시계
Clock
시계 또는 시계는[1] 시간을 측정하고 표시하는 데 사용되는 장치입니다.시계는 인간의 가장 오래된 발명품 중 하나로, 일, 음력, 년과 같은 자연 단위보다 짧은 시간 간격을 측정할 필요를 충족시킨다.몇 가지 물리적 프로세스에서 작동하는 장치는 수천 년에 걸쳐 사용되어 왔습니다.
현대 시계의 일부 이전은 자연의 움직임에 기초한 "시계"로 간주될 수 있습니다.해시계는 평평한 표면에 그림자의 위치를 표시함으로써 시간을 보여준다.지속시간 타이머의 범위는 다양하며, 모래시계를 예로 들 수 있습니다.물시계는 해시계와 함께 아마도 가장 오래된 시간 측정 기구일 것이다.1300년 경 유럽에서 최초의 기계식 시계가 탄생하면서 큰 발전이 일어났는데, 이 기계식 시계는 균형 [2][3][4][5]바퀴처럼 진동하는 타임 키퍼와 박자를 맞췄다.
전통적으로 시계학에서 시계라는 용어는 두드리는 시계를 의미하는 반면, 시간을 청각적으로 치지 않는 시계는 시계라고 불렸다.이 구별은 더 이상 만들어지지 않는다.몸에 지니고 다닐 수 있는 시계와 다른 시계들은 보통 [6]시계라고 불리지 않는다.스프링식 시계는 15세기에 등장했다.15세기와 16세기 동안 시계 제조는 번성했다.정확성의 다음 발전은 Christiaan Huygens에 의한 진자시계의 발명과 함께 1656년 이후에 일어났다.시계의 정확성과 신뢰성을 개선하는 데 있어 중요한 자극은 항해를 위한 정확한 시간 유지의 중요성이었다.스프링 또는 추에 의해 구동되는 일련의 기어가 있는 시계의 메커니즘을 시계 장치라고 합니다. 이 용어는 시계에 사용되지 않는 유사한 메커니즘을 위해 연장하여 사용됩니다.전기 시계는 1840년에 특허를 받았으며, 20세기에 전자 시계가 도입되어 소형 배터리 구동 반도체 소자의 개발로 널리 보급되었다.
모든 현대 클럭의 시간 유지 요소는 특정 주파수로 [3]진동하거나 진동하는 물리적 물체(공진기)인 고조파 발진기입니다.이 물체는 진자, 음차, 석영 결정 또는 전자파를 방출할 때 원자 내 전자의 진동이 될 수 있습니다.
시계에는 시간을 표시하는 방법이 다릅니다.아날로그 시계는 전통적인 시계 방향과 움직이는 바늘로 시간을 나타냅니다.디지털 클럭은 시간을 숫자로 표시합니다.24시간 표기법과 12시간 표기법의 2가지 번호 체계가 사용되고 있습니다.대부분의 디지털 클럭은 전자 메커니즘과 LCD, LED 또는 VFD 디스플레이를 사용합니다.시각장애인이나 전화기에서 사용하는 경우, 말하는 시계는 시각 정보를 말로 표현합니다.터치해서 읽을 수 있는 디스플레이가 있는 시각장애인용 시계도 있다.시간 기록 연구는 호롤로지라고 알려져 있다.
어원학
시계라는 단어는 중세 라틴어인 'clocca'에서 유래했으며 많은 유럽 언어에서 동음이 있다.시계는 [7]저지대에서 영국으로 퍼져나갔고, 그래서 그 영어 단어는 중세 저지대 독일어와 중세 네덜란드어 Klocke에서 [8]유래되었다.이 단어는 중세 영어 클록크, 고대 북프랑스 클로크 또는 중세 네덜란드 클록크에서 유래했으며, 이 모든 것은 '종'을 의미하며 고대 아일랜드 [9]어원에서 유래했다.
시간 측정 장치의 이력
해시계
하늘에서 태양의 겉으로 보이는 위치는 지구의 자전을 반영하면서 매일 이동한다.정지된 물체에 의해 드리워진 그림자는 그에 따라 움직이기 때문에 그 위치를 하루 중 시간을 나타내는 데 사용할 수 있습니다.해시계는 (보통)[10] 평평한 표면에 그림자의 위치를 표시하여 시간을 표시합니다. 이 평면에는 시간에 해당하는 표시가 있습니다.해시계는 수평, 수직 또는 다른 방향으로 사용할 수 있습니다.해시계는 [11]고대에 널리 사용되었다.위도에 대한 지식으로, 잘 구성된 해시계는 지역 태양 시간을 1분 또는 2분 안에 합리적인 정확도로 측정할 수 있습니다.해시계는 1830년대까지 시계 성능을 감시하기 위해 계속 사용되었고,[12] 도시들 사이의 시간과 시간대를 표준화하기 위해 전신과 훈련을 사용했다.
지속 시간, 경과 시간 및 간격을 측정하는 장치
많은 장치를 사용하여 기준 시간(하루 중 시간, 시간, 분 등)을 고려하지 않고 시간의 경과를 표시할 수 있으며 지속 시간 또는 간격을 측정하는 데 유용합니다.그러한 지속 시간 타이머의 예로는 촛불 시계, 향 시계, 모래 시계 등이 있습니다.촛불시계와 향시계 모두 자원의 소비가 다소 일정하여 시간 통로의 합리적이고 반복 가능한 추정을 가능하게 하는 동일한 원리로 작동한다.모래시계에서는 미세한 모래가 작은 구멍을 통해 일정한 속도로 쏟아지는 것은 임의의, 미리 정해진 시간의 흐름을 나타냅니다.리소스가 소비되지 않고 재사용됩니다.
물시계
물시계는 해시계와 함께 아마도 가장 오래된 시간 측정 기구일 것입니다만, 유일한 예외는 날짜를 세는 [13]막대기입니다.그들의 아주 오래된 것을 고려하면, 그들이 처음 언제 어디에 존재했는지는 알려지지 않았고 아마도 알 수 없을 것이다.그릇 모양의 유출은 가장 단순한 형태의 물시계이며 기원전 16세기 경 바빌론과 이집트에 존재했던 것으로 알려져 있다.인도와 중국을 포함한 세계의 다른 지역들 또한 물시계의 초기 증거를 가지고 있지만, 가장 이른 날짜는 덜 확실하다.하지만,[14] 몇몇 작가들은 이러한 지역에서 기원전 4000년에 출현한 물시계에 대해 쓰고 있다.
시로스의 그리스 천문학자 안드로니쿠스는 기원전 [15]1세기에 아테네의 바람의 탑 건설을 감독했습니다.그리스와 로마 문명은 물시계 디자인을 더욱 정확하게 발전시켰다.이러한 발전은 비잔틴과 이슬람 시대를 통해 전해졌고, 결국 유럽으로 되돌아왔다.독립적으로, 중국은 한국과 일본에 그들의 아이디어를 전하면서 AD 725년에 그들만의 발전된 물시계를 개발했다.
일부 물시계 설계는 독립적으로 개발되었으며 무역의 확산을 통해 일부 지식이 전달되었다.전근대사회는 현대 산업사회에 존재하는 것과 같은 정확한 타임키핑 요건을 가지고 있지 않다.이러한 현대 산업사회에서는, 매시간의 노동이나 휴식이 감시되고 있어 외부 조건에 관계없이, 언제라도 일을 개시하거나 종료할 수 있다.대신에 고대 사회의 물시계는 주로 점성술적인 이유로 사용되었다.이 초기의 물시계는 해시계로 교정되었다.물시계는 현대 시계의 정확성 수준에는 도달하지 못했지만, 17세기 유럽에서 보다 정확한 시계추 시계에 의해 대체되기 전까지 수천 년 동안 가장 정확하고 일반적으로 사용되는 시계였다.
이슬람 문명은 정교한 공학을 통해 시계의 정확성을 더욱 향상시킨 것으로 인정받고 있다.797년(또는 801년) 바그다드의 아바스 왕조 칼리프 하룬 알 라시드는 샤를마뉴에게 물시계의[16] "특별히 정교한 예"와 함께 아불-아바스라는 이름의 아시아 코끼리를 선물했다.교황 실베스터 2세는 [17]서기 1000년경 북유럽과 서유럽에 시계를 도입했다.
기계식 물시계
최초의 기어드 시계는 기원전 3세기에 위대한 수학자, 물리학자, 기술자 아르키메데스에 의해 발명되었다.아르키메데스는 매시간 새들이 노래하고 움직이는 뻐꾸기 시계이기도 한 그의 천문[18] 시계를 만들었다.그것은 음악을 연주하면서 동시에 지저귀는 새들에 놀라 눈을 깜빡이는 최초의 카리용 시계이다.아르키메데스 시계는 시계의 자동 지속을 조절하는 사이펀을 가진 물 용기 안의 부유물 시스템에 의해 조절되는 4개의 추, 카운터 추, 그리고 끈으로 구성된 시스템과 함께 작동합니다.이런 종류의 시계의 원리는 수학자이자 물리학자인 [19]Hero에 의해 설명되었는데, 그는 그들 중 일부는 기계의 [20]기어를 회전시키는 체인으로 작동한다고 말한다.프로코피우스가 [21]묘사한 또 다른 그리스 시계는 아마도 알렉산더 시대에 지어졌을 것이다.가자 시계는 아마도 Meteoroskopeion, 즉 천체의 현상과 시간을 보여주는 건물이었을 것이다.그것은 아르키메데스 시계와 비슷한 시간과 자동화를 가지고 있었다.헤라클레스는 1시간마다 12개의 문이 열리고, 1시에는 사자 등이 열리며, 밤에는 12개의 창이 열려 시간을 알 수 있다.
수력 톱니바퀴 시계는 이싱과 양 링잔에 의해 중국에서 만들어졌습니다.이것은 단방향이었기 때문에 탈출 메커니즘 시계로 여겨지지 않는데, 송나라의 박식가이자 천재인 수송(1020–1101)은 [22][23][page needed]1088년 그의 기념비적인 개봉의 시계탑 혁신에 그것을 통합했다.그의 천문시계와 회전하는 혼천의는 여전히 봄, 여름, 가을의 계절과 겨울의 혹한 동안 액체 수은의 사용에 의존했다.
수송의 물레방아 연동장치에서는 제한된 크기의 액체가 채워진 용기의 연속 흐름으로 주기적으로 작용하는 중력에 의해 탈옥의 체포와 방출이 이루어졌다.그래서 수송의 시계는 클렙시드라의 개념과 기계시계를 기계학과 유압학에 의해 작동하는 하나의 장치로 통합했다.Su Song은 추모사에서 이 개념에 대해 다음과 같이 썼다.
신하의 소견에 따르면 과거 왕조시대에는 천문기구의 체계와 디자인이 많이 달랐다고 합니다.그러나 구동 메커니즘에 수력을 사용하는 원리는 항상 동일했다.하늘은 끊임없이 움직이지만 물도 흐른다.따라서 물이 완벽하게 균등하게 쏟아지면 (천공과 기계의) 회전 운동을 비교해도 불일치나 모순이 나타나지 않습니다. 왜냐하면 불안은 멈추지 않기 때문입니다.
송은 또한 장식순(976 AD)에 의해 만들어진 초기 혼천의의 영향을 많이 받았는데, 장식순은 또한 탈출 메커니즘을 사용했고 그의 천문 시계탑의 물레방아에 물 대신 액체 수은을 사용했다.쑤송의 천문탑의 기계식 시계공장은 직경 11피트의 거대한 구동 바퀴를 특징으로 하며 36개의 스쿠프를 탑재하여 각각 "항상 수준 탱크"에서 균일한 속도로 물이 쏟아졌습니다.철제 구동축은 원통형 목 부분이 철제 초승달 모양의 베어링에 받쳐져 있고, 피니언으로 끝이 났으며, 이 피니언은 주 수직 변속기축의 하단에서 기어 휠과 맞물렸다.이 거대한 천문학적 수력역학 시계탑은 높이가 약 10미터 (약 30피트)였고 시계 탈출이 특징이었으며, 떨어지는 물과 액체 수은으로 회전하는 바퀴에 의해 간접적으로 구동되었다.수송시계의 실물 크기 복제품이 타이중시 국립자연과학박물관에 있습니다.약 12미터(39피트) 높이의 실물 크기의 완전한 기능 복제품은 수송의 원본 설명과 기계 [24]도면을 바탕으로 제작되었다.
13세기에, 디야르-바크르의 왕인 나시르 알-딘을 위해 일했던 메소포타미아 출신의 기술자 알-자리는 모든 모양과 크기의 수많은 시계를 만들었습니다.가장 유명한 시계로는 코끼리, 서기, 성시계가 있으며, 그 중 일부는 성공적으로 재건되었다.시간을 알려주는 것뿐만 아니라, 이 웅장한 시계는 우르투크 [citation needed]국가의 지위, 웅장함, 부를 상징했다.
완전 기계식
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- 완전 기계식 시계의 예
기계식 시계 1개
(항해 목적으로 유용)기계식 디지털 시계
(롤링 넘버 포함)
호롤로지아라는 단어는 초기 기계 [26]시계를 설명하기 위해 사용되었지만, 모든 시간 기록 장치에 대해 이 단어를 사용하는 것은 그 메커니즘의 본질을 숨깁니다.[27]예를 들어, 1176년에 센스 대성당이 '호로게'[28]를 설치했다는 기록이 있지만 사용된 메커니즘은 알려지지 않았다.브레이크론드의 조셀린에 따르면, 1198년 세인트 에드먼즈베리(현재의 베리 세인트 에드먼즈) 수도원에서 불이 났을 때, 수도사들은 물을 가지러 "시계까지 달려갔다"고 하는데, 이는 그들의 물시계가 때때로 불을 [29]끄는 데 도움이 될 만큼 충분히 큰 저수지를 가지고 있다는 것을 보여준다.시계라는 단어는 점차 "가로게"를 대체하는 고대 아일랜드 클록카의 중세 라틴어 클록카를 통해, 그것이 13세기 동안 유럽에서 나타난 기계 시계의 원형을 특징짓는 종소리였음을 암시한다.
유럽에서는 1280년에서 1320년 사이에 교회 기록에서 시계와 호롤로그에 대한 언급의 수가 증가했고, 이것은 아마도 새로운 유형의 시계 메커니즘이 고안되었음을 나타낸다.수력을 사용하는 기존 시계 메커니즘은 낙하하는 추로부터 구동력을 얻도록 조정되고 있었다.이 전력은 어떤 형태의 진동 메커니즘에 의해 제어되었으며, 아마도 기존의 벨소리 또는 경보 장치에서 파생되었을 것입니다.이 제어된 동력 방출(탈출)은 앞서 언급한 톱니바퀴 시계와 다른 진정한 기계식 시계의 시작을 나타냅니다.물이나 수은과 같은 유체 동력이 필요 없는 진정한 기계 시계의 급상승에서 파생된 변두리 탈출 메커니즘입니다.
이러한 기계 시계는 신호 전달 및 알림(예: 서비스 및 공공 이벤트의 타이밍)과 태양계 모델링을 위한 두 가지 주요 목적을 위해 만들어졌다.전자의 목적은 행정적인 것이고, 후자는 천문학, 과학, 점성술, 그리고 이러한 주제들이 어떻게 그 시대의 종교 철학과 통합되었는지를 고려할 때 자연스럽게 발생한다.아스트롤라베는 천문학자들과 점성가들에 의해 사용되었고, 태양계의 작동 모형을 만들기 위해 회전판에 시계로 움직이는 드라이브를 적용하는 것은 자연스러운 일이었다.
주로 알림을 위한 단순한 시계가 타워에 설치되었고, 항상 얼굴이나 손이 필요하지 않았다.그들은 정해진 기도 시간이나 시간 간격을 발표했을 것이다.일출과 일몰의 시간이 변화함에 따라 예배 시간은 다양해졌다.좀 더 정교한 천문시계는 움직이는 다이얼이나 바늘을 가졌을 것이고, 이탈리아 시간, 표준 시간, 그리고 그 당시 천문학자들이 측정한 시간을 포함한 다양한 시간 체계로 시간을 보여주었을 것이다.두 시계 모두 오토마타와 같은 화려한 기능을 갖추기 시작했다.
1283년, 큰 시계가 영국 남부 베드포드셔의 던스타블 프리오리에 설치되었다.; 그것의 로드의 스크린 위 위치는 그것이 물시계가 [30]아니었음을 암시한다.1292년 캔터베리 대성당은 '위대한 성모상'을 설치했다.이후 30년 동안 영국, 이탈리아, 프랑스의 여러 교회 기관에서 시계에 대한 언급이 있다.1322년, 노리치에 새로운 시계가 설치되었는데, 1273년에 설치된 이전 시계를 대체하는 값비싼 시계였다.이것은 오토마타와 벨이 달린 커다란 (2미터) 천문 다이얼을 가지고 있었다.설치 비용에는 2년간 [30]2명의 시계 담당자를 정규직으로 고용하는 것이 포함되었습니다.
천문학적
세계 최초의 완전 기계식 물시계인 '우주 엔진'은 1092년 중국에서 설계되고 건설된 중국의 수학자 쑤송에 의해 발명되었다.이 거대한 천문학적 수성 시계탑은 높이가 약 10미터 (약 30피트)였고 시계 탈출이 특징이었고 물과 액체 수은이 떨어지는 회전 바퀴에 의해 간접적으로 구동되었고 복잡한 천문학적 문제를 계산할 수 있는 혼천의 구를 사용했다.
유럽에서는 1336년까지 알반스에서 월링포드의 리처드가, 1348년부터 1364년까지 파두아의 지오반니 드 돈디가 만든 시계가 있었다.그것들은 더 이상 존재하지 않지만, 설계와 건축에 대한 상세한 묘사가 [31][32]남아 있고, 현대적 복제품이 [32]만들어지고 있다.그들은 기계시계의 이론이 얼마나 빨리 실용적인 구성으로 바뀌었는지, 또한 그 발전의 많은 충동들 중 하나가 천문학자들로 하여금 천체의 현상을 조사하고자 하는 욕구였다는 것을 보여준다.
조반니 돈디 델 오로지오의 아스트라리움은 1348년에서 1364년 사이에 의사이자 시계 제작자인 조반니 돈디 델 오로지오가 만든 복잡한 천문 시계였다.아스트라리움에는 일곱 개의 얼굴과 107개의 움직이는 기어가 있었다; 그것은 종교적 축제일뿐만 아니라 태양, 달, 그리고 그 당시 알려진 다섯 개의 행성의 위치를 보여주었다.높이 약 1m의 이 아스트라리움은 7개의 장식용 발바닥에 놓인 7면체의 놋쇠 또는 철골조로 구성되었다.아래 부분은 24시간 다이얼과 큰 달력 북을 제공했는데, 이것은 교회의 고정된 축제, 움직이는 축제, 그리고 달의 12궁도의 위치를 보여준다.상단 부분에는 각각 지름 약 30cm의 7개의 다이얼이 포함되어 있으며, 프리즘 모바일, 금성, 수성, 달, 토성, 목성, 화성의 위치 데이터를 보여준다.24시간 다이얼 바로 위에는 Primum Mobile의 다이얼이 있습니다.이것은 별의 일주 운동과 별을 배경으로 한 태양의 연간 운동을 재현하기 때문에 붙여진 것입니다.각각의 '행성' 다이얼은 행성의 움직임에 대한 꽤 정확한 모델을 만들기 위해 복잡한 시계 구조를 사용했다.이것들은 프톨레마이오스 이론과 관찰 [33][34]둘 다에 상당히 잘 일치했다.
월링포드의 시계는 태양, 달의 나이, 위상, 노드, 별 지도, 그리고 아마도 행성들을 보여주는 큰 아스트롤라베 타입의 다이얼을 가지고 있었다.게다가, 그것은 운명의 수레바퀴와 런던 브릿지의 조수 상태를 나타내는 표시기를 가지고 있었다.매시간 종이 울렸고,[31] 시간을 나타내는 획수가 울렸다.돈디의 시계는 분, 알려진 모든 행성의 움직임, 고정되고 움직이는 축제의 자동 달력, 그리고 18년에 [32]한 번씩 일식 예측 바늘을 포함한 하루의 시간을 나타내는 다이얼이 있는 7개의 면으로 된 1미터 높이의 건축물이다.이 시계들이 얼마나 정확하고 신뢰할 수 있었는지는 알려지지 않았습니다.아마도 마모 및 부정확한 제조로 인한 오류를 보상하기 위해 매일 수동으로 조정되었을 것입니다.물시계는 오늘날에도 가끔 사용되며 고성이나 박물관 등에서 확인할 수 있다.1386년에 만들어진 솔즈베리 대성당 시계는 시간을 [35]알리는 현존하는 기계 시계 중 가장 오래된 것으로 여겨진다.
스프링 구동
- 스프링 구동 클럭의 예
감는 열쇠가 달린 매튜 노먼 마차 시계
장식 윌리엄 길버트 벽난로 시계
시계 제작자들은 다양한 방법으로 그들의 예술을 발전시켰다.더 작은 클럭을 만드는 것은 정확성과 신뢰성을 향상시키는 것과 마찬가지로 기술적인 어려움이었습니다.시계는 숙련된 장인 정신을 보여줄 수 있는 인상적인 쇼피스가 될 수도 있고, 국내용 대량 생산품을 보여줄 수도 있다.특히 탈출은 시계의 정확성에 영향을 미치는 중요한 요소였기 때문에 많은 다른 메커니즘이 시도되었다.
1511년 경 뉘른베르크 시계 제조업자 페터 헨레인이 잘못 알고 있지만, 스프링 구동 시계는 [36][37][38][39][40][41]15세기에 등장했다.현존하는 가장 이른 봄 구동 시계는 1430년경 현재 게르마니슈 [5]국립박물관에 있는 부르고뉴 공작 필립에게 주어진 실내 시계이다.스프링의 전력은 클럭 메이커에게 새로운 문제를 제시했습니다.스프링이 내려가도 클럭의 움직임을 일정한 속도로 유지하는 방법.이것은 15세기에 스택프리드와 푸시의 발명과 1760년 현대식 배럴의 발명까지 많은 다른 혁신들을 낳았다.
초기 클럭 다이얼에는 분이나 초가 표시되지 않았습니다.분수를 나타내는 다이얼이 달린 시계는 [42]파울루스 알마누스의 1475년 필사본에 그려져 있었고, 독일의 15세기 시계 중에는 분수와 [43]초를 나타내는 것이 있었다.시계의 초침의 초기 기록은 현재 프리머스도르프 [44]: 417–418 [45]컬렉션에 있는 시계의 약 1560년으로 거슬러 올라갑니다.
15세기와 16세기 동안, 시계 제조는 특히 뉘른베르크와 아우크스부르크, 그리고 프랑스의 블루아에서 번성했다.보다 기본적인 테이블클럭 중에는 시간을 유지하는 바늘이 1개밖에 없는 것도 있습니다.시간 마커 사이의 다이얼은 4개의 동일한 부분으로 분할되어 있기 때문에 15분 이내에 클럭을 읽을 수 있습니다.다른 시계들은 천문학적 지표와 음악적인 움직임을 포함한 장인정신과 기술의 전시였다.크로스 비트 탈출은 1584년 Jost Bürgi에 의해 발명되었고, 그는 또한 레모테어를 개발했다.뷔르기의 시계는 하루에 [46][47]1분 이내로 정확하기 때문에 정확도가 크게 향상되었다.이 시계들은 16세기 천문학자 티코 브라헤가 [citation needed][how?]이전보다 훨씬 더 정확하게 천문학적 사건들을 관측하는 데 도움을 주었다.
진자
정확성의 다음 발전은 진자 시계의 발명과 함께 1656년 이후에 일어났다.갈릴레오는 17세기 초에 시보 장치의 움직임을 조절하기 위해 스윙 밥(swing bob)을 사용하는 아이디어를 가지고 있었다.그러나 Christiaan Huygens는 보통 발명가로 알려져 있다.그는 진자 길이와 시간(1초 이동의 경우 약 99.4cm 또는 39.1인치)을 연관짓는 수학 공식을 결정하고 최초의 진자 구동 시계를 만들었다.최초의 모형 시계는 1657년 헤이그에서 만들어졌지만,[49] 그 생각이 떠오른 것은 영국이었다.긴 케이스 시계는 1670년 또는 1671년 영국의 시계 제작자 윌리엄 클레멘트에 의해 진자와 작품을 보관하기 위해 만들어졌습니다.또한 손으로 칠한 도자기뿐만 아니라 에나멜을 사용하기 위해 나무와 시계면으로 시계 케이스를 만들기 시작한 것도 이 시기였다.
1670년, 윌리엄 클레멘트는 호이겐스의 왕관 탈출보다 개선된 닻 [50]탈출을 만들었다.클레멘트는 또한 1671년에 진자 서스펜션 스프링을 도입했다.동심원 분침은 런던의 시계 제작자인 다니엘 퀘어 등에 의해 시계에 추가되었고, 초침은 처음 도입되었다.
헤어스프링
1675년, Huygens와 Robert Hooke는 균형 바퀴의 진동 속도를 조절하기 위해 고안된 나선형 균형 스프링, 즉 헤어 스프링을 발명했다.이 중요한 진보가 마침내 정확한 회중시계를 가능하게 했다.영국의 위대한 시계 제작자 토마스 톰피온은 그의 회중시계에 이 메커니즘을 성공적으로 사용한 최초의 사람 중 한 명이었고, 그는 다양한 디자인을 시험한 후에 분침을 채택했고, 마침내 오늘날의 [51]구성으로 안정화되었다.시계를 치는 랙과 달팽이 치기 메커니즘은 17세기에 도입되었으며 '카운트휠'(또는 '잠금판') 메커니즘에 비해 뚜렷한 이점을 가지고 있었다.20세기 동안 에드워드 바로우가 랙과 달팽이 타격법을 발명했다는 일반적인 오해가 있었다.사실, 그의 발명은 랙과 [52]달팽이를 사용하는 반복적인 메커니즘과 연결되었다.요구에 따라 시간(또는 심지어 분)을 울리는 반복 시계는 Quare 또는 Barlow에 의해 1676년에 발명되었습니다.조지 그레이엄은 1720년에 시계의 데드비트 탈출을 발명했다.
해상 크로노미터
시계의 정확성과 신뢰성을 개선하는 데 있어 중요한 자극은 항해를 위한 정확한 시간 유지의 중요성이었다.항해사가 하루에 약 10초 미만의 시간을 잃거나 늘린 시계를 참조할 수 있다면 해상에서의 배의 위치는 합리적인 정확도로 결정될 수 있다.이 시계는 흔들리는 배에서는 사실상 무용지물인 추를 포함할 수 없었다.1714년, 영국 정부는 경도를 정확하게 측정할 수 있는 사람에게 20[53],000파운드의 큰 금전적 보상을 제공했다.그의 시계의 정확성을 향상시키기 위해 그의 삶을 바친 존 해리슨은 후에 경도법에 따라 상당한 액수를 받았다.
1735년, 해리슨은 그의 첫 크로노미터를 만들었고, 그는 그것을 검사를 위해 제출하기 전까지 30년 동안 꾸준히 개선했다.이 시계는 마찰을 줄이기 위한 베어링의 사용, 바다에서 배의 피치 앤 롤을 보상하기 위한 무게 균형, 열로 인한 팽창 문제를 줄이기 위한 두 가지 다른 금속의 사용 등 많은 혁신이 있었다.크로노미터는 1761년 해리슨의 아들이 시험했고 10주 후에야 5초도 [54]안 되는 오차가 났다.
양산
영국은 17세기와 18세기 동안 시계 제조를 지배했지만,[55] 엘리트들을 위한 고품질 제품을 위한 생산 체계를 유지했다.1843년 영국 시계회사에 의해 대량 생산 기술과 복제 도구와 기계의 적용으로 시계 제조를 현대화하려는 시도가 있었지만, 이 제도가 시작된 것은 미국이었다.1816년, 엘리 테리와 다른 코네티컷 시계 제작자들은 교환 가능한 [56]부품을 사용하여 시계를 대량 생산하는 방법을 개발했다.Aaron Lufkin Dennison은 1851년 매사추세츠에서 교환 부품을 사용하는 공장을 시작했고 1861년에는 Waltham Watch [57][58]Company라는 성공적인 기업을 운영했습니다.
얼리 일렉트릭
1815년, 프란시스 론날즈는 드라이 파일 [59]배터리로 구동되는 최초의 전기 시계를 출판했다.스코틀랜드의 시계 제작자인 알렉산더 베인은 1840년에 전기 시계를 특허로 취득했다.전기 시계의 메인 스프링은 전기 모터 또는 전자석 및 전기자로 감겨 있습니다.1841년, 그는 처음으로 전자기 진자에 대한 특허를 취득했다.19세기 말, 건전지 배터리의 출현으로 시계에서 전기를 사용하는 것이 가능해졌다.스프링 또는 무게 구동식 시계(교류(AC) 또는 직류(DC)를 사용하여 스프링을 되감거나 기계식 시계의 무게를 증가시키는 것)는 전기 기계식 시계로 분류된다.이 분류는 진자를 추진하기 위해 전기 충격을 사용하는 시계에도 적용된다.전기 기계식 시계에서 전기는 시간 유지 기능을 하지 않습니다.이러한 유형의 시계는 개별 시계로 만들어졌지만, 주 시계와 노예 시계로 학교, 기업, 공장, 철도 및 정부 시설의 동기식 시계에 더 많이 사용되었습니다.
안정적인 주파수의 AC 전기 공급을 사용할 수 있는 경우, 기본적으로 사이클을 카운트하는 동기 모터를 사용하여 시간을 매우 안정적으로 유지할 수 있습니다.공급 전류는 많은 국가에서 50Hz의 정확한 주파수와 60Hz의 정확한 주파수로 교대로 작동합니다.주파수는 부하가 변화함에 따라 낮에는 약간 다를 수 있지만 제너레이터는 하루 동안 정확한 사이클 수를 유지하도록 설계되어 있기 때문에 클럭은 언제든지 1초 느리거나 빠를 수 있지만 장기간에 걸쳐 완벽하게 정확합니다.모터의 로터는 교류 주파수와 관련된 속도로 회전합니다.적절한 기어를 사용하면 이 회전 속도가 아날로그 시계 바늘에 맞는 회전 속도로 변환됩니다.이러한 경우 시간은 AC 공급의 주기, 음차 진동, 석영 결정의 거동 또는 원자의 양자 진동과 같은 여러 가지 방법으로 측정됩니다.전자 회로는 이러한 고주파 진동을 시간 표시를 구동하는 느린 진동으로 나눕니다.
석영
결정성 석영의 압전 특성은 1880년 [60][61]자크와 피에르 퀴리에 의해 발견되었다.최초의 수정 발진기는 1917년 알렉산더 M에 의해 발명되었다. 니콜슨은 그 후 월터 G에 의해 최초의 수정발진기를 만들었다. 1921년 [3]케이디.1927년 캐나다 [62][3]벨 전화 연구소에서 워렌 메리슨과 J.W. 호튼에 의해 최초의 석영 시계가 만들어졌다.이후 수십 년 동안 석영 시계는 실험실 환경에서 정밀 시간 측정 장치로 개발되었습니다. 당시 진공 튜브로 만들어진 부피가 크고 섬세한 계수 전자 장치는 다른 곳에서 실용적으로 사용되는 데 한계가 있었습니다.National Bureau of Standards(현 NIST)는 1929년 말부터 원자시계로 [63]바뀐 1960년대까지 미국의 석영시계를 기준으로 삼았다.1969년 세이코는 세계 최초의 쿼츠 손목시계인 [64]천문대를 생산했다.그 자체적인 정확성과 낮은 생산 비용은 석영 시계와 시계가 [60]그 이후에 확산되는 결과를 초래했다.
아토믹
현재 원자 시계는 현존하는 시계 중 가장 정확한 시계이다.이들은 수조 [65][66]년에 걸쳐 몇 초 안에 정확할 수 있기 때문에 석영 시계보다 훨씬 정확합니다.원자 시계는 1879년 [67]켈빈 경에 의해 처음 이론화 되었다.1930년대에 자기 공명의 개발은 이것을 [68]하기 위한 실용적인 방법을 만들었다.시제품 암모니아 메저 장치는 1949년 미국 국립표준국(NBS, 현재 NIST)에서 제작되었습니다.기존 석영시계보다 정확도는 떨어지지만 개념을 [69][70][71]입증하는 역할을 했다.세슘-133 원자의 특정 전이에 기초한 세슘 표준인 최초의 정확한 원자 시계는 1955년 영국의 [72]국립 물리 연구소에서 루이스 에센에 의해 만들어졌다.세슘 표준 원자 시계의 보정은 천문학적 시간 척도 에페메리스 시간(ET)[73]을 사용하여 수행되었다.2013년 현재, 가장 안정적인 원자 시계는 이터비움 시계로, 1천조−18(2×10)[74] 내에 2개 부분 미만으로 안정되어 있다.
작동
13세기에는 기계적 시계의 발명 시간 기록 방법에 해시계를에 바늘의 그림자의 움직임 혹은 액체의 물이 시계의 사정 등 지속적인 과정은 진자가 스윙 또는 가난한 가진 석영 crystal,[4][75]의 진동과 같은 주기적인 발진 과정에서 바람을 일으켰다.tential보다 정확하게 하기 위해서.현대의 모든 시계는 발진을 사용한다.
그들이 사용하는 메커니즘은 다양하지만 기계, 전기, 원자 등 모든 진동 시계는 비슷하게 작동하며 유사한 [76][77][78]부분으로 나눌 수 있습니다.각 반복 사이에 정확하게 일정한 시간 간격('비트')을 가진 동일한 동작을 반복해서 반복하는 물체, 즉 발진기로 구성됩니다.발진기에 부착된 제어 장치는 마찰로 손실되는 에너지를 대체하여 발진기의 움직임을 유지하고 발진기의 진동을 일련의 펄스로 변환합니다.그런 다음 펄스는 어떤 유형의 카운터에 의해 카운트되고 카운트 수는 편리한 단위(보통 초, 분, 시간 등)로 변환됩니다.마지막으로 어떤 지표가 결과를 사람이 읽을 수 있는 형태로 표시한다.
전원
- 기계식 시계에서 전원은 일반적으로 풀리, 스프로킷 또는 드럼에 감긴 코드 또는 체인에 매달린 무게 또는 메인 스프링이라고 불리는 나선 스프링입니다.기계식 시계는 주기적으로 감아야 하며, 일반적으로 노브나 키를 돌리거나 체인의 자유 끝을 당겨서 시계를 계속 작동시키기 위해 무게나 스프링에 에너지를 저장해야 합니다.
- 전기 시계에서 전원은 배터리 또는 AC 전원 라인 중 하나입니다.AC전원을 사용하는 클럭에서는 전원 콘센트에서 일시적으로 플러그를 뽑거나 정전 시에도 클럭을 계속 가동시키기 위해 소형 백업 배터리가 탑재되어 있는 경우가 많습니다.배터리 교체 사이에 15년 이상 작동하는 배터리 구동 아날로그 벽시계를 사용할 수 있습니다.
발진기
모든 현대 클럭의 시간 유지 요소는 정확하게 일정한 [3]주파수로 반복적으로 진동하거나 진동하는 물리적 물체(공진기)인 고조파 발진기입니다.
- 기계식 시계에서 이것은 진자 또는 밸런스 휠입니다.
- Accutron과 같은 초기 전자 시계와 시계에서는 음차입니다.
- 석영시계나 시계에서는 그것은 석영결정이다.
- 원자 시계에서, 그것은 전자파가 방출될 때 원자 안에 있는 전자의 진동이다.
- 1657년 이전의 초기 기계시계에서는 밸런스 스프링이 없었기 때문에 조화 발진기가 아닌 조잡한 밸런스 휠 또는 폴리오였다.그 결과,[79] 그것들은 하루에 한 시간 정도의 오차가 있을 정도로 매우 부정확했다.
다른 형태의 발진기에 비해 고조파 발진기의 장점은 정확한 자연 공진 주파수로 진동하거나 물리적 특성에만 의존하는 "비트"를 사용하여 다른 속도로 진동하는 것에 저항한다는 것입니다.고조파 발진기가 달성할 수 있는 가능한 정밀도는 Q [80][81]또는 품질 계수라고 불리는 파라미터에 의해 측정되며, 이는 공진 [82]