Quartsklokken

Quartsklokken zijn klokken en horloges die hun tijd bijhouden met een kwarts kristal dat als oscillator dient. Door de piezo-elektrische eigenschap van het kristal trilt dit onder spanning met een uiterst stabiele frequentie, meestal 32.768 Hz. Elektronische schakelingen verdelen dit trilsignaal en produceren uiteindelijk een pulssignaal van één seconde, waarmee de tijd wordt geregeld.

Het idee achter kwartsklokken ontstond in de vroege 20e eeuw; de eerste werkende kwarts klok werd in 1927 ontwikkeld door Warren Marrison en J. W. Horton bij Bell Telephone Laboratories. In de decennia daarna groeide de technologie uit tot een wereldwijd standaard voor tijdmeting. De doorbraak in draagbare tijdmetingen kwam met de Seiko Astron uit 1969, de eerste commerciële kwartsuurwerkhorloges, waarna kwarts-technologie wijdverspreid raakte.

Hoe ze werken: een kwarts kristal fungeert als een zeer stabiele frequentiebron. De kristaltrillingen worden versterkt en door een frequentieverdeler omgezet in een puls per seconde. Dit pulscommando drijft een wijzerwerk of digitaal display aan. Moderne klokken gebruiken vaak AT-korst kwarskristallen en hebben lage stroomverbruik en compacte elektronica. Thermische variaties kunnen de nauwkeurigheid beïnvloeden, daarom worden ook temperatuurgecompenseerde of geauditeerde varianten toegepast.

Toepassingen en nauwkeurigheid: de meeste kwartsklokken hebben een nauwkeurigheid van ongeveer ±15 seconden per maand in standaardmodellen; duurdere modellen kunnen beter presteren. Radiogestuurde klokken ontvangen tijdsignalen van atoomklokken (via diverse langgolflijnen) en kalibreren zichzelf regelmatig.

Hedendaags gebruik: quartsklokken komen vrijwel overal voor, van wand- en tafelklokken tot polshorloges en vele elektronische apparaten. Ze vormen de basis van moderne tijdwaarneming door hun betrouwbaarheid en betaalbaarheid.