Kvartskell
All: paremal kvartsresonaator, vasakul kellapatarei
Ülal: paremal ostsillaatori ja sagedusjaguri kiip, vasakul samm-mootor, näha on staatorimähis
Kvartskell on elektritoitega kell, mis mõõdab aega kvartsresonaatori stabiilse võnkesageduse põhjal.
Kvartsresonaator määrab elektrongeneraatori võnkesageduse. Kvartsresonaaatori tüüpiline resonantsisagedus ja vastavalt kvartsgeneraatori võnkesagedus on 32 768 Hz. Generaatorile järgnevas digitaalses sagedusjaguris saadakse seda sagedust 15 korda pooleks jagades sagedus 1 Hz, seega üks impulss sekundis (32768/215 = 1). Nende impulssidega juhitakse kellaaja digitaalset numbernäidikut või osutitega kellas samm-mootori käiku. Samm-mootori ankur annab pöörlemise edasi hammasrataste süsteemi kaudu osutitele.
Kuigi nii osuti- kui ka numbernäiduga käe-, laua, äratus- ja seinakellad on enamasti kvartskellad, nimetatakse kvartskelladeks peamiselt siiski osutitega elektromehaanilisi (käe)kellasid.
Kvartskella käiguviga on harilikult väiksem kui üks sekund ööpäevas. Kvartsresonaatori omavõnkesagedust mõjutab märgatavalt ümbrustemperatuur, käekella puhul seega ka randmel oleku kestus.
α ‒ ankru pöördliikumine vooluimpulsi mõjul;
β ‒ pöördliikumine voolu katkemise järel
(Drechrichtung ‒ pöörlemissuund)
Samm-mootor
[muuda | muuda lähteteksti]Osutitega kvartskellades kasutatakse peamiselt samm-mootorit, mille tööpõhimõtte patenteeris Prantsuse insener Marius Lavet 1936. aastal. [1] Lavet-mootori staatoriks on elektromagnet, mille magnetsüdamiku silindrilises avas paikneb ankur; selleks on kettakujuline püsimagnet, mis saab oma teljel pöörduda. Mootori pöörlemisvõime seisukohast on määrava tähtsusega staatoris olevad nuudid (õnarad), mille sihis staatori magnetahela takistus veidi suureneb.
Vooluta olekus on ankur sellises seisus (joonisel pilt a), mille puhul magnetahela takistus on minimaalne. Kui staatori mähisesse saabub vooluimpulss, pöördub ankur nurga α võrra (pilt b). Ergutusvoolu katkemise järel jaguneb magnetvoog nuutide tõttu ümber nii, et tekib haardemoment (lisapöördemoment) ja ankur pöördub veel väikese nurga (β) võrra taas stabiilsesse seisu (pilt c). Seega on ankur teinud poolpöörde ehk astunud ühe sammu ning niisuguses asendis, et saab teha järgmise sammu. Selleks tuleb staatori mähisesse anda uus vooluimpulss, seekord vastupidise polaarsusega (pilt d), mille järel pöördub ankur lähteasendisse. Edasi hakkab tsükkel korduma. Samm-mootor saab sagedusjagurilt impulsse sagedusega üks impulss sekundis.
Niisugune mootor on küllaltki energiasäästlik (voolu kulub ainult lühikeste impulsside kestel), nii et ka taskukellapatareist piisab vähemalt aastaks.
Ajaloost
[muuda | muuda lähteteksti]Kvartskellasid on ehitatud alates 1930. aastatest, esialgu professionaalseks otstarbeks. Kvartskäekellad tulid laiemalt kasutusele 1970. aastail.
Vaata ka
[muuda | muuda lähteteksti]Viited
[muuda | muuda lähteteksti]- ↑ "Perfectionnements aux systèmes et appareils de commande électrique à distance, notamment aux moteurs et horloges synchrones". Originaali arhiivikoopia seisuga 4. detsember 2015. Vaadatud 16. detsembril 2013.