Wie der Bulova Precisionist funktioniert

Zeiterfassungstools sind heutzutage allgegenwärtig. Denken Sie an die Anzahl mobiler Geräte, Uhren auf Computer-Seitenleisten und Autoradio-Displays, die Sie an einem bestimmten Arbeitstag vor dem Mittagessen sehen; Es gibt viele Möglichkeiten, den Überblick über die Zeit zu behalten, wie es scheint.

Aber das Gesicht einer eleganten Armbanduhr hat etwas, das einfach nicht in LEDs , Flüssigkristallen oder Pixeln dupliziert werden kann. Das Drei-Zeiger-Zifferblatt dient seit Jahrhunderten Entdeckern, Geschäftsleuten und Benutzern, die einfach hohen Stil mit Pünktlichkeit verbinden möchten.

Das heißt natürlich nicht, dass Uhrenliebhaber wegen eines hübschen Schmuckstücks am Handgelenk weniger Genauigkeit tolerieren würden. Eine Uhr ist in erster Linie ein Werkzeug, und ihre Fähigkeit, eine einigermaßen genaue Zeit anzuzeigen, ist das Hauptmerkmal, das sie von einem bloßen Armreif unterscheidet. Einige Eingefleischte bleiben vielleicht bei Handaufzugsuhren oder ihren Cousins ​​​​mit Automatikuhren und zitieren die komplizierte Schönheit ihrer winzigen Mechanismen und den sanften Schwung ihrer Sekundenzeiger als Zeichen der hohen Klasse, aber die meisten Uhrenträger erwarten die relativ bessere Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit, die von einer Uhr mit einem Quarzwerk ausgehen.

Eine Reihe von Herstellern hat versucht, die Laufruhe eines mechanischen Uhrwerks mit der Präzision des Quarzkristallmechanismus zu kombinieren : Der Spring Drive-Mechanismus von Seiko verbindet mechanische Kraft mit elektronischer Regulierung, während der Eco-Drive von Citizen Solarenergie und einen winzigen kinetischen Generator hinzufügt mischen. Aber der Uhrmacher Bulova ging 2010 einen anderen Weg, als er seinen Precisionist-Mechanismus herausbrachte: Das Unternehmen behauptet, dass diese fortschrittliche Version der Quarzuhrentechnologie die Messlatte höher gelegt hat und die präziseste Uhr mit einem kontinuierlichen Sekundenzeiger geschaffen hat [Quellen: Bulova ; Seiko ; DiFranco ].

Bulova behauptet, dass der Precisionist 10 Sekunden oder weniger pro Jahr von der wahren Genauigkeit abweicht, weitaus besser als die 15 Sekunden pro Monat, die das Unternehmen als Standard für die meisten Quarzuhren angibt [Quelle: Bulova ]. Aber ist das wahr? Wird der Precisionist dem Ruf als klassenführendes Stück Technologie gerecht? Und wie holt dieser einzigartige Mechanismus aus einem Quarzkristallmechanismus sowohl eine reibungslose Bewegung als auch eine hohe Präzision heraus? Nehmen Sie sich ein paar Minuten Zeit, um weiterzulesen; es wird sich lohnen.

1. Einige Hintergrundinformationen zu Zeit und Zeitmessern
2. Wie genau können Uhren sein?
3. Wie der Präzisionsmechanismus funktioniert
4. Präzisionsmaterialien und Bulovas Geschichte

Bevor wir uns mit der Frage der Genauigkeit befassen, nehmen wir uns eine Sekunde Zeit, um philosophisch zu werden. Zeitmessung ist schließlich so etwas wie ein willkürliches Konstrukt. Die Sekunden, Minuten und Stunden, die wir verwenden, um die Dauer zu verfolgen, sind im Grunde vereinbarte Standards, die die Menschheit verwendet hat, um unseren Marsch von der Vergangenheit in die Zukunft darzustellen. Die Existenz würde nicht aufhören, wenn wir uns entscheiden würden, die Zeit so präzise zu verfolgen – wir könnten gut funktionieren, wenn unsere Hauptzeitmessung aus Sonnenaufgang, Sonnenuntergang und dem Sonnenstand dazwischen bestünde. Ein tiefes Eintauchen in die Natur der Zeit gräbt sich in so klebrige Pforten wie Mehrdimensionalität, Zeitreisen und die Natur des Universums. Aber für diejenigen von uns, die zu konkreteren Diskussionen neigen, bieten Uhren ein überschaubareres Thema [Quelle: Biba].

Irgendwann haben unsere Vorfahren entschieden, dass es nützlich ist, gemessene Zeiteinheiten zu verfolgen. Es mag ein vorägyptischer Adliger oder Gelehrter gewesen sein, der an einem sonnigen Tag zuerst den stetigen Marsch der Schatten bemerkte, aber Sonnenuhren – die frühesten Zeitmesser – wurden aus archäologischen Stätten aus dem Jahr 800 v. Chr. geborgen [Quelle: Gascoigne ].

Moderne Armbanduhren und Uhren arbeiten nach Prinzipien, die erstmals Mitte des 17. Jahrhunderts weit verbreitet waren: Ein Resonator, also ein Gerät wie ein Pendel, ein federgetriebenes Schwungrad oder ein elektrifizierter Quarzkristall, schwingt , das heißt, er vibriert oder schwingt hin und her mit einer konsistenten, messbaren Rate. Eine Uhr verwendet Zahnräder, Nocken, elektrische Schaltungen oder eine Kombination davon, um diese Schwingung in die gemessene Bewegung der Uhrzeiger oder eine digitale Anzeige der Zeit zu übersetzen [Quellen: Gascoigne , DiFranco ].

Zum Beispiel kann eine Standuhr ein Pendel haben, das jede Sekunde von einer Seite zur anderen schwingt. Diese Bewegung löst kurzzeitig eine Feder im Mechanismus der Uhr, wodurch sich der Sekunden-, Minuten- und Stundenzeiger in ihren jeweiligen Abständen um das Zifferblatt bewegen können. Angenommen, Ihre Uhr hat ein Pendel, das jede halbe Sekunde schwingt und seine Schwingung verdoppelt. Ihre Uhr kann jetzt Halbsekunden verfolgen, was den Zeigern eine sanftere Bewegung verleiht und es Ihnen ermöglicht, sie mit einem feineren Grad an Präzision einzustellen. Nehmen Sie dieses Konzept, ersetzen Sie das Pendel durch ein Objekt, das mit extrem hoher Frequenz schwingt – mehrmals pro Sekunde – und Sie haben das Zeug zu einer modernen Uhr.

High-End-Uhren können je nach Mechanik in der Genauigkeit variieren. Der Uhrenhersteller Seiko behauptet beispielsweise, dass sein Spring Drive – ein elektrisch verstellbarer Automatikmechanismus – um nicht mehr als eine Sekunde pro Tag variiert. Breitling, das seine Uhren als Spitzenleistungsuhren für Flieger und Segler vermarktet, stellt fest, dass seine Automatikuhren den Standard des offiziellen Schweizer Chronometerprüfinstituts (COSC) für tägliche Schwankungen erfüllen: nicht mehr als vier Sekunden schnell oder sechs Sekunden langsam pro Tag. Es ist zu erwarten, dass Quarzuhren – selbst relativ preiswerte – im Laufe von 24 Stunden um eine Sekunde oder weniger schwanken oder driften [Quelle: Lombardi ].

Die Bulova Precisionist hat eine behauptete Genauigkeit von 10 Sekunden Variation pro Jahr und driftet weniger in einem Monat als eine anständige Quarzuhr an einem Tag variieren könnte. Das mag sehr genau klingen und für die meisten Benutzer völlig akzeptabel sein. Aber Armbanduhren als Ganzes können der Mutter aller genauen Zeitmesser nicht das Wasser reichen: Atomuhren .

Vergiss Pendel; Diese Präzisionsmaschinen messen mit unterschiedlichen Methoden die Eigenschwingung einzelner Atome. Als winzige Resonatoren schwingen Atome mit extrem hohen Frequenzen; Cäsiumatome zum Beispiel schwingen mit 9.192.631.770 Hertz oder Zyklen pro Sekunde. Auch die Atomoszillation ist sehr beständig: Forscher hinter einer in London ansässigen Uhr, die das sogenannte Cäsium-Fontänen-Verfahren verwendet, sagen, dass ihre Maschine auf zwei 10 Millionen Milliardstel Sekunden genau ist. Zugegeben, die Uhr leidet unter dem inhärenten Problem von Atomuhren aus Verbrauchersicht: Sie sind große, sterile Anordnungen von Kammern, Röhren, Drähten und Gerüsten – nicht etwas, das an Ihrem Handgelenk gut aussehen würde, und nicht gerade ein erschwinglicher Artikel erhältlich in der Apotheke um die Ecke [Quelle: Loftus]. Aber es ist schön, den Goldstandard zu kennen, wenn es um Zeit geht. (Erfahren Sie mehr über Atomuhren in unserem Artikel Wie Atomuhren funktionieren .)

Die Bulova Precisionist ist bei weitem nicht so genau wie eine Atomuhr, aber sie kann sich gegen andere Armbanduhren in ihrer Preisklasse behaupten. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie der Uhrmacher dieses Maß an Präzision aus einem im Wesentlichen genauen Quarzwerk herauspresst.

Das Herzstück des Precisionist-Mechanismus ist die bewährte Quarzkristall- Technologie: Ein sorgfältig gemessener elektrischer Strom erregt einen Quarzkristall in Form einer Stimmgabel, der mit einer bestimmten Frequenz zu schwingen beginnt. Diese Vibration erzeugt elektrische Impulse mit einer konstanten Rate; Die integrierten Schaltkreise der Uhr verwenden diese Impulse, um den Uhrenmotor auszulösen. Der Motor wiederum bewegt die Zahnräder und damit die Zeiger mit jedem Impuls um eine winzige Strecke. (Um mehr über den Prozess zu erfahren, lesen Sie unseren Artikel über die Funktionsweise von Quarzuhren .)

Dieser Mechanismus überwindet eine Reihe von Problemen, mit denen Hand- und Automatikuhren konfrontiert sind , insbesondere die Abhängigkeit von einem empfindlichen Gleichgewicht von Rädern und Federn. Diese präzisen Komponenten können durch die Schwerkraft und starke elektromagnetische Felder beeinträchtigt werden und verlieren an Genauigkeit, wenn sie nicht regelmäßig gereinigt und abgestimmt werden. Aber Quarzuhren sind nicht unbesiegbar; Abgesehen von der Notwendigkeit, die Batterie im Laufe der Zeit auszutauschen, hängen die Mechanismen von der Integrität einer winzigen Quarz-Stimmgabel ab. Ändern Sie die Temperatur der Gabel oder verunreinigen Sie ihre Oberfläche mit nur ein wenig Schmutz oder Staub, und ihre Schwingungsfrequenz kann sich ändern und das gesamte System abwerfen [Quelle: DiFranco ].

Der Precisionist wendet ein paar technische Tricks an, um die Schwachstellen des Quarzmechanismus zu überwinden. Erstens ist sein Kristall einzigartig: Die meisten Quarzuhren verwenden Kristalle, die zu zweizackigen Stimmgabeln geformt sind, aber der Precisionist geht buchstäblich noch einen drauf mit einer dreizackigen Gabel, die nach Angaben des Unternehmens mit 262,144 Kilohertz (oder 16 Schlägen pro Sekunde) oszillieren kann. etwa achtmal schneller als die 32,768 Kilohertz (etwa 1 bis 2 Schläge pro Sekunde), die die typische Frequenz für Quarzoszillatoren ist. Zum Vergleich: Die Unruhen der meisten mechanischen Uhren schwingen mit Frequenzen von 8 bis 10 Schlägen pro Sekunde. So wie ein Mikroskop bei 100-facher Vergrößerung mehr Details zeigen kann als bei 20-facher Vergrößerung, bedeutet die höherfrequente Oszillation, dass der Prozessor der Uhr kleinere Sekundenbruchteile messen kann.Lombardi ; Arnstein ].

Die Ingenieure von Bulova gingen das Problem der Temperaturschwankungen an, indem sie die Schaltkreise des Precisionist um eine Temperaturregelung erweiterten. Die Schaltung in der Uhr erfasst im Wesentlichen Temperaturänderungen und passt sich an entsprechende Änderungen der elektrischen Impulse des Quarzkristalls an. Es ist eine kleine Anpassung, die zu winzig erscheint, um sich darum zu kümmern, aber winzige Änderungen der Impulsstärke bei der hohen Oszillationsfrequenz des Kristalls können sich bei Temperaturänderungen zu genauigkeitsvernichtenden Abweichungen summieren [Quellen: Lombardi ; DiFranco ].

Eine Gabel einer anderen Melodie

Die Precisionist ist nicht Bulovas erster Versuch mit präzisen elektronischen Uhren. Sein 1960 vorgestellter Accutron-Mechanismus verwendete eine elektromagnetische Stimmgabel als Resonator. Der Mechanismus mit einer behaupteten Variation von weniger als einer Minute pro Monat wurde in Präzisionskomponenten einiger früher Satelliten und Raumfahrzeuge der NASA verwendet [Quelle: Connor ].

Ab Frühjahr 2012 bot Bulova die Precisionist-Bewegung in sechs Stilkollektionen an, die von sportlich bis elegant reichten, mit Preisen zwischen etwa 300 und 900 US-Dollar. Die Kollektionen richten sich größtenteils an modebewusste Verbraucher, wobei der größte Unterschied zwischen den Stilen in Gesichtsformen, Gravuren, Farben und Materialauswahl besteht. Diese reichen von schlanken Edelstahlgehäusen mit Lederriemen, Perlmutteinlagen und Diamantakzenten bis hin zu klobigen Titangehäusen mit ballistischen Stoffbändern und Karbonfasereinlagen.

Die meisten Uhren sind bis zu einer Tiefe von 30 Metern wasserdicht – obwohl es schwer vorstellbar ist, die mit Diamanten besetzten Designs in die Nähe eines Pools zu bringen, geschweige denn eines Ozeans. Die Champlain-Kollektion enthält verschraubte Gehäuse und zusätzliche Dichtungen, um die Wasserdichtigkeit auf etwa 900 Fuß (300 Meter) zu erhöhen, wodurch sie für Taucher geeignet sind [Quelle: Bulova ].

Die Bulova Watch Company setzt im Precisionist-Mechanismus neue Ideen auf dem Markt ein, aber das Unternehmen selbst ist kein Frühlingshuhn. Es besteht seit 1875 und brachte 1919 seine erste Linie von Armbanduhren auf den Markt, um der Nachfrage von Soldaten im Ersten Weltkrieg nachzukommen, die einen einfacheren Zugang zu einer genauen Uhr benötigten, als dies mit einer Taschenuhr möglich war. Bulovas am Handgelenk befestigte Option setzte sich durch und Veteranen brachten die Idee vom Schlachtfeld mit nach Hause.

Im Laufe der Jahre hatte Bulova weitere Premieren, die über die Uhrmacherei hinausgehen. 1941 schrieb das Unternehmen Werbegeschichte, als während eines Baseballspiels ein Werbespot für seine Waren ausgestrahlt wurde. Der Legende nach zahlte das Unternehmen satte 9 US-Dollar für den Werbespot (mehr über Bulovas Werbespot zuerst in unserem Artikel 10 TV-Momente, die die Welt veränderten ). Und die Accutron-Quarz-Stimmgabel-regulierte Technologie des Unternehmens, die überall von NASA-Satelliten über den ersten Mondspaziergang bis hin zur Air Force One eingesetzt wurde, bleibt auch heute noch ein fester Anwärter auf dem Uhrenmarkt.

Anmerkung des Autors: Wie der Bulova Precisionist funktioniert

Das wird mich etwas kosten.

Als ich meine Forschungszeit damit verbrachte, das Innenleben verschiedener High-End-Uhren zu studieren, wurde mir klar, wie viel Arbeit in die Herstellung einer genauen Uhr steckt. Denken Sie darüber nach: Wenn die verschiedenen Teile in einer Uhr in Mikrometern gemessen werden, kann etwas so Kleines wie ein falsch platzierter Tropfen Gleitmittel oder eine verirrte Wimper den Unterschied zwischen einem nützlichen Schmuckstück und einem Blindgänger ausmachen, der nur darauf wartet, an den Hersteller zurückgegeben zu werden . Selbst mikroskopisch kleine Staubpartikel können die Präzision einer Uhr beeinträchtigen. Und dann gibt es Temperatur, Magnetfelder, Ungleichgewichte, die nicht mit der erwarteten Anziehungskraft übereinstimmen ... aber ich schweife ab.

Meine Paranoia entstand durch das Studium meiner eigenen Uhr, einer beliebten, markenfremden Automatik, die ich vor ein paar Jahren geschenkt bekam. Ich bekomme immer noch einen Kick aus seinem skelettierten Mechanismus, der mich beobachten lässt, wie die Unruh hin und her flackert, während der Sekundenzeiger mit 4 Schlägen pro Sekunde herumtickt.

Aber es driftet, oder zumindest scheint es so. Vielleicht braucht es einfach eine Schmierung und ein wenig Reinigung. Oder vielleicht ist es bei meinem frühmorgendlichen Fummeln, um mich für die Arbeit anzuziehen, einmal zu oft vom Boden abgeprallt. Wie auch immer, alles was es brauchte, war dieser Artikel, um mich dazu zu bringen, auf die Genauigkeit der Uhr aufmerksam zu machen.

Es stimmt, dass Automatikuhren weniger präzise sind als Quarzuhren. Und ich muss zugeben, dass einige der Precisionist-Modelle ziemlich attraktiv sind. Mein Gehirn arbeitet jetzt, und ich kann es sehen: Ein wohlverdienter Gehaltsscheck vom Schreiben über Uhren kommt gerade rechtzeitig ... um sich für eine schöne neue Uhr niederzulassen.

Komisch, wie die Dinger laufen, nicht wahr?

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