Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 10/12/2007 23:39 (GMT+7)

Đồng hồ quartz

Hình 1 Từ đó người ta chế tạo ra đồng hồ chạy bằng năng lượng của quả tạ kéo lên cao (về sau chuyển thành dùng dây cót), có các bánh xe răng to nhỏ khác nhau để gắn với kim chỉ giờ, chỉ phút, chỉ giây. Nhưng cơ bản nhất là có một cơ cấu gọi là bánh xe con cóc và cò mổ để đúng một chu kỳ của con lắc bánh xe chuyển động nhích lên một răng. Tìm được chu kỳ dao động của con lắc làm chuẩn, việc đo thời gian chính xác hẳn lên và đồng hồ quả lắc chiếm vị trí độc tôn gần 400 năm. Các loại đồng hồ đeo tay, để bàn mà sau này người ta gọi là đồng hồ cơ thực chất cũng là đồng hồ quả lắc, nhưng quả lắc ở đây không phải là vật treo lắc qua lắc lại mà là bánh đà, quay xuôi, quay ngược. Lấy chuẩn theo chu kỳ dao động của con lắc đến một mức độ nào đó, chưa thật chính xác. Lý do là chu kỳ dao động của con lắc bị thay đổi. Thí dụ do điều kiện xung quanh, chiều dài con lắc khó giữ cố định: trời nóng do dãn nở nhiệt nên nó dài ra, trời lạnh nó co lại, đồng hồ tốt chạy một ngày đêm có thể nhanh hay chậm đến một phút, vài chục giây. Tinh thể thạch anh được phát hiện là có tính chất áp điện, kỹ thuật điện tử phát triển, người ta thấy rằng từ tinh thể thạch anh (hình 1), có thể chọn lọc phương hướng để cưa cắt thành một mảnh mỏng và phủ lớp dẫn điện ở hai mặt bên làm điện cực rồi dùng điện tạo ra lực kích thích cho bản thạch anh dao động cơ. Điều đặc biệt là dao động cơ của bản thạch anh dài hay ngắn, rộng hay hẹp, mỏng hay dày. Nhiệt độ, các điều khiển khác của môi trường xung quanh hầu như không ảnh hưởng. Nếu tạo ra những xung điện có tần số bằng tần số dao động riêng của bản thạch anh thì bản thạch anh dao động cộng hưởng, không những dao động khá mạnh được duy trì mà cả hệ trở thành một bộ phận phát dao động điện tần số không thay đổi, cực kỳ chính xác. Đây chính là quả tim giữ nhịp đập không đổi cho đồng hồ Quartz, còn gọi là đồng hồ thạch anh hay đồng hồ điện tử.

Cụ thể ở đồng hồ thạch anh treo tường, đeo tay, chủ yếu nhất là bản thạch anh giống như cái âm thoa nhưng rất nhỏ đuợc tạo hình chính xác sao cho tần số dao động là 32768 hertz, tức là dao động 32768 lần trong một giây. Ban đầu để làm bản đao động này thực sự phải cưa, cắt mài thủ công từ tinh thể áp điện nhân tạo và gia công hàng loạt theo kiểu của công nghệ vi điện tử. Số 32768 là bằng 2 15một số rất chẵn gọn theo cơ số 2 để từ đấy theo kỹ thuật số chuyển thời gian dao động ra giây (dãy mạch kế tiếp 15 tầng, mỗi tầng chia 2).

Hình 1

Hình 2Sơ đồ nguyên lý của đồng hồ thạch anh vẽ ở hình 2 (1) là pin cung cấp năng lượng cho mạch điện tử. (2) là mạch điện tử làm cho bản thạch anh dao động 32768 lần trong một giây. (3) mạch biến dao động của tinh thể thành các xung điện phát ra đều đặn, cứ 32768 dao động ứng với một giây là một xung. (4) các xung điện điều khiển một động cơ điện nhỏ nhích từng bước, mỗi bước là 1 giây. (5) Động cơ điện làm quay các bánh xe răng. (6) các bánh xe răng điều khiển các kim đồng hồ quay trên mặt số chỉ thị. Đấy là đồng hồ quartz, có kim chỉ như đồng hồ cơ. Ở các đồng hồ quartz hiện số, các xung điện phát ra được dẫn đến để điều khiển các thanh hiện số tinh thể lỏng hiện ra giờ, phút, giây bằng số.

Như vậy giữ nhịp cho đồng hồ là một bản mỏng quartz, chế tạo đúng chuẩn thì đồng hồ chạy rất chính xác. Nếu chế tạo không thật chuẩn bản thạch anh dao động với tần số 32768 cộng 1 hoặc trừ 1, sai số tương đối là

1/32768 » 3.10 -5. Với độ chính xác giả sử còn thấp như vậy thì chạy trong một ngày đêm (24 x 32768 = 86400 giây) đồng hồ sữ bị sai 86400 x 3.10 -5= 2,64 giây, tức là một tháng ai cỡ 79,3 giây tức là cỡ 1 phút.

Bản thạch anh (hay vật liệu áp điện tương đương) có tần số dao động 32768 lần trong một giây thường dùng làm chuẩn ở các đồng hồ quartz treo tường, để bàn… Chính xác hơn phải có những bản thạch anh dao động chuẩn với tần số gấp đôi gấp ba hoặc cao nữa và được điều chỉnh tần số bằng cách thêm vào hoặc bớt đi một trọng lượng ở đầu mút bản thạch anh (bằng cách bốc bay thêm hoặc khoét bớt dùng tia laze).

Đồng hồ quartz chính xác hơn đồng hồ con lắc nhiều bậc. Nếu muốn có độ chính xác cao hơn hẳn người ta phải chuyển sang dùng đồng hồ nguyên tử. Ở đấy số dao động chuẩn không phải lấy từ bản thạch anh mà là lấy từ thời gian nhảy mức của electron trong một số loại nguyên tử.

Thí dụ đối với Cesi có thể sử dụng tần số 9.192.631.770 chu kỳ trong một giây, lúc bấy giờ độ chính xác là 10 -10, nghĩa là 300 năm mới sai có một giây. Có thể chọn những nguyên tử khác và những mức nhảy khác để hàng ngàn hàng chục ngàn năm mới sai một giây.

Nhưng để đảm bảo cho đồng hồ nguyên tử chạy được phải có nhiều biện pháp khác phức tạp hơn nhiều đồng hồ quartz.

Hình 2

Xem Thêm

Phát huy vai trò, trách nhiệm của đội ngũ trí thức trong sự nghiệp đổi mới, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc
Ngày 25/6/2025, tại Tp. Huế, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) chủ trì, phối hợp với Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Huế (Liên hiệp Hội TP. Huế) tổ chức Hội thảo “Phát huy vai trò, trách nhiệm của đội ngũ trí thức để góp phần tích cực cho sự nghiệp đổi mới, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc theo tinh thần Nghị quyết số 45-NQ/TW ngày 24/11/2023”.
An Giang: 8 giải pháp thực hiện đột phá phát triển khoa học công nghệ
Đến nay, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp hội tỉnh) đã tập hợp được 40 hội, tổ chức thành viên với 9.554 hội viên cá nhân, trong đó có hơn 3.451 hội viên trí thức. An Giang xác định và đề ra mục tiêu về đột phá phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số (KHCN, ĐMST, CĐS) đến năm 2030.
Thanh Hoá: Hội thảo KH về giải quyết tình trạng thiếu lao động ở nông thôn, lao động trực tiếp tham gia SX nông nghiệp
Sáng ngày 27/5/2025, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp hội) phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Viện Nông nghiêp tổ chức Hội thảo khoa học với chủ đề “Giải pháp giải quyết tình trạng thiếu lao động sản xuất ở khu vực nông thôn, lao động có kỹ thuật, tay nghề cao trực tiếp tham gia sản xuất nông nghiệp, nhất là nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao, nông nghiệp hữu cơ”.
Bình Thuận: Đẩy mạnh ứng dụng khoa học, công nghệ vào sản xuất
Sáng ngày 27/5, tại thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề “Giải pháp đột phá trong ứng dụng tiến bộ khoa học, công nghệ vào thực tiễn quản lý và sản xuất trên địa bàn tỉnh Bình Thuận”.

Tin mới

Hội nghị lần thứ nhất Ban Chấp hành Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam nhiệm kỳ 2025-2030
Ngày 31/7, Đảng bộ Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ lần thứ nhất. Đồng chí Phạm Ngọc Linh, Phó Bí thư Thường trực Đảng ủy, Phó Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam chủ trì Hội nghị.
Sửa Luật Đất đai 2024: Đề xuất 2 phương án về bảng giá đất, bỏ "nguyên tắc thị trường"
Tại Dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Đất đai 2024, Bộ Nông nghiệp và Môi trường đề xuất bỏ nguyên tắc thị trường trong xác định giá đất, thay vào đó Nhà nước đóng vai trò chủ thể xác định; đồng thời đề xuất 2 phương án khi xây dựng bảng giá đất...
Diễn đàn Dầu khí và Năng lượng 2025: Thúc đẩy hình thành hệ sinh thái năng lượng an toàn, hội nhập
Ngày 28/7, Diễn đàn Dầu khí và Năng lượng thường niên 2025 với chủ đề “Chuyển dịch năng lượng: Tầm nhìn và Hành động” đã diễn ra tại Hà Nội do Hội Dầu khí Việt Nam (Hội DKVN) phối hợp cùng Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) tổ chức. Diễn đàn là một trong những sự kiện quan trọng Chào mừng Đại hội đại biểu Đảng bộ Petrovietnam lần thứ IV, nhiệm kỳ 2025-2030.
Đoàn công tác VUSTA tham dự Cuộc họp lần thứ 33 Đại hội đồng FEIAP tại Thái Lan
Từ ngày 23-25/7/2025, đoàn công tác của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) do ông Nguyễn Quyết Chiến - Tổng Thư ký làm Trưởng đoàn đã tham dự Cuộc họp lần thứ 33 Đại hội đồng Liên đoàn các tổ chức Kỹ thuật châu Á - Thái Bình Dương (FEIAP) tại Bangkok, Thái Lan. Tham gia đoàn công tác có đại diện Ban Khoa học và Hợp tác quốc tế, Văn phòng VUSTA.
Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng dự Lễ kỷ niệm 50 năm thành lập Hội Khoa học Kinh tế Việt Nam
Hội Khoa học Kinh tế Việt Nam được thành lập ngay sau giải phóng năm 1975. Trong suốt 50 năm qua, Hội đã có nhiều đóng góp quan trọng cho hoạt động tư vấn chính sách đối với các vấn đề trọng đại của đất nước. Gần đây nhất là phản biện trong góp ý văn kiện Đại hội XIII và XIV của Đảng, các đề án tăng trưởng xanh, đường sắt cao tốc, quy hoạch vùng và dự thảo nhiều chính sách kinh tế quan trọng...
Lãnh đạo VUSTA tham dự Hội nghị IAS 2025
Đoàn công tác của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) do PGS.TS Phạm Ngọc Linh, Phó Bí thư Thường trực Đảng ủy, Phó Chủ tịch VUSTA, Giám đốc Ban Quản lý dự án Quỹ Toàn cầu - VUSTA về phòng, chống HIV/AIDS làm trưởng đoàn đã tham dự Hội nghị Khoa học quốc tế về phòng, chống HIV/AIDS 2025 (Hội nghị IAS 2025) tại Rwanda từ ngày 12/7 đến ngày 17/7/2025.
Thắp nến tri ân nhân Kỷ niệm 78 năm Ngày Thương binh Liệt sĩ
Ngày 24/7, nhân kỷ niệm 78 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ (27/7/1947–27/7/2025), Đoàn TNCS Hồ Chí Minh Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phối hợp cùng Đoàn Thanh niên Hội Nhà báo Việt Nam và Liên minh Hợp tác xã Việt Nam trang trọng tổ chức Chương trình “Thắp nến tri ân” tưởng niệm các Anh hùng liệt sĩ tại Nghĩa trang Mai Dịch (Cầu Giấy, Hà Nội).