Cơ Chế Hoạt Động Của Đồng Hồ Như Thế Nào?

Các thiết bị đo và hiển thị thời gian đã bắt đầu ra đời cách đây hơn 5500 năm trong các nền văn minh cổ đại của Babylon và Ai Cập. Kể từ thời điểm đó, thời gian bắt đầu được đo với độ chính xác ngày càng cao, cuối cùng dẫn chúng ta đến một phần của lịch sử khi đồng hồ cơ và đồng hồ đeo tay cuối cùng đã đi vào cuộc sống của chúng ta. Từ thời điểm nó đại diện cho một trong những phát minh đầu tiên của con người, cho đến thời hiện đại khi đồng hồ nguyên tử có thể đo chính xác cả những khoảng thời gian cực nhỏ và cực lớn, nguyên tắc cơ bản nhất mà mọi đồng hồ hoạt động là dao động .

Mặc dù chúng ta đã thấy đồng hồ lịch sử của mình sử dụng nhiều quá trình vật lý khác nhau, nhưng dao động đại diện cho cơ sở cho mỗi một trong số chúng và tất cả chúng đều có các bộ phận tương tự sẽ được mô tả ở đây. Để đo thời gian, đồng hồ cần có nguồn điện, đối tượng dao động lặp đi lặp lại chuyển động của nó, thiết bị điều khiển bắt các nhịp dao động đó thành chuỗi xung (thông qua ma sát). Các xung này sau đó được thu thập vào chuỗi bộ đếm có độ dài tiêu chuẩn (giây, phút, giờ, v.v.). Cuối cùng, bộ đếm thời gian sau đó được chuyển tiếp đến chỉ báo hiển thị, hiển thị kết quả ở dạng con người có thể đọc được.

Bên trong 1 chiếc đồng hồ có gì?

Nguồn năng lượng

Mọi đồng hồ đều cần chạy liên tục và do đó nó cần có một nguồn năng lượng (đôi khi là nguồn thứ cấp cho những lúc khẩn cấp) để điều khiển tất cả các cơ chế của nó và đảm bảo đo thời gian chính xác và đáng tin cậy.

Đồng hồ cơ có thể được cung cấp năng lượng bằng quả nặng treo (con lắc dao động), đĩa xích, tang trống hoặc lò xo chính.

Điện, được truyền đến đồng hồ trực tiếp từ lưới điện hoặc được lưu trữ trong pin.

Nguồn điện tự động, sử dụng động năng của chuyển động của người sử dụng để tạo ra chuyển động của vật nặng nhỏ và cung cấp năng lượng cho dây chính cơ học hoặc máy phát điện được cắm vào phương tiện lưu trữ trên máy bay (pin).

Bộ tạo dao động

Bộ dao động điều hòa vật lý là thành phần quan trọng của mọi đồng hồ hiện đại. Bằng cách cung cấp chuyển động tần số liên tục, các cơ chế của đồng hồ có thể nắm bắt những dao động đó và biến đổi chúng thành chuỗi xung được định thời chính xác cho chúng ta biết thời gian trôi qua chính xác. Dưới đây là một số bộ dao động phổ biến nhất:

Bánh xe cân bằng và con lắc đối với đồng hồ cơ.

Tinh thể thạch anh trong đồng hồ thạch anh.

Các electron và nguyên tử dao động trong đồng hồ nguyên tử.

Bộ điều khiển

Bộ điều khiển là một cơ chế thu nhận tần số chuyển động của bộ dao động và chuyển đổi thành chuỗi xung có thể cho chúng ta thấy thời gian trôi qua. Hai thiết bị điều khiển đồng hồ phổ biến nhất là:

Escapement, được sử dụng trong đồng hồ cơ học được cung cấp năng lượng bằng cách lắc lư và bánh xe cân bằng.

Mạch dao động điện tử, tạo ra chuỗi xung điện được đồng bộ với dao động.

Chuỗi quầy

Chuỗi bộ đếm là một cơ chế đếm các xung được tạo ra bởi bộ điều khiển và chuyển chúng thành các đơn vị đo thời gian truyền thống là giây, phút và giờ.

Chỉ báo

Phần hiển thị của đồng hồ, có nhiệm vụ đại diện trực quan thông tin được thu thập bởi phần còn lại của cơ chế đồng hồ. Đồng hồ sơ khai báo hiệu thời gian bằng tiếng chuông ấn tượng, kim phút được giới thiệu vào những năm 1800, đồng hồ kỹ thuật số ra đời với sự mở rộng của công nghệ hiện đại vào phần hai của thế kỷ 20 và thế kỷ 21 đã đưa đồng hồ biết nói trở thành một phần của thế giới máy tính cầm tay hiện đại (điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay).

Các chi tiết, linh kiện bên trong của đồng hồ