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Das Quarzwek gehört in die Gruppe der elektronischen Uhren. Sehr berühmt für Quarzuhren ist die Firma Swatch, welche weltweit als Qualitätsträger preiswerte Quarzarmbanduhren verkauft. Das Quarzwerk ist heute kostengünstig zu produzieren und erst noch genauer in der Zeitmessung als die mechanischen Uhrwerke.
Ein piezoelektrischer, schwingender Quarz, der durch einen Oszillator zum hochfrequenten Schwingen angeregt wird. Diese Schwingungen sind beinahe konstant was zu einer hohen Ganggenauigkeit führt. Zu den Anfängen waren Quarzuhren gross wie Schränke. Im Laufe der Jahre gelang es Sie zu verbessern und zu verkleinern. Bis es dann 1970 soweit war, dass die erste Quarzarmbanduhren auf den Markt kamen. In wenigen Jahren erobert das Quarzwerk und somit die Quarzuhr die ganze Welt. Heute sind Quarzuhren verhältnissmässig billig zu kaufen und somit am weit verbreitesten.
Technisches
Aus technischer Sicht war die Quarzuhr das Resultat von Forschungen, die auf das Ende des 19. Jahrhunderts zurückgingen: die Entdeckung des piezoelektrischen Effekts der Gebrüder Curie im Jahre 1880. Gewisse Kristalle, darunter auch der Quarzkristall, verformen sich, wenn man sie Wechselspannungen aussetzt (sie geraten in Schwingungen). Diese Erscheinung erlaubte in den zwanziger Jahren den Bau von Quarzradiosendern und -empfängern und führte schliesslich zur Kommunikations- und Unterhaltungsindustrie.
Zu Beginn verwendete man Röhren, seit den 1950er Transistoren, um die Frequenz des Quarzoszillators auf einen Sekundentakt herunterzuteilen. Durch die Entwicklung in der Halbleitertechnik lassen sich heute solche Uhren sehr preiswert und derart stromsparend bauen, dass die Batterielebensdauer bis zu vier Jahren betragen kann. Quarzuhren mit einem Uhrenquarz mit der üblichen Schwingfrequenz von 32.768 Hz (entspricht 215 Hz) haben normalerweise eine Genauigkeit (Abweichung) von ± 15–30 Sekunden im Monat. Daher gibt es Uhren, die sich automatisch mit Referenzuhren synchronisieren.
Gruppenaufteilung
1. Analoge Anzeige (z.Bsp. 3 Zeiger)
Die gute alte Anzeige mittels drei Zeigern.
2. Digitale Ziffernanzeige (LCD)
Die Revolution aus Japan. In den 80er Jahren begann der Boom von Armbanduhren mit digitaler Ziffernanzeige
3. Funkuhren
Funkuhren sind im allgemeinen Quarzuhren, deren Gangungenauigkeit regelmäßig durch Synchronisation per Funk (Empfang des Zeitsenders DCF77) kompensiert wird.
Eine andere spezielle Quarzuhr ist die RTC (Real Time Clock) oder Systemuhr, die in allen handelsüblichen PCs tickt und sich per Software mit Hilfe des Network Time Protocol (NTP) über das Internet ebenfalls regelmäßig automatisch stellen lässt.
Meilensteine
- 1929
Warren Alvin Morrison baut die erste Quarzuhr. Sie weist wegen nicht ausreichender Temperaturkompensation schlechtere Gangresultate auf als als mechanische Uhren zu dieser Zeit.
- 1932
Die Physiker Adolf Scheibe und Udo Adelsberger stellen an der "Physikalisch-Technischen Reichsanstalt zu Berlin" die erste Quarzuhr in Deutschland her und finden mit ihrer Hilfe heraus, dass sich die Erde ungleichmäßig dreht: Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Erde ist jahreszeitlich verschieden lang (im Frühjahr hinkt die Erddrehung der Zeit -0,03 Sekunden nach, im Herbst geht die Erddrehung +0,03 Sekunden vor) zudem taumelt ihre Umdrehungsachse und trägt zur Unvorhersagbarkeit der Drehung bei. Die Uhr wird ein Jahr später im Geodätischen Institut in Potsdam aufgestellt.
- Mitte der 1930er entwickelt die Firma Rohde & Schwarz in München als eines der ersten Industrieunternehmen Quarzuhren zur Serienreife. Sie funktionieren noch mit Elektronenröhren und haben die Größe eines Schranks.
- 1938
verwendet Louis Essen (NPL, UK) statt Stäben ringförmige Oszillatoren (Essen-Ring) und steigert so die Präzision der Gangabweichung.
- 1938
Rohde & Schwarz produziert die weltweit erste tragbare Quarzuhr.
- 1939
Erwirbt das Royal Greenwich Observatory die erste Quarzuhr mit Essen-Ring.
- 1942
werden Gruppen solcher Uhren Basis der offiziellen Greenwich Mean Time (GMT).
- 1958
Der VEB Funkwerk in Erfurt in der DDR fertigt die Industriequarzuhr serienmäßig.
- 1967
Die Firma ETA in der Schweiz entwickelt die erste batteriebetriebene Quarz-Armbanduhr. Die bekannte Beta 21.
- 1969
Seiko in Japan produziert die erste Quarz-Armbanduhr für den Massenmarkt: „Astron“ und ist der Grundstein für eine weltweite japanische Marktdominanz, die Batterie reicht etwa ein Jahr
- 1970
Hamilton (USA) stellt die erste elektronische digitale Armbanduhr vor; die Seiko-Untermarke Pulsar zeigt auf Knopfdruck kurzzeitig die Zeit in roten Zahlen mit Leuchtdioden (LED) an, wobei die Batterien sehr beansprucht werden.
- 1972
Longines und Seiko stellen digitale Armbanduhren mit energiesparenden Flüssigkristallanzeigen (LCD) vor, welche ständig die Zeit schwarz auf grau anzeigen, dies ist bis heute Standard bei Digitaluhren.
- 1974
Omega in der Schweiz baut mit dem Marine Chronometer Constellation „Megaquarz“ eine Analogquarzarmbanduhr, deren Schwingkreis mit 2.359.296 Hz schwingt und bis heute die genaueste Armbanduhr ist.
- 1976
Als erster Hersteller einer neuen Art von Einsatz-Quarzuhren bringt Omega die wasserdichte Serie "Seamaster" in den Handel.
- 1977
Bifora-Uhren entwickelt die sog. „flat-line“ mit einer Gesamthöhe von ca. 2,8 mm.
- 1980
baut Omega mit der "Dinosaure" die flachste Quarzuhr (1,46 mm).