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Willkommen bei
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Präsentation
Quarzuhren - Grundkenntnisse für Professionelle
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Inhalt
Komponenten im Detail
- Batterien
- Quarz
- IC / Systeme für den Gangabgleich
- Steuerung der Schrittschalmotoren (asservissement)
Systematische Fehlersuche
Berechnung der Batterielebensdauer
Service Philosophie – Quarz & mechanische Uhren
3
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Batterien Aufbau (Schnittzeichnung einer Silberoxyd Zelle (Zn/Ag2O)
4
1: Gehäuse
2: Kathode (AG20)
3: Stützring
4: Separator
5: Dichtung
6: Elektrolyt (NaOH /Natrium oder KOH / Kalium)
7: Anodenmaterial (Zn)
8: Anodenkappe
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Batterien Kapazität: Temperatur-Abhängigkeit
5
Beispiel:
Kapazität = 175 mAh
für Batterie 357
Typischer
Temperatureffekt bei
kleinen Silberoxyd-
Batterien
125%
100%
75%
50%
25%
0%
-20°C -10°C 0°C +10°C +20°C +30°C
-4°F 14°F 32°F 50°F 68°F 86°F
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Batteries Typische Selbstentladung bei verschiedenen Lagertemperaturen
Nennkapazität in mAh (100%)
(Silberoxyd / Zn Ag2O Batterie)
~ minus 7-8% nach 10 Jahren
bei 0°C / 32°F
~ minus 15% nach 7 Jahren
bei 20°C / 68°F
~ minus 30% nach 4 Jahren
bei 40°C / 104°F
6
100%
90%
80%
70%
60%
0 2 4 6 8 10
Alter( Jahre)
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Batterien Differenz zwischen High Drain und Low Drain Batterien
Effizienz (Spannungsabfall) von
Low Drain Batterien mit
NaOH (Natrium) Elektrolyt
(äquivalent zur Batterie 357)
High Drain Batterien mit
KOH (Kalium) Elektrolyt
7
% d
er
Nennkapazität
100
80
60
40
20
0
Current 1µA 10µA 100µA 1mA 10mA 100mA
Kontinuierliche Leistung (Batterie 357)
NaOH KOH
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8
Batterien Berechnung der Lebensdauer unter verschiedenen Benutzer-Bedingungen:
Beispiel: Quarz Alarm Chrono / Batterie Typ: 1.55 Volt 55mAh
Funktion Stromverbrauch Nutzungszeit
pro Tag
Stromverbrauch
pro Tag
Gesamt-
Stromverbrauch
pro Tag
Schrittschalt-
motor
1.5µA 24 Std. 36µAh
36µAh Chrono Unbenutzt
Alarm Unbenutzt
Kapazität: 55 mAh = 55000µAh : 36µAh = Lebensdauer: 1527 Tage oder 50 Monate
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9
Batterien Berechnung der Lebensdauer unter verschiedenen Benutzer-Bedingungen:
Beispiel: Quarz Alarm Chrono / Batterie Typ: 1.55 Volt 55mAh
Funktion Stromverbrauch Nutzungszeit
pro Tag
Stromverbrauch
pro Tag
Gesamt-
Stromverbrauch
pro Tag
Schrittschalt-
motor
1.5µA 24 Std. 36µAh
60µAh Chrono 8 µA 3 Std. 24µAh
Alarm Unbenutzt
Kapazität: 55 mAh = 55000µAh : 60µAh = Lebensdauer: 916 Tage oder 30 Monate
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10
Batterien Berechnung der Lebensdauer unter verschiedenen Benutzer-Bedingungen:
Beispiel: Quarz Alarm Chrono / Batterie Typ: 1.55 Volt 55mAh
Funktion Stromverbrauch Nutzungszeit
pro Tag
Stromverbrauch
pro Tag
Gesamt-
Stromverbrauch
pro Tag
Schrittschalt-
motor
1.5µA 24 Std. 36µAh
66.6µAh Chrono 8 µA 3 Std. 24µAh
Alarm 1200µA
20 Sekunden
=0.0055 Std.
6.6µAh
Kapazität: 55 mAh = 55000µAh : 66.6µAh = Lebensdauer: 826 Tage oder 27 Monate
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Quarz
11
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Quarz Konstruktion
Fig. 1 und 1.1
Typischer Stimmgabelquarz auf
Gehäuseboden befestigt.
Beide Gabeln werden durch eine
antiparallele Oszillationsbewegung
(Flexion) der Stimmgabelebene
animiert.
Fig. 1.2
Zeigt im Querschnitt beider Gabeln
den Elektroden-Anschluss, sowie
die, sich im inneren des Quarzes
bildenden elektrische Felder.
12
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Quarz Technische Daten
13
Abhängigkeit
Temperatur / Frequenz Formel:
F = 0.038 ppm ( T-To) 2 +/- 10%
Fo °C2
1 ppm = 86400 Sek./Tag = 0.0864 Sek./Tag
1‘000‘000
Berechnungsbeispiel:
Temperaturdiff. zum Umkehrpunkt = 10°C/ 18°F
0.038 ppm x 0.0864 s/d x 10°C/2 (100°C)
= - 0.32 s/d
Umkehrpunkt
5°C 15 °C 25°C 35°C 45°C
41°F 59 °F 77°F 95°F 113°F
0.00 s/d
-0.32 s/d
-0.73 s/d
-1.00 s/d
-1.32 s/d
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Quarz Schlussfolgerung / Abgleich
Bei Raumtemperatur sollte die
Einstellung der Ganggenauigkeit
mittels Trimmer im Bereich von
+ 0.10 bis +0.20 Sekunden / Tag sein.
Niemals 0.00 Sekunden pro Tag
oder weniger (minus Werte).
14
5°C 15 °C 25°C 35°C 45°C
41°F 59 °F 77°F 95°F 113°F
+0.20 s/d
+0.10 s/d
0.00 s/d
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IC und Schrittmotor
15
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IC Gangabgleich Systeme
Abgleich der
Quarzfrequenz mittels
Trimmer
(veraltet)
16
EE
PR
OM
or /O
TP
Abgleich der
Quarzfrequenz mittels
Chip-Kondensator
(z.B. für Stoppuhren)
Abgleich der Ganggenauigkeit
mittels programmierbarem
Inhibitions-System
- EEPROM (wieder-programm.)
- OTP (einmal programmierbar)
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IC Gangabgleich Systeme
Gangabgleich durch
Servicecenter.
17
EE
PR
OM
or /O
TP
Gangabgleich im
Produktionsprozess.
Trimmer System Chip-Kondensator System
Inhibitionssystem (digital)
Gangabgleich im
Produktionsprozess.
Gleiches Gangmessresultat
bei Signalaufnahme über
Quarz oder Motorimpulse.
Gleiches Gangmessresultat
bei Signalaufnahme über
Quarz oder Motorimpulse.
Verschiedene Gangmessresultate
nach Inhibitionszeit (10/60/120 Sek.)
bei Signalaufnahme über Quarz
oder Motorimpulse.
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IC Motor Management Systeme (Asservissement)
18
IC ohne Asservissement. Ohne
adaptive Motorimpulse mit fixer
Impulsbreite – nicht geeignet für
geringeren Stromverbrauch.
Verwendung für Quarzuhren im
unteren Preissegment.
IC mit Asservissement. Adaptive
Motorimpulse mit bidirektionaler
Steuerung zwischen Rotor und IC.
Verlängerung der Batterielebens-
dauer durch Power-Management.
Verwendung für Quarzuhren im
oberen Preissegment.
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IC Motor Management Systeme (Asservissement)
19
Motorimpuls
Erkennung
Korrektur
Nächster Impuls
4- 12 ms / 20-30ms / 30-35 ms / 1 Sekunde
Timing
56.25% Hackverhältnis
62.50%
68.75%
75.00%
81.25%
100%
Zeit: 4 – 12 Millisekunden (ms)
![Page 20: Willkommen bei - witschi.com Quarzuhren.pdf · Inhalt Komponenten im Detail - Batterien - Quarz - IC / Systeme für den Gangabgleich - Steuerung der Schrittschalmotoren (asservissement)](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040420/5e079e819c665a5fa60bfbca/html5/thumbnails/20.jpg)
Datenblatt (Philips). Typischer Uhren IC mit
adaptiven Motorimpulsen (Asservissement).
IC mit adaptiven Motorimpulsen
(Asservissement)
Funktionsmodus der Motor- Antriebstufen.
Symbolisch dargestellte Motorimpulse ( + / - )
Typische Motorimpuls-Form Erkennungs-Phase
(- Spannung)
Konstante Impulsbreite (Beispiel mit 7.8ms)
Stufe 1 = 56.25% von 7.8ms = 4.38 ms
Stufe 2 = 62.50 % von 7.8 ms = 4.87 ms
Stufe 6 = 100 % von 7.8 ms
IC - Motor-Management
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Die Rückkehr des Rotors in die Aus-
gangslage (-Spannung) wird vom IC
als „erfolgreiche getaner Schritt“ erkannt.
Spule
Stator
Rotor
IC - Motor-Management Wie funktioniert es?
O-K. Nächster Schritt
EEPROM
or /OTP
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22
Systematische Fehlersuche | Quarz Uhren
Batterietest im Hauptmenü wählen.
Achtung:
Batterie, Dichtung und Uhrwerk immer
auf Korrosion und Verschmutzungen
prüfen!
Situation: Uhr läuft nicht
Prüfen des Spulenwiderstandes und der
Isolationswerte:
Widerstandsmessung (Spule) im Hauptmenü
wählen. Werte i.O.
Prüfen des Spulenwiderstandes
und der Uhrwerkisolation, ohne
externe Speisung und ohne Batterie.
Werte nicht i.O.
Batterie defekt
Batterie i.O.
Batterie entfernen und prüfen
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23
Systematische Fehlersuche | Quarz Uhren
Prüfen des Spulenwiderstandes und der
Isolationswerte:
Widerstandsmessung (Spule) im Hauptmenü
wählen.
Ele
ktr
on
ik-M
od
ul
ers
etz
en
.
Funktionstest von Quarz und IC
Gang und Strommessung im Hauptmenü
wählen.
SIGNAL: Auto (Cons)
TIME: Auto
VOLT: 1.55V-3.00V
- Position Zeigerstellwelle: Reset Werte i.O.
Prüfen von Quarz und IC
Uhr auf Glasfläche legen und
Batterieanschlüsse mittels
Kontaktbügeln mit + supply –
verbinden.
Werte nicht i.O.
Werte nicht i.O. Werte i.O.
Prüfen des Spulenwiderstandes
und der Uhrwerkisolation, ohne
externe Speisung und ohne
Batterie.
![Page 24: Willkommen bei - witschi.com Quarzuhren.pdf · Inhalt Komponenten im Detail - Batterien - Quarz - IC / Systeme für den Gangabgleich - Steuerung der Schrittschalmotoren (asservissement)](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040420/5e079e819c665a5fa60bfbca/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Systematische Fehlersuche | Quarz Uhren
Prüfen des Schrittmotors:
SIGNAL: Auto (Cons)
TIME: 4 s
VOLT: 1.55V-3.00V
- Position Zeigerstellwelle: Neutral
Prüfen des Schrittschaltmotors
Uhr auf Glasfläche legen und
Batterieanschlüsse mittels Kontaktbügeln mit
+ supply – verbinden.
Prüfen der Anlaufsspannung
Uhr auf Glasfläche legen und Batteriean-
schlüsse mittels Kontaktbügeln mit
+ supply – verbinden und die negative
Prüfspitze mit dem Testpunkt RT/T
Spannung auf 1.55V / 3.00V setzen. Diese
langsam reduzieren bis Zeiger steht.
Wert nicht
i.O.
Wert i.O.
- Batterie ersetzen
- Gehäuse schliessen
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25
Systematische Fehlersuche | Quarz Uhren
Wichtige visuelle Kontrolle
Überprüfen ob:
• kleine Stahlpartikel Rotor oder Räderwerk blockieren
• Partikel zwischen Krone und Gehäuse den Reset-
Mechanismus behindern
• ein Zeiger die Innenseite des Glases berührt
• die Zeiger kein oder zu wenig axiales Spiel aufweisen
• der Kalendermechanismus richtig funktioniert
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Service Philosophie für Quarzuhren
Was ist der Unterschied zwischen den Service-Qualitäten
für mechanische Uhren und für Quarzuhren?
26
Mechanische Uhr im
oberen Preissegment
Quarz-Schmuckuhr im
oberen Preissegment
Es gibt keinen Unterschied!
Muss der von der Kundschaft gewünschten Service-Qualität entsprechen.
![Page 27: Willkommen bei - witschi.com Quarzuhren.pdf · Inhalt Komponenten im Detail - Batterien - Quarz - IC / Systeme für den Gangabgleich - Steuerung der Schrittschalmotoren (asservissement)](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040420/5e079e819c665a5fa60bfbca/html5/thumbnails/27.jpg)
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit