Uwagi ogólne Wraz z ogólnym postępem technicznym rozwija się technika ze­garowa. Technika pomiarów czasu jest jednocześnie jednym z wa­runków postępu technicznego. Uruchomienie i rozwój produkcji zegarów elektrycznych są uwarunkowane wytworzeniem nowych elementów elektrycznych, jakimi są ogniwa i baterie, magnesy, styki, elektromagnesy, silniki miniaturowe, przekaźniki i inne. Podobnie elektronizacja zegarów stawia elementom elektronicz­nym, takim jak diody półprzewodnikowe, tranzystory, fotorezy-story (fotooporniki), obwody scalone, wysokie wymagania w za­kresie trwałości i niezawodności działania, dokładności i minia­turyzacji. Pojawiło się nawet pojęcie elektroniki zegarowej. Wa­runkiem, stawianym wszystkim elementom konstrukcyjnym ze­garów, są takie ich własności techniczne, aby zegary nadawały się do wieloletniej eksploatacji bez obsługi i konserwacji. Zegar jest obecnie niewątpliwie najdokładniejszym spośród przyrządów pomiarowych. Dotyczy to oczywiście również grupy zegarów domowych, które swą dokładnością przewyższają inne przyrządy pomiarowe. Dokładność zegara kamertonowego może wynosić 1 min/miesiąc, co oznacza 0,0023%. Przypominając, że w powszechnym przekonaniu utrzymanie dopuszczalnego błędu w granicach 1% świadczy o dużej, a 0,1% o bardzo dużej do­kładności, dochodzimy do wniosku, że faktycznie technika zega­rowa stanowi w chwili obecnej wyżyny dokładności pomiarów. O rozwoju techniki zegarowej decydują dwa zasadnicze kie­runki wynikające z zastosowań pomiarów czasu: miniaturyzacja, duża dokładność, odporność na duże zmiany warunków zewnętrznych, niezbędne w prowadzeniu szeregu prac naukowo-badawczych (np. badania kosmiczne); wysoka jakość mechanizmu i obudowy zegara użytkowego przy względnie niskiej jego cenie. Ponad 90% światowej produkcji zegarowej stanowią zegary powszechnego użytku. Wprowadzenie racjonalnych rozwiązań w tych zegarach jest kwestią rozwoju odpowiednich gałęzi prze­ mysłu, które masowo, a więc tanio, mogłyby dostarczać odpo­wiednie elementy lub zespoły. Ogromna liczba patentów, które w ostatnim dziesięcioleciu ukazały się w dziedzinie elektroniki zegarowej świadczy o tym, że: na świecie trwają intensywne prace nad nowymi rozwiąza­niami; tendencje rozwojowe elektroniki są procesem naturalnym, obejmującym w coraz większym zakresie dziedziny, które do nie­dawna były domeną mechaniki i elektrotechniki. Przetwarzanie wielkości nieelektrycznych na elektryczne, ich obróbka i powrotna przemiana na wskazanie, ruch, sygnał, reje­strację, regulację, nastawę itp. może odbywać się różnymi me­todami, które dzięki elektronice ulegają uproszczeniu i stają się bardziej niezawodne. Obecnie technice zegarowej nieobce są po­jęcia, które charakteryzują nową elektronikę i są wynikiem in­tensywnych prac badawczych w zakresie materiałów, technolo­gii i zastosowań. Jeden z przykładów na to, jakie skutki techniczne mogą wpro­wadzić nowe rozwiązania z dziedziny elektroniki, stanowią ele­menty optoelektroniczne, które np. w technice przetwarzania in­formacji umożliwiają uzyskanie zarówno wielkości optycznych, jak i wielkości, które mogą być przetwarzane na optyczne. Są one już powszechnie stosowane w maszynach liczących, urządze­niach pomiarowych, a coraz częściej w zegarach, zegarkach na­ręcznych itp. Wytworzono już całą gamę diod elektroluminescen­cyjnych, emitujących światło barwne. Są one już stosowane jako elementy dyskretne, zespoły, systemy lub optoizolatory. W rozwoju zegarów ważne role odgrywają: cena, dokładność wskazań, niezawodność działania, łatwość lub zbyteczność obsłu­gi oraz forma zewnętrzna. Na rozwój techniki zegarowej wpły­wają więc: — wartości obiektywne, wewnętrzne, tzn. mechanizm, którego cechy techniczne można bez trudu ocenić, oraz — wartości subiektywne, zewnętrzne, tzn. estetyka zegara. Sądzę, że te uwagi natury ogólnej przybliżyły nieco Czytelni­kowi zagadnienia, poruszone w książce, wiążąc je z problemami dnia dzisiejszego w rozwoju techniki zegarowej. Książka traktu­je o zagadnieniach konstrukcyjnych. Obecnie ciężar problemów, wobec potężnego rozwoju ilościowego i jakościowego produkcji zegarowej oraz w wyniku wymagań cenowych, przesuwa się w kierunku zagadnień technologicznych. Klasyczne mechanizmy z regulatorem wahadłowym lub balan­sowym o napędzie sprężynowym lub obciążnikowym zbliżyły się do kresu swego rozwoju. Można jeszcze oczekiwać pewnego udo­skonalenia tych zegarów oraz obniżki ich cen przez zastosowanie tworzyw sztucznych, optymalizację techniczno-ekonomiczną oraz automatyzację produkcji. W grupie zegarów droższych nie wy­trzymują one jednak już konkurencji z zegarami elektrycznymi. Przy takiej samej dokładności obydwu tych rodzajów, zegary elektryczne są tańsze. Skutek tego jest taki, że na świecie w ciągu ostatnich 15 lat udział mieszkaniowych zegarów mechanicznych w całokształcie sprzedaży zegarów zmniejszył się z 83% do 12%. Mechanizmy sprężynowe znajdują jeszcze zastosowanie w tań­szych zegarach ściennych i budzikach. Rozwój mechanizmów ze­garowych zmierza więc nieuchronnie w kierunku całkowitego wyeliminowania części mechanicznych, ruchomych i zastąpienia ich elementami elektronicznymi, dzięki czemu zamiast w mecha­nizm, zegar będzie wyposażony w odpowiedni układ elektronicz­ny. Niektórzy autorzy, po przeanalizowaniu obecnego stanu tech­niki, dochodzą do wniosku, iż nie jest utopią pogląd, że przy dzisiejszym stanie elektroniki istnieje już techniczna możliwość zrealizowania produkcji zegarka naręcznego z radiowym odbior­nikiem czasu, ze wzskazaniami cyfrowymi, pod warunkiem zor­ganizowania powszechnego systemu dystrybucji czasu np. za po­średnictwem satelitów, emitujących na odpowiedniej fali czaso­we impulsy radiowe. Generalnie można mówić, że obecnie są wytwarzane cztery grupy użytkowych zegarów elektrycznych, które podaję w kolejności historycznej: zegary z elektrycznym napędem oscylatora balansowego (o rozdzielonych konstrukcyjnie masie drgającej i więzach sprę­żystych); zegary z elektrycznym napędem oscylatorów o podwyższo­nej częstotliwości, jak kamerton, pręt sprężysty (o masie drgają­cej scalonej z więzami sprężystymi); zegary z oscylatorem kwarcowym i elektromechanicznym urządzeniem wskazań (wyposażone w silnik); zegary z oscylatorem kwarcowym i optoelektronicznym układem wskazań (bezsilnikowe). Powszechne zastosowanie znalazły już pierwsze dwie grupy. Pozostałe są stosowane w zegarach użytkowych wysokiej klasy, a jednocześnie o odpowiednio wysokiej cenie. Jedną z przeszkód stanowi, szczególnie u nas w kraju, wysoka cena układów scalo­nych.