Những điều cần biết về quá trình sản xuất đồng hồ đeo tay

Phương tiện lâu đời nhất để xác định thời gian là bằng cách quan sát vị trí của mặt trời trên bầu trời. Khi mặt trời ló dạng trực tiếp, thời gian là khoảng 12:00 trưa. Một sự phát triển muộn hơn một chút và ít phụ thuộc vào đánh giá của mỗi cá nhân hơn, đó là việc sử dụng đồng hồ mặt trời. Vào các giờ ban ngày, ánh sáng mặt trời chiếu vào một cực thẳng đứng được đặt ở trung tâm của mặt số được hiệu chỉnh, do đó tạo bóng trên mặt số và cung cấp cho người đọc khả năng đọc thời gian tương đối chính xác.

Giới thiệu về đồng hồ đeo tay

Việc phát minh ra đồng hồ cơ học vào thế kỷ thứ mười bốn là một tiến bộ lớn — nó cung cấp một phương pháp đo thời gian ngắn gọn và nhất quán hơn. Đồng hồ cơ học bao gồm một loạt các bánh xe, bánh răng và đòn bẩy phức tạp được hỗ trợ bởi quả nặng rơi và con lắc (hoặc sau này là lò xo quấn). Những phần này cùng nhau di chuyển kim hoặc kim trên một mặt số để hiển thị thời gian. Việc bổ sung chuông hoặc cồng vào giờ, nửa giờ và giờ quý ngay sau đó. Đến thế kỷ thứ mười tám, những chiếc đồng hồ nhỏ hơn dành cho gia đình đã có sẵn, và không giống như những chiếc đồng hồ tiền nhiệm, được đóng và niêm phong trong một hộp đựng.

Tay nghề của các bộ phận chuyển động càng chính xác thì đồng hồ càng chính xác. Từ phát minh đến giữa thế kỷ 20, sự phát triển trong chế tạo đồng hồ tập trung vào việc làm cho các bộ phận chuyển động hoạt động chính xác nhất có thể. Sự phát triển trong công nghệ kim loại và chế tạo thu nhỏ, việc bôi trơn các bộ phận nhỏ, và việc sử dụng ngọc bích tự nhiên, đầu tiên (và sau đó là ngọc bích nhân tạo) tại những điểm nhận được nhiều áp lực nhất (chuyển động của trang sức) đều trở thành thành phần không thể thiếu của khoa học đồng hồ. Đồng hồ bỏ túi nhỏ, có đường kính từ hai đến ba inch (năm đến bảy cm), đã có mặt vào cuối thế kỷ XIX. Đồng hồ đeo tay cơ học là một vật dụng hàng ngày ở Hoa Kỳ vào những năm 1960. Chưa hết,

Trong những năm ngay sau Thế chiến thứ hai, sự quan tâm đến vật lý nguyên tử đã dẫn đến sự phát triển của đồng hồ nguyên tử. Các vật liệu phóng xạ phát ra các hạt (đã phân rã) với tốc độ ổn định, đã biết. Các bộ phận của đồng hồ cơ học có chức năng giữ thời gian có thể được thay thế bằng một thiết bị kích thích chuyển động của đồng hồ mỗi khi một hạt được phát ra bởi nguyên tố phóng xạ. Đồng hồ nguyên tử, ngẫu nhiên, vẫn được sản xuất và bán, và chúng được cho là luôn chính xác.

Với sự phát triển của vi mạch trong những năm 1970 và 1980, một loại đồng hồ mới đã được phát minh. Đồng hồ đeo tay kết hợp công nghệ vi mạch với tinh thể thạch anh đã trở thành tiêu chuẩn; ngày nay có rất ít đồng hồ đeo tay không sử dụng thạch anh. Bộ vi mạch được sử dụng để liên tục gửi tín hiệu đến mặt số của đồng hồ. Bởi vì nó không phải là một thiết bị cơ khí với các bộ phận chuyển động, nó không bị hao mòn.

Việc sử dụng thạch anh trong đồng hồ sử dụng một loại điện được biết đến từ lâu là áp điện. Áp điện là dòng điện chạy từ hoặc qua một mảnh thạch anh khi thạch anh được đặt dưới áp suất điện và / hoặc cơ học (piezo là từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “ấn”). Đồng hồ thạch anh sử dụng điện từ một mảnh thạch anh chịu điện từ pin để gửi
một chuỗi tín hiệu (dao động) đều đặn, có thể đếm được tới một hoặc nhiều vi mạch. (Ngược lại, đồng hồ treo tường sử dụng dòng điện đều đặn để theo dõi thời gian.)

Đồng hồ thạch anh chính xác nhất là những chiếc đồng hồ có thời gian xuất hiện trên màn hình kỹ thuật số được điều khiển bằng điện tử, được tạo ra thông qua một đi-ốt phát sáng (LED) hoặc màn hình tinh thể lỏng (LCD). Tất nhiên, có thể để bộ vi xử lý gửi tín hiệu của nó đến các thiết bị cơ khí làm cho kim chuyển động trên mặt đồng hồ, tạo ra một màn hình hiển thị tương tự. Nhưng bởi vì kim đồng hồ được vận hành cơ học thông qua một bộ phận của đồng hồ được gọi là bộ truyền bánh răng, đồng hồ kim thường không chính xác như đồng hồ số và có thể bị mài mòn. Cả hai loại đồng hồ đều đạt được độ chính xác cao, với đồng hồ kỹ thuật số thường chính xác trong vòng ba giây mỗi tháng.

Đồng hồ điện tử sử dụng nhiều vật liệu hiện đại nhất hiện có, bao gồm nhựa và kim loại hợp kim. Vỏ có thể được làm bằng nhựa hoặc kim loại; đồng hồ có vỏ kim loại thường bao gồm một mặt sau bằng thép không gỉ . Các vi mạch thường được làm bằng silicon, trong khi đèn LED thường được làm bằng gallium arsenide, gallium phosphide hoặc gallium arsenide phosphide. Màn hình LCD bao gồm các tinh thể lỏng được kẹp giữa các mảnh thủy tinh. Tiếp điểm điện giữa các bộ phận thường được làm bằng một lượng nhỏ vàng (hoặc được mạ vàng); vàng là chất dẫn điện gần như lý tưởng và có thể được sử dụng thành công với một lượng rất nhỏ.

Quy trình sản xuất đồng hồ đeo tay

Phần này sẽ tập trung vào đồng hồ kỹ thuật số thạch anh với màn hình LED. Mặc dù việc lắp ráp những chiếc đồng hồ như vậy phải được thực hiện một cách cẩn thận và bài bản, nhưng khía cạnh thiết yếu nhất của quá trình sản xuất là ở khâu chế tạo các bộ phận.

Trái tim của đồng hồ thạch anh là một mảnh thạch anh nhỏ. Thạch anh được sản xuất tổng hợp được nhà sản xuất cắt bằng cưa kim cương và chuyển đến thợ đồng hồ sử dụng. Sản xuất thạch anh “phát triển” là một bước quan trọng trong quá trình này.

Thạch anh, ở dạng tự nhiên, lần đầu tiên được nạp vào một ấm đun nước hoặc nồi hấp khổng lồ (cùng một thiết bị được các bác sĩ và nha sĩ sử dụng để khử trùng dụng cụ). Treo trên đỉnh của nồi hấp là các hạt hoặc các hạt thạch anh nhỏ li ti.

Với cấu trúc tinh thể mong muốn. Một vật liệu kiềm được bơm vào đáy của nồi hấp, và nồi hấp được làm nóng đến nhiệt độ khoảng 750 độ F (400 độ C). Thạch anh tự nhiên hòa tan trong chất lỏng kiềm nóng, bay hơi và tự đọng lại trên hạt. Khi tự lắng đọng, nó tuân theo mô hình cấu trúc tinh thể của hạt. Sau khoảng 75 ngày, buồng có thể được mở ra, và các tinh thể thạch anh mới phát triển có thể được lấy ra và cắt theo tỷ lệ chính xác. Các góc và độ dày khác nhau trong đường cắt dẫn đến tốc độ dao động có thể dự đoán được. Tốc độ dao động mong muốn cho thạch anh được sử dụng trong đồng hồ đeo tay là 100.000 megaHertz hoặc 100.

Để làm việc hiệu quả nhất, mảnh thạch anh cần được niêm phong trong một buồng chân không bằng loại này hay loại khác. Thông thường nhất, thạch anh được đặt vào một loại viên nang, với các dây được gắn vào cả hai đầu để viên nang có thể được hàn hoặc kết nối với bảng mạch.

 

Toàn bộ bộ tinh thể và vi mạch được đặt trên một bảng mạch. Bo mạch tích hợp một khoảng trống để chứa pin cung cấp điện cho tinh thể thạch anh và cung cấp năng lượng cho màn hình LED. Nói chung, không gian dành cho pin nằm ở bên ngoài của bề mặt đối diện với mặt sau của vỏ máy. Có thể thay pin bằng cách tháo mặt sau của đồng hồ, lắc chiếc cũ và thả pin mới vào.

Sau đó, cơ chế được sử dụng để cài đặt đồng hồ được kết nối. Cơ chế này liên quan đến hai chốt mở rộng ra ngoài vỏ của đồng hồ. Một chốt cho phép mạch bộ đếm biết số đọc nào cần đặt lại — giây, phút hoặc giờ. Chân thứ hai được đẩy một số lần để đưa màn hình đến giá trị đọc mong muốn. Sau đó, toàn bộ bảng mạch, cùng với pin, được đóng vào một hộp và một dây đeo cổ tay được gắn vào.

 

Bài Viết Liên Quan