Uhren helfen uns, frei durch die Zeit zu navigieren, nicht zu spät zu Besprechungen zu kommen und wichtige Dinge zu planen. Daher ist Genauigkeit eine der wichtigsten Anforderungen für sie. Was es sein soll und wie es erreicht wird – in unserem Material.
Genauigkeitsstandards für Chronometer
Die 3159 verabschiedete europäische Norm ISO 1976 ist heute die wichtigste Richtlinie. Uhren, die alle diese Kriterien erfüllen, werden Chronometer genannt.
Chronometer sind besonders präzise Uhren, deren Eigenschaften durch eine Reihe von Tests in einem Speziallabor bestätigt werden. Der durchschnittliche Fehler mechanischer Chronometer sollte -4/+6 Sekunden pro Tag nicht überschreiten.
Unter den Chronometern finden Sie auch Quarzuhren. Für sie gibt es keine eigene ISO-Norm, die entsprechenden Indikatoren wurden jedoch vom Chronometrieinstitut COSC entwickelt. Demnach sollte bei Quarzchronometern die Gangabweichung +/- 0,2 Sekunden pro Tag (bei einer Temperatur von 8 und 38 °C), +/- 0,07 Sekunden (bei einer Temperatur von 23 °C) nicht überschreiten.
Genauigkeit der mechanischen Unruhuhr
Bis zu einem gewissen Punkt wurde die Genauigkeit mechanischer Uhren durch die Arbeit des Pendels bestimmt und hing von der Schwerkraft ab. Die Uhren selbst konnten nur horizontal aufgestellt werden und wurden an der Wand oder am Boden montiert. Im Jahr 1675 erfand der niederländische Mathematiker und Physiker Christiaan Huygens einen Ersatz für das Pendel, die Unruh-Spiral-Baugruppe.
Die im September 2017 vorgestellte Zenith Defy Lab gilt als die genaueste mechanische Uhr der Welt. Bei ihnen wird die Unruh-Spiral-Baugruppe durch ein Teil ersetzt – einen Oszillator aus monokristallinem Silizium. Der Hersteller verspricht einen Fehler bei der täglichen Bewegung dieses Mechanismus innerhalb von +/- 0,5 Sekunden pro 48 Stunden.
Die Unruhspirale fungiert als Regulator; sie bestimmt die Ganggenauigkeit einer mechanischen Uhr. Es kann unterschiedlich groß und schwer sein und unterschiedliche Vibrationsfrequenzen aufweisen. Abhängig vom spezifischen Mechanismus und seiner Konstruktion kann die Frequenz der Unruh-Spiral-Anordnung zwischen 2,5 und 5 Schwingungen pro Sekunde variieren. Je höher der Indikator, desto genauer ist die Bewegung.
Bei modernen mechanischen Uhren ohne Chronometerzertifikat liegt die Norm bei einem Fehler von -40/+60 Sekunden pro Tag.
Was beeinflusst die Ganggenauigkeit einer mechanischen Uhr?
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Genauigkeit einer Quarzuhr
Quarzuhren sind um eine Größenordnung genauer als mechanische Uhren. Der Fehler kann bei nicht zertifizierten Modellen bis zu +/- 20 Sekunden pro Monat betragen, bei Modellen der besten Hersteller bis zu +/- 5 Sekunden pro Jahr.
Bei Quarzuhren ist der Präzisionsregler Quarz. Von der Energiequelle – der Batterie – wird der Elektronikeinheit Strom zugeführt. Unter seinem Einfluss zieht sich der Kristall zusammen und dehnt sich aus, wobei er mit einer hohen Resonanzfrequenz pulsiert.
Der Quarzoszillator kann bis zu 32768 Schwingungen pro Sekunde mit einer sehr stabilen Frequenz erzeugen. Der Teiler wandelt diese Schwingungen in Impulse um, die auf die Wicklung des Schrittmotors fallen und dieser wiederum für die Bewegung der Zeiger auf dem Zifferblatt verantwortlich ist.
Was beeinflusst die Ganggenauigkeit von Quarzuhren?
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