzo es un mineral natural relativamente común.

La piezoelectricidad del cuarzo ha sido conocida por los científicos desde el siglo XIX. Los físicos desarrollaron y analizaron este atributo hasta el siglo XX, con los fabricantes de reloj comerciales refinando la tecnología de cuarzo para utilizarla como el mecanismo central de los relojes a partir de la década de 1970. Estos relojes tienden a ser mucho más precisos que los relojes con movimientos puramente mecánicos.


Principios

Las vibraciones por segundo se cuentan para mantener el tiempo.

La aplicación de corriente alterna a través de un cristal de cuarzo se producen vibraciones constantes a una frecuencia determinada. Cuando la frecuencia es contada por un procesador digital, el procesador hará avanzar la visualización del tiempo por segundo cuando se ha alcanzado el número apropiado de vibraciones. El número por lo general es 32.768 vibraciones por segundo. La exactitud depende en gran medida de qué tan cuidadosa y precisa es la fabricación del cristal de cuarzo para producir el número exacto de vibraciones por segundo.


Fabricación de precisión

Los cristales están hechos de sílice fundido y tienen electrónicos aplicados mediante la fotolitografía.

Para una precisión extrema, los cristales de cuarzo utilizados en los relojes tienen que ser fabricados en dimensiones exactas. Los electrodos que llevan la corriente alterna a través del cristal tienen que colocarse exactamente en el mismo lugar para diferentes cristales destinados a producir las mismas tasas de vibración. Los cristales del reloj de cuarzo de producción masiva normalmente son precisos con más o menos 30 recuentos por millón de vibraciones. Esto hace que estos relojes tengan una precisión de alrededor de un segundo por día.


Temperatura

El cristal de cuarzo puede ser controlado en la temperatura para una precisión extrema.

El número de vibraciones por segundo para un cristal dado es ligeramente dependiente de la temperatura. Los relojes de alta gama y los normales pueden tener dispositivos que corrigen la temperatura o mantienen el cristal a una temperatura constante, lo que aumenta la precisión del reloj. Los de muñeca suelen utilizar un calentador u horno para que el cristal de cuarzo compense los diferentes ambientes de temperatura.


Auto-ajuste

Un semiconductor de "pensamiento" agrega más funciones y precisión al reloj de cuarzo.

Los relojes que controlan de forma periódica el tiempo "real" teniendo acceso al Reloj Atómico pueden calcular sus tasas y ajustar el número de vibraciones que cuentan por segundo para una mayor precisión. Estos relojes en realidad se vuelven más precisos con el uso prolongado. El reloj de cuarzo evaluará si gana o pierde tiempo durante el intervalo entre las dos últimas veces que verificó el tiempo "real". Si el perdió tiempo durante ese período, utilizará menos vibraciones por segundo para calcular el tiempo hasta la próxima vez que evalúe su precisión.