Algumas coisas com as quais estamos acostumados e, às vezes, consideramos muito desatualizadas e simples, podem ser muito mais complicadas do que parecem mais atentas.
Na minha opinião, as coisas mais inesperadamente complexas, embora aparentemente desatualizadas, são relógios de quartzo e câmeras de filme. Centenas de anos de desenvolvimento da produção industrial mundial e muitos bilhões gastos em pesquisa e desenvolvimento os tornaram disponíveis.
Desta vez, estaremos ocupados com um relógio de quartzo. Como paciente - um relógio de pulso "Ray of Belarus", que me foi apresentado em tempos imemoriais.
O relógio em si parece simples e ascético. Fios - esta é a minha iniciativa, cujos resultados estarão no final do artigo:
No verso, vemos um microcircuito que gera uma onda quadrada de 0,5 Hz a partir do quartzo 32768 Hz. O meandro é alimentado com uma bobina com um grande número de voltas (resistência 2,5 kOhm), o que aciona a mecânica. O movimento nas duas direções avança a seta por 1 segundo.
Mais perto. Engrenagens com um passo de 200 mícrons. Aqui eles provavelmente ainda foram espremidos por um selo, e a própria tecnologia está
cortando-os pela gravação de íons , usando a mesma tecnologia usada pelo MEMS para produzir:
Claro, vamos dar uma olhada no chip (clicável). À primeira vista, bem no fundo, existe um oscilador para quartzo; o principal picadinho digital é um divisor de 65536; o papel das “cobras” na parte superior ainda não está totalmente esclarecido.
Após gravura em metal:
Se alguém quiser restaurar o esquema completo do treinamento (tenho certeza de que muitos truques foram elaborados por décadas) - escreva, retirarei o metal por conveniência, aqui é espesso e quase nada é visível através dele.O quartzo em si permanece: um diapasão clássico em uma caixa de metal. O estojo é selado com vidro. Os eletrodos são pulverizados no próprio cristal:
Na borda do quartzo, alguma linha estranha é visível ... Vamos dar uma olhada (clicável):
Melhorar 224-176:
Melhorar 34-36:
Especificamente, a frequência de quartzo foi sintonizada por um laser pulsado. Antes dos lasers - nas fábricas, eles eram cuidadosa e levemente polidos mecanicamente até chegarem lá (com uma tolerância a erros não superior a 0,004% - isso ainda era uma ocupação ...).
Mas o que são essas pirâmides em toda a área? O quartzo é serrado para que o corte esteja no plano XY de orientação cristalográfica e, durante qualquer operação (gravação, usinagem), os cristais gostam de se quebrar nas direções de sua estrutura cristalina, deixando as pirâmides na direção Z.
Controlando o plano de corte de quartzo - e lhe permitiu conquistar o mundo (junto com a presença do efeito piezoelétrico). Escolhendo a direção de corte da treliça de cristal de quartzo, pode-se controlar a dependência da temperatura do erro de frequência de ressonância. Quando o diapasão corta de acordo com XY, a constrição “zero” do gráfico de erros de frequência é obtida na região de 25 a 30 ° C, o que fornece um erro quase zero quando usado no braço.
Escolhendo uma direção mais complexa do corte de quartzo, é possível encontrar opções com duas passagens de zero, o que gera um erro menor em uma ampla faixa de temperatura. É assim que as fatias populares apareceram - AT (99% desse quartzo) e SC (mais adequado para osciladores superestáveis com um "fogão", tem uma "prateleira" uniforme a temperaturas elevadas).
Os osciladores mecânicos de um relógio totalmente mecânico têm um coeficiente de temperatura muito mais alto (e muito mais depende do que - as forças da planta, a direção do vetor de gravidade, o campo magnético).
Surpreendentemente, o mundo deu uma volta completa - e está retornando aos
osciladores mecânicos de MEMS com todas as suas deficiências e dependências do mundo exterior. Eles estão lutando com a dependência da temperatura com a calibração e compensação digital mais severas. Para alcançar um fator de alta qualidade, esses osciladores mecânicos de alta tecnologia operam no vácuo, o que torna sua operação não confiável em uma atmosfera de hélio, que pode passar por uma caixa de silício (esse problema é ouvido devido à inoperabilidade sensacional do iPhone mais recente em uma atmosfera de 2% de hélio). Tudo isso foi iniciado em prol de dimensões menores (especialmente espessura) e maior capacidade de fabricação.
Mas o quartzo, devido às suas propriedades únicas (CTE baixo, efeito piezoelétrico, controlando a forma do gráfico de frequência ressonante versus a temperatura pela direção do corte do cristal, jitter), permanecerá indispensável em muitas aplicações no futuro próximo.
Como curiosidadeClaro, tentei dispersar o relógio conectando a um gerador de sinal. Se o relógio funcionar na frequência nominal com uma amplitude de apenas 1V, a aceleração em 394x já requer 4,8V, 507,4x - 7V e, finalmente, 582x - 10V.
600x, de modo que voou por 10 minutos em 1 segundo - não foi possível apertar de forma alguma, mas 582 movimentos por segundo já é muito.
Essas altas frequências são "ressonantes", existem apenas algumas hertz, nas quais o relógio capta essa frequência de configuração. E se você recuar 1-2 Hz, o relógio irá na direção oposta:
A parte mais difícil deste artigo não foi gravar o chip em ácido fervente, mas gravar um vídeo para que o tique-taque do relógio pudesse ser ouvido. Um mundo muito moderno está acostumado ao barulho. E então eu tive que levar o gerador de sinal para a próxima sala - caso contrário, o zumbido do transformador atolou em tudo.
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zeptobars.com .