Une horloge à quartz utilise un oscillateur à quartz pour mesurer le temps.
Le quartz peut être stimulé électriquement pour produire une oscillation à une fréquence précise. En 1927, les Laboratoires Bell Téléphone ont inventé la première horloge à quartz. En 1969, Seiko a commercialisé la première montre-bracelet à quartz, la Seiko Quartz Astron 35SQ, après avoir réussi à miniaturiser la technologie.
Comprendre comment fonctionne quelque chose.
L'horloge à quartz fonctionne grâce à des vibrations mécaniques induites par une stimulation électrique, qui engendrent des charges électriques variables et maximales selon des axes spécifiques. Grâce à cela, on peut créer un oscillateur électrique dont la fréquence est déterminée par le quartz choisi, allant jusqu'à 32 768 hertz selon sa taille. En effectuant un calcul simple, on peut obtenir l'unité de temps désirée. C'est grâce aux vibrations mises en forme par un moteur synchrone que les aiguilles d'une montre peuvent se mouvoir.
En soumettant du quartz à une tension, on observe des vibrations stables à l'aide de deux électrodes. La fréquence de vibration du quartz est déterminée par sa forme et sa taille. Ensuite, nous obtenons un signal électrique avec une fréquence correspondant à celle du quartz. Le résonateur est installé sur un montage oscillatoire standard.
Un mouvement à quartz analogique est généralement constitué de plusieurs composants.
La pile alimente le quartz, le circuit électronique (diviseur de fréquence) et le moteur7 en énergie électrique.
Le quartz fonctionne grâce à l'effet piézoélectrique qui provoque son oscilation.
Un diviseur de fréquence est un circuit électronique qui permet de réguler la fréquence du quartz afin de commander le moteur pas à pas.
Un moteur pas à pas permet de transmettre une force mécanique aux rouages.
Le rouage réducteur est un dispositif qui permet d'ajuster la vitesse de rotation du moteur à celle des aiguilles.
Un affichage analogique avec aiguilles indiquant les heures, les minutes et les secondes est disponible.
Les propriétés du quartz sont limitées.
Toutefois, le quartz présente quelques désavantages. La stabilité des oscillations dépend directement des dimensions du cristal. Pour prévenir les effets du changement de température sur le cristal, il est nécessaire de l'isoler. Ils sont très sensibles aux changements de leur environnement, ce qui est leur plus grande faiblesse. Des facteurs externes comme la chaleur, le magnétisme, les vibrations ou les rayonnements peuvent affecter le taux de vibration et par conséquent, la mesure du temps.
Au départ, l'heure était conservée dans une horloge puis dans une montre. La précision obtenue avec les montres à quartz est dix fois supérieure à celle des montres mécaniques inventées en 1675 par Isaac Thuret.
Pour atteindre une plus grande précision, on peut maintenir le cristal de quartz à une température constante dans un four ou utiliser une horloge atomique.
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