SundialsEdit
Einfache horizontale Sonnenuhr
Die scheinbare Position der Sonne am Himmel bewegt sich über den Verlauf eines jeden Tages und spiegelt die Rotation der Erde wider. Schatten, die von stationären Objekten geworfen werden, bewegen sich entsprechend, sodass ihre Positionen zur Anzeige der Tageszeit verwendet werden können., Eine Sonnenuhr zeigt die Zeit an, indem sie die Position eines Schattens auf einer (normalerweise) ebenen Fläche anzeigt, die Markierungen aufweist, die den Stunden entsprechen. Sonnenuhren können horizontal, vertikal oder in anderen Ausrichtungen sein. Sonnenuhren waren in der Antike weit verbreitet. Mit der Kenntnis des Breitengrades kann eine gut konstruierte Sonnenuhr die lokale Sonnenzeit innerhalb von ein oder zwei Minuten mit angemessener Genauigkeit messen. Sonnenuhren wurden bis in die 1830er Jahre zur Überwachung der Leistung von Uhren verwendet, wobei Telegraph und Zug verwendet wurden, um Zeit und Zeitzonen zwischen Städten zu standardisieren.,
Geräte, die Dauer, verstrichene Zeit und Intervalle messenedit
Der Sandfluss in einer Sanduhr kann verwendet werden, um die verstrichene Zeit zu verfolgen
Viele Geräte können verwendet werden, um den Lauf der Zeit ohne Bezug auf die Referenzzeit (Tageszeit, Stunden, Minuten usw.) zu markieren.) und kann zur Messung von Dauer oder Intervallen nützlich sein. Beispiele für solche Dauer Timer sind Kerzenuhren, Weihrauchuhren und die Sanduhr., Sowohl die Kerzenuhr als auch die Weihrauchuhr arbeiten nach dem gleichen Prinzip, wobei der Ressourcenverbrauch mehr oder weniger konstant ist und einigermaßen genaue und wiederholbare Schätzungen von Zeitabschnitten ermöglicht. In der Sanduhr zeigt feiner Sand, der mit konstanter Geschwindigkeit durch ein winziges Loch fließt, einen beliebigen, vorbestimmten Zeitablauf an. Die Ressource wird nicht verbraucht, sondern wiederverwendet.,
Wasser-clocksEdit
Ein Wasser-Uhr für goldbeating goldleaf-in Mandalay (Myanmar)
Wasser-Uhren, zusammen mit den Sonnenuhren, ist möglicherweise das älteste Zeit-Messgeräten, mit Ausnahme des Tages zählen tally stick. Angesichts ihrer großen Antike ist nicht bekannt und vielleicht unerkennbar, wo und wann sie zum ersten Mal existierten. Der schalenförmige Abfluss ist die einfachste Form einer Wasseruhr und es ist bekannt, dass er in Babylon und in Ägypten um das 16., Andere Regionen der Welt, einschließlich Indien und China, haben auch frühe Hinweise auf Wasseruhren, aber die frühesten Daten sind weniger sicher. Einige Autoren schreiben jedoch über Wasseruhren, die bereits 4000 v. Chr. in diesen Regionen der Welt auftauchen.
Der griechische Astronom Andronicus von Cyrrhus überwachte den Bau des Windturms in Athen im 1.Jahrhundert v. Chr. Die griechische und römische Zivilisation entwickelten das Design der Wasseruhr mit verbesserter Genauigkeit. Diese Fortschritte wurden durch Byzanz und islamische Zeiten weitergegeben, schließlich ihren Weg zurück nach Europa., Unabhängig davon entwickelten die Chinesen 725 n. Chr. ihre eigenen fortschrittlichen Wasseruhren und gaben ihre Ideen an Korea und Japan weiter.
Einige Wasseruhrentwürfe wurden unabhängig voneinander entwickelt und einige Kenntnisse wurden durch die Verbreitung des Handels übertragen. Vormoderne Gesellschaften haben nicht die gleichen genauen Zeitmessanforderungen wie in modernen Industriegesellschaften, in denen jede Arbeitsstunde oder Ruhezeit überwacht wird, und die Arbeit kann unabhängig von äußeren Bedingungen jederzeit beginnen oder enden. Stattdessen wurden Wasseruhren in alten Gesellschaften hauptsächlich aus astrologischen Gründen verwendet., Diese frühen Wasseruhren wurden mit einer Sonnenuhr kalibriert. Die Wasseruhr erreichte zwar nie die Genauigkeit eines modernen Zeitmessers, war aber seit Jahrtausenden das genaueste und am häufigsten verwendete Zeitmessgerät, bis sie im Europa des 17.
Der islamischen Zivilisation wird die weitere Weiterentwicklung der Genauigkeit von Uhren mit aufwändiger Technik zugeschrieben., Im Jahr 797 (oder möglicherweise 801) präsentierte der abbasidische Kalif von Bagdad, Harun al-Rashid, Karl dem Großen einen asiatischen Elefanten namens Abul-Abbas zusammen mit einem „besonders ausgeklügelten Beispiel“ einer Wasseruhr. Papst Sylvester II. führte Uhren um 1000 n. Chr. nach Nord-und Westeuropa ein.
Mechanische Wasseruhrenedit
Die erste bekannte Wasseruhr wurde vom großen Mathematiker, Physiker und Ingenieur Archimedes im 3.Jahrhundert vor Christus erfunden., Archimedes schuf seine astronomische Uhr, die auch eine Kuckucksuhr mit Vögeln war, die jede Stunde sangen und sich bewegten. Es ist die erste Glockenspieluhr, da sie Musik spielt und gleichzeitig mit einer Person, die ihre Augen blinzelt, überrascht von den Singvögeln. Archimedes Clock arbeitet mit einem System von vier Gewichten, Gegengewichten und Saiten, die durch ein System von Schwimmern in einem Wasserbehälter mit Siphons reguliert werden, die die automatische Fortsetzung der Uhr regeln., Die Prinzipien dieser Art von Uhren werden vom Mathematiker und Physiker Hero beschrieben, der sagt, dass einige von ihnen mit einer Kette arbeiten, die einen Gang des Mechanismus dreht. Eine andere griechische Uhr, die wahrscheinlich zur Zeit Alexanders gebaut wurde, befand sich in Gaza, beschrieben von Procopius. Die Gaza-Uhr war wahrscheinlich ein Meteoroskopeion, d.h. ein Gebäude, das die himmlischen Phänomene und die Zeit zeigt. Es hatte Zeiger für die Zeit und einige Automatisierungen ähnlich der Archimedes-Uhr., Es gab 12 Türen, die sich stündlich öffneten, wobei Herkules seine Arbeit verrichtete, der Löwe um ein Uhr usw., und nachts wird jede Stunde eine Lampe sichtbar, wobei sich 12 Fenster öffnen, um die Zeit anzuzeigen.Jahrhundert vom arabischen Ingenieur Ibn Khalaf al-Muradi im islamischen Iberia entwickelt; Es war eine Wasseruhr, die einen komplexen Getriebemechanismus verwendete, der sowohl segmentale als auch epizyklische Getriebe umfasste und in der Lage war, ein hohes Drehmoment zu übertragen. Die Uhr war in ihrer Verwendung von anspruchsvollen komplexen Getrieben konkurrenzlos, bis zu den mechanischen Uhren der Mitte des 14., Al-Muradis Uhr verwendete auch die Verwendung von Quecksilber in seinen hydraulischen Verbindungen, die mechanische Automaten funktionieren könnten. Al-Muradis Arbeit war Gelehrten bekannt, die unter Alfonso X von Kastilien arbeiteten, Daher könnte der Mechanismus eine Rolle bei der Entwicklung der europäischen mechanischen Uhren gespielt haben. Andere monumentale Wasseruhren, die von mittelalterlichen muslimischen Ingenieuren gebaut wurden, verwendeten auch komplexe Zahnräder und Automaten. Arabische Ingenieure entwickelten damals auch einen flüssigkeitsgetriebenen Hemmungsmechanismus, den sie in einigen ihrer Wasseruhren verwendeten., Schwere Schwimmer wurden als Gewichte verwendet und ein Konstantkopfsystem wurde als Hemmungsmechanismus verwendet, das in den hydraulischen Steuerungen vorhanden war, mit denen sie schwere Schwimmer langsam und stetig absteigen ließen.
Ein maßstabsgetreues Modell des astronomischen Uhrenturms von Su Song aus Kaifeng, China, aus dem 11. Es wurde von einem großen Wasserrad, Kettenantrieb und Hemmungsmechanismus angetrieben
Eine wasserbetriebene Zahnraduhr wurde in China von Yi Xing und Liang Lingzan entwickelt., Dies wird nicht als Hemmungsmechanismus Uhr betrachtet, da es unidirektional war, die Song-Dynastie Polymath und Genie Su Song (1020-1101) integriert es in seine monumentale Innovation des astronomischen Uhrenturm von Kaifeng in 1088. Seine astronomische Uhr und seine rotierende Armillarkugel stützten sich immer noch auf die Verwendung von fließendem Wasser während der Frühlings -, Sommer -, Herbstsaison und flüssigem Quecksilber während der Gefriertemperatur des Winters (dh Hydraulik)., Eine Quecksilberuhr, die im Libros del Saber beschrieben wird, einem spanischen Werk aus dem Jahr 1277, das aus Übersetzungen und Paraphrasen arabischer Werke besteht, wird manchmal als Beweis für die Kenntnis einer mechanischen Uhr zitiert. Quecksilber-powered-ZAHNRAD-Uhr wurde von Ibn Khalaf al-Muradi.,
Eine Elefantenuhr in einem Manuskript von Al-Jazari (1206 n. Chr.) aus dem Buch des Wissens über geniale mechanische Geräte
Im 13.uhren in allen Formen und Größen. Ein Buch über seine Arbeit beschrieb 50 mechanische Geräte in 6 Kategorien, einschließlich Wasseruhren. Zu den bekanntesten Uhren gehörten die Elefanten -, Schreiber-und Schlossuhren, die alle erfolgreich rekonstruiert wurden., Diese großen Uhren erzählten nicht nur die Zeit, sondern waren auch Symbole für Status, Größe und Reichtum des Urtuq-Staates.
vollmechanischedit
Eine mechanische Uhr
(war nützlich für Segelzwecke)
Mechanische Digitaluhr
(mit rollenden Zahlen)
Das Wort horologia (aus dem Griechischenρρα—’Stunde‘ und λέγειν—’zu erzählen‘) wurde verwendet, um frühe mechanische Uhren zu beschreiben, aber die Verwendung dieses Wortes (das immer noch in mehreren romanischen Sprachen verwendet wird) für alle Zeitnehmer verbirgt die wahre Natur der Mechanismen., Zum Beispiel gibt es eine Aufzeichnung, dass in 1176 Sens Cathedral eine „Horologe“ installiert hat, aber der verwendete Mechanismus ist unbekannt. Laut Jocelin von Brakelond liefen die Mönche 1198 während eines Brandes in der Abtei St. Edmundsbury (heute Bury St Edmunds) zur Uhr, um Wasser zu holen, was darauf hindeutet, dass ihre Wasseruhr ein Reservoir hatte, das groß genug war, um das gelegentliche Feuer zu löschen., Das Wort Uhr (über mittelalterliches Latein Clocca aus altirischem Clocc, beide bedeuten „Glocke“), das allmählich „Horologe“ ersetzt, deutet darauf hin, dass es der Klang von Glocken war, der auch den Prototyp mechanischer Uhren charakterisierte, der während des 13.
A 17th century Gewicht-driven clock
In Europa, zwischen 1280 und 1320 gab es eine Zunahme in der Anzahl der Verweise auf Uhren und horologes in Kirchenbüchern, und deutet dies wahrscheinlich darauf hin, dass eine neue Art von Uhr Mechanismus hatten, entwickelt worden., Bestehende Uhrmechanismen, die Wasserkraft verwendeten, wurden angepasst, um ihre treibende Kraft von fallenden Gewichten zu nehmen. Diese Leistung wurde durch eine Art Schwingmechanismus gesteuert, der wahrscheinlich von vorhandenen Glockengeläut-oder Alarmgeräten abgeleitet war. Diese kontrollierte Leistungsentlastung—die Hemmung-markiert den Beginn der wahren mechanischen Uhr, die sich von den zuvor erwähnten Zahnraduhren unterschied. Verge Hemmungsmechanismus abgeleitet in der Flut von echten mechanischen Uhren, die keine Art von Fluidleistung brauchten, wie Wasser oder Quecksilber, um zu arbeiten.,
Diese mechanischen Uhren waren hauptsächlich für zwei Zwecke bestimmt: zur Signalisierung und Benachrichtigung (z. B. Zeitpunkt von Diensten und öffentlichen Veranstaltungen) und zur Modellierung des Sonnensystems. Der erstere Zweck ist administrativ, letzterer entsteht natürlich angesichts der wissenschaftlichen Interessen in Astronomie, Wissenschaft, Astrologie und wie sich diese Themen in die damalige Religionsphilosophie integrierten. Das Astrolabium wurde sowohl von Astronomen als auch von Astrologen verwendet, und es war natürlich, einen Uhrwerkantrieb auf die rotierende Platte aufzubringen, um ein Arbeitsmodell des Sonnensystems zu erzeugen.,
Einfache Uhren, die hauptsächlich für die Benachrichtigung bestimmt waren, wurden in Türmen installiert und erforderten nicht immer Gesichter oder Hände. Sie hätten die kanonischen Stunden oder Intervalle zwischen festgelegten Gebetszeiten angekündigt. Kanonische Stunden variierten in der Länge, als sich die Zeiten von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang verschoben. Die anspruchsvolleren astronomischen Uhren hätten bewegliche Zifferblätter oder Zeiger gehabt und hätten die Zeit in verschiedenen Zeitsystemen gezeigt, einschließlich italienischer Stunden, kanonischer Stunden und Zeit, wie sie damals von Astronomen gemessen wurden. Beide Arten von Uhren begannen extravagante Funktionen wie Automaten zu erwerben.,
Im Jahr 1283 wurde im Dunstable Priory eine große Uhr installiert; Ihre Lage über dem Rood-Bildschirm deutet darauf hin, dass es sich nicht um eine Wasseruhr handelte. Im Jahr 1292 installierte Canterbury Cathedral eine „Great Horloge“. In den nächsten 30 Jahren werden Uhren in einer Reihe kirchlicher Einrichtungen in England, Italien und Frankreich erwähnt. Im Jahr 1322 wurde in Norwich eine neue Uhr installiert, ein teurer Ersatz für eine frühere Uhr, die 1273 installiert wurde. Dieses hatte ein großes (2 Meter) astronomisches Zifferblatt mit Automaten und Glocken., Die Kosten für die Installation beinhalteten die Vollzeitbeschäftigung von zwei Uhrmachern für zwei Jahre.,div>
Richard von Wallingford zeigt auf eine Uhr, sein Geschenk an St. Albans Abbey
16th-century clock machine Convent of Christ, Tomar, Portugal
Neben der oben erwähnten chinesischen astronomischen Uhr von Su Song im Jahr 1088 bauten zeitgenössische muslimische Astronomen auch eine Vielzahl hochpräziser astronomischer Uhren für den Einsatz in ihren Moscheen und Observatorien, wie die wasserbetriebene astronomische Uhr von Al-Jazari im Jahr 1206 und die astrolabische Uhr von Ibn al-Shatir im frühen 14., Die anspruchsvollsten Astrolabien der Zeitmessung waren die von Abū Rayhān Bīrūnī im 11. Jahrhundert und von Muhammad ibn Abi Bakr im 13. Diese Geräte fungierten als Zeitmessgeräte und auch als Kalender.
Eine anspruchsvolle wasserbetriebene astronomische Uhr wurde 1206 von Al-Jazari gebaut. Diese Schlossuhr war ein komplexes Gerät, das etwa 11 Fuß (3,4 m) hoch war und neben der Zeitmessung mehrere Funktionen hatte., Es enthielt eine Anzeige des Tierkreises und der Sonnen – und Mondwege, und ein Zeiger in Form der Mondsichel, die über die Spitze eines Tores gereist, von einem versteckten Wagen bewegt und verursacht Türen zu öffnen, jede enthüllt eine Schaufensterpuppe, jede Stunde. Es war möglich, die Länge von Tag und Nacht zurückzusetzen, um die sich ändernden Längen von Tag und Nacht während des ganzen Jahres zu berücksichtigen. Diese Uhr enthielt auch eine Reihe von Automaten, darunter Falken und Musiker, die automatisch Musik spielten, wenn sie von Hebeln bewegt wurden, die von einer versteckten Nockenwelle bedient wurden, die an einem Wasserrad befestigt war.,
In Europa wurden die Uhren von Richard von Wallingford in St. Albans von 1336 und von Giovanni de Dondi in Padua von 1348 bis 1364 gebaut. Sie existieren nicht mehr, aber detaillierte Beschreibungen ihrer Konstruktion und Konstruktion überleben, und moderne Reproduktionen wurden gemacht. Sie zeigen, wie schnell die Theorie der mechanischen Uhr in praktische Konstruktionen übersetzt worden war und dass einer der vielen Impulse zu ihrer Entwicklung der Wunsch der Astronomen gewesen war, himmlische Phänomene zu untersuchen.,
Wallingfords Uhr hatte ein großes Astrolabium-Zifferblatt, das die Sonne, das Alter, die Phase und den Knoten des Mondes, eine Sternenkarte und möglicherweise die Planeten zeigte. Darüber hinaus hatte es ein Glücksrad und einen Indikator für den Zustand der Flut an der London Bridge. Glocken läuteten jede Stunde, die Anzahl der Striche, die die Zeit angibt. Dondis Uhr war eine siebenseitige Konstruktion, 1 Meter hoch, mit Zifferblättern, die die Tageszeit zeigen, einschließlich Minuten, die Bewegungen aller bekannten Planeten, ein automatischer Kalender von festen und beweglichen Festen und ein Eclipse Prediction Hand dreht sich einmal alle 18 Jahre., Es ist nicht bekannt, wie genau oder zuverlässig diese Uhren gewesen wären. Sie wurden wahrscheinlich jeden Tag manuell angepasst, um Fehler durch Verschleiß und ungenaue Herstellung auszugleichen. Wasseruhren werden manchmal noch heute verwendet und können an Orten wie alten Schlössern und Museen untersucht werden. Die 1386 erbaute Salisbury Cathedral Clock gilt als die älteste erhaltene mechanische Uhr der Welt, die die Stunden schlägt.,
Spring-drivenEdit
- Beispiele für Spring-drivenedit
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Wagenuhr mit Wickelschlüssel
William Gilbert mantel clock
Uhrmacher entwickelten ihre Kunst auf verschiedene Weise. Der Bau kleinerer Uhren war eine technische Herausforderung, ebenso wie die Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit., Uhren könnten beeindruckende Schaustücke sein, um geschickte Handwerkskunst zu demonstrieren, oder weniger teure, massenproduzierte Gegenstände für den Hausgebrauch. Insbesondere die Hemmung war ein wichtiger Faktor, der die Genauigkeit der Uhr beeinflusste, so dass viele verschiedene Mechanismen ausprobiert wurden.Jahrhundert, obwohl sie oft fälschlicherweise dem Nürnberger Uhrmacher Peter Henlein (oder Henle oder Hele) um 1511 zugeschrieben werden. Die früheste existierende frühlingsgetriebene Uhr ist die Kammuhr, die Phillip dem Guten, Herzog von Burgund, um 1430, jetzt im Germanischen Nationalmuseum, geschenkt wurde., Spring Power präsentierte Uhrmacher mit einem neuen Problem: wie das Uhrwerk mit einer konstanten Geschwindigkeit laufen zu halten, wie die Feder nach unten lief. Jahrhundert und viele andere Innovationen bis hin zur Erfindung des modernen Going Barrel im Jahr 1760.
Frühe Zifferblätter zeigten keine Minuten und Sekunden an. Eine Uhr mit einem Zifferblatt, das Minuten anzeigt, wurde in einem Manuskript von Paulus Almanus aus dem Jahr 1475 illustriert, und einige Uhren aus dem 15.,Eine frühe Aufzeichnung eines Sekundenzeigers auf einer Uhr stammt aus dem Jahr 1560 auf einer Uhr jetzt in der Fremersdorf Sammlung.: 417-418
Im 15. und 16. Jahrhundert blühte die Uhrmacherei besonders in den metallverarbeitenden Städten Nürnberg und Augsburg sowie in Blois, Frankreich. Einige der einfacheren Tischuhren haben nur einen zeithaltenden Zeiger, wobei das Zifferblatt zwischen den Stundenmarkierungen in vier gleiche Teile unterteilt ist, wodurch die Uhren auf die nächsten 15 Minuten lesbar sind. Andere Uhren waren Ausstellungen von Handwerkskunst und Geschick, Einbeziehung astronomischer Indikatoren und musikalischer Bewegungen., Die Cross-Beat-Hemmung wurde 1584 von Jost Bürgi erfunden, der auch das Remontoire entwickelte. Bürgis Uhren waren eine große Verbesserung in der Genauigkeit, da sie innerhalb einer Minute am Tag korrekt waren. Jahrhundert dem Astronomen Tycho Brahe, astronomische Ereignisse mit viel größerer Präzision als zuvor zu beobachten.,=“85300e34af“>
Laternenuhr, Deutsch, circa 1570
PendulumEdit
Die niederländische Polymathin und Horologin Christiaan Huygens, Erfinder der ersten Präzisionszeitmessgeräte (Pendeluhr und Spiralhaarspringuhr)
Die erste Pendeluhr, entworfen von Christiaan Huygens im Jahre 1656Die nächste Entwicklung der Genauigkeit erfolgte nach 1656 mit der Erfindung der Pendeluhr., Galileo hatte Anfang des 17.Jahrhunderts die Idee, mit einem schwingenden Bob die Bewegung eines Zeitmessgeräts zu regulieren. Christiaan Huygens, jedoch, wird in der Regel als Erfinder gutgeschrieben. Er bestimmte die mathematische Formel, die die Pendellänge mit der Zeit in Verbindung brachte (etwa 99,4 cm oder 39,1 Zoll für den einen zweiten Satz) und ließ die erste pendelgetriebene Uhr herstellen. Die erste Modelluhr wurde 1657 in Den Haag gebaut, aber in England wurde die Idee aufgegriffen., Die Longcase-Uhr (auch als Großvater-Uhr bekannt) wurde geschaffen, um das Pendel und Werke des englischen Uhrmachers William Clement in 1670 oder 1671 zu beherbergen. Zu dieser Zeit wurden auch Uhrengehäuse aus Holz und Zifferblättern hergestellt, um Emaille sowie handbemalte Keramik zu verwenden.
Im Jahr 1670 schuf William Clement die Ankerhemmung, eine Verbesserung gegenüber Huygens ‚ Kronhemmung. Clement führte 1671 auch die Pendelaufhängungsfeder ein., Der konzentrische Minutenzeiger wurde der Uhr von Daniel Quare, einem Londoner Uhrmacher und anderen hinzugefügt, und der Sekundenzeiger wurde zuerst eingeführt.
Haarspringfeder
1675 erfanden Huygens und Robert Hooke die spiralförmige Ausgleichsfeder oder die Haarfeder zur Steuerung der oszillierenden Geschwindigkeit des Ausgleichsrades. Dieser entscheidende Fortschritt ermöglichte schließlich präzise Taschenuhren., Der große englische Uhrmacher Thomas Tompion war einer der ersten, der diesen Mechanismus erfolgreich in seinen Taschenuhren einsetzte, und er nahm den Minutenzeiger an, der sich nach einer Vielzahl von Designs in der modernen Konfiguration stabilisierte. Jahrhundert eingeführt und hatte gegenüber dem „Countwheel“ (oder „Locking Plate“) – Mechanismus deutliche Vorteile. Jahrhundert gab es ein weit verbreitetes Missverständnis, dass Edward Barlow Rack and Snail Striking erfand., Tatsächlich war seine Erfindung mit einem sich wiederholenden Mechanismus verbunden, der das Gestell und die Schnecke verwendete. Die sich wiederholende Uhr, die die Anzahl der Stunden (oder sogar Minuten) bei Bedarf läutet, wurde 1676 von Quare oder Barlow erfunden. George Graham erfand 1720 die Deadbeat-Hemmung für Uhren.
Marine chronometerEdit
Ein wichtiger Anreiz zur Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Uhren war die Bedeutung einer präzisen Zeitmessung für die Navigation., Die Position eines Schiffes auf See könnte mit angemessener Genauigkeit bestimmt werden, wenn sich ein Navigator auf eine Uhr beziehen könnte, die weniger als etwa 10 Sekunden pro Tag verloren oder gewonnen hat. Diese Uhr konnte kein Pendel enthalten, das auf einem Schaukelschiff praktisch nutzlos wäre. Im Jahr 1714 bot die britische Regierung dem Wert von 20.000 Pfund große finanzielle Belohnungen für jeden an, der sie genau bestimmen konnte. John Harrison, der sein Leben der Verbesserung der Genauigkeit seiner Uhren widmete, erhielt später erhebliche Summen nach dem Longitude Act.,
1735 baute Harrison seinen ersten Chronometer, den er in den nächsten dreißig Jahren stetig verbesserte, bevor er ihn zur Prüfung einreichte. Die Uhr hatte viele Innovationen, darunter die Verwendung von Lagern zur Verringerung der Reibung, gewichtete Waagen zum Ausgleich der Steigung und Rolle des Schiffes im Meer und die Verwendung von zwei verschiedenen Metallen, um das Problem der Wärmeausdehnung zu reduzieren. Der Chronometer wurde 1761 von Harrisons Sohn getestet und am Ende von 10 Wochen war die Uhr um weniger als 5 Sekunden fehlerhaft.,
Taschenuhr geöffnet
Massenproduktionedit
Die Briten hatten einen Großteil des 17.und 18. Obwohl 1843 von der British Watch Company versucht wurde, die Uhrenherstellung mit Massenproduktionstechniken und der Anwendung von Duplikationswerkzeugen und-maschinen zu modernisieren, startete dieses System in den Vereinigten Staaten., Im Jahr 1816 entwickelten Eli Terry und einige andere Uhrmacher aus Connecticut eine Methode zur Massenproduktion von Uhren mit austauschbaren Teilen. Aaron Lufkin Dennison gründete 1851 in Massachusetts eine Fabrik, in der auch austauschbare Teile verwendet wurden, und führte 1861 ein erfolgreiches Unternehmen als Waltham Watch Company.,
Early electricEdit
Hauptartikel: Elektrische UhrFrühe französische elektromagnetische Uhr
1815 veröffentlichte Francis Ronalds die erste elektrische Uhr, die mit Trockenbatterien betrieben wurde. Alexander Bain, schottischer Uhrmacher, patentierte die elektrische Uhr im Jahr 1840. Die Hauptfeder der elektrischen Uhr wird entweder mit einem Elektromotor oder mit einem Elektromagneten und Anker gewickelt. 1841 patentierte er erstmals das elektromagnetische Pendel., Jahrhunderts ermöglichte das Aufkommen der Trockenzellenbatterie die Verwendung elektrischer Energie in Uhren. Feder – oder gewichtsgetriebene Uhren, die Elektrizität verwenden, entweder Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC), um die Feder zurückzuspulen oder das Gewicht einer mechanischen Uhr zu erhöhen, würden als elektromechanische Uhr klassifiziert. Diese Klassifizierung würde auch für Uhren gelten, die einen elektrischen Impuls verwenden, um das Pendel anzutreiben. In elektromechanischen Uhren dient der Strom keiner Zeithaltefunktion., Diese Arten von Uhren wurden als einzelne Uhren hergestellt, aber häufiger in synchronisierten Zeitinstallationen in Schulen, Unternehmen, Fabriken, Eisenbahnen und Regierungseinrichtungen als Hauptuhr und Slave-Uhren verwendet.
Wenn eine WECHSELSTROM – Stromversorgung mit stabiler Frequenz verfügbar ist, kann die Zeitmessung sehr zuverlässig durch Verwendung eines Synchronmotors aufrechterhalten werden, der im Wesentlichen die Zyklen zählt. Der Versorgungsstrom wechselt in vielen Ländern mit einer genauen Frequenz von 50 Hertz und in anderen mit 60 Hertz., Während die Frequenz während des Tages geringfügig variieren kann, wenn sich die Last ändert, sind Generatoren so konzipiert, dass sie eine genaue Anzahl von Zyklen über einen Tag aufrechterhalten, sodass die Uhr jederzeit einen Bruchteil einer Sekunde langsam oder schnell sein kann, aber über einen langen Zeitraum vollkommen genau ist. Der Rotor des Motors dreht sich mit einer Geschwindigkeit, die mit der Wechselfrequenz zusammenhängt. Das entsprechende Getriebe wandelt diese Drehzahl in die richtigen für die Zeiger der Analoguhr um., Die Zeit wird in diesen Fällen auf verschiedene Arten gemessen, z. B. durch Zählen der Zyklen der Wechselstromversorgung, der Schwingung einer Stimmgabel, des Verhaltens von Quarzkristallen oder der Quantenschwingungen von Atomen. Elektronische Schaltungen teilen diese hochfrequenten Schwingungen in langsamere auf, die die Zeitanzeige antreiben.
QuartzEdit
Bild eines Quarzkristallresonators, der als Zeitmesskomponente in Quarzuhren und-uhren verwendet wird, wobei das Gehäuse entfernt wurde. Es ist in Form einer Stimmgabel geformt., Die meisten dieser Quarzuhrkristalle vibrieren mit einer Frequenz von 32768 Hz
Die piezoelektrischen Eigenschaften von kristallinem Quarz wurden 1880 von Jacques und Pierre Curie entdeckt. Der erste Quarzoszillator wurde 1917 von Alexander M. Nicholson erfunden, danach wurde der erste Quarzoszillator 1921 von Walter G. Cady gebaut. 1927 wurde die erste Quarzuhr von Warren Marrison und J. W. Horton in den Bell Telephone Laboratories in Kanada gebaut., Die folgenden Jahrzehnte sahen die Entwicklung von Quarzuhren als Präzisionszeitmessgeräte im Labor-die sperrige und empfindliche Zählelektronik, die mit Vakuumröhren gebaut wurde, beschränkte ihre praktische Verwendung anderswo. Das National Bureau of Standards (heute NIST) basierte den Zeitstandard der Vereinigten Staaten von Ende 1929 bis in die 1960er Jahre auf Quarzuhren, als er zu Atomuhren wechselte. 1969 produzierte Seiko die weltweit erste Quarzuhr, die Astron. Ihre inhärente Genauigkeit und niedrige Produktionskosten führten zur späteren Verbreitung von Quarzuhren und-uhren.,
AtomicEdit
Derzeit sind Atomuhren die genauesten Uhren, die es gibt. Sie sind wesentlich genauer als Quarzuhren, da sie innerhalb weniger Sekunden über Billionen von Jahren genau sein können. Atomuhren wurden erstmals 1879 von Lord Kelvin theoretisiert. In den 1930er Jahren schuf die Entwicklung der Magnetresonanz eine praktische Methode dafür. Ein Prototyp eines Ammoniak-Maser-Geräts wurde 1949 beim US National Bureau of Standards (NBS, jetzt NIST) gebaut. Obwohl es weniger genau war als bestehende Quarzuhren, diente es dazu, das Konzept zu demonstrieren., Die erste genaue Atomuhr, ein Cäsiumstandard, der auf einem bestimmten Übergang des Cäsium-133-Atoms basiert, wurde 1955 von Louis Essen am National Physical Laboratory in Großbritannien gebaut. Die Kalibrierung der Cäsium-Standard-Atomuhr wurde unter Verwendung der astronomischen Zeitskala ephemeride time (ET) durchgeführt. Ab 2013 sind die stabilsten Atomuhren Ytterbiumuhren, die innerhalb von weniger als zwei Teilen in 1 Quintillion (2×10-18) stabil sind.