Đồng hồ quartz

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).

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.