Часы - Clock


Из Википедии, свободной энциклопедии

Часы это инструмент , используемый для измерения, сохранить, и указать время . Часы один из старейших человеческих изобретений , встречая необходимость измерения интервалов времени короче , чем естественные единицы: в день , в лунном месяце , и год . Устройства , работающие на нескольких физических процессов , которые были использованы на протяжении тысячелетий.

Некоторые предшественник современной часы можно рассматривать как «часы», которые основаны на движении в природе: A солнечные часы показывают время, отображая положение тени на плоскую поверхность. Существует целый ряд продолжительности таймеров, хорошо известный пример , являющийся песочные часы . Водяные часы , наряду с солнечными часами, являются , возможно , самыми старыми измерениями времени инструментов. Основной прогресс произошел с изобретением грани спуска , который сделал возможным первые механические часы около 1300 года в Европе , которая хранится время с колеблющимися хронометристами как баланс колеса .

Традиционно в часовом деле , термин часы использовали для куранты , в то время как часы, не ударить часы внятно называли хронометр . В общем использовании сегодня, «часы» относится к любому устройству для измерения и отображения времени. Часы и другие часы , которые можно носить на своем лицо часто отличаются от часов. Весна управляемые часы появились в 15 - м веке. В течение 15 - го и 16 - го века, процветала в производстве часов. Следующий шаг в развитии в точности происходило после того, как 1656 с изобретением маятниковых часов . Основной стимул для повышения точности и надежности часов была важностью точного хронометража для навигации. Электрические часы были запатентованы в 1840. Развитие электроники в 20 - м века привело к часам с не заводными частями на всех.

Хронометраж элемент во всех современных часов является гармонический осциллятор , физический объект ( резонатор ) , который вибрирует или колеблется на определенной частоте . Этот объект может быть маятник , A камертон , A кристалл кварца , или вибрация электронов в атомах , поскольку они излучают микроволны .

Часы имеют различные способы отображения времени. Аналоговые часы показывают время с традиционным циферблатом , с подвижными руками. Цифровые часы отображать числовое представление времени. Две системы нумерации используются; 24-часовое обозначение и 12-часовой формат. Большинство цифровых часов используют электронные механизмы и LCD , LED , или VFD дисплеи. Для слепых и использовать более телефоны, говорящие часы указываются время слышимого в словах. Есть также часы для слепых , которые имеют дисплеи , которые могут быть прочитаны на ощупь. Изучение хронометража известно как часовое дело .

история

Этимология

Слово часы происходит от средневекового латинского слова для «колокола»; clogga и имеет родственные слова во многих европейских языках. Часы распространилась в Англию из стран Бенилюкса , поэтому английское слово пришло из Ближнего нижненемецкого и Среднего голландского Klocke .

Время-измерительные приборы

Солнечные часы

Простые горизонтальные солнечные часы

Видимое положение Солнца на небе движется в течение каждого дня, что отражает вращение Земли . Тень , отбрасываемая стационарными объекты двигаться соответственно, так что их позиции могут быть использована для указания времени суток. Солнечные часы показывают время, отображая положение тени на (обычно) плоскую поверхность, которая имеет маркировку, соответствующие часы. Солнечные часы могут быть горизонтальными, вертикальными, или в других направлениях. Солнечные часы широко использовались в древности . Со знанием широты, хорошо построены солнечные часы могут измерять местное солнечное время с достаточной степенью точности, в течение минуты или двух. Солнечные часы по- прежнему будет использоваться для контроля за работой часов до тех пор , современной эпохи .

Устройства, которые измеряют продолжительность, затраченное время и интервалы

Поток песка в песочных часах может быть использован , чтобы следить за прошедшее время.

Многие устройства могут быть использованы , чтобы отметить прохождение времени без относительно опорного момента времени (времени суток, минут и т.д.) и может быть полезно для измерения продолжительности или интервалов. Примеры таких длительностей таймеров свеча часы , огненные часы и песочные часы . Обе свечи часы и ладан часы работают по тому же принципу , в котором потребление ресурсов является более или менее постоянным , позволяющие обоснованно точные и воспроизводимые оценки временных проходов. В песочных часах, мелкий песок заливки через небольшое отверстие с постоянной скоростью указует произвольные, заранее определенный, течение времени. Ресурс не расходуется , а используется повторно.

вода

Масштабная модель из Су песни «s астрономической Часовая башня, построенная в 11- м веке Кайфэн , Китай . Это было вызвано большим водяное колесо , цепной привод , и спускового механизма.

Водные часы, также известные как clepsydrae (Sg: клепсидры ), наряду с солнечными часами, являются , возможно , самыми старыми временным-измерительными приборами, с единственным исключением является вертикальной гномон и день подсчета подсчета палки . Учитывая их большую древность, где и когда они впервые существуют не известно и , возможно , непознаваем. Отток чашеобразная является простейшей формой водяных часов и , как известно, существовали в Вавилоне и в Египте около 16 века до нашей эры. Другие регионы мира, в том числе Индии и Китая , также есть первые признаки водных часов, но самые ранние сроки менее определены. Некоторые авторы, однако, писать о водяных часах , появляющихся уже в 4000 г. до н.э. в этих регионах мира.

Греческие астроном Андроник Кирский руководил строительством Башни Ветров в Афинах в 1 - м века до нашей эра греческих и римские цивилизации зачислены на начальном этапе продвижения дизайна воды круглосуточно включать сложные зубчатые передачи , который был связан с причудливыми автоматами , а также привели к улучшению точность. Эти успехи были переданы через Византию и исламские времена, в конечном итоге сделать свой путь обратно в Европу . Самостоятельно, китайцы разработали свои собственные усложненные часы воды (水鐘) в 725 г. н.э., передавая свои идеи в Корею и Японию .

Некоторые конструкции тактовой воды были разработаны независимо друг от друга , а некоторые знания было переданы через распространение торговли. Предварительно современные общества не имеют те же точные требования хронометража , которые существуют в современных индустриальных обществах, где контролируются каждый час работы или отдыха, и работа может начать или закончить в любое время , независимо от внешних условий. Вместо этого, водяные часы в древних обществах использовались главным образом для астрологических причин. Эти ранние водяные часы были откалиброваны с солнечными часами . Хотя никогда не достигая уровень точности современного хронометра, часы воды были наиболее точным и широко используется хронометраж устройство на протяжении тысячелетий, пока он не был заменен более точными маятниковыми часами в семнадцатом веке в Европе.

Исламская цивилизация приписывают дальнейшее продвижение на точности часов со сложным машиностроением. В 797 (или , возможно , 801), то Аббасидов халиф из Багдада , Гарун аль-Рашид представил Шарлеманя с Азиатский слон по имени Абул-Аббас вместе с «особенно сложный пример» из водяных часов. Папа Сильвестр II представили часы в Северную и Западную Европу вокруг 1000AD

Часы слона в рукописи Аль-Джазари (1206 AD) из Книги знаний гениальных механических устройств .

В 13 - м веке, Аль-Джазари , инженер из Месопотамии (жил 1136-1206) , который работал на Artuqid короля Дияр-Бакра, Насир ад-Дин , сделал многочисленные часы всех форм и размеров. Книга о его работе описаны 50 механических устройств в 6 категорий, в том числе водяных часов. Наиболее авторитетные часы включены слон , Scribe и замок часов , все из которых были успешно реконструированы. Как и говорить время, эти великие часы были символом статуса, величия и богатства государства Urtuq.

Раннее механическое

Слово horologia (от греческого ὥρα, часа, и λέγειν, чтобы сказать) был использован для описания ранних механических часов, но использование этого слова ( до сих пор используется в некоторых романских языках ) для всех хронометристов скрывает истинную природу этих механизмов. Например, есть запись , что в 1176 году Sens собор установлен « куранты » , но механизм , используемый неизвестно. По Джослин из Brakelond , в 1198 году во время пожара в аббатстве Сент - Эдмундсбери (ныне Bury St Edmunds ), монахи «побежал на часы» , чтобы набрать воды, указывая , что их вода круглосуточно имели резервуар , достаточно большой , чтобы помочь потушить случайный огонь. Слово часы (от кельтского слова clocca и clogan , и это означает «колокол»), который постепенно вытесняет «курантов», предполагает , что это был звук колокола , который также характеризовали прототип механические часы , которые появились в 13 веке в Европе .

Водяное питанием зубчатых часы были созданы в Китае в 725 год нашей эры Yi Xing и Лян Линцзани . Это не считается анкерный механизм часов , как это было в одном направлении, то Сунская эрудит и гений Су Сун (1020-1101) включил его в своей монументальной инновации астрономические часы-башни Кайфэном в 1088 Его астрономические часы и вращающиеся армиллярная сферы еще полагались на использование либо проточной водой в течение весны, лето, осень сезонов и жидкой ртути при температуре замерзания зимой (т.е. гидравлики ). Ртутные часы, описанные в Libros дель сабель , испанская работа с 1277 , состоящей из переводов и пересказов арабского произведения, иногда цитируются как свидетельство мусульманского знания механических часов. Ртутно питанием зубчатых часы были созданы Ибн Халаф аль-Muradi .

В Европе, между 1280 и 1320, происходит увеличение числа ссылок на часы и horologes в церковных записях, и это , вероятно , указывает на то, что новый тип часового механизма был разработан. Существующие механизмы синхронизации , которые использовали энергию воды были приспособлены , чтобы взять их движущую силу от падающих весов. Эта сила была под контролем той или иной форме колебательного механизма, вероятно , полученного из существующих колокольного звона или тревоги устройств. Это контролируемое высвобождение питания от спускового -marks начала истинных механических часов, которые отличались от ранее упомянутых Зубчатых часов. Грань спускового механизма , полученный в волне истинных механических часов, которые не нуждаются в каких - либо силы жидкости, как вода или ртуть, чтобы работать.

Эти механические часы были предназначены для двух основных целей: для сигнализации и оповещения (например , сроков услуг и общественных мероприятий), а также для моделирования солнечной системы . Бывшая цель является административной, последним возникает естественно , учитывая научные интересы в астрономии, науке, астрологии, и как эти предметы , интегрированные с религиозной философией времени. Астролябии был использован как астрономами и астрологами, и это было естественно применить заводной привод к вращающейся пластине , чтобы произвести рабочую модель солнечной системы.

Простые часы , предназначенные в основном для уведомления были установлены в башнях, и не всегда требуют лиц или рук. Они объявили канонические часы или интервалы между установленным временем молитвы. Канонические часы варьировать по длине , как времена восхода и захода солнца сдвинуты. Более сложные астрономические часы пришлось бы двигаться циферблаты или руки, и показали бы время в различных системах время, в том числе итальянских часов , канонические часы, и время , как измерено астрономами в то время. Оба стиля часов начал приобретать экстравагантные черты , такие как автоматы .

В 1283 году , большие часы были установлены на Данстейбл Приорат ; его расположение над лекторий предполагает , что это была не вода круглосуточно. В 1292 году , Кентерберийский собор установлен «большой Horloge». В течение следующих 30 лет есть упоминания о часах на ряде церковных учреждений в Англии, Италии и Франции. В 1322 году , новые часы были установлены в Норвиче , дорогая замена для более ранних часов , установленного в 1273 году Это был большой (2 метра) астрономический циферблат с автоматами и колоколами. Стоимость установки включала полную занятость двух clockkeepers в течение двух лет.

астрономический

16-го века часы машина Монастырь Христа , Томар, Португалия

Кроме того , китайские астрономические часы Су песни в 1088 году уже упоминалось выше, в Европе были часы , построенные Ричардом Wallingford в Сент - Олбанс по 1336, и Джованни де Dondi в Падуе от 1348 до 1364 они больше не существуют, но подробное описание их проектирования и строительства выжить, и современные репродукции были сделаны. Они показывают , как быстро теория механических часов были переведены на практические конструкции, а также , что один из многих импульсов к их развития было желание астрономов исследовать небесные явления.

Часы Wallingford имели большой астролябию типа циферблат, показывающий солнце, луна возрастной, фаза, и узел, на звездную карту, и , возможно , планеты. Кроме того, это было колесо фортуны и индикатор состояния прилива на Лондонском мосту . Колокола звонили каждый час, число ходов с указанием времени. Часы DONDI был семь-сторонняя конструкцией, 1 метр высоты, с циферблатами , показывающего время суток, в том числе минут, движений всех известных планет, автоматический календаря фиксированных и подвижных праздников , и рука прогнозирования затмения вращающиеся один раз каждые 18 года. Не известно , насколько точны или надежны эти часы были бы. Вероятно , они были скорректированы вручную каждый день , чтобы компенсировать ошибки , вызванных износом и неточным производством. Водные часы иногда все еще используются сегодня, и могут быть рассмотрены в таких местах , как древние замки и музеи. Собор часы Солсбери , построенная в 1386 году, считаются старейшими в мире живых механические часы , что поражает часы.

Весна-приводом

Ренессанс турель Часы, немецкий, около 1570
Пружинным приводом часы каретка Matthew Norman с обмоткой ключ

Часовщики развили свое искусство по-разному. Создание небольших часов была техническая проблема, как было повышения точности и надежности. Часы могут быть впечатляющими Экспонаты, чтобы продемонстрировать мастерство квалифицированных, или менее дорогие, массовое производство предметов для домашнего использования. Спуском, в частности, стало важным фактором, влияющим на точность на часах, так много различных механизмов были испробованы.

Весна управляемых часы появились в 15 - м века, хотя они часто ошибочно приписывают в Нюрнберг часовщик Питер Генлейного (или Генль, или Хил) около 1511. Самых ранних существующей весны привода часы камеры часы дали Филипп Доброму, герцог Бургундии , около 1430, в настоящее время в Germanisches Nationalmuseum . Весна власть представлены часовщики с новой проблемой: как сохранить часы движения работает с постоянной скоростью , как пружина побежала вниз. Это привело к изобретению в stackfreed и фузеей в 15 - м веке, и много других новшеств, вплоть до изобретения современного собирается баррель в 1760 году.

Ранние циферблаты часы не показывают минуты и секунды. Часы с циферблатом с указанием минут был показан в 1475 рукописи Paulus Almanus, а некоторые часы 15- го века в Германии показали минуты и секунды. Ранняя запись секундной стрелки на часах восходит около 1560 на часах теперь в коллекции Fremersdorf.

В течение 15 - го и 16 - го века, процветали в производстве часов, особенно в металлообрабатывающих городах Нюрнберг и Аугсбург , а в Блуа , Франция. Некоторые из более основных настольных часов имеют только один раз по поддержанию руки, с набором между часовыми метками разделены на четыре равные части , производящих часы считываемых с точностью до 15 минут. Другие часы были выставками мастерства и мастерства, включая астрономические показатели и музыкальные движения. Кросс-ритм спуск был изобретен в 1584 годе Бюргов , который также разработал remontoire . Часы Бюрги были большое улучшение в точности , как они были правы, в течение одной минуты в день. Эти часы помогли астронома 16-го века Тихо Браге наблюдать астрономические события с гораздо большей точностью , чем раньше.

Маятник

С момента своего изобретения в 1656 году Христианом Гюйгенсом до 1930-х годов маятник часов был наиболее точным хронометрист в мире, с учетом его широкого использования.

Следующий шаг в развитии в точности происходило после того, как 1656 с изобретением маятниковых часов . Galileo была идея использовать качающийся боб регулировать движение времени говоря устройство в начале 17 - го века. Христиан Гюйгенс , однако, обычно приписывают как изобретатель. Он определил математическую формулу, связанную длину маятникового время (около 99,4 см или 39,1 дюймов для одной второй части) и были первым маятник привода часов сделаны. Первая модель часы были построены в 1657 году в Гааге , но это было в Англии , что идея была выполнена. Часы напольные (также известный как дедушкины часы ) был создан для размещения маятник и работает на английском часовщиком Уильяма Климента в 1670 или 1671. Это было также в это время часы дела стали сделаны из дерева и часы лица использовать эмали , а также ручная роспись керамики.

В 1670 году Уильям Клемент создал якорь спуском , улучшение по сравнению с короной спуском Гюйгенса. Климент также представил весной маятник подвески в 1671 Концентрические минутная стрелка была добавлена к часам с помощью Daniel Quare , часовщика в Лондоне и других, а вторая рука была впервые введена.

волосок

В 1675 годе Гюйгенс и Роберт Гук изобрели спиральную пружину баланса , или волосок, предназначенную для управления колеблющейся скорости балансира . Это решающий фактор , наконец , сделал точные карманные часы возможно. Великий английский часовщик, Томас Томпион , был одним из первых , чтобы использовать этот механизм успешно в своих карманных часов , и он принял минутную стрелку , которая, после того, как различные конструкции были опробованы, в конечном счете , стабилизированный в конфигурацию современного. Стойка и улитка ударный механизм для ярких часов , был введен в 17 веке и имел различные преимущества по сравнению с «countwheel» (или «блокирующая пластина») механизмом. В 20 - м веке было распространенное заблуждение , что Эдвард Барлоу изобрел стойку и улитка поразительный. На самом деле, его изобретение было связано с повторяющимся механизма , использующего стойку и улитку. Повторяя часы , которые бьют количество часов (или даже минут) был изобретен либо Quare или Barlow в 1676 году Джордж Грэхэм изобрел неплательщик анкерный для часов в 1720 году.

морской хронометр

Основной стимул для повышения точности и надежности часов была важностью точного хронометража для навигации. Положение судна в море может быть определена с достаточной степенью точности , если навигатор может ссылаться на часы , которые потеряли или набрали менее чем около 10 секунд в день. Эти часы не могли содержать маятник, который был бы практически бесполезен на ротационном корабле. В 1714 году британское правительство предложило большие финансовые выгоды от стоимости 20000 фунтов, для тех , кто мог бы определить долготу точно. Джон Харрисон , который посвятил свою жизнь повышения точности своих часов, позже получил значительные суммы в соответствии с Законом о долготе.

В 1735 году Харрисон построил свой первый хронометр, который он постепенно улучшалась на протяжении следующих тридцати лет, прежде чем представить его на рассмотрение. Часов были много нововведений, в том числе использования подшипников для уменьшения трения, взвешенные балансов для компенсации тангажа и крен судна в море и использование двух различных металлов, чтобы уменьшить проблему расширения от тепла. Хронометр был испытан в 1761 году сын Харрисона и к концу 10 недель часы было ошибкой менее чем за 5 секунд.

Массовое производство

Англичане преобладал в производстве часов на протяжении большей части 17 - го и 18 - го веков, но поддерживал систему производства , которая была направлена в сторону продукции высокого качества для элиты. Хотя была попытка модернизировать часы производства с массовым производством техникой и применение дублирования инструментов и машин британской Watch Company в 1843 году, это было в Соединенных Штатах , что эта система сняла. В 1816 году, Эли Терри и некоторые другие часовщики Коннектикута разработали способ массового производства часов с помощью сменных частей . Аарон Lufkin Dennison начал завод в 1851 году в штате Массачусетс , который также используется взаимозаменяемые детали, и к 1861 управлял успешным предприятием включены как Waltham Watch Company .

Ранний электрический

В 1815 годе Фрэнсис Ronalds опубликовал первые электрические часы питания от сухих свайных батарей. Александр Бэйн , шотландский часовщик, запатентовала электрические часы в 1840. движущей силой электрических часов в намотана либо с электродвигателем или с электромагнитом и якорем. В 1841 году он первым запатентовал электромагнитный маятник. К концу девятнадцатого века, появление сухой клеточной батареи сделали возможным использовать электроэнергию в часы. Весна или вес привода часы , которые используют электричество, либо переменный ток (AC) или постоянный ток (DC), чтобы перемотать пружину или поднять вес механических часов будут классифицироваться как электромеханический часы . Эта классификация может также применяться к часам , которые используют электрический импульс для приведения в движение маятника. В электромеханических часов электроэнергии не служит времени поддержания функции. Эти типы часов были сделаны как отдельные часы , но чаще всего используется в синхронизированных установок времени в школах, предприятий, заводов, железных дорог и государственных учреждений в качестве мастер - часы и ведомых часов .

Электрические часы , которые рассчитаны на питание от сети переменного тока питания часто используют синхронные двигатели . Подача тока чередуется с частотой 50  герц во многих странах, и 60 герц в других. Ротор двигателя вращается со скоростью, которая связана с частотой чередования. Соответствующая передача преобразует эту скорость вращения до правильных для рук аналоговых часов. Развитие электроники в 20 - м века привело к часам с не заводными частями на всех. Время в этих случаях измеряется несколькими способами, например, путем чередования источника переменного тока, вибрации камертона , поведение кварцевых кристаллов или квантовых колебаний атомов. Электронные схемы разделить эти высокочастотные колебания на более медленные , которые управляют отображением времени. Даже механические часы с тех пор приходят в значительной степени питаются от батарей, устраняя необходимость в обмотке.

кварцевый

В пьезоэлектрические свойства кристаллического кварца были обнаружены Жак и Пьер Кюри в 1880. Первый кварцевый генератор был изобретен в 1917 году Александр М. Николсона , после чего, первый кварцевый генератор был построен Уолтером Г. Кэди в 1921 г. В 1927 г. первые кварцевые часы был построен Уоррен Marrison и JW Horton в Bell Telephone Laboratories в Канаде. В последующие десятилетия увидели развитие кварцевых часов , как устройства для измерения точного времени в лабораторных условиях-громоздких и деликатных счетных электроники, построены с вакуумными трубками , ограничивает их практическое применение в других местах. Национальное бюро стандартов (теперь NIST ) не на основе времени стандарт США на кварцевых часов с конца 1929 до 1960 года , когда он изменился до атомных часов. В 1969 году Seiko произвел первый в мире кварцевый наручные часы , в Астрон . Их присуща точность и низкая стоимость производства привели к последующему распространению кварцевых часов и часов.

атомное

Как из 2010s, атомные часы являются наиболее точными часами в наличии. Они значительно более точны , чем кварцевые часы , поскольку они могут быть с точностью до нескольких секунд через триллионы лет. Атомные часы были первым теоретизировался Кельвином в 1879. В 1930 - х годах развитие магнитного резонанса , созданных практический метод для этого. Прототип аммиак мазер устройство было построено в 1949 году в США Национального бюро стандартов (NBS, теперь NIST ). Несмотря на то, что было менее точным , чем существующие кварцевые часы , он служил для демонстрации концепции. Первые точные атомные часы, стандарт цезий на основе определенного перехода цезия-133 атома, был построен Луи Эссен в 1955 году в Национальной физической лаборатории в Великобритании. Калибровка стандартного цезия атомных часов проводили с использованием астрономической шкалы времени эфемеридного времени (ET). В 2013, наиболее стабильных атомных часах иттербий часы, которые стабильны в течение менее чем двух частей в 1 квинтиллионах ( 2 × 10 -18 ).

операция

Механизм курантов в.

Изобретение механических часов в 13 - м веке инициировал изменение методов хронометража из непрерывных процессов, таких как движение гномон тени «ы на солнечных часов или потока жидкости в воде часами , периодические колебательные процессы, такие , как свинг из маятника или вибрация кристалла кварца , который имел потенциал для большей точности. Все современные часы используют колебание.

Хотя механизмы , которые они используют изменяются, все колеблющиеся часы, механические, цифровые и атомные, работают аналогично и могут быть разделены на аналогичные части. Они состоят из объекта , который повторяет то же самое движение снова и снова, в генератор , с точно постоянным интервалом времени между каждым повторением, или «бить». Прикрепленный к генератору является контроллером устройство, которое поддерживает движение осциллятора путем замены энергии она теряет на трение , и преобразует его колебания в серию импульсов. Эти импульсы затем подсчитывали некоторый типом счетчика , а число отсчетов преобразуются в удобные единица, обычно секунды, минуты, часы, и т.д. Наконец какое - то индикатор отображает результат в читаемом виде человека.

источник питания

Ключи различных размеров для намотки пружины на часы.
  • В механических часах, источник питания , как правило , либо вес отстранен от шнура или цепи , обернутый вокруг шкива , звездочки или барабана; или спиральная пружина называется пружиной . Механические часы должны быть намотаны периодически, как правило, поворачивая ручку или кнопку или, потянув за свободный конец цепи, чтобы сохранить энергию в весе или весной , чтобы держать часы работают.
  • В электрических часов , источник питания либо батареи или линия электропередачи переменного тока . В часы , которые используют энергию переменного тока, небольшая резервная батарея часто включается , чтобы держать часы работает , если он отключен временно от стены или во время отключения электроэнергии. Аккумуляторные настенные часы аналоговых доступны , которые работают в течение 15 лет между изменениями батареи.

осциллятор

Хронометраж элемент во всех современных часах является гармоническим осциллятором , физический объект ( резонатор ) , который вибрирует или колеблется периодически с точно постоянной частотой .

Преимущество гармонического осциллятора по сравнению с другими формами генератора является то , что он использует резонанс вибрировать с точной естественной резонансной частотой или «бить» зависят только от его физических характеристик, а также устойчиво к вибрирующему по другим ставкам. Возможно точность достижима с помощью гармонического осциллятора измеряется с помощью параметра называется его Q , или коэффициент качества, который увеличивает ( при прочих равных условиях ) с его резонансной частоте. Именно поэтому наблюдается долгосрочная тенденция к повышению частоты осцилляторов в часах. Баланс колесо и маятники всегда включают в себя средства регулировки скорости хронометра. Кварцевые часы иногда включают винт скорости , который регулирует конденсатор для этой цели. Атомные часы являются основными стандартами , и их скорость не может быть отрегулирована.

Синхронное или ведомые часы

Некоторые часы полагаться на их точность на внешнем генераторе; то есть, они будут автоматически синхронизированы с более точными часами:

  • Ведомые часы , используемые в крупных учреждениях и школах с 1860 - х до 1970 - х годов, хранится время с маятником, но были подключены к мастер - часов в здании, и периодически получает сигнал для синхронизации их с мастером, часто на час. Более поздние версии без маятников были вызваны импульсом от тактового генератора и определенных последовательностей , используемых , чтобы заставить быструю синхронизацию после сбоя питания.
  • Синхронные электрические часы не имеет внутренний генератор, но рассчитывать циклы 50 или 60 Гц колебаний линии питания переменного тока , который синхронизирован с утилитой к точности генератору. Подсчета может быть сделан в электронном виде , как правило , в часах с цифровым дисплеем, или, в аналоговых часах, АС может управлять синхронным двигателем , который вращает точную долю оборота за каждый цикл линейного напряжения, и приводит в действии зубчатой передачи. Хотя изменения в сетке частоты линии из - за изменения нагрузки могут вызвать часы , чтобы временно получить или потерять несколько секунд , в течение одного дня, общее число циклов в течение 24 часов поддерживаются исключительно точно по сервисной компании, так что часы держит время точно в течение длительных периодов времени.
  • Компьютер в режиме реального времени часы отсчитывать время с кварцевым резонатором, но может быть периодически (обычно раз в неделю) синхронизируются через Интернет к атомным часам ( UTC ), используя Network Time Protocol (NTP). Иногда компьютеры в локальной сети (LAN) получить свое время от одного локального сервера , который поддерживается точно.
  • Радио часов сохранить время с кристаллом кварца, но периодически синхронизированы с сигналами времени , передаваемых от выделенных стандартного времени радиостанций или навигационных спутниковых сигналов, которые установлены с помощью атомных часов .

контроллер

Это имеет двойную функцию поддержания хода генератора, давая это выталкивает ' , чтобы заменить потери энергии на трение , и преобразование его колебания в серию импульсов , которые служат для измерения времени.

  • В механических часах, это спуском , который дает точные толчки к качающимся маятником или балансиром, и выпускает один зубом из ходового колеса на каждом колебании, позволяя все колеса с часами, чтобы двигаться вперед фиксированное количество с каждым ходом.
  • В электронных часах это электронная схема генератора , что дает вибрирующий кристалл кварца или камертон крошечным «толкает», и генерирует серию электрических импульсов, по одному для каждого колебания кристалла, который называется тактовым сигналом .
  • В атомных часов контроллер представляет собой откачивают СВЧ - резонатор прикреплен к СВЧ - генератора , управляемого микропроцессором . Тонкий газ цезия атомов высвобождается в полость , где они подвергаются воздействию микроволн . А лазерные меры , сколько атомов впитали микроволны, и электронный обратной связи система управления называется фазовой автоматической подстройки частоты настраивает микроволновый генератор до тех пор, пока на частоте , которая вызывает атомы вибрировать и поглощают микроволновое излучение. Затем СВЧ - сигнал делится на цифровых счетчик , чтобы стать тактовым сигналом .

В механических часах, низкий Q уравновешивающего колеса или маятник осциллятора сделал их очень чувствительным к тревожному действию импульсов спускового, так что анкерные оказал большое влияние на точности хода часов, и многие проекты Escapement были испробованы. Чем выше добротность резонаторов в электронных часах делает их относительно нечувствительной к возмущающим воздействиям мощности привода, так что схема возбуждения генератора является гораздо менее важным компонентом.

Счетчик цепи

Это подсчитывает импульсы и добавляет их , чтобы получить традиционные временные единицы секунд , минут , часов и т.д. Он обычно имеет положение для установки часов вручную , путем ввода правильного времени в счетчике.

  • В механических часах это делается механически с помощью зубчатой передачи , известной как колеса поезда . Зубчатая передача также имеет вторую функцию; для передачи механической энергии от источника питания для запуска генератора. Существует трение муфта называется «пушечная шестерней» между передачами вождением руки и остальная частью часов, позволяя руки , чтобы повернуть , чтобы установить время.
  • В цифровых часах серия интегральных схем счетчиков или делителей добавить импульсы вверх в цифровом виде , с использованием двоичной логики. Часто КНОПКИ по делу позволяют Часовые и минутные счетчики будут увеличиваться и уменьшаться , чтобы установить время.

Индикатор

Кукушкой часы с механическим автоматом и звукорежиссер ударяя по 8 - й час на аналоговом циферблате.

Это отображает количество секунд, минут, часов и т.д. в человеческом читаемом виде.

  • Первые механические часы в 13 - м веке не было визуальный индикатор и сигнал времени внятно бастующими колокольчики . Многие часы на сей день поражают часы , поражающие час.
  • Аналоговые часы показывать время с аналоговым циферблатом , который состоит из круглого диска с номерами от 1 до 12, часов в день, вокруг снаружи. Часы указаны с часовой стрелкой , что делает два оборота в день, в то время как минуты обозначены минутная стрелкой , что делает один оборот в час. В механических часах зубчатую передачу приводит в движение руки; в электронных часах схема выдает импульсы каждую секунду , которые вбить шаговый двигатель и зубчатую передачи, которые перемещаются руками.
  • Цифровые часы показывать время периодически меняя цифры на цифровом дисплее . Общим заблуждением является то , что цифровые часы является более точным , чем аналоговые часы стены, но тип индикатора отдельно от точности источника синхронизации.
  • Говорящие часы и говорящие часы услуги , предоставляемые телефонными компаниями , говорят время внятно, используя либо записанные или в цифровом виде, синтезированные голоса .

Типы

Часы могут быть классифицированы по типу отображения времени, а также по методу хронометража.

Методы Время отображения

аналоговый

Линейные часы в Лондоне «s станции метро Piccadilly Circus . 24 часа группа движется по статической карте, в ногу с видимым движением солнца над землей, и указатель закрепленную на Лондон указывает на текущее время.
Современные кварцевые часы с 24-часовым лицом

Аналоговые часы обычно используют циферблат , который указует время , используя вращающиеся указатели , называемые «руками» на фиксированный пронумерованный циферблате или циферблате. Стандартный циферблата, известный повсеместно по всему миру, имеет короткий «часовую стрелку» , которая указывает час на круговой циферблате 12 часов , что делает два оборота в день, и более длинный «минутная стрелка» , которая указывает минуты в ток час на том же циферблате, который также разделен на 60 минут. Он может также иметь «вторую руку» , который указывает на то секунды в текущей минуте. Единственный широко используемый циферблат сегодня является 24 часа аналогового циферблата , из - за использованием 24 часа времени в военных организациях и расписаниях. Перед современным циферблат был стандартизирован во время промышленной революции , были использованы многие другие конструкции лица на протяжении многих лет, в том числе циферблатов , разделенных на 6, 8, 10 и 24 часов. Во время Французской революции французского правительство пыталось ввести 10-часовой , как часть их десятичной на основе метрической системы измерения, но он не прижился. Итальянские 6 часов часы были разработаны в 18 - м века, предположительно , для экономии энергии (часов или часов поразительных 24 раз использует больше энергии).

Простые 24 часа часы, показывающие примерное положение солнца.

Другой тип аналоговых часов это солнечные часы , который отслеживает солнце постоянно, регистрируя время теневой позиции его гномон . Поскольку солнце не подстраиваться летнее время, пользователи должны добавить в час в течение этого времени. Исправления должны быть сделаны для уравнения времени , и разница между долгот солнечных часов и центрального меридиана часового пояса , который используется (т.е. на 15 градусов к востоку от меридиана за каждый час , что часовой пояс опережает GMT ). Солнечные часы использовать некоторые или часть 24 часа аналогового циферблата. Там также существуют часы , которые используют цифровой дисплей , несмотря на аналоговый механизм, они обычно называют флип часы . Были предложены альтернативные системы. Например, часы «Twelv» указывает на текущий час , используя один из двенадцати цветов, и указывает на минуту, показывая часть кругового диска, похожий на фазы Луны .

цифровой

Цифровые часы отображать числовое представление времени. Два цифровых форматов отображения обычно используются на цифровые часы:

  • 24-часовой формат с часами в пределах 00-23;
  • 12-часовом формате с AM индикатора / PM, с часами , указанным в 12 утра, а затем 1 AM-11AM, а затем 12PM, а затем 1 PM-11PM (отметка в основном используется в домашних условиях).

Большинство цифровых часов используют электронные механизмы и LCD , LED , или VFD дисплеи; многие другие технологии отображения используются , а также ( электронно - лучевые трубки , Nixie трубы и т.д.). После неудачи сброса, изменений или батареи питания, эти часы без резервной батареи или конденсатора либо начать отсчет с 12:00, или остаться в 12:00, часто с мигающими цифрами , указывающих , что время должно быть установлено. Некоторые новые часы будут самовосстановиться основаны на радио или интернет - серверов времени , которые настроены на национальные атомные часы . С появлением цифровых часов в 1960 - х годах, использование аналоговых часов значительно уменьшилось.

Некоторые часы, называемые « флип часы », имеют цифровые дисплеи , которые работают механически. Цифры нарисованы на листах материала , которые установлены как на страницах книги. Один раз в минуту, страница перевернута , чтобы открыть следующую цифру. Эти дисплеи, как правило , легче читать в ярко освещенных условиях , чем ЖК - дисплеи или светодиоды. Кроме того , они не возвращаются в 12:00 после отключения питания. Флип часы , как правило , не имеют электронных механизмов. Как правило, они приводятся в движение AC - синхронных двигателей .

Гибридные (аналого-цифровой)

Гибридные в реальное время анимированные часы с секундами (12 часов)

Часы с аналоговым квадрантами, с помощью цифрового компонента, как правило, минут и часов, отображаемых аналогично и секунд, отображаемых в цифровом режиме.

слуховой

Для удобства, расстояния, телефонии или слепоты , слуховые часы представляют время как звуки. Звук либо говорить на естественном языке (например , «время 1235»), или слуховые коды (например , количество последовательных звонка на час представляет число часа , как колокол, Биг - Бен ). Большинство телекоммуникационных компаний также предоставляют говорящие часы обслуживания , а также.

слово

Программное обеспечение слово часы

Часы слова являются часы, которые показывают время визуально с помощью предложения. Например: «Это около 3:00.» Эти часы могут быть реализованы в аппаратных средствах или программном обеспечении.

проекция

Некоторые часы, как правило , цифровые те, включать в себя оптический проектор , который светит увеличенное изображение отображения времени на экран или на поверхность , такие как крытый потолок или стены. Цифры достаточно велики , чтобы быть легко читать, без использования очков, лица с умеренно несовершенным зрением, поэтому часы удобны для использования в своих спальнях. Как правило, схема хронометража имеет батарею в качестве резервного источника бесперебойного питания , чтобы держать часы на время, в то время как проекция свет работает только тогда , когда устройство подключено к источнику переменного тока. Полностью батарейки портативные версий , напоминающие фонарики также доступны.

осязательный

Слуховые и проекционные часы могут быть использованы людьми , которые являются слепыми или имеют ограниченное зрение. Есть также часы для слепых , которые имеют дисплеи , которые могут быть прочитаны с помощью осязания. Некоторые из них похожи на обычные аналоговые дисплеи, но сконструированы таким образом , руки могут ощущаться , не повреждая их. Другой тип, по существу , цифровой, и использует устройства , которые используют такой код Брайля , чтобы показать цифры , так что они могут ощущаться с кончиков пальцев.

Multi-дисплей

Некоторые часы имеют несколько дисплеев управляемых одним механизмом, и некоторые другие имеют несколько совершенно отдельных механизмов в одном случае. Часы в общественных местах , часто имеют несколько лиц , видимых со всех сторон, так что часы могут быть считаны из любого места в окрестностях; все лица показывают одинаковое время. Другие часы показывают текущее время в нескольких часовых поясах. Часы, которые предназначены для переноситься путешественниками часто имеют два экрана, один для местного времени , а другие за время дома, который является полезным для изготовления предварительно организованы телефонные звонков. Некоторые уравнения часы имеют два дисплея, один показ среднее время и другое солнечное время , как было показано с помощью солнечных часов. Некоторые часы имеют аналоговые и цифровые дисплеи. Часы с дисплеями Брайля обычно имеют обычные цифры , так что они могут быть прочитаны зрячими.

цели

Во многих городах и поселках традиционно имеют общественные часы в видном месте, например, городской площади или городского центра . Это одна на дисплее в центре города Роббинс, штат Северная Каролина .
Старые часы в ресторане в Хорватии

Часы находятся в домах, офисах и многих других местах; более мелкие ( часы ) переносятся на запястье или в кармане; большие из них в общественных местах, например , на железнодорожной станции или церковь . Небольшие часы часто проявляются в угле компьютерных дисплеев , мобильных телефонов и многих MP3 - плеер .

Основная цель часов, чтобы отобразить время. Часы могут также иметь средство , чтобы сделать сигнал тревоги громко в определенное время, как правило , будить спящего в заданное время; они называются будильники . Сигнал может начать на низком уровне громкости и становится громче, или есть средство , чтобы быть выключенным в течение нескольких минут , а затем возобновить. Будильники с видимыми индикаторами иногда используется для обозначения детей , слишком маленьких , чтобы прочитать время , что время для сна закончило; их иногда называют учебные часы .

Механизм синхронизации может быть использован для управления устройством в соответствии со временем, например, центральное отопление систему, видеомагнитофон , или бомба замедленного действия (см: цифровой счетчик ). Такие механизмы, как правило , называют таймеры . Механизмы Часы также используются для привода устройств , таких как солнечные трекеров и астрономические телескопы , которые должны вращаться с точно контролируемой скоростью , чтобы противодействовать вращению Земли.

Большинство цифровых компьютеров зависят от внутреннего сигнала при постоянной частоте для синхронизации обработки; это называется в качестве тактового сигнала . (Несколько исследовательских проектов разработка процессоров на основе асинхронных схем .) Некоторое оборудование, в том числе компьютеров, а также поддерживает дату и время для использования по мере необходимости; это называется время-часы дня, и отличается от сигнала системного тактового сигнала, хотя , возможно , на основе подсчета своих циклов.

В китайской культуре, давая часы ( традиционный китайский : Перевозка鐘 ; упрощенный китайский : 送钟 ; пиньинь : ПЕСНЯ Zhong ) часто табу, особенно для пожилых людей , так как термин для этого акта является омофоном с термином для акта посещения чужая похороны ( традиционный китайский : 送終 ; упрощенный китайский : 送终 ; пиньинь : sòngzhōng ). Британский правительственный чиновник Susan Kramer дал часы в Тайбэй мэре Ко Вэнь-драги не знают о таких табу , что привело к некоторому профессиональному смущению и в соответствии с извинениями.

Нежелательно , чтобы дать кому - то часы или ( в зависимости от региона) другие часы в качестве подарка. Традиционные суеверия считают это отсчитывали секунды до смерти получателя. Еще одна распространенная интерпретация этого является то , что фраза «дать часы» ( упрощенный китайский : 送钟 ; традиционный китайский : 送鐘 ) по - китайски произносится как «ПЕСНЯ Zhong» в мандарин , который является омофоном фразы для «завершающего» или «на похороны» (оба может быть записана как 送終 (традиционный) или 送终 (упрощенный)). Кантонские люди считают такой подарок , как проклятие.

Это одноименная пара работает как мандарин и кантонский, хотя в большинстве районов Китая только часы и большие колокола, а не часы, называется « чжун », и часы , как правило , в качестве подарков в Китае.

Однако, если такой подарок будет задан, «unluckiness» подарка можно противопоставить требовательный небольшую денежную компенсацию , чтобы получатель покупает часы и тем самым противодействуя «» Перевозка ( «дать») выражение этой фразы.

стандарты времени

Для некоторых научных сроков работы с максимальной точностью имеет важное значение. Кроме того , необходимо иметь уровень максимальной точности , против которого рабочие часы могут быть откалиброваны. Идеальные часы дадут время для неограниченной точности, но это не осуществимо. Многие физические процессы, в частности , в том числе некоторых переходов между атомными уровнями энергии , происходят на чрезвычайно стабильную частоте; подсчет циклов такого процесса может дать очень точные и последовательные временные часы , которые работают таким образом, как правило , называют атомные часы . Такие часы , как правило , большие, очень дорого, требуют контролируемой среды, и являются гораздо более точными , чем требуется для большинства целей; они , как правило , используется в стандартах лаборатории .

навигация

До достижения в конце двадцатого века, навигация не зависит от способности измерять широту и долготу . Широта может быть определена с помощью астрономической навигации ; измерение долготы требует точного знания времени. Эта потребность была главной мотивацией для разработки точных механических часов. Джон Харрисон создал первый высокоточный морской хронометр в середине 18-го века. Полдень пистолет в Кейптауне до сих пор стреляет точный сигнал , чтобы позволить судам проверять свои хронометры . Многие здания вблизи крупных портов , используемых иметь (некоторые до сих пор) большой шар , установленные на башне или мачте с возможностью упасть на заранее определенное время, для той же цели. В то время как спутниковые навигационные системы , такие как системы глобального позиционирования (GPS) требует невиданно точного знания времени, это поставляется оборудования на спутниках; транспортные средства , больше не нужно хронометража оборудование.

Конкретные виды

Монументальный коническая часы Маятник Эжена Фарко , 1867. Drexel University, Филадельфия, США.
По механизму По назначению По стилю

Смотрите также

группа новостей

Примечания и ссылки

Список используемой литературы

  • Бэйли, GH, О. Клаттон, и СА Ilbert. Бриттена Старые Часы и их Makers (седьмой ред.). Bonanza Books (1956).
  • Bolter, Дэвид Дж Человек Тьюринга: Западная культура в компьютерном веке . Университет Северной Каролины Пресс, Chapel Hill, NC (1984). ISBN  0-8078-4108-0 ПБК. Резюме роли «часы» в его установке направления философского движения для «западного мира». Ср картина на стр. 25 , показывающие грани и foliot . Болтон вывел картину из Мейси, стр. 20.
  • Bruton, Эрик (1982). История Часы, Нью - Йорк: Crescent Books Распределенные по короне. ISBN  978-0-517-37744-4 .
  • Дорн-ван Россум, Герхард (1996). История Hour: часы и современные временные заказы . Сделка Томас Данлоп. Чикаго: Университет Чикаго Press. ISBN  978-0-226-15510-4 .
  • Edey, Уинтроп. Французские часы . Нью - Йорк: Walker & Co. (1967).
  • Kak, Subhash, вавилонские и индийская астрономия: Ранние соединения. 2003.
  • Кумар, нарендра «Наука в Древней Индии» (2004). ISBN  81-261-2056-8 .
  • Ланды, David S. Революция во времени: часы и формирование современного мира . Cambridge: Harvard University Press (1983).
  • Ланды, David S. Часы и богатство наций , Дедал журнал , весна 2003.
  • Ллойд, Алан Х. «Механические Timekeepers», История технологии, Vol. III. Под редакцией Charles Joseph Singer и др. Oxford: Clarendon Press (1957), стр 648-675..
  • Мейси, Сэмюэль Л., Часы и Космос: Время в Западной жизни и мысли , Archon Книги, Hamden, штат Коннектикут (1980)..
  • Needham, Joseph (2000) [1965]. Наука и цивилизация в Китае, Vol. 4, Часть 2: Машиностроение . Cambridge: Cambridge University Press. ISBN  978-0-521-05803-2 .
  • Северный, Джон. Божий Часовщик: Ричард Уоллингфордского и изобретение времени . Лондон: Hambledon и Лондон (2005).
  • Палмер, Брукс. Книга американских Часы , Macmillan Co. (1979).
  • Робинсон, Том. Напольные часы . Саффолк, Англия: клуб Antique Коллекционное (1981).
  • Смит, Алан. Словарь Clocks . Лондон: Канцлер Press (1996).
  • Tardy. Французские часы во всем мире . Часть I и II. Перевод с помощью Александра Баллантайна. Париж: Tardy (1981).
  • Иодер, Joella Gerstmeyer. Развернув Время: Христиан Гюйгенс и Математизация природы . Нью - Йорк: Cambridge University Press (1988).
  • Zea, Филипп и Роберт Чейни. Часы внесение в Новой Англии: 1725-1825 . Старый Sturbridge Village (1992).

внешняя ссылка