Kolla på

Klocka  - en enhet för att bestämma aktuell tid på dygnet och mäta längden på tidsintervall i enheter mindre än en dag . Atomklockor anses vara de mest exakta klockorna .

Klockornas historia

Klassificering

Solur

Mäter tiden med ett solur, de är baserade på det faktum att solen kastar en skugga från föremål, och dess väg genom himlen är densamma under samma dagar av olika år. Med hjälp av en linjerad cirkel för att mäta tid, i astronomi - standarden på målvakten (skivan) och korrigeringar för områdets latitud, kan du uppskatta vad klockan är. Det äldsta soluret som upptäckts är ett solursmärke som finns i Konungarnas dal  , en stor grupp gravar i Egypten. [ett]

Vattenklocka

En vattenklocka, även kallad clepsydra , fungerar på ett sätt som liknar ett timglas [2] .

Tillsammans med soluret är de förmodligen de äldsta instrumenten för att mäta tid, om vi inte tar hänsyn till den vertikala gnomonpinnen längs med den fallande skuggans längd som de forntida pastoralisterna leddes av i tiden. Med tanke på vattenklockans djupa antiken, var och när de först dök upp, vet vetenskapen inte. Det skålformade utflödet är den enklaste formen av vattenklocka, och är känt för att ha funnits i Babylon och Egypten runt 1500-talet f.Kr. På andra håll i världen, inklusive Indien och Kina , finns det också gamla tecken på vattenklockor, men de tidigaste datumen är mindre säkra. Vissa författare skriver dock att det fanns vattenur i dessa områden redan i början av 4000 f.Kr. e.

För de antika grekiska och romerska civilisationerna erkänns prioriteringen av att förbättra formen på vattenklockan, som fick en komplex uppsättning kugghjul , designad för arbete dygnet runt [3] och som består av en bisarr mekanism. Förbättringar bidrog också till förbättrad noggrannhet. Dessa landvinningar fördes genom Bysans till den islamiska världen och tog sig så småningom tillbaka till Västeuropa. Oavsett den grekisk-romerska världen utvecklade kineserna sin egen sofistikerade vattenklocka (水鐘) år 725 och förmedlade sina idéer till Korea och Japan .

Vissa vattenklockor utvecklades oberoende, och viss kunskap överfördes genom spridningen av handeln. I förmoderna samhällen fanns det inget behov av de högst precisa tidtagningsmetoder som finns i dagens industrisamhälle, där varje timmes arbete eller vila styrs och arbetet kan starta eller sluta när som helst, oavsett yttre förhållanden. Istället användes vattenklockor i forntida samhällen främst för astrologiska mätningar. Dessa tidiga vattenklockor kalibrerades med solur . Vattenklockorna, som aldrig nådde samma noggrannhet som moderna klockor, var de mest exakta under flera årtusenden och användes i stor utsträckning som tidtagningsanordningar tills de ersattes i Europa på 1600-talet av de mer exakta pendelklockorna .

Islamisk civilisation är krediterad för att ytterligare förbättra noggrannheten hos vattenklockor, noggrant konstruerade. År 797 (eller möjligen 801) gav den abbasidiska kalifen i Bagdad , Harun al-Rashid , Karl den Store en indisk elefant vid namn Abu'l-Abbas , tillsammans med ett "särskilt komplext exemplar" av en vattenklocka [4] .

På 1200-talet tillverkade Al-Jazari (1136-1206), en mesopotamisk kurdisk ingenjör som arbetade för den artuqidiska härskaren Diyar Bakr Nasir al-Din, många klockor i alla former och storlekar. Boken beskriver 50 mekaniska enheter i sex kategorier, inklusive vattenklockor. De mest kända klockorna inkluderade enheterna "Elephant", "Scribe" och "Castle", som framgångsrikt återställdes.

Timglas

Denna klocka är baserad på det faktum att exakt kalibrerad flodsand passerar genom ett smalt hål med 1 sandkorn med jämna mellanrum. Samtidigt gissade folk snabbt att använda 2 håligheter förbundna med en smal näs med ett hål för att hälla sand . Halvorna av glaskärlet hade formen av en skål och var avsedda för att mäta korta tidsperioder, men hade en nackdel: efter att ha hällt sand från den övre håligheten i den nedre, måste de vändas. Timglas, till vilka det var nödvändigt att tillämpa ett anpassat format och bibehålla noggrannheten i mätningarna för att bestämma platsen (till exempel i marinen kallades timglas flaskor ) har ingen användning i modern tid.

Brandklocka

Brandklockor dök upp först i Kina. De bestod av en spiral eller sticka av brännbart material med upphängda metallkulor. Under förbränningen av materialet föll kulorna ner i en porslinsvas och gav ett ringande ljud.

Därefter dök ett slags brandklocka upp i Europa. Här användes ljus, på vilka märken anbringades jämnt. Avståndet mellan märkena fungerade som en tidsenhet.

Mekaniska klockor

I varje mekanisk klocka måste fyra väsentliga delar särskiljas:

  1. motor (fjäder eller vikt)
  2. växelöverföringsmekanism
  3. rörelsekontrollregulator
  4. distributör eller escapement, å ena sidan, överför impulser från motorn till regulatorn

En regulator fungerar som en tidsmätare i ordets snäva bemärkelse. Kugghjulen, visarna som är fästa vid dem  är räknarna för tidsenheter som mäts av regulatorn. Genom att erkänna jordens dagliga rotation runt sin axel som strikt enhetlig, har vi den enda skalan för att jämföra intervall eller tidsenheter. Vanligtvis tas en sekund, 1/86400 del av en dag, som en tidsenhet. För en annan redovisning av tid, för sideriska, genomsnittliga, sanna dagar - se Tid .

Urverksregulatorer är anordnade så att tidsintervallen som mäts av dem är lika med antingen en hel sekund eller en halv, en kvart eller en femtedel av en sekund. Om regulatorn av någon anledning börjar mäta mindre tidsintervall, kommer räknaren att indikera ett större antal av dem under en given tidsperiod. I det här fallet sägs klockan gå framåt. Om regulatorintervallet är större än det angivna släpar klockan efter. Efter att ha kommit överens om dagens inledande ögonblick, med andra ord, om det ögonblick då timräknaren ska visa noll förfluten tidsenheter, kommer vi till begreppet klockkorrigering. Det är positivt om klockan är efter, negativ om den ligger före. Ändringen av klockkorrigeringen för en viss tidsperiod kallas för klockans gång (till exempel daglig, veckovis, timkurs). Draget är positivt om klockan är efter, negativ om klockan är före. Kursen uttrycker exakt avvikelsen av tidsintervallen som mäts av regulatorn från den accepterade enheten. Korrigeringen av klockan är ett villkorligt värde och dessutom, när som helst genom att helt enkelt flytta räknarens minutvisare, kan korrigeringen av klockan göras på mindre än en minut.

Förtjänsten med en klocka ligger i dess litenhet, och viktigast av allt, i dess konstanta hastighet. Förloppet av bra astronomiska klockor och kronometrar bör så långt det är möjligt vara oberoende av förändringar i temperatur, tryck, luftfuktighet, oavsiktliga stötar, radering av rörelseaxlarna, förtjockning av smörjoljan, molekylära förändringar i olika delar av mekanismen , etc. Astronomiska klockor är indelade i två huvudtyper:

Klockmekanismer av den första typen kallas inom astronomi "klockor" i ordets snäva betydelse eller "pendlar". De finns vid observatorier med permanenta astronomiska instrument (se Praktisk astronomi ), befästa på stenpelare eller i en mur; ofta placeras en klocka i observatoriets källare för att skydda den så mycket som möjligt från temperaturförändringar ("normala" klockor). Källaren besöks endast för att spola klockan, eftersom även kroppsvärme kan påverka dess förlopp. Avläsningarna av klockan, det vill säga pendelns "slag" (alltid en sekund), jämförs med andra klockor som använder en mikrofon installerad i källaren och ansluten till telefonen (detta uttryck, även om det är allmänt accepterat, är helt fel De "tickande" slagen produceras inte av pendeln (regulatorn) och flyktmekanismen. Med korrekt installation och skötsel bör en "permanent" astronomisk klocka ha en daglig hastighet på inte mer än 0,3 s, och dess dagliga förändringar bör inte överstiga en hundradels sekund.

Klockmekanismer av den andra typen kallas kronometrar. Det finns "matsal" eller lådkronometrar (deras dimensioner är cirka 1½-2 decims i diameter, 1 decims på höjden; en enkel fluktuation av balansen varar ½ sekund), och fickkronometrar (storleken är välkänd; en dubbel balans svängning varar 0,4 sekunder, ett enda sväng varar 1/5 sekund ) . Kvaliteten på fickkronometrar är i genomsnitt avsevärt lägre än på matsalsklockor. Kronometrar används för att bestämma platsers geografiska positioner, vid arbete med bärbara astronomiska instrument (se Praktisk astronomi ), vid bestämning av tid och longitud till sjöss etc. Tabellkronometrar på fartyg placeras på Cardans viktökning. Konstanta klockor ("pendlar") är nästan uteslutande, och kronometrar i de flesta fall regleras av sekunder av siderisk tid  - den så kallade. "stjärna" klockor och kronometrar. Mindre vanligt förekommande är "genomsnittliga" kronometrar (dvs. går i genomsnittlig tid). Valet beror på bekvämligheten med observationer eller deras bearbetning för vissa uppgifter av astronomer.

I klockor och kronometrar värdesätter astronomer fortfarande vissa, men inte skarpa och utan onödiga brusstötar ("tickande"). Som de bästa mästarna inom astronomiska klockor eller kronometrar bör man namnge Kessels , Peel , Dent , Thide , Howüh , Knoblich , Frodsham , Narden . Skapare av den "högsta" urmakarkonsten och klockrörelserna: Pierre Leroy ( eng.  Pierre Le Roy ), John Garrison , George Graham ( eng.  George Graham ), Dutertre , John Arnold ( eng.  John Arnold ), Ferdinand Berthoud ( Eng.  Ferdinand Berthoud ).

Fjäderdriven
  • Exempel på fjäderdrivna klockor

  • Matthew Norman vagnklocka med lindningsnyckel

  • Dekorerad kaminklocka av William Gilbert

Walkers

Walkers  - en liten väggklocka av en förenklad anordning med vikter [6]  - en variant av en mekanisk klocka med pendel , ankarescapement och vikter som motor. Som en pendel i vissa modeller användes två "ben" som rörde sig i motsatta riktningar mot varandra. Det finns en sort med en kamp (en annan kedja med en avtagbar vikt för kamp, ​​som kan tas bort från kedjan om så önskas och hängas bredvid en speciell krok - det så kallade "no fight-läget").

Klockor med enheter kombinerade med urverk Gökklocka

Gökklocka  - en väggklocka i ett elegant fodral, oftast en mekanisk klocka (klocka) med ett slagsmål som imiterar sången av en gök . Vanligtvis hörs pip (från ett till tolv) varje timme, räknat den aktuella tiden och ofta varvat med gong -slag ("bom-gök"). Mekanismen som imiterar göken utvecklades i mitten av 1700-talet och har varit praktiskt taget oförändrad sedan dess. Den tyska staden Triberg , som ligger i centrum av Schwarzwald- regionen, anses vara gökurs födelseplats , åtminstone är det där som gökursmuseet ligger [7] .

Kvartsklockor

En sorts elektronisk-mekanisk klocka. Funktionsprincipen är baserad på den piezoelektriska effekten , egenskapen hos kvartskristaller , till exempel att deformeras under påverkan av ett externt elektriskt fält, och även att polarisera under mekanisk deformation. Samtidigt kan en kvartskristall, med en liten storlek, generera svängningar med hög tids- och temperaturstabilitet i mycket större utsträckning. Mekanismen för en kvartsklocka består av en strömkälla, en elektronisk generator (där kvarts spelar rollen som en oscillerande krets), en delarräknare och ett slutsteg från en förstärkare som är laddad på spolen av en stegmotor, som driver klockvisare genom ett system av växlar .

Quartz klockor introducerades på marknaden 1971, men sådana klockor var svåra att tillverka och som ett resultat mycket dyra. [åtta]

Elektronisk klocka

En klocka baserad på att räkna svängningsperioderna från masteroscillatorn med hjälp av en elektronisk krets och visa information på en digital display.

Masteroscillatorns oscillationsfrekvens stabiliseras av kvarts (se "Quartz clock") eller så används strömförsörjningen som den (se nedan).

Det första elektroniska armbandsuret hade en LED-display, men de kunde visa tiden under en mycket kort tid: lysdioderna visade sig vara för frossiga. Sedan använde de flytande kristallers egenskaper för att orientera sig i ett externt elektriskt fält och sända ljus med en polarisationsriktning. Genom att placeras mellan två polarisatorer absorberades ljuset från en extern källa fullständigt av polarisator-vätskekristall-polarisator-reflektorsystemet, i närvaro av ett elektriskt fält blev det mörkt och bildade ett bildelement. Som ett resultat har strömförbrukningen minskat avsevärt och batteribyten är mycket mindre frekvent.

Som regel är en specialiserad mikrokontroller inbyggd i moderna elektroniska klockor, och klockan har många servicefunktioner (väckarklockor, melodier, kalendrar, etc.), men mikrokontrollern fortsätter också att räkna svängningsperioderna för samma kvartskristall.
Obs: Det finns också elektroniska klockor baserade på principen om att räkna perioder för strömförsörjningens frekvens, i många länder finns det mycket strikta krav på frekvensstabilitet, men ändå, när belastningen fluktuerar, kan nätverkets frekvens ändras, och noggrannheten hos sådana klockor kan inte[ av vem? ] anses normalt, även om det för många människor är tillräckligt.

En mängd olika elektroniska klockor som visar tid i binär kod kallas " binär klocka " (eng. Binär klocka ). Lysdioder används vanligtvis för att visa binära siffror . Antalet grupper av lysdioder kan variera, de kan skilja sig åt i storlek och placering. Vissa lysdioder visar timmar, andra visar minuter. Det kan finnas lysdioder som ansvarar för att räkna sekunder, datum, etc.

  • Exempel på digital klocka

  • Den digitala klockan visar tiden genom att manövrera ventilerna på fontänen

  • Förenklad digital klockradio

  • Schematiskt diagram av mekanisk digital flip clock display

Klockradio

Tid dessa dagar rapporteras vanligtvis från mottagningen av radiosignaler för den exakta tiden. En elektronisk eller kvartsklocka som kan kontrollera dess framsteg på basis av en korrekt tidssignal från sändnings- eller specialradiostationer som sänder DCF77 (DCF77 är anropssignalen för en långvågig exakt tidssändare), samt (för att erhålla särskilt noggrann tid) GPS- satelliter .

Atomklockor

Atomklockor (molekylära, kvantklockor), som kan mäta tid, där naturliga svängningar förknippade med processer som sker på atom- eller molekylnivå används som en periodisk process, har skapat atomära tid- och frekvensstandarder. [9]

Atomklockornas stabilitet är inte sämre än 10 −14 (1 sekund på 3 miljoner år, för specialdesigner 10 −17 ), och detta är den bästa tidskällan som finns tillgänglig för människan för 2017 . Därför bestäms den andra genom vibrationerna från cesiumatomen.

Andra sorter

Klocknätverk

Klocknätverk är utformade för att ge korrekt tid till ett brett spektrum av abonnenter i städer, företag, etc. De består av en primär och flera sekundära klockor, såväl som kommunikationslinjer. Klocknätverket eliminerar de "ansvariga för klockan", och om byggnaden (skola, institut, fabrik) fungerar enligt ett enda schema, anger det den "officiella tidpunkten" då arbetet börjar / slutar, förseningar noteras, möten är schemalagd, etc. Även om denna tid inte är exakt är alla som arbetar väl medvetna om hur många minuter den "officiella" klockan är före eller efter den exakta tiden.

Klocknätverk används i stor utsträckning på järnvägar och tunnelbanor, vilket gör det möjligt att samordna arbetet med separata punkter, stationer och depåer med hög noggrannhet.

Den primära klockan (elektroprimär klocka) är utformad för att korrekt hålla tiden och överföra den till det sekundära klocknätverket.

Tidigare var de en astronomisk klocka eller en kronometer, där det istället för visarna fanns ett elektromekaniskt block för att generera kommandon för den sekundära klockan, i det enklaste fallet såg det till att den elektriska kretsen stängdes en gång i minuten.

Nu, med utvecklingen av elektronik och telekommunikation, en högprecision elektronisk klocka med flera kanaler för att införa korrigeringar (den exakta tiden för GPS -systemet , synkronisering med de exakta tidsservrarna på Internet ( NTP ), etc.)

Sekundära klockor (elektrosekundära klockor) är designade för att visa tid i klocknätverk.

Tidigare var de en mekanism där minutvisaren rörde sig med hjälp av en synkron- eller stegmotor från pulser med alternerande polaritet med en spänning på 24 volt från primärklockan, timvisaren rörde sig genom en 1:12 överföringsmekanism [10 ] . Det fanns också sekundära klockor med digital indikering på elektriska lampor eller gasurladdningsindikatorer [10] .

För närvarande - billig oberoende kvartsklocka med korrigering från primärklockan, möjligen också direkt av radiosignaler av exakt tid, i vissa fall - GPS.

Intervallklockan är utformad för att visa tidsintervallet mellan tågens passage [10] .

Internet

Exakt tidshantering på Internet organiseras genom en grupp exakta tidsservrar kopplade till laboratorier som har tidsstandarder . Alla större operativsystem har, eller förväntar sig åtminstone att, kommunicera med någon av dessa servrar. Vid olika tidpunkter utvecklades även tredjepartsverktyg i händelse av icke-fungerande/saknade synkroniseringsfunktioner.

Urmakeri

i Sovjetunionen och Ryssland

I Sovjetunionen började klockindustrin utvecklas i början av 50-talet (således, 1953, började byggandet av Minsk Watch Plant ); på 1980 -talet etablerades massproduktion av klockor för personligt bruk (hushåll).

Idag finns det flera klockmärken i Ryssland. De flesta av dem tillverkar inte längre sina egna urverk och sätter ihop klockor av importerade delar. De enda klockfabrikerna i landet som fortsätter att producera sina rörelser från A till Ö, inklusive balans och spiral - Petrodvorets Watch Factory "Rocket" och Chistopol Watch Factory .

Intressanta fakta

  • Klockvisarnas rörelseriktning "medurs" och "moturs" används för att indikera riktningen för den cirkulära rörelsen.
  • Den traditionella rörelseriktningen för timvisaren sammanfaller med den riktning i vilken skuggan av det horisontella soluret rör sig, beläget på jordens norra halvklot. Det finns dock klockor där visarna rör sig "moturs" (som solväggklockor).
  • På urtavlor med romerska siffror anges ibland den fjärde timmen som IIII istället för IV [11] .
  • På klockannonser är visarna vanligtvis runt 10:10 eller 8:20. Detta görs för att pilarna inte ska täcka titeln. Dessutom liknar klockan 10:10 på klockan i fönstret ett leende (emoticon), vilket har en positiv effekt på kundlojalitet [12] .
  • Den villkorliga urtavlan används ofta när man orienterar sig på marken för att indikera målet, rutten eller riktningen i samspelet mellan enheter (vanligtvis arméspecialister) eller enskilda observatörer. Riktningen för ett föremål (eller rutt) indikeras av urtavlans nummer, vars vinkelvärde motsvarar observatörens position, som om urtavlan presenterades horisontellt, dess centrum sammanföll med observatören, och 12 o 'klockan indikerade den aktuella rörelseriktningen (eller blicken) för observatören själv. Så objektet som ligger strikt till höger kommer att betecknas som "klockan 3". Efter att ha angett riktningen läggs en figur till som kännetecknar avståndet till objektet.
  • I Moskva på 1600-talet rörde sig inte en enda timvisare på klockan i Spasskaya Tower , utan en urtavla uppdelad i sjutton delar. Tiden räknades inte från midnatt, utan från gryningen. Samtidigt ställde urmakaren klockan i enlighet med den aktuella tiden för soluppgången [13] .

Galleri

  • original klocka

  • digital klockradio

  • Klocka på Beaux-Arts fasaden på Gare d'Orsay från Paris

  • Enkelt horisontellt solur

  • Vattenklocka för att prägla bladguld i Mandalay ( Myanmar )

  • 1600-tals hissklocka

  • Richard av Wallingford pekar på klockan, hans gåva till St Albans Cathedral

  • 1500-talsklocka från Kristi kloster , Tomar, Portugal

  • Lyktur, Tyskland, omkring 1570

  • Den holländska polymaten och urmakaren Christian Huygens , uppfinnaren av de första precisionstidsmätningsanordningarna ( pendelur och spiralfjäderklockor ) [14]

  • Öppen fickur

  • Tidig fransk elektromagnetisk klocka

  • Klockmekanism

  • Skiftnycklar i olika storlekar för slingrande klockfjädrar

  • Denna klocka använder 60 Hz elkraft och har en fysisk separator för att visa tidsnummer.

  • Shepherd Gate- klockan fick en synkroniseringssignal från observatoriet.

  • Modern quartz klocka med 24 timmars urtavla

  • Linjär klocka vid Londons tunnelbanestation Piccadilly Circus . 24-timmarsintervallet rör sig över den statiska kartan enligt solens skenbara rörelse över jorden, och pekaren på London indikerar den aktuella tiden.

  • Word clock programvara

  • I många städer visas traditionellt den offentliga klockan tydligt, till exempel på ett torg eller i stadens centrum . Dessa visas i centrala Robbins, North Carolina .

  • Napoleon III mantelur från tredje kvartalet av 1800-talet på Museum of Fine Arts i Valencia från Spanien .

  • Monumental konisk pendelklocka av Eugène Farcot , 1867 Drexel University, Philadelphia, USA.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Cross, Stephen W. The Hydrology of the Valley of the Kings. — 1993. — ISBN okänt.
  2. ↑ Vatten-, tim- och eldklockor är inte klockor i vanlig mening, eftersom de inte visar den aktuella tiden och inte är avsedda att noggrant mäta godtyckligt tagna tidsintervall, strängt taget är de timers , det vill säga de återger specificerade tidsintervall .
  3. ↑ The History of Clocks Arkiverad 13 oktober 2008. 
  4. ↑ James, Peter . Forntida uppfinningar  (neopr.) . — New York, NY: Ballantine Books  , 1995. - S. 126. - ISBN 0-345-40102-6 .
  5. ↑ Al-Jazari (pr. 1974), Knowledge Books of Genial Mechanical Devices . Översatt och kommenterad av Donald Hill , Dordrecht/ D. Reidel .
  6. ↑ Förklarande ordbok för det ryska språket
  7. ↑ Triberg - Gökurmuseet (otillgänglig länk) . Hämtad 21 augusti 2012. Arkiverad från originalet 20 augusti 2012. 
  8. ↑ Pipunyrov V.N. Klockornas historia från antiken till idag / L.E. Maistrov. - Moskva, Science: Academy of Sciences of the USSR, Institute of the History of Natural Science and Technology, 1982. - ISBN okänt ..
  9. ↑ A. A. Potapov. [Institutet för systemdynamik och styrteori SB RAS SHELL MODELL AV ATOMENS ELEKTRONISKA STRUKTUR]  (rus.)  // Institutet för systemdynamik och styrteori SB RAS : monografi.
  10. ↑ 1 2 3 Drift av elektriska klockanordningar N. V. Sidorov. Moskva 1969
  11. ↑ bhi - klockor, klockor och konsten och vetenskapen om tidtagning (nedlänk ) . Hämtad 4 november 2010. Arkiverad från originalet 30 juni 2012. 
  12. ↑ Pilar - "visare" på klockan
  13. ↑ Rörelse av den "digitala cirkeln"
  14. ↑ Macy, Samuel L. (pr.): Encyclopedia of Time . (New York: Garland Publishing, 1994, ISBN 0-8153-0615-6 ); i Watches: A Leap to Precision av William J. H. Andrews, s. 123–127

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk
 Kolla på
Enligt handlingsprincipen
Enligt överenskommelse
Typ
Detaljer och mekanismer för klockor
berömd klocka