Hvad er uroscillatorer?
Uroscillatorer er elektroniske kredsløb, der bruges til at tidsbestemme visse begivenheder. De kan bruges til at kontrollere den hastighed, hvormed et urets brugte hånd tikker. Disse enheder kan fremstilles af et antal materialer, skønt det mest almindelige og mest præcise materiale er kvartskrystall. Disse enheder bruger en elektronisk stimulans til at skabe en mekanisk bevægelse.
Påføring af en elektrisk strøm på en uroscillator får den til at vibrere eller svinge med sin naturlige frekvens. Den naturlige frekvens af materialer, der ofte bruges i disse kredsløb, er en smal og stabil. Den stive oscillationsfrekvens betyder, at ingeniører kan bruge den numeriske information om denne frekvens, når de bestemmer timingen af uroscillatorer. Frekvensen kan bruges til at markere sekunder eller andre tidsenheder ved hjælp af en simpel matematisk formel og enhedens kendte frekvens. Computere, radiosendere og radiomodtagere bruger uroscillatorer til at kontrollere timingen.
Tid kan måles ved hjælp af uroscillatorer. Oscillatorens materiale, uanset om det er kvarts, keramik eller et andet stabilt materiale, svinger med en forudsigelig hastighed, når der påføres en elektrisk stimulans. Oscillatorens naturlige frekvens kan ændre sig baseret på materialets form, størrelse og udskæring, hvilket betyder, at oscillatoren skal testes og kalibreres før brug. De fleste uroscillatorer, der bruges i ure, er formet som indstillingsgaffel.
Kvartskrystallen er den mest almindelige enhed, der bruges i uroscillatorer, fordi den har en meget præcis naturlig frekvens. Quartz crystal er heller ikke særlig reaktivt over for kemikalier, så der sker meget lidt ændring i strukturen af krystallen over tid, hvilket gør kvarts crystal crystal oscillatorer nøjagtige i et stort antal år. Selvom temperatur og tryk kan påvirke rækkevidden af signaler, det vil samle op, kan tilpasninger til krystallen og dets kredsløb mindske virkningen af disse eksterne ændringer.
Det princip, der blev brugt i uroscillatorer, blev først opdaget af Curie-brødrene i 1880. Kaldte den piezoelektriske effekt, omdannelsen af elektricitet til mekanisk bevægelse eller det modsatte - den inverse piezoelektriske effekt. Denne metode til at generere bevægelse var meget mere stabil end ældre modeller, der udelukkende var afhængige af mekanik. En af de første brancher, der omfattede konceptet med den piezoelektriske effekt, var urindustrien, der skiftede fra mekaniske ure, der krævede vikling til krystaluroscillatorer, der holdt tid med meget lidt nedbrydning.