Какие кварцевые часы являются самыми точными автономными часами в мире? Термин «автономные часы» означает, что часы сохраняют и сообщают время самостоятельно, без синхронизации с внешним источником.
Обычные кварцевые часы имеют точность до ± 15 секунд в месяц. Часы точны настолько, насколько с одинаковой частотой в них вибрирует генератор; все, что нарушает частоту, также влияет и на точность часов - например, значительные изменения температуры, а также изменения положения часов. Именно для решения этих проблем были разработаны такие инновации, как температурные компенсационные весы, системы противоударной защиты, Nivarox и кремниевые балансировочные пружины. Однако реальные достижения в области точности произошли в результате фундаментальных изменений в самом осцилляторе.
Как правило, при прочих равных условиях осциллятор, вибрирующий с более высокой частотой, будет иметь большую точность, чем вибрирующий с более низкой частотой. Значит, можно сделать баланс, который бы вибрировал довольно быстро - гораздо быстрее, чем маятник (часы с маятником часто колеблются раз в секунду или два, хотя возможны и другие периоды).
Первым действительно значительным достижением в технологии генераторов для часов и первым решающим шагом в сторону от баланса и пружины стали Bulova Accutron, которые дебютировали в 1960 году и использовали камертон с электронным приводом, колеблющийся на частоте 360 Гц. Это привело к значительному повышению точности по сравнению практически со всеми механическими часами того времени, и Аккутрон оставался без изменений в течение еще почти десятилетия - до появления кварцевых генераторов.
Кварцевые часы используют интересное свойство кварца – это так называемый пьезоэлектрический материал. Пьезоэлектрический материал физически деформируется, когда вы пропускаете через него ток. Если отрезать кристалл кварца нужной формы и подать электрический ток, он начнет вибрировать. Большинство кварцевых кристаллов, используемых в часах, имеют форму камертона, и их частота настолько высока, что в отличие от Аккутрона, чей камертон издавал слабый, но отчетливо слышимый гул, их невозможно услышать.
Сегодня большинство кварцевых часов гораздо больше похожи, чем отличаются, по крайней мере, с точки зрения базовой технологии. Практически у всех есть кристаллы, вибрирующие на одной частоте: стандартные 32768 Гц, что в 8,192 раза выше частоты баланса в обычных механических часах (стандарт для современных механических часов составляет 28 800 полуколебаний в час, что также может быть выражено в общем количестве полных колебаний в секунду, или в герцах - 28 800 полуколебаний в час это 4 Гц. )
Однако в часовой индустрии есть понятие "суперкварца" - кварца с высокой точностью хода. Эта точность обеспечивается либо за счет контура термокомпенсации, не позволяющего кристаллу разогреваться выше положенного состояния (Grand Seiko Quartz, The Citizen Chronomaster, Breitling Superquartz и Certina Precidrive на базе калибров ETA Thermoline), либо за счет высокочастотного тактового генератора 262 kHz - как в Bulova Precisionist.
Bulova
Итак, вот и одни из самых точных кварцевых часов - Bulova Precisionist – первые в мире кварцевые часы с феноменальной точностью показаний и предельно плавным ходом секундной стрелки. Уникальный механизм Precisionist – это собственная разработка инженеров Bulova (холдинг Citizen Watch CO), представленная миру на BaselWorld 2010.
Особенность заключается в использовании трезубного кристалла кварца вместо обычного двузубного (в других кварцевых часах), что повышает частоту вибраций кварца в 8 раз. Таким образом, частота колебаний механизма составляет 262 кГц – это выше, чем во всех существующих ныне кварцевых часах, за одним исключением. В свою очередь, эта частота дает погрешность хода до 10 секунд в год - в противовес 15 секунд в месяц в среднем в других кварцевых часах.
Breitling
А теперь вернемся к термокомпенсационному кварцу, или “Very High Precision” (в переводе: «очень высокая точность»). Одним из самых значительных факторов, влияющих на погрешность скорости в кварцевых часах, является изменение температуры и отличительным признаком механизма VHP является термокомпенсационная система, каждые восемь минут автоматически компенсирующая колебания температуры и обеспечивающая, тем самым, точность хода до 10 секунд в год.
Оригинальный VHP был впервые представлен в 1984 году. С тех пор калибр ETA Thermoline использовали и многие производители часов: Breitling, например, с 2002 года называет все свои термокомпенсированные часы «SuperQuartz» (SQ). По неясным причинам, Breitling указывает погрешность в 15 секунд в год, хотя нет доказательств того, что часы отличаются от моделей ETA Thermoline, для которых указано 10 секунд в год.
Longines
Longines использовал этот механизм в моделях Conquest VHP Perpetual Calendar (Longines калибр L.546) с 1996 по 2002 год и Flagship VHP Вечный календарь с 2002 года (Longines калибр L.546)до ± 5 секунд в год. Кстати в 2017 году Longines представил обновленные модели, выполненные в духе оригинальных часов VHP. Конечно, самым большим предметом разговора является точность: новые модели VHP гарантируют точность до ± 5 секунд в год. Дополнительные функции включают в себя очень интересно звучащую систему «определения положения передачи», которая позволяет перестраивать стрелки в случае их смещения в результате удара или сильного магнитного поля, а также календарь и пятилетний срок службы батареи. Водонепроницаемость 50 метров.
Кстати, Omega тоже использовала ETA 252.511 (ETA Thermoline) в моделях Constellation Perpetual Calendar (Omega calibre 1680) и Constellation Double Eagle Perpetual Calendar (Omega калибр 1680). Используемый механизм - с одиночным кристаллом с частотой колебаний 32кГц (метод настройки цифрового счета с термистором), также у этого механизма есть независимо устанавливаемая часовая стрелка, от 252.611 отличается тем, что использует 1,5-вольтовую 5-летнюю батарею. Годовая точность: ± 10 секунд. Частоту может отрегулировать часовщик во время обслуживания.
Grand Seiko
Следующие высокоточные часы в нашем списке – роскошные модели от Grand Seiko. В избранных моделях Grand Seiko используется «calibre 9F» с монокристаллом с частотой 32 кГц , который используется исключительно в линейке Grand Seiko. Эти часы не только очень точны, но также не требуют обслуживания в течение пятидесяти лет. Годовая точность: ± 10 секунд.
В начале статьи мы договорились выбирать только из автономных моделей, ведь с точки зрения точности, в самые точные часы можно записать все часы, выполняющие коррекцию времени по радиосигналу. Например, Seiko Astron. Однако точность часов с синхронизацией мало что говорит о точности самого механизма отсчета времени. Это все-же способ автокоррекции. В средней полосе России смысл синхронизации вообще теряется и остается голый кварц. Однако, Seiko в 2000 году переиздал ограниченный выпуск Astron, в котором использовалась специальная версия калибра 9F, с погрешностью хода ± 5секунд в год, добавим их в наш список.
Citizen
И, наконец, самые точные кварцевые часы на сегодняшний день! Это Citizen Eco-Drive Caliber 0100, которые являются самыми точными автономными часами в мире. Согласно Citizen, новинка может похвастаться точностью до ± 1 секунды в год.
Как достигается такая точность?
Калибр 0100 имеет кварцевый кристалл с AT-срезом, который является тем же срезом, который использовался для Citizen Crystron 1975 года - однако он работает на гораздо более высокой частоте, на 8 388 608 Гц (около 8,4 МГц). Это самый высокочастотный генератор, который когда-либо использовался в кварцевых часах, и он в 256 раз выше частоты обычных кварцевых часов. Форма кристалла производит гораздо меньшие амплитудные колебания, чем у стандартного кристалла в форме камертона, и это обеспечивает лучшую устойчивость к нарушению скорости из-за движения и физического воздействия (Citizen заявляет, что погрешность частоты из-за изменения положения в основном равна нулю), и каждый кристалл в каждом калибре 0100 также проверяется на оптимальную частотную характеристику температуры, чтобы удвоить точность, обычно требуемую для обычного кварцевого кристалла. Движение фактически измеряет температуру окружающей среды один раз в минуту и регулирует частоту кристалла, чтобы компенсировать любые изменения, вызванные температурой. Кристаллы с АТ-срезом также обладают лучшей стабильностью скорости при типичных температурах окружающей среды, чем со стандартным срезом в виде камертона.
В этом нет ничего глубоко революционного – просто мастерство, основанное на знании технических основ в сочетании с готовностью приложить дополнительные усилия, необходимые для того, чтобы выжать из часов высочайшую точность, что крайне редко встречается в кварцевых или механических часах.
Калибр 0100 обладает рядом других технических особенностей, которые призваны повысить точность и подчеркнуть точность базовой осцилляторной технологии.
Зубчатая передача для секундной стрелки имеет изготовленную LIGA (немецкая аббревиатура для Li thographie, G alvanoformung, A bformung которая описывает технологию изготовления, используемую для создания микроструктур с высоким аспектным отношением) систему противодействия люфтам, чтобы обеспечить точное положение секундной стрелки; кончик секундной стрелки аккуратно закруглен, чтобы уменьшить ошибку параллакса (это зрительная разница в расстоянии между объектами на переднем и заднем плане). Шестерёнки изготавливаются методом фотолитографии для идеального попадания стрелки в деления.
Существует также изящная антишоковая система - если часы получают удар, он фиксируется внутренним датчиком, который на мгновение замораживает стрелки, чтобы предотвратить их смещение, а затем запускает их на одну тысячную секунды позже.
Высокотехнологичный кварцевый механизм работает на солнечной энергии и может работать в течение шести месяцев без подзарядки. Часы представлены в корпусах из титана, а также есть потрясающая модель из белого золота, всего 100 экземпляров по всему миру. Часы оснащены 37,5 мм корпусом, ремешком из крокодиловой кожи и двойным сферическим сапфировым стеклом с антибликовым покрытием. Цены начинаются с $7400 за модель из титана и достигают $16 800 за модель из белого золота.