Quarzuhrwerke

Mit der Einführung der Quarzuhrwerk e wurde ein Meilenstein in der Geschichte der Uhrproduktion erzielt. Die Quarzuhr ist eine elektromechanische Uhr die durch einen Schwingquarz ihre Frequenz aufrechterhält. Mit Hilfe dieser Technologie war eine präzisere Zeitangabe möglich. Das Prinzip der Quarzuhr beruht auf der physikalischen Erkenntnis, dass eine erhöhte Frequenz seitens des Taktgebers –in mechanischen Uhren generell die sogenannte Unruh- eine präzisere Zeterfassung ermöglicht.

Eine Quarzuhr besteht aus den folgenden Komponenten: einem Quarzschwingungsbasiertem Taktgeber, einer Elektronik welche Takte und Eingaben verarbeitet sowie einer Anzeige auf der die Zeit dargestellt wird. Im Gegensatz zu einem Pendel oder einer Unruh kommen als Energiequelle das Stromnetz oder beispielsweise Batterien zum Einsatz.

Entwickelt wurde die erste Quarzuhr im Jahr 1919 von H. M. Dadourian. Die Entwicklung wurde möglich aufgrund von Ultraschall-Forschungen des französischen Physikers Paul Langevin aus dem Jahr 1918. Allerdings konnten die ersten Quarzuhren keine höhere Präzision als die zur damaligen Zeit gängigen mechanischen Präzisionspendeluhren aufweisen. Tatsächlich wiesen sie schlechtere Gangresultate auf –das bedeutet ihre Abweichungen bezüglich der Zeitmessung waren höher. Dies lag daran, dass die Quarzuhren eine mangelhafte Temperaturkompensation aufwiesen. Eine hohe Präzision wiesen die Uhren lediglich bei einer konstanten Temperatur auf.

Die deutschen Physiker Adolf Scheibe und Udo Adelsberger entwickelten ab 1930 die sogenannten PTR Quarzuhren. Diese neuartigen Versionen der Quarzuhr wiesen erhebliche Verbessurgen gegenüber den Vorgängermodellen auf, unter anderem eine deutlich verringerte Abhängigkeit der Umgebungstemperatur.  Nachdem die Uhren der deutschen Physiker 1933 öffentliches Zeit- und Frequenzmaß wurden, kam es bereits 1934 zu erheblichen Gangänderungen. Nachdem auch ein vollkommen anders konstruiertes Model die gleichen Fehler aufwies, wurde bekannt dass die Grundlagen der Zeitmessung bis dato falsch berechnet waren. Die Annahme die Erdrotationsgeschwindigkeit sei konstant, auf der die Zeitmessung beruhte, stellte sich als falsch heraus. Die Entwicklung der Quarzuhren führte demzufolge zu dieser damals bahnbrechenden Erkenntnis.