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石英錶 QUARTZ
學生: 蕭揚哲 99512074
李啟源 99512094
壓電技術應用
石英介紹
石英是由矽和氧兩種元素所組成的，化學成份是二氧化
矽，說穿了其實就和我們常常見到的沙粒的成份相同。
但是石英與沙粒有一個基本分別。石英是原子排列得很
整齊的「晶體」，而沙粒的原子排列就較為混亂，所含
的雜質亦多。
石英晶體
石英
石英晶體是一種壓電材料 ，當它受壓時表面會產生電壓。反過來
說，假如在它的表面接上電壓，晶體的形狀也會作出很輕微的改
變。試試想像在壓電材料的表面接上交流電。由於電壓的方向不斷
變化，材料的形狀便會週期性地改變，也就是說，材料作出振動
了！而且，這種振動是十分穩定的，幾乎不為溫度所影響。把石英
表面因電壓導致的振動訊號，利用電子技術放大，推動指針，這就
是「石英錶」最基本的原理。
另一方面，石英晶體的化學特性十分穩定，在一般情形下它的化學
成份不容易被環境所改變，所以在工業上有很廣泛的用途。
石英錶的介紹
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石英錶也可叫做「水晶振動式電子錶」，因為它是利用水晶片
的「發振現象」。
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當水晶接受到外部的加力電壓， 就會有變形及伸縮的性質，相
反 ， 若壓縮水晶，便會使水晶兩端產生電力；這樣的性質在很
多結晶體上也可見到，稱為「壓電效果」。
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石英錶的構造
石英置於震盪電路裡會震動，在特定的條件下，它會將其自身的頻
率傳遞到電路中，其內部有電子電路及機械裝制二者相互配合而達
到計時的功能。若將這種特性應用於石英機芯，透過石英震盪器可
將電能轉變為動能，帶動步進馬達。 利用機械化設備大量生產電
路板，再配以電阻及電容，即可完成其機芯，再裝上錶殼、玻璃及
錶帶，一只石英錶即粗略的組裝完成。
石英錶的基本結構
石英錶各部位元件
石英震盪器
手錶步進馬達
石英錶的作動原理
石英錶的動作原理流程如下：
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由電池供給電源，石英晶體產生振盪提供CMOS 積體電路一時脈信
號。CMOS 積體電路再供給一驅動脈衝"使步進馬達轉動帶動秒針輪、
分針輪與時針輪。
石英錶就是利用周期性持續「發振」的水晶，為我們帶來準確的時
間。首先，將石英錶內的水晶片上供給電源，水晶便會以３２７６８
赫茲 的周波數，正確地振動；然後必須將此頻率化成１Ｈｚ（電流一
秒間的一次變化）的信號電流周波數。再增加些信號的幅度（由
於因振動而產生的電流甚弱），跟這些信號，電流再發動轉子齒輪，
錶上的秒針便會隨之發動，之後分針，時針的跳動則關乎於機械結 構
上的原理，如：秒針跳動６０下，分針便會跳一下 。
石英錶的作動原理
石英錶的比較
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石英錶泛指須使用電池的表，機心比較沒那麼精細，電池用完
了也需要換電池。
它的好處是準確、重量輕及保養較容易
缺點是：一般石英電池壽命只有一兩年，常需更換，再者是利
用石英振盪的手錶，常使用了五～八年後石英振盪會衰退，相
對的準確度會降低，此時便需更換新的機芯。
機械錶又分手動及自動:
機械錶因為無須外在動力，所以也就不需要換電池，但因為是
純機械構造，準確度就受環境、配戴者等等影響而有所不同。
但也因是機械式的，壽命也就較長，使用的好的話，
可用幾十年，甚至上百年。