石英钟到底能不能用碱性电池?是电池?生产技术?还是造谣?

陪多多修电脑 2024-05-17 21:45:12

前几天发了《石英钟真的不能使用碱性电池吗?》,很多网友也都发表了自己的见解,有的说是是石英钟磁性电机的原因,属于生产技术问题。但是我们手上带的石英表,大多数不都是金属外壳吗?

出现因为电池导致石英钟停走的真实原因到底是什么?石英钟不能使用碱性电池,是个别品牌生产工艺问题?还是存在普遍性呢?

一、常用机芯

我花了一些时间,把网上销售的几种石英钟机芯,商家的描述说明做了一个对比,供大家参考。

1、康巴丝机芯

康巴丝机芯在产品宣传中明确告知可以使用南寽电池,碳性电池,碱性电池。

从多款产品磁性电机线圈的摆放位置来看,有平行于电池的,也有垂直于电池的。如果说磁性电机会受到电池金属外壳的影响?那么石英钟是不是也不能挂在铁皮柜上,金属门框上等金属物体上面?

现在石英钟机芯价格真的不贵普通都在10元左右,便宜的甚至只要两三块钱,贵的也不过20元。

只是康巴丝品牌的机芯,在其中一款产品介绍里面,也专门提到不可以使用碱性电池和充电电池。

2、北极星机芯

只有北极星的石英钟机芯明确提醒只能够使用碳性电池,不可以使用南寽等碱性电池,说是有可能烧毁机芯。

这一点我真的不明白,碳性电池的开路的最高电压1.75V,而碳性电池开路电路最高1.68V,镍氫充电电流最高开路电压1.42V,USB锂充电电流恒定1.5V电压,这些电池的电压还没有碳锌电池高?怎么会烧机芯呢?

因为没有实物,我通过对图片进行比较,发现一款康巴丝的石英钟机芯也宣称不能使用碱性电池,而这款石英钟机芯片的图片和北极性是一样的,是不是石英钟机芯也有公版?

3、霸王机芯

霸王机芯也明确指出不限电池,可以使用碳性电池,碱性电池。很多商家都会把南寽电池单独列出来,难道南寽电池就不是碱性电池?

4、铃木机芯

铃木石英钟机芯在商品介绍中也说明使用不受电池限制,可以使用碱性电池,只是商家附送的却是555碳锌电池。

5、太阳石英钟机芯

太阳石英钟机芯在商品介绍中也明确说明了,不限制电池使用,可以使用南电池和充电电池。

这么看了一大圈,也知道石英钟的机芯还分为跳秒机芯和扫描机芯。跳秒机芯噪音偏大一些,我们可以听到咔咔秒针跳动的声音。现在使用的大多数机芯都是游走扫描机芯,只有很近才能听到声音。

其实到这里我已经明白了,为什么有的网友会说石英钟确实不能使用碱性电池的原因了。网友们说的的确没有错,这和小马过河一样,各说各的都有理。

二、石英钟工作原理

1、石英钟电路原理

早期的钟表是通过游丝摆动把发条中的能量慢慢释放出来,带动齿轮转动,完成计时工作。而现在的石英钟就简单多了,是通过石英晶体在加电状态下稳定振荡,输出32768HZ的频率,再通过电路多次分频,最后输出1HZ的频率,驱动磁芯电机,一秒一次的带动秒针和其它齿轮转动,完成计时工作。

所以说传统机械表的计时精度取决于游丝,而石英钟的计时精度取决于晶振。

2、石英钟电路实物

图片中的黑块就是集成电路,这样做的目的是为了节省成本,降低产品体积,能够使用芯片外形更加适合于产品自身。

这两个是石英手表的机芯电路,和石英钟表原理是一样的,只是驱动能力不同。

3、石英钟机械实物

黄色线圈就是磁芯电机,简单说就是一个电磁铁,通电一次,吸合一次,拔动齿轮转动一个齿,带动秒针跳一下。原理是不是很简单,因为这么多年科技进步,大规模批量生产,石英钟机芯价格确实非常便宜了。

4、工作原理

石英钟就是把机械和电子相结合听现代科技产品,电路完成驱动,齿轮完成显示,精度决定于晶体选材和电路的设计,减少温度和电压变化对计时的影响。

集成电路把石英晶体稳定输出的32768HZ频率,通过分频电路输出1HZ的脉冲,再由驱动电路推动磁芯(步进)电机。每一个脉冲都会让齿轮进一个齿,秒针跳动一下,计时一秒。

再通过多级齿轮转动, 完成时分针的转动。不停的转动就可以完成我们需要的时间显示。

机电模拟图

网友们的真实体验,好的石英钟碱性电池可以使用两三年,碳性电池只能使用一年左右。

石英钟机芯的好坏,主要还是决定于生产工艺,工作电流越小,电池的使用时间越长。

5、如何提高石英钟走时精度?

石英钟的走时精度主要决定于电路板的32768晶振,晶振的精度还会受到温度和电池电压的影响,所以普通的石英钟走时肯定会存在或多或少的误差,所以每隔几个月我们都需要手动调整一次,以准确时间。

如何提高石英钟的走时精度呢?

1)、更换更加精准的信号源

石英钟想要提高计时精度,简单的更换晶振效果不大。同时内部的集成电路已经高度集成,更换的可能性几乎没有。唯一的就是更换信号源,就是使用高精度高稳定性的外部信号源,代替原机的32768HZ石英晶振,以达到更加精确的计果效果。

2)、更换IWFI校时机芯

对于家庭来说,我们可以看到时间不准了,可以把石英钟取下来,手动调整一下时间。但是像教室,工厂, 办公室,会议室的石英钟通常挂在高处,想随时调整时间并非易事。不过,现在网WIFI网络校时机芯销售,只需机把石英钟的普通机芯更换成网络校时机芯,就可以实现精确计时,也不需要我们手动调整时间。

这类机芯使用的是14500充电电池,可以外接5V电源长期供电,不再考虑定期更换电池的问题。

3、更换电波校时机芯

现在也有电波自动校时机芯,只需要把普通机芯直接替换就可以,不需要做任何改动。这类机芯通过接收长波电台 的校时信号,自动校时。这类机芯因为耗电量大于普通机芯,也要求使用LR6碱性电池。

三、电池生产工艺

电池的原理就不做介绍了,只简单说一下几种电池的外壳之间的区别。

1、锌锰电池

锌金属外壳为负极,同时做为整个电池的容器,石墨棒为正极同氧化铵溶液等混合物一起装在外壳里面,在石墨棒的顶端会有一个金属帽,这就是电池的正极。

2、碱性电池

金属钢制外壳为电池正极,整个的电池的内容物都从底部装入,并且设置有泄压孔,防止内部压力过大时电池爆炸。一次性碱性电池不可充电,有可能引起爆炸!

3、充电电池

金属钢制外壳为负极,电池内构物如正极材料氢氧化镍,负极材料储氢合金,氢 氧化钾溶液等都从顶部塞入,在顶部设置有泄压孔,用手意外情况时电池过充爆炸。

4、锂充电电池

14500锂电池通常采用金属钢制外壳或铝制外壳,电池正极材料、负极材料、隔膜和电解液等内容物,从正极方向装入,再加上正极盖板,组成一个完整的电池,整个电池外壳为负极。

5、USB锂充电电池

此类电池也是金属钢制外壳,用来保护内部电池和电路。此类电池不同于原电池和二次电池,是由集成电路控制,对内部的3.7V锂电池进行充电,或者把3.7V电压转换成稳定的1.5V电压输出。

此类电池的外壳是正极还是负极与厂家生产工艺有关,充电接口有采用USB A接口,也有采用MICRO USB和TYPE C USB接口,位置有在顶部也有在底部,目前还没有统一的标准。

四、石英钟真的不能使用碱性电池吗?

揭晓答案:石英钟有的可以使用碱性电池,有的不可以使用碱性电池,这与机芯的生产工艺有关。

1、磁性电机是垂直于电池的,,只能使用碳性电池

找出问题原因后,就容易理解了。如果磁芯(步进)电机是垂直于电池(磁芯电机就是一个电磁铁),当有脉冲电流通过时,产生的磁力线应该作用于齿轮拔杆(转子),从而带动齿轮跳动。但是由于碱性电池和充电电流的外壳是铁磁性钢壳,体积又远无大于机芯转子,所以当驱动脉冲输出时,就可能大量的磁力线作用在电池外壳上面,而不是定子上。这个时候就会出现秒针跳动不计时或者漏跳。

说实话我也是看了这位网友的讲解后才想到去找答案的,只有不断的学习才能天天进步!

2、磁性电机是平行于电池的,不受电池限制

凡是宣称不受电池限制的,磁芯电机都是平行于电池的,并且都放置于机芯的最上方,而电池却位于机芯的最下方。我们学过物理,当磁芯工作时,磁力芯会环绕磁芯线圈周围存在,但是由于两者距离较远,所以影响非常微弱。这就是此类石英钟机芯不受电池限制的根本原因,可以放心的使用碳性电池,碱性电池,充电电池了。

不知道我今天花了几个小时找到的答案对不对?文中部分图片来自网络,侵权必删!

欢迎指正。

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