Quarzuhr Funktionsweise

Funktionsweise der Quarzuhr

Eine Quarzuhr benötigt elektrische Energie, d.h. sie verfügt über eine Batterie oder eine Fotovoltaikanlage.

Wie es im Einzelnen funktioniert

Jedermann weiß es oder hatte es schon einmal am Handgelenk: die Quarzuhr. Gleichgültig, ob es sich um eine Digitalanzeige oder ein analoges Ziffernblatt handelt, der Quartz-Antrieb hat die Armbanduhr neu erfunden. Doch nur wenige Menschen wissen, wie der Quarzutrieb aussieht. Die Funktionsweise ist verhältnismäßig simpel: Das in die Uhr eingebaute Quarzglas gibt unter Spannung (durch eine Batterie) Pulse ab - und zwar immer auf der selben Wellenlänge.

Ein kleiner Computer-Chip in der Uhr erfasst diese Pulse und berechnet daraus Sekundanten, Minutes und Std. Als Taktgenerator einer Quarzuhr hat ein Quarzquarz die selbe Aufgabe zur Messung der Zeit wie die Balance einer Uhr - oder das Ruhependel einer Väteruhr. Ein Quarzquarz als Uhr basiert auf dem "Piezoeffekt".

Das bedeutet, dass mechanischer Strom in elektrischen Strom umgerechnet wird. Andererseits kann eine Stromspannung an einen piezoelektrischen Quarz angelegt werden, um das Ausgangsmaterial zu deformieren. Mit Hilfe geeigneter Elektronikkomponenten kann diese Taktrate dann in Sekunden, Minuten und sogar ganze Stunden übersetzt werden.

Bei einem Quarzkristall haben die Oszillationen eine viel größere Resonanzfrequenz als bei einer mechanischen Schwingung durch eine Waage oder ein Oszillator. Außerdem sind die Oszillationen von Quarzen sehr gleichmäßig. Eine Quarzuhr ist daher über einen längeren Zeitraum viel präziser als eine mechanische Uhr. Auch die Genauigkeit und damit der Wert von Quarzglasuhren hängen in hohem Maße vom Design des als Uhr verwendeten Quarzglases ab.

Die meisten Quarz-Uhren enthalten stäbchenförmige Quarze, sogenannte Biege-Resonatoren. Quarze, die in Schwinggabelform gefertigt werden, funktionieren präziser als Biegeschwingungen, sind aber auch besonders aufwendig. Weil der Quarzkristall immer elektrischen Strom braucht, um als Uhr zu funktionieren, eine Quarzuhr eine Stromquelle, und da Quarze in einer Armbanduhr nur niedrige Spannung brauchen, um vollständig als Uhr zu funktionieren, ist die in kleinen Batterien gelagerte Zeit ausreichen.

Wenn Sie einen vollständigen Batteriewechsel verhindern wollen, sollten Sie eine Quarzuhr mit unabhängiger Stromversorgung wählen, z.B. eine Uhr mit Solarzelle.