Как настроить точность хода кварцевых часов

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(150000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Настройка точности хода кварцевых часов

Применение кварцевых резонаторов в электронных часах не всегда обеспечивает желаемую точность хода. Предлагаемая доработка сделает ход часов точнее.

Подстройка точности хода часов с помощью частотомера крайне неудобна, занимает много времени и требует достаточно высокой квалификации. Поэтому я предлагаю простое устройство, которое не требует перестройки кварцевого генератора, а всего лишь компенсирует погрешность один раз в сутки. При этом не требуются никакие приборы, достаточно одной отвертки. На практике устройство оказалось весьма эффективным. После первого шага подстройки погрешность хода настольных часов "Электроника-18" составила всего лишь 1 с в месяц.

Компенсатор (рис. 1) предназначен для работы в часах, выполненных на микросхемах серии К176 [1].

Ежедневно в 00 часов 00 минут на выводе 3 микросхемы К176ИЕ13 появляется короткий импульс низкого уровня длительностью 250 мс. Он служит для пересчета дней недели в часах с календарем. Этот сигнал поступает на вход одновибратора, выполненного на таймере DA1. Одновибратор запускается и формирует на выходе (вывод 3) импульс высокого уровня. Длительность его определяется времязадающей цепью R1R2C1. Используя конденсатор С1 с малым током утечки, на микросхеме КР1006ВИ1 можно получить длительность импульсов с высокой точностью. В предлагаемом устройстве погрешность составляет не более 0,3% во всем диапазоне длительности формируемых импульсов от 0,45 с до 5,6 с.

Сигнал с выхода одновибратора поступает на вход коррекции микросхемы К176ИЕ13 (вывод 6) и производит обнуление минут и секунд. Этот же сигнал обнуляет и счетчик К176ИЕ12 (на схеме это соединение не показано), что подстраивает его с точностью до фазы секундных импульсов. В зависимости от длительности импульса, которая определяется положением движка подстроечного резистора R2, будет меняться и величина коррекции часов.

Диод VD1 служит для развязки. Конденсатор С2 позволяет избежать влияния внешних помех и пульсаций напряжения питания на точность работы таймера [2]. Устройство потребляет ток не более 4 мА при напряжении питания 9 В. Напряжение питания может быть в пределах от 5 до 16,5 В [2].

Компенсатор собран на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита (рис. 2).

Постоянный резистор R1 — МЛТ, подстроечный резистор R2 — СПЗ-29ВМ. Конденсатор С1 — К73-17, С2 — К10-7 или KM. VD1 — любой маломощный диод. Длина соединительных проводов должна быть не более 10. 15см.

Печатную плату крепят к часам с помощью двух резьбовых втулок винтами М2,5. Крышка спаяна из односторонне фольгированного гетинакса толщиной 1 мм. Ее крепят к плате винтом через резьбовую втулку.

Для того чтобы точность хода можно было регулировать как в плюс, так и в минус, кварцевый генератор настраивают с помощью частотомера на частоту не 32768 Гц, как обычно, а на частоту 32769 Гц, чтобы часы заведомо спешили на 2. 3 с в сутки. Если же часы спешат, то специально увеличивать частоту генератора не нужно. Настройку лучше производить путем измерения периода секундных импульсов с дискретностью 1 мкс. Значение периода должно быть 999970 ±5 мкс. Это достаточно грубая настройка — она не требует длительного прогрева частотомера и часов, поэтому много времени не занимает.

При среднем положении движка резистора R2 указанная частота кварцевого генератора соответствует минимальной погрешности на момент настройки. В крайних положениях движка часы корректируются на +2,5 с или -2,5 с в сутки.

С помощью частотомера в режиме измерения длительности импульса всю окружность резистора R2 нужно разбить на деления с шагом 0,5 с в сутки. Таким образом, например, если за 10 суток часы отстали на 5 с, то для их коррекции нужно повернуть движок в сторону плюса (влево по схеме) на одно деление.

Процесс подстройки хода часов заключается в следующем. Установите движок R2 в среднее положение. В определенное время, например, в 18 ч 00 мин нажмите кнопку коррекции часов по сигналам точного времени. Через 10 суток в 18 ч 00 мин зафиксируйте, на сколько секунд ушли часы. Разделите это значение на 5, и вы получите количество делений, на которое нужно повернуть движок резистора R2.

С небольшой доработкой предлагаемый электронный блок можно применить в любых часах, где есть будильник и кнопка обнуления секунд. В этом случае запуск одновибратора будет происходить по сигналу будильника.

1. Бирюков С. А. Электронные часы на МОП интегральных микросхемах. — М.: Радио и связь, 1993.
2. Коломбет Е. А. Таймеры. — М.: Радио и связь, 1983.

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Ношу электронные часы почти с момента их доступности по цене. Одно время баловался такой забавой — выставлял часы по "шестому сигналу Московского радио", затем неделями и месяцами следил, насколько уйдёт. Далее пытался подстраивать генератор на наивысшую точность (это даже не совсем забава, за этим есть и прагматический аспект — реже приходится подводить часы). Но поскольку подстраивать по сигналам радио крайне неудобно, а у меня тогда уже был доступ к хорошо поверенным частотомерам, то пытался настраивать по ним (одни часы даже угробил таким образом — скорее всего, электростатикой). Тогда и обнаружилось, что это не так просто. Скажем, меряется частота — 32768 гц, всего 5 знаков (фактически 4 с половиной), при такой точности получим уход несколько секунд в сутки. К тому же подключение щупа для съёма сигнала прямо к кварцу заметно уводит частоту. Гораздо лучшие результаты получаются, если мерять не частоту, а период, и не тактовый генератор, а секунды. Приличный частотомер обеспечивает 5..6 нулей после запятой, значит, можно установить 1,000000 сек, что даёт ошибку несколько секунд в месяц.
Удавалось ли кому получить бОльшую точность от обычных наручных часов? Если да, то какими приёмами? ЮХа вон где-то упоминал, что экспериментировал с часовыми кварцами от материнок — подробности, полученные результаты? Кстати, нетрудно заметить, что системные часы компьютеров не точнее своих наручных собратьев. Пробовал ли кто их подстраивать? Ведь у них нет органов подстройки, да и секундный импульс неизвестно где.
Слыхал, что есть часы с генераторами, имеющими частоту не 32768 гц, а около 4 мгц, но не сталкивался с такими. Точнее ли они, чем обычные? Имеют ли элементы подстройки?
UPD: Есть у меня военные кварцы, которые в широко известном генераторе на двух ТТЛ- инверторах дают частоту 1,400000 мгц. Когда я сделал на них самодельные часы, то вот они и были самыми точными, с которыми приходилось иметь дело. У меня этих кварцев много, могу поделиться.

Спец: Есть у меня военные кварцы, которые в широко известном генераторе на двух ТТЛ- инверторах дают частоту 1,400000 мгц.

С чужих слов: стабильности хода часов добивались, ставя вместо подстроечных конденсаторов обычные, но обязательно парами со взаимно обратными ТКЕ.

Несмотря на множество сотворённых часов (только в этой комнате их 15 разных), скатился до крамольной мысли, что точность хода в повседневной жизни не имеет большого значения. Зато еженедельный ритуал подстройки показаний часов не даёт забыть расположение органов управления.

. , главное, чтобы подстраивать приходилось вперёд. А то вот мне сколько часов ни попадалось, обычно приходится назад, то есть, вперёд на полный круг.
—————
Удачно решена проблема в телефоне "Русь" — сначала надо определить суточный уход, а потом выставить программную поправку (до десятых секунды). Подвод после этого не требуется по пол-года.
—————
Было у меня автомобильные часы китайского происхождения. Они стабильно "бежали" на 2 минуты в неделю. Так вот: Пробовал и подбирать конденсаторы, и менять кварц (ы) — все бесполезно. На ход НЕ ВЛИЯЛО. Как будто он задается совсем не этим кварцем. Однако при отключении кварца останавливались.
—————
Самые точные кварцы, с какими приходилось сталкиваться, находятся внутри микросхемы "DALLAS" (массово употреблялась в кассовом аппарате Меркурий-111, гораздо реже — на старых материнках). Кассовый аппарат с такой микросхемой мог сохранить правильное ( до минуты) время за 5 лет хранения без использования. Причем не в виде исключения, а как правило.

Удачно сделано в часовой 176 серии: нажатие кнопки "Коррекция" обнуляет секунды и округляет минуты — и при 23:57 и при 0:03 будет установлено 0:00.

Mastak: Была такая фича в наручных "Электроника"-х, называлась ЦНХ — цифровая настройка хода.

Немного не в тему, но. Был в 80-х у меня электро-механический будильник Слава (9 руб.).
Он поразил меня точностью хода. Т.к. секундной стрелки там не было, "неточность" определял по отклонению минутной стрелки от нуля, так вообще этого отклонения не видно было по пол-года до перевода на "зимнеелетнее" время. 373 элемент работал года по 3. 4.

вам нужны часы с автоматической коррекцией времени
за счёт её на советских электроника 55(если не ошибся в марке, давно было) отставание было примерно 2 секунды за год и были очень надёжные
у меня были такие ,-разбил((
часы произведённые после развала СССР, под той же маркой ,уже такой функцией и надёжностью не обладали

Сергей1111: вам нужны часы с автоматической коррекцией времени
. на советских электроника 55

На CASIO нарисовано 10 YEAR BATTERY —
Эт , что ..батарея в них обязана работать 10 лет без замены?
За счёт чего?

Tadas: точное время всегда в кармане

Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.

Автор: shultzie · Опубликовано 01.08.2018 · Обновлено 29.01.2019

В одной из предыдущих статей мы рассказывали о любительском использовании таймграфера, где коснулись вопроса самостоятельной настройки точности механических часов. Сейчас мы остановимся на этом подробнее.

Что такое точность хода и как ее настроить?

В каждом механическом калибре имеется набор зубчатых колес, получающих энергию от заводной пружины, последнее из которых называется спусковым (анкерным) колесом.

Анкерная вилка входит в зацепление со анкерным колесом с помощью двух рубиновых палет, осуществляя таким образом дискретизацию непрерывного потока энергии на равные интервалы и ее передачу на импульсный камень баланса.

Спусковой механизм: желтым цветом выделено колесо баланса, синим — анкерная вилка и анкерное колесо, красным — палеты и импульсный камень

Когда зубчатые колеса поворачиваются слишком быстро — часы спешат, и наоборот. Таким образом, точность хода – это фактически частота, с которой палеты зацепляются и расцепляются с зубчатым колесом. Она настраивается с помощью баланса.

Наиболее важными составными частями баланса с точки зрения точности хода являются балансовое колесо, спираль и импульсный камень.

Балансовое колесо в паре со спиралью образуют колебательную систему, и с каждым проходом импульсный камень ударяет по рожку анкерной вилки, проворачивая ее в следующую позицию. Это означает, что уменьшение периода колебаний заставляет механизм работать быстрее, а его увеличение приводит к отставанию.

Изменения периода колебаний баланса достигаются путем изменения рабочей длины спирали, что можно сделать с помощью «градусника» – регулятора с двумя штифтами, между которыми проходит первый виток спирали.

Перемещение «градусника» в направлении рычага регулировки «выкачки» приведет к удлинению спирали, что заставит часы идти медленнее и, наоборот, перемещение «градусника» в противоположную сторону от рычага регулировки «выкачки» ускорит ход часов.

На мосту баланса современных часов расположены два рычажка: «Градусник» (1) и рычаг регулировки «выкачки» (2)

Как измерить точность хода?

Существует несколько способов измерения точности.

Можно синхронизировать часы с точным временем (например, часы на компьютере) и через сутки проверить получившееся расхождение. Этот метод не самый надежный, но сгодится, если у вас нет других возможностей.

Также можно проверить время по цифровому секундомеру или подходящему приложению на смартфоне. Засеките время на 10 минут, и умножьте результат на 6. Теперь вы знаете расхождение за час. Очевидно, что этот способ еще более ненадежный, чем предыдущий.

Лучше всего использовать таймграфер. Для любительских целей вполне подойдет китайский Timegrapher 1000 с Али-Экспресса — отличный прибор для измерения и отображения точности хода.

Таймграфер «слушает» вибрации механизма и строит по ним линии из точек. Подробнее о показаниях таймграфера читайте нашу статью.