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storia ed utilizzo del quarzo nei moderni segnatempo
Il quarzo è un cristallo comunemente presente in natura in considerevoli quantità, dotato di una caratteristica fisica detta piezoelettricità, ovvero la capacità di vibrare ad una determinata frequenza in presenza di campi elettrici applicati allo stesso.
Il primo orologio che sfruttava le oscillazioni del quarzo e l'elevata precisione derivata da una accurata scansione delle stesse fu prodotto nel 1928 negli Stati Uniti da Marrison e Horton ed il primo orologio utilizzato fu quello dell'Osservatorio di Greenwich nel 1939.
La grande difficoltà che derivava dall'uso del quarzo erano le mastodontiche dimensioni di queste macchine e la prima miniaturizzazione avvenne all'incirca nel 1969 con prodotti destinati alla vendita di massa.
Dal 1960 i primi quarzi avevano costi proibitivi, legati alla difficoltà di produrre i circuiti integrati miniaturizzati; oltretutto ne derivavano orologi enormi, brutti e con poca autonomia della batteria.
L'inaffidabilità era un'altra caratteristica poichè il quarzo poteva rompersi e smettere così di vibrare.
I primi modelli avevano un'incidenza di rottura di circa il 40%, estremamente elevata.
Per un certo periodo si preferì abbandonare il progetto seguendo il filone degli orologi a diapason, ma nel 1965 l'industria svizzera investì enormi capitali nella produzione del "BETA 21" presso il Centro di Elettronica ed Orologeria di Neuchatel.
Il BETA 21 operava a 8192 Hz ed il primo prototipo fu costruito nel 1967 e marchiato poi dall' Omega nel 1970 come "Electroquartz f 8192 Hz".
Il cristallo oscillante vero e proprio viene odiernamente tagliato al laser in sottilissime lamine e viene in seguito "accordato" da speciali macchine alla frequenza di lavoro con una sorta di invecchiamento artificiale.
Viene poi inserito in paricolari capsule di vetro o metallo sottovuoto in modo che l'aria non possa interferire con le oscillazioni.
La durata del quarzo che nei modelli recenti vibra a 32.768 Hz. (standard) è purtroppo destinata ad un inesorabile peggioramento nel corso degli anni dal poichè l'invecchiamento iniziale prosegue lentamente pregiudicando la frequenza e di conseguenza la precisione dell'orologio stesso.
Non sono comunque a tuttoggi conosciute le caratteristiche di degenerazione che possono tuttavia essere ritenute trascurabili nei modelli dotati di apposito regolatore di messa a punto del tempo.
E' comunque preferibile tenere gli orologi al quarzo sempre operativi con le batterie cariche per evitare che anni di stoccaggio pregiudichino immancabilmente la ripresa di marcia.
In un orologio al quarzo viene praticamente fornita elettricità al cristallo che comincia a vibrare ed emettere di conseguenza una leggera corrente alternata che viene convertita in frequenza.
In pratica l'oscillazione viene "contata" da un circuito preposto in grado di generare impulsi ogni qual volta venga raggiunto un certo numero; a sua volta questo impulso viene inviato ad un motore passo-passo per i modelli analogici a lancette oppure ad uno "stadio di avanzamento" (o di conteggio) per quanto riguarda gli orologi a LCD.
Gli orologi a LED, i più complessi, sono dotati di un ulteriore stadio detto di amplificazione od accensione preposto a ricevere le informazioni di accensione dei vari segmenti numerici e a renderli operativi. (i LED assorbono un amperaggio piuttosto elevato e caricarli direttamente al modulo contatore provocherebbe l'istantanea rottura dello stesso).
Ecco il motivo per cui è molto probabile che si verifichino malfunzionamenti nei moduli LED in cui la sinergia tra i vari stadi è piuttosto complessa ed artificiosa.
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