Klokke

SundialsEdit

Den tilsynelatende posisjonen av Solen i himmelen beveger seg i løpet av hver dag, og reflekterer rotasjonen av Jorden. Skygger kastet av stasjonære objekter beveger seg tilsvarende, slik at deres posisjoner kan brukes for å indikere den tiden av døgnet., Et solur viser tiden ved å vise plasseringen av en skygge på en (vanligvis) flat overflate, som har merker som svarer til timer. Sundials kan være horisontale, vertikale eller i andre retninger. Sundials ble mye brukt i gamle tider. Med kunnskap av latitude, en godt konstruert solur kan måle lokale solar tid med rimelig nøyaktighet, innen et minutt eller to. Sundials fortsatte å bli brukt til å overvåke ytelsen av klokker til 1830-årene, med bruk av telegraf og tog for å standardisere tid og tid sonene mellom byene.,

Enheter som måler varighet, medgått tid og intervalsEdit

Mange enheter kan brukes for å markere tidens gang, uten hensyn til referanse tid (time, dag, timer, minutter, etc.) og kan være nyttig for å måle varighet eller intervaller. Eksempler på slike samtalevarighet er stearinlys klokker, røkelse klokker og timeglass., Både stearinlys klokke og røkelse klokke arbeid på det samme prinsippet, hvor forbruket av ressurser er mer eller mindre konstant slik at rimelig nøyaktige og repeterbare estimater av tid passasjer. I timeglass, fin sand strømme gjennom et lite hull i en konstant hastighet indikerer en vilkårlig, forhåndsbestemt passering av tid. Ressursen er ikke forbrukes, men brukes på nytt.,

Vann clocksEdit

Vann klokker, sammen med sundials, er muligens den eldste tid-måleinstrumenter, med det eneste unntak som i dag teller tally stick. Gitt de store antikken, hvor og når de først har eksistert er ikke kjent, og kanskje ukjennelige. Bolle-formet utstrømming er den enkleste formen av et vann, og er kjent for å ha eksistert i Babylon og Egypt rundt det 16. århundre F.KR., Andre regioner av verden, blant annet India og Kina, har også tidlig bevis på vann klokker, men de tidligste datoer er mindre sikkert. Noen forfattere, men skrive om vann klokker vises så tidlig som 4000 F.KR i disse deler av verden.

gresk astronom Andronikos av Cyrrhus tilsyn med byggingen av Tårnet av Vind i Athen i det 1. århundre B. C. Den greske og Romerske sivilisasjonene avansert vann klokke design med forbedret nøyaktighet. Disse fremskritt ble videreført gjennom Bysants og den Islamske ganger, som til slutt gjør veien tilbake til Europa., Uavhengig av hverandre, den Kinesiske utviklet sin egen avansert vann klokker（水鐘）i 725 AD, og passerer deres ideer om til Korea og Japan.

Noen vann klokke design ble utviklet uavhengig av hverandre og noen kunnskap ble overført gjennom spredning av handel. Pre-moderne samfunn ikke har samme nøyaktig tidtaking krav som finnes i moderne industrisamfunn, der hver time av arbeid eller hvile er overvåket, og arbeidet kan starte eller avslutte når som helst uavhengig av ytre forhold. I stedet, vann klokker i det gamle samfunn ble brukt hovedsakelig for astrologiske grunner., Disse tidlige vann klokker ble kalibrert med et solur. Selv ikke når nivået av nøyaktighet av en moderne timepiece, vannet klokken var den mest nøyaktige og brukte tidtaking enhet for årtusener, inntil den ble erstattet av den mer nøyaktige pendel klokke i det 17. århundre i Europa.

Islamsk sivilisasjon er kreditert med ytterligere fremme nøyaktigheten av klokker med forseggjorte engineering., I 797 (eller muligens 801), Abbasid kalifen av Bagdad, Harun al-Rashid, presentert karl den store med en Asiatisk elefant som heter Abul-Abbas sammen med et «spesielt forseggjort eksempel» av en vann klokke. Pave Sylvester II introdusert klokker til nord-og vest-Europa rundt år 1000.

Mekanisk vann clocksEdit

Den første kjente rettet klokken ble oppfunnet av den store matematiker, fysiker og ingeniør Arkimedes i løpet av det 3. århundre F.KR., Arkimedes laget hans astronomiske klokken, som også var en gjøk klokke med fugler som synger og beveger seg hver time. Det er den første carillon klokke som den spiller musikk, og samtidig med en person blinker hans øyne overrasket av syngende fugler. Arkimedes klokke arbeider med et system av fire vekter, counter vekter og strenger som er regulert av et system som flyter i en vannbeholder med siphons som regulerer automatisk videreføring av klokken., Prinsippene for denne type klokker er beskrevet av matematiker og fysiker Helt, som sier at noen av dem arbeider med en kjede som slår et tannhjul av mekanismen. En annen gresk klokke trolig bygget på den tiden av Alexander var i Gaza, beskrevet av Procopius. Gaza-klokken var trolig en Meteoroskopeion, dvs. en bygning som viser den himmelske fenomener og tid. Det hadde pekeren for tiden, og noen automations lignende til Arkimedes klokke., Det var 12 dører åpne ett hver time med Hercules utføre sitt arbeid, Løven på one o ‘ clock, etc, og om natten en lampe blir synlig hver time, med 12 vinduer åpne for å vise tiden.

en Annen rettet klokken ble utviklet i det 11. århundre av den Arabiske ingeniør Ibn Khalaf al-Muradi i Islamsk Iberia, det var vann klokke som er ansatt en komplisert utstyr trene mekanisme, inkludert både segmental og epicyclic gearing, i stand til å overføre høyt dreiemoment. Klokken var enestående i sin bruk av sofistikerte komplekse gearing, til den mekaniske klokker av midten av det 14. århundre., Al-Muradi klokken også ansatt bruk av kvikksølv i dens hydrauliske koblinger, som kan fungere mekanisk automata. Al-Muradi arbeid var kjent for forskere som arbeider under Alfonso X av Castilla, derav mekanisme kan ha spilt en rolle i utviklingen av det Europeiske mekaniske klokker. Andre monumentale vann klokker konstruert av medieval Muslimske ingeniører også ansatt komplisert utstyr tog og matriser av automata. Arabiske ingeniører på den tiden også utviklet en væske-drevet escapement mekanisme som de som er ansatt i noen av sine vann klokker., Tunge flyter ble brukt som vekter og en konstant-head-system ble brukt som en escapement mekanisme, som var til stede i den hydrauliske kontroller de pleide å gjøre tunge flyter ned på en langsom og jevn pris.

Et vann-drevet cogwheel klokken var laget i Kina av Xing Yi og Liang Lingzan., Dette er ikke ansett som et escapement mekanisme klokke som det var enveis, Song-dynastiet kyndig innenfor flere fag og geni Su Sang (1020-1101) innlemmet den i sin monumentale innovasjon av den astronomiske klokke-tårnet i Kaifeng i 1088. Hans astronomiske klokken og roterende armillary sfære fortsatt lettelse opp på bruk av enten rennende vann i løpet av våren, sommer, høst årstider og flytende kvikksølv under frysepunktet temperatur om vinteren (dvs. hydraulikk)., Kvikksølv klokke, beskrevet i Libros del sabel, en spansk arbeid fra 1277 som består av oversettelser og paraphrases av arabisk fungerer, noen ganger sitert som bevis for Muslimske kunnskap om en mekanisk klokke. En kvikksølv-drevet cogwheel klokken ble opprettet av Ibn Khalaf al-Muradi.,

I det 13. århundre, Al-Jazari, en ingeniør fra Mesopotamia (bodde 1136-1206) som jobbet for Artuqid kongen av Diyar-Bakr, Nasir al-Din, laget mange klokker i alle former og størrelser. En bok om hans arbeid er beskrevet 50 mekaniske enheter i 6 kategorier, inkludert vann klokker. De mest anerkjente klokker inkludert Elefanten, Skriftlærde og Slottet klokker, alle som har blitt rekonstruert., Så vel som å fortelle den tid, disse store klokker var symboler på status, storhet og rikdom av Urtuq Staten.

Fullt mechanicalEdit

i Tillegg til den Kinesiske astronomisk klokke av Su Sang i 1088 nevnt ovenfor, moderne Muslimske astronomer også bygget en rekke svært nøyaktige astronomiske klokker for bruk i sine moskeer og jorden, slik som vann-drevet astronomisk klokke av Al-Jazari i 1206, og astrolabic klokke av Ibn al-Shatir tidlig i det 14. århundre., De mest sofistikerte tidtaking astrolabes var rettet astrolabe mekanismer designet av Abū Rayhān Bīrūnī i det 11. århundre, og ved at Muhammed ibn Abi Bakr i det 13. århundre. Disse enhetene fungerte som tidtaking enheter, og også som kalendere.

En sofistikert vann-drevet astronomiske klokken ble bygget av Al-Jazari i 1206. Dette slottet klokken var en kompleks enhet som var i ferd med 11 meter (3.4 m) høy, og hadde flere funksjoner sammen med tidtaking., Det følger en oppstilling av dyrekretsen og solens og månens baner, og en peker i form av the crescent moon-som reiste over toppen av en gateway, kan flyttes ved hjelp av en skjult cart og forårsaker dører åpne, som hver viser en utstillingsdukke, hver time. Det var mulig å tilbakestille lengden på dag og natt for å ta hensyn til de skiftende lengder på dag og natt gjennom hele året. Denne klokken har også omtalt en rekke automata, inkludert falker og musikere som automatisk spilte musikk når de flyttes ved spakene som styres av en skjult kamaksel koblet til et vannhjul.,

I Europa, det var klokker konstruert av Richard av Wallingford i St Albans av 1336, og av Giovanni de Dondi i Padova fra 1348 til 1364. De eksisterer ikke lenger, men detaljerte beskrivelser av deres design og konstruksjon overleve, og moderne reproduksjoner har blitt gjort. De illustrerer hvor raskt teorien om en mekanisk klokke hadde blitt oversatt til praktiske konstruksjoner, og også som en av de mange impulser for utviklingen deres hadde vært ønsket av astronomer å undersøke himmelske fenomener.,

Wallingford klokken hadde en stor astrolabe-type dial, som viser solen, månen alder, fase, og node, en stjerne kart, og eventuelt planeter. I tillegg, det var et hjul av formue og en indikator på tilstanden av tidevannet ved London Bridge. Klokkene ringte hver time, antall slag som viser tid. Dondi klokken var en syv-sidig bygg, 1 meter høy, med ringer som viser tid av dagen, blant annet minutter, animasjoner av alle de kjente planetene, en automatisk kalender av faste og bevegelige høytider, og en eclipse prediksjon hånd roterende en gang hver 18 år., Det er ikke kjent hvor nøyaktig eller pålitelig disse klokkene ville ha vært. De var sannsynligvis justeres manuelt hver dag for å kompensere for feil som skyldes slitasje og upresis produksjon. Vann klokker er noen ganger fortsatt brukes i dag, og kan bli undersøkt på slike steder som i gamle slott og museer. Salisbury Cathedral klokke, bygget i 1386, regnes for å være verdens eldste gjenlevende mekanisk klokke som treffer timer.,

Vår-drivenEdit

• Eksempler på våren-drevet klokker

• Matteus Norman transport klokke med svingete tasten

• Innredet William Gilbert mantel klokke

Clockmakers utviklet sin kunst på ulike måter. Bygningen er mindre klokker var en teknisk utfordring, som var bedre nøyaktighet og pålitelighet., Klokker kan være imponerende showpieces å demonstrere dyktig håndverk, – eller mindre dyrt, masseproduserte varer for innenlandsk bruk. Den escapement i særdeleshet var en viktig faktor som påvirker klokke nøyaktighet, så mange forskjellige metoder ble prøvd.

Våren-drevet klokker dukket opp i løpet av det 15. århundre, selv om de blir ofte feilaktig kreditert til Nürnberg urmaker Peter Henlein (eller Henle, eller Hele) rundt 1511. Den tidligste eksisterende våren drevet klokken er kammeret klokke gitt til Phillip den Gode, Hertug av Burgund, rundt 1430, nå i Germanisches Nationalmuseum., Våren power presentert clockmakers med et nytt problem: hvordan å holde klokke bevegelse som kjører på en konstant hastighet som våren gikk ned. Dette resulterte i oppfinnelsen av stackfreed og fusee i det 15. århundre, og mange andre innovasjoner, ned til oppfinnelsen av moderne gå fat i 1760.

Tidlig klokken ringer ikke viste minutter og sekunder. En klokke med en ekstern indikerer minutter ble illustrert i en 1475 manuskript av Paulus Almanus, og noen 15.-klokker-tallet i Tyskland er angitt minutter og sekunder.,En tidlig registrering av et sekunder hånd på en klokke dateres tilbake til ca 1560 på en klokke nå i Fremersdorf samling.:417-418

i Løpet av det 15. og 16. århundre, clockmaking blomstret, spesielt i metallbearbeiding byer i Nürnberg og Augsburg, og i Blois, Frankrike. Noen av de mer grunnleggende tabell klokker har bare én gang-det å holde hånden, med skiven mellom time markører blir delt inn i fire like deler, noe som gjør klokkene lesbare til nærmeste 15 minutter. Andre klokkene var utstillinger av håndverk og ferdigheter, å innlemme astronomiske indikatorer og musikalske bevegelser., Cross-beat escapement ble oppfunnet i 1584 av Jost Bürgi, som også utviklet remontoire. Bürgi er klokkene var en stor forbedring i nøyaktighet som de var riktig å i løpet av et minutt en dag. Disse klokkene bidro til det 16. århundre astronom Tycho Brahe å observere astronomiske hendelser som med mye større presisjon enn før.,=»85300e34af»>

PendulumEdit

Den neste utviklingen i nøyaktighet skjedde etter 1656 med oppfinnelsen av pendel klokke., Galileo hadde ideen om å bruke en svingende bob til å regulere bevegelse av en gang-forteller enheten tidligere i det 17. århundre. Christiaan Huygens, derimot, er vanligvis kreditert som oppfinner. Han bestemt den matematiske formelen som er relatert pendel lengde og tid (om 99.4 cm eller 39.1 inches for ett sekund bevegelse) og hadde den første pendel-drevet klokke laget. Den første modellen klokken ble bygget i 1657 i Haag, men det var i England at ideen ble tatt opp., Den longcase klokke (også kjent som bestefar klokke) ble opprettet for å huse pendel og verk av den engelske clockmaker William Clement i 1670 eller 1671. Det var også på denne tiden at klokken tilfeller begynte å være laget av tre og klokke ansikter å utnytte emalje samt hånd-malt keramikk.

I 1670, William Clement opprettet anker escapement, en forbedring fra Huygens’ crown escapement. Clement også innført pendelen suspensjon våren i 1671., Den konsentriske liten hånd ble lagt til klokken fra Daniel Quare, en London-clockmaker og andre, og den andre hånden ble innført.

HairspringEdit

I 1675, Huygens og Robert Hooke oppfunnet spiral balanse våren, eller hairspring, designet for å styre den oscillerende hastighet av balansen hjulet. Dette avgjørende forhånd endelig gjort nøyaktige pocket klokker mulig., Den store engelske clockmaker, Thomas Tompion, var en av de første til å bruke denne mekanismen vellykket i hans pocket klokker, og han tok liten hånd som, etter en rekke utførelser, ble prøvd, og til slutt stabilisert seg inn i den moderne-dag-konfigurasjon. Stativet og snegl slående mekanisme for slående klokker, ble introdusert i det 17. århundre og hadde klare fordeler over ‘countwheel’ (eller ‘låseplaten’) mekanisme. I løpet av det 20. århundre var det en vanlig misforståelse at Edward Barlow oppfunnet rack og snegl slående., Faktisk, hans oppfinnelse var koblet med en gjentakende mekanisme ansette stativet og snegl. De gjentatte klokke, som chimes antall timer (eller til og med minutter) på etterspørsel ble oppfunnet av enten Quare eller Barlow i 1676. George Graham oppfant deadbeat escapement for klokker i 1720.

Marine chronometerEdit

En viktig stimulans til å forbedre korrektheten og reliability av klokker var viktigheten av presis tid-holde for navigasjon., Plasseringen av et skip på havet kan fastsettes med rimelig nøyaktighet hvis en navigator kunne henvise til en klokke som har mistet eller fått mindre enn ca 10 sekunder per dag. Denne klokken kan ikke inneholde en pendel, som ville være nesten ubrukelig på en gyngende båt. I 1714, den Britiske regjeringen, som tilbys store økonomiske gevinster til en verdi på 20.000 pund for alle som kunne bestemme lengdegrad nøyaktig. John Harrison, som viet sitt liv til å forbedre nøyaktigheten av hans klokker, senere mottatt betydelige summer under Lengdegrad Handle.,

I 1735, Harrison bygget sin første kronometer, som han stadig bedre over de neste tretti år før du sender den inn til undersøkelse. Klokken hadde mange innovasjoner, inkludert bruk av lagre for å redusere friksjon, vektet vekter for å kompensere for skipets pitch og roll i havet, og bruk av to forskjellige metaller for å redusere problemet med utvidelse fra varmen. Kronometeret ble testet i 1761 av Harrison ‘ s sønn, og ved slutten av 10 uker klokken var feil av mindre enn 5 sekunder.,

– >

Masse productionEdit

Den Britiske hadde vært dominerende i se produserer for mye av det 17. og 18. århundre, men opprettholdt et system for produksjon som var rettet mot produkter av høy kvalitet for eliten. Selv om det var et forsøk på å modernisere klokke produksjon med masseproduksjon teknikker og anvendelse av duplisere verktøy og maskiner av den Britiske Se Selskapet i 1843, og det var i Usa at dette systemet tok av., I 1816, Eli Terry og noen andre Connecticut clockmakers utviklet en måte å masse-produsere klokker ved hjelp av utskiftbare deler. Aron Lufkin Dennison startet en fabrikk i 1851 i Massachusetts som også brukes utskiftbare deler, og ved 1861 var å kjøre en vellykket bedrift innlemmet som Waltham Watch Company.,

Tidlig electricEdit

I 1815, Francis Ronalds publisert den første elektriske klokke drevet av tørr haug batterier. Alexander Bain, Skotsk clockmaker, patentert elektrisk klokke i 1840. Den elektriske klokken mainspring er såret enten med en elektrisk motor eller med en elektromagnet og armatur. I 1841 ble han først patentert elektromagnetisk pendel., Ved slutten av det nittende århundre, er framvoksteren i den tørre cellers batteri gjort det mulig å bruke elektrisk kraft i klokker. Våren eller vekt drevet klokker som bruker strøm, enten vekselstrøm (AC) eller likestrøm (DC) for å spole bakover våren eller heve vekten av en mekanisk klokke vil bli klassifisert som en elektromekanisk klokke. Denne klassifiseringen vil også gjelde for klokker som bruker en elektrisk impuls til å drive pendel. I elektromekaniske klokker elektrisitet serverer ingen tid å holde funksjon., Disse typer klokker ble gjort som individuelle ur, men mer som vanligvis brukes i synkronisert tid installasjoner i skoler, bedrifter, fabrikker, jernbaner og offentlige anlegg som en master klokke og slave klokker.

Hvor en AC strømforsyning for stabil frekvens er tilgjengelig, tidtaking kan opprettholdes svært pålitelig ved hjelp av en synkron motor, i hovedsak telle sykluser. Tilførsel gjeldende veksler med en nøyaktig frekvens på 50 hertz i mange land, og 60 hertz i andre., Mens hyppigheten kan variere litt i løpet av dagen som legg endringer, generatorer er designet for å opprettholde en nøyaktig antall sykluser over en dag, slik at klokken kan være en brøkdel av et sekund fort eller sakte, til enhver tid, men vil være helt nøyaktig over lang tid. Rotoren av motoren roterer med en hastighet som er relatert til veksling frekvens. Riktig giring konverterer dette rotasjonshastigheten til riktig ord for det hender av analog klokke., Tid i disse tilfeller måles på flere måter, for eksempel ved å telle sykluser av AC-forsyning, vibrasjon av en tuning fork, atferd av kvarts krystaller, eller quantum vibrasjoner av atomene. Elektroniske kretser dele disse høyfrekvente svingninger til tregere de som stasjonen tiden vise.

QuartzEdit

Den piezoelektriske egenskaper av krystallinsk kvarts ble oppdaget av Jacques og Pierre Curie i 1880. Det første krystall oscillator ble oppfunnet i 1917 av Alexander M. Nicholson etter den første quartz krystall oscillator ble bygget av Walter G. Cady i 1921. I 1927 første kvarts klokke ble bygget av Warren Marrison og J. W. Horton ved Bell Telephone Laboratories i Canada., De følgende tiårene så utviklingen av kvarts klokker som presisjon tid måling enheter i laboratoriet—klumpete og delikat telle elektronikk, bygget med vakuumrør, begrenset deres praktiske bruk andre steder. National Bureau of Standards (nå NIST) basert tiden standard i Usa på kvarts klokker fra slutten av 1929 frem til 1960-tallet, da det ble endret til atomklokkene. I 1969, Seiko produserte verdens første kvarts armbåndsur, den Astron. Deres iboende korrektheten og lave kostnader for produksjon resulterte i den påfølgende spredning av kvarts klokker og klokker.,

AtomicEdit

i Dag, atomklokkene er den mest nøyaktige klokker i eksistens. De er betydelig mer nøyaktig enn kvarts klokker som de kan være nøyaktig og i løpet av noen få sekunder over trillioner av år. Atomklokkene var første teoretisert av Lord Kelvin i 1879. I 1930-årene utvikling av Magnetisk resonans opprettet praktisk metode for å gjøre dette. En prototype ammoniakk maser enheten ble bygget i 1949 på det AMERIKANSKE National Bureau of Standards (NBS, nå NIST). Selv om det var mindre nøyaktige enn eksisterende kvarts klokker, det serveres til å demonstrere konseptet., Den første nøyaktige atom-klokke, en cesium standard basert på en viss overgang av cesium-133 atomet, ble bygget av Louis Essen i 1955 ved National Physical Laboratory i STORBRITANNIA. Kalibrering av cesium standard atomur ble gjennomført ved bruk av den astronomiske tid skala efemeride tid (ET). Som av 2013, det mest stabile atomklokkene er ytterbium klokker, som er stabilt i løpet av mindre enn to deler i 1 trillion (2×10-18).