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前言
石英表准是指一种计时精度非常高的石英晶体,是现代电子钟表中最为常用的计时元件,其应用已经广泛地应用于各种产品当中。本文将从石英表准的发明历程、制作方法、精度以及应用领域等方面展开探讨。
石英表准的发明历程
20世纪中叶,电子、计算机、通信技术快速发展,对精准时钟的需求也越来越迫切。早在1927年,日本已经在大夫岛的石英矿发现了含量高达30%的纯石英晶体。1940年,美国贝尔实验室的Cady和Pierce独立发现了石英晶体具有高精度的振荡特性。随后,石英表准逐渐开始走入人们的视野。
石英表准的制作方法
石英表准是由纯石英晶体制成的。矿物学上所称的石英为SiO2,属于三方晶系,具有很强的对称性和振荡稳定性。制作石英表准的首要任务就是要选用矿物学上的纯石英晶体,通过高纯化、切割、加工成合适的形状、套上振荡器罩并在合适的温度、电场和电路的控制下进行电学试验,最终调谐出亚毫秒的极高精度。
石英表准的精度
石英表准是目前精度比较高的元器件之一,它的振荡频率非常稳定,非常符合科学家们开发的国际单位制,也就是千万分之一秒(nanosecond,ns)。事实上,石英表准的精度已经到达了千万分之一秒以下,而且其精度比任何机械式钟表都要高得多。
石英表准的应用领域
石英表准在现代社会中已经有了广泛的应用,主要领域包括:计算机、通信、汽车、铁路、电子。其中最为典型的应用是在全球卫星导航系统(简称GPS)中,GPS定位系统利用的卫星钟就是由石英表准计时的,这就使得全球定位系统目前的定位精度已经达到了一米以内。
结语
石英表准是一种非常重要的元器件,它的研制对于时钟的发展是非常有益的,不仅在科学、军事、交通等领域具有重要作用,而且在日常生活中也有许多应用。对石英表准行业的研究对于推动科技的发展和国家的经济建设有着重要的现实意义。