Часы

Часы Torre Dell'Orologio на площади Лоджии, Брешиа , Италия .

Мировые часы на Александерплац , Берлин , Германия .

Часы с римскими цифрами .

Внутренний механизм механических часов представляет собой очень сложную прецизионную машину.

Старинные французские часы, измеряющие время в метрических единицах .

Прибор , способный измерять, хранить и показывать время в условных единицах ( часах , минутах или секундах ) , называется часами . В основном он позволяет узнать текущее время , хотя может иметь и другие функции, такие как измерение продолжительности события или активация сигнала в определенное время.

Часы использовались с древних времен, и по мере развития технологии их производства появлялись новые модели с большей точностью, лучшими характеристиками и внешним видом, а также более низкими затратами на производство. Это один из самых популярных инструментов, так как практически у многих людей есть одни или несколько часов, в основном наручные часы, так что во многих домах может быть несколько часов, многие бытовые приборы включают их в виде цифровых часов, и в каждом компьютере есть это часы.

Часы, помимо своей практической функции, стали украшением, символом отличия и ценности.

Наивысшая точность, достигнутая на сегодняшний день, характерна для последних атомных часов , разработанных Национальным бюро стандартов США (NIST) , NIST-F1 , запущенных в 1999 г. Они настолько точны, что имеют погрешность только одна секунда каждые 45 миллионов лет.

История

В древности было известно несколько видов часов. Витрувий говорит о водяных часах или клепсидрах , воздушных часах, солнечных часах и других видах, которые неизвестны.

Египтяне измеряли движение Солнца гномоном, и прославленный астроном использовал те же средства для своих наблюдений. Песочные часы и солнечные часы были изобретены в Египте во времена Птолемеев ; Позднее песочные часы были усовершенствованы Сципионом Насика или, по другим данным, Ктесибием (учеником римских ораторов, измерявшим с их помощью продолжительность своих речей).

Считается, что большие часы с гирями и колесами были изобретены на Западе бенедиктинским монахом Гербертом (папа, с именем Сильвестр II , ближе к концу X века  ), хотя в Византийской империи они уже были известны какое-то время . Данте в «Божественной комедии», Песнь X о рае, до 1321 года нашей эры рассказывает о механических часах с функцией будильника, «колеса которых двигают одно за другим и ускоряют идущее впереди, пока оно не остановится». жесть-жесть с такими сладкими нотками", как-то нормально.

Согласно другим источникам, первые часы, о которых говорит история, построенные на механических принципах, — это часы Ричарда де Валлингфорда , аббата Сан-Альбано, жившего в Англии около 1326 года, так как кажется, что изобретение Герберта (впоследствии Сильвестра II) не было больше, чем солнечные часы Второй — тот, который Сантьяго Дондис приказал построить в Падуе около 1344 года и в котором, согласно сообщениям, можно было видеть движение солнца и планет. Третьим был тот, что находился в парижском Лувре , заказанный королем Франции Карлом V из Германии . Прямым предком этих инструментов может быть сложный антикитерский механизм , датируемый 150 г. до н.э. С. и 100 а. С. ]

Универсальные часы, изобретенные Карлосом Альбаном .

В Испании самое старое известие об установке башенных часов датируется 1378 годом, когда между главой собора Валенсии и Хуаном Алемани, часовым мастером из Германии, установились условия для изготовления часов с большим циферблатом, чтобы найти их в старая колокольня. Среди механических часов, которые считаются старейшими в стране, есть часы «seny de les hores», которые были установлены в соборе Барселоны в 1393 году; колокольня церкви Сан-Мигель в городе Куэльяр ( Сеговия ), которая была устроена в 1395 году ​, и, наконец, еще одна в соборе Севильи в 1396 году, открытие которого состоялось 22 июля 1400 года. в присутствии короля Генриха III Кастильского . ]

Rolex Daytona (арт. 116520) с хронографом .

Первым, кто придумал делать карманные часы, был Питер Белл из Нюрнберга ; за их внешний вид они получили название «нюрнбергские яйца». В 1647 году Христиан Гюйгенс применил маятник, открытие которого принадлежит Галилею , к башенным или настенным часам . Тот же физик применил спиральную пружину к карманным часам в 1665 году. В 1647 году женевский груэ, проживающий в Лондоне, применил к часам стальную цепь, служащую для передачи движения барабана на конус, заменив использовавшиеся до тех пор струны виуэлы . Два года спустя были изобретены часы с репетиром.

Существует большое разнообразие различных типов часов. В настоящее время персональные часы в основном механические и электронные, будь то аналоговые или цифровые , они работают с небольшой электрической батареей, которая с помощью импульсов поворачивает стрелки (аналоговые часы) или отмечает цифры (цифровые часы).

Существует большое количество механических часов для личного пользования (наручные или карманные) или общего пользования (настенные и прихожие). Механические часы оцениваются и ценятся больше, чем электронные, несмотря на их меньшую точность и более высокую цену; поскольку специалисты считают их механическими произведениями искусства.

Сегодня существует большое количество часовых компаний, производителей механических часов, как персональных, так и стационарных, такие страны, как Германия, Швейцария, Япония, Китай, Великобритания, США и Россия, являются домом для важных компаний в этом секторе. В аналоговом формате есть фиксированная шкала и две стрелки, вращающиеся с постоянной скоростью; самая короткая и широкая стрелка указывает часы, и для полного оборота требуется двенадцать часов, самая тонкая и длинная стрелка, минутная стрелка, указывает минуты, и для полного оборота циферблата требуется один час. На той же оси или с другой осью может быть третья стрелка, которая указывает секунды и совершает полный оборот за минуту.

Иллюстрация часов из Acta Eruditorum , 1737 год.

В цифровых часах есть две группы по две цифры в каждой, разделенные двоеточием (:), первые две указывают время в 24-часовом формате от 0 до 23 или в 12-часовом формате от 1 до 12. ; вторая группа цифр указывает минуты в диапазоне от 0 до 59, в некоторых случаях может быть третья группа из двух цифр, которая указывает секунды в диапазоне от 0 до 59 секунд.

Типы часов

Солнечные часы

Простые солнечные часы с горизонтальной доской.

Видимое положение Солнца на небе меняется в течение дня, отражая вращение Земли. Тени , отбрасываемые стационарными объектами, перемещаются соответственно, поэтому их положение можно использовать для указания времени суток. Солнечные часы показывают время, показывая положение тени на (обычно) плоской поверхности, которая имеет отметки, соответствующие часам. Солнечные часы могут быть горизонтальными, вертикальными или иметь другую ориентацию. Солнечные часы широко использовались в древности. Зная широту, хорошо сконструированные солнечные часы могут измерять местное солнечное время с разумной точностью, в пределах одной или двух минут. Солнечные часы продолжали использоваться для контроля хода часов вплоть до 1830-х годов, а телеграф и поезд использовались для стандартизации времени и часовых поясов между городами. ]

Наручные часы

Кварцевые наручные часы.

Сначала их носили только женщины, вплоть до Первой мировой войны (1914-1918), когда они стали популярны у мужчин в окопах.

Все наручные часы поставляются с двумя регулируемыми ремешками, которые надеваются на одно из запястий для чтения. Они бывают аналоговые и цифровые. Хотя лицо большинства из них в целом круглое, встречаются также квадратные, шестиугольные и даже пятиугольные лица.

В аналоговых (непрерывных) часах время указывается на циферблате двумя или тремя стрелками: короткой для часа, длинной для минут и, опционально, третьей длинной стрелкой для отметки секунд. В цифровых часах (с дискретной переменной) время считывается непосредственно цифрами на экране. Есть и смешанные часы, то есть аналоговые и цифровые на одном циферблате.

Часы с календарем — это механические или цифровые часы, которые отмечают текущий год, месяц, день недели, час, минуты и даже секунды.

Хронограф

Хронограф — это функция часов, позволяющая по требованию отсчитывать короткие промежутки времени. Хотя его всегда путают с секундомером, это разные вещи. Часы могут быть сертифицированы как хронограф, если они включают в себя эту функцию, но хронограф не может считаться хронометром. Они аналоговые, как правило, представляют собой две дополнительные маленькие сферы (одна для часов и другая для минут), которые добавляются к центральной сфере со стрелкой, указывающей секунды. Между тремя они обозначают количество оборотов центральной иглы. Обычно по крайней мере одну из игл можно остановить и перезапустить. Он позволяет измерять скорость, а в прошлом врачи использовали его для контроля пульса пациента. ]

Секундомер

Хронометр – это часы , точность которых проверена и сертифицирована институтом или центром контроля точности. Слово хронометр является неологизмом греческой этимологии : Χρόνος Кронос — титан времени, μετρον —метрон — сегодня суффикс, означающий прибор для измерения . ]

Термины секундомер и хронограф часто путают. В настоящее время Швейцарский официальный контроль хронометров ( COSC ) является органом, который сертифицирует большинство производимых хронометров. В течение не менее двух недель в различных положениях и температурах тестируются поведение и различия, полученные в отношении критериев и максимально допустимых отклонений. Часы, сертифицированные как хронометры, обычно сопровождаются отметкой о хронометрии и отметкой на циферблате. По данным COSC на своем веб-сайте, от 1,6 до 1,8 миллиона часов ежегодно сертифицируются как хронометры, что составляет 6% швейцарских часов, экспортируемых за тот же период. ]

Часовые башни и шпили

До того, как были изобретены персональные наручные и карманные часы, были изобретены очень большие часы со сложными и тяжелыми механизмами, которые устанавливались на вершинах башен и колоколен городов, чтобы горожане знали время суток. Эти часы были соединены с большим и звучным колоколом, и именно он особым прикосновением указывал часы и четверти часа, когда они отрабатывались. За прошедшие годы появились часы этого типа, которые стали очень известными, например, Великие часы Вестминстера, расположенные в башне Изабеллы Дворца британского парламента , или часы, расположенные на площади Пуэрта-дель-Соль в Мадриде.

Салонные часы

Художественные часы для гостиной.

Часы на протяжении веков играли важную роль в меблировке жилых комнат, для чего они были созданы с различными декоративными формами. Помимо песочных часов , которые использовались со времен греческой и римской цивилизаций для измерения коротких, заранее определенных периодов времени, часы использовались в очень небольшом количестве до конца 13  или середины 14 века ,  когда был изобретен двигатель песочных часов. весна или настоящая весна, распространившая использование часовой мебели в 16  веке .

С этого периода в музеях Лувра , Берлина и Вены сохранились очень любопытные экземпляры , которые имеют внешнюю форму здания, увенчанного небольшим куполом, где находится бой курантов или колокол часов.

Карманные часы

Карманные часы.

Карманные часы были изобретены во Франции в середине 15 века ,  вскоре после того, как в часовом деле стали применять спиральную пружину. Сначала они имели цилиндрическую форму, сильно и с редкими капризами варьируя, а с начала XVI  века их строили в Нюрнберге обильно и яйцевидной формы, от чего и происходит название нюрнбергских яиц , полагая, что они были изобретены в этом Немецко-итальянский город.

Атомные часы

Атомные часы — это тип часов , в которых для питания счетчика используется обычная частота атомного резонанса . Первые атомные часы брали отсчет от мазера . Национальные агентства по стандартизации поддерживают точность ^10-9 секунд в день и точность, равную частоте радиопередатчика, накачивающего мазер.

Атомные часы поддерживают непрерывную и стабильную шкалу времени, Международное атомное время (IAT). Для повседневного использования распространена другая хронологическая шкала: Всемирное координированное время (UTC). UTC получено из TAI, но синхронизировано с использованием високосных секунд с универсальным временем (UT1), которое основано на переходе день-ночь в соответствии с астрономическими наблюдениями.

Другие виды

Часы с римскими цифрами.

Продажа карманных часов в Пуэбле, Мексика.

Другие типы часов в зависимости от их формы или использования:

• атмосферные часы
• бинарные часы
• водяные часы или клепсидра
• шахматные часы
• Песочные часы
• Карманные часы
• кварцевые часы
• Кукушка или часы с кукушкой
• камертон часы
• пожарные часы
• массовые часы
• маятниковые часы
• Солнечные часы
• паровые часы
• свечные часы
• Будильник
• Цифровые часы
• электронные часы
• Умные часы
• Фолио Часы
• японские часы
• Метроном
• Таксометр

Детали часов

Циферблат каркасных часов.

Часы с традиционным циферблатом обычно имеют стрелки для часов, минутную стрелку (для минут ), секундную стрелку (для секунд ) и час (час). Кроме того, вы можете дополнительно иметь будильник или календарь .

Как работают электронные часы

Шестеренчатые электронные часы.

Экран цифровых часов с секундами.

Электронные часы — это часы, в которых база времени электронная или электромеханическая , как и частотное деление. Точность часов зависит от базы времени, которая может состоять из генератора или адаптера, который по эталону генерирует периодический сигнал.

Делитель частоты представляет собой цифровую схему, состоящую из последовательности счетчиков до тех пор, пока не будет получена частота 1 Гц, что позволяет отображать секунды. Если вы хотите показать десятые доли, деление прекращается, когда оно достигает 10 Гц.Эта частота поступает в модуль представления, который может быть электронным или механическим, где другие разделители разделяют секунды, минуты и часы, чтобы представить их через экран определенного типа. .

Как работают механические часы

Механические часы в Торре-де-ла-Сео , Сарагоса , Испания .

В механических часах в большинстве случаев отсутствуют электронные компоненты; Эти типы часов имеют механическую систему, обычно изготовленную из металла, где движущая сила, необходимая для запуска механизма, обеспечивается пружиной двигателя или с помощью грузов, соединенных цепями или тросами.

В популярной культуре обычно называют нагрузку на пружину двигателя «заводом», однако этот термин ошибочен и применим только к весовым часам, где цилиндр внутри часов буквально заводится, чтобы завести. как продолжается спуск груза, дающего ему жизнь. Внутри моторной пружины находится полоса или лента из закаленной стали , которая при намотке создает крутящий момент, используемый часами для движения механизма, марша или звона. С помощью зубчатой ​​передачи сила уменьшается, а скорость увеличивается, заканчиваясь специальным зубчатым колесом, называемым спусковым колесом, которое соединяется с деталью, называемой якорем. Эта часть отвечает за преобразование вращательного движения шестерен в боковое движение слева направо, которое передается на маховик или маятник, чтобы обеспечить их достаточной энергией для колебаний. Именно контакт между этими двумя частями, спусковым колесом и якорем, производит знаменитый тик-так . Наконец, маятник или весы отмечают ход времени и известны как регулирующий орган. Часы используют свои постоянные колебания или чередования для определения хода времени: чем точнее механизм, тем меньше будет изменений в периодичности колебаний.

Следует отметить, что хотя наручные часы, в которых в качестве регулирующего органа используются балансиры, достигли удивительного уровня точности; маятник и его регулярные периодические колебания продолжают оставаться самой точной моделью измерения времени или регулирующим органом в механических часах.

Обычно количество шестерен или колес механических часов является прямым следствием расчетного времени, в течение которого пружина или вес будут давать им достаточную энергию для работы; таким образом, если механические часы, например будильник, рассчитаны на 24 часа хода, количество колес обычно будет пять, от пружинного механизма до спускового колеса; С другой стороны, если это настенные часы, запас хода которых рассчитан на 192 часа (восемь дней), то сразу после моторной пружины будет добавлено дополнительное колесо для увеличения скорости механизма. отношение к скорости вращения моторной пружины, что расширяет автономность работы механизма, хотя в этих случаях требуются более мощные пружины, чтобы компенсировать потерю силы, вызванную увеличением передаточного числа; наконец, время всегда отображается в аналоговом формате с помощью стрелок, которые используют вращение внутренних шестерен, обычно первое колесо для 1-дневных часов и второе колесо для 8-дневных часов, чтобы преобразовать движение часов. зубчатой ​​передачи, управляемой спусковой системой, в понятные показания для людей, которые определяют время, глядя на положение стрелок перед фиксированной шкалой времени на передней части часов.

Следует отметить, что минутная стрелка в механических часах, в отличие от часовой, не имеет независимой зубчатой ​​передачи, которая регулирует отношение часовой отметки, она закреплена на колесе, которое обычно входит в зацепление с пружиной двигателя. имеет выступающий вал перед механизмом, который на самом деле является валом, известным как «пушка», к которому подключена минутная стрелка, поэтому это колесо вращается ровно каждые 60 минут, часовая пушка выполняет снижение скорости , используя небольшой ряд шестерен, расположенных на передней части часов как раз между минутной и часовой стрелками, отношение между ними будет тогда 1/12, где для каждого оборота часовой стрелки минутная стрелка должна иметь повернуто 12 Иногда этот механизм встречается и во всех электронных часах с аналоговым отсчетом.

База времени

Часовщик.

Используемый тип временной базы настолько важен, что часто дает имя типу часов. Наиболее распространенными являются:

• Сетевой узор . Он не имеет генератора и использует 50 Гц (или 60 Гц) сети в качестве эталона. Он самый простой, но достаточно точный в среднесрочной перспективе, так как изменения частоты сети обычно компенсируются в течение суток. У него есть два существенных недостатка:
  • Ему нужен «чистый» сигнал, для чего он обычно фильтруется перед подачей на счетчики.
  • Ему нужна сеть, которая не позволяет использовать его портативно, а также, в случае отключения электроэнергии, он теряет время. Есть модели, которые включают осциллятор и батареи, так что осциллятор и счетчики продолжают работать во время резки, поэтому время не теряется.
• Мастерская станция . База времени становится своего рода PLL , подключенной к одной из станций времени. Они самостоятельно устанавливают время и самостоятельно переключаются на зимнее или летнее время. Его недостаток в том, что ему нужен сигнал времени, поэтому в «темных» местах он не дает больших преимуществ.
• Камертонные часы . Генератор управляется камертоном, встроенным в контур обратной связи . Сейчас они вышли из употребления, но в то время они были элитными, и у Буловы, например, были наручные часы с камертоном.
• Кварцевые часы . Он заменяет камертон кварцевым резонатором, обычно на 32768 Гц, так как это точная степень двойки, что упрощает делитель частоты. Благодаря своей стабильности и экономичности он вытеснил все другие типы часов в обычных приложениях.
• Атомные часы (Аммиак, цезий и др.) Основаны на включении в контур обратной связи полости с молекулами соответствующего вещества, благодаря чему возбуждается резонанс некоторых его атомов.

Механические часы основаны на кнопке, которая может быть 1 Гц или кратной. Обычно этот толкатель представлял собой механический спусковой механизм, в котором энергия, запасенная в пружине, высвобождалась постепенно и медленно. Тикающий звук часов соответствует этой системе спуска, которая отвечает за генерацию временной базы часов и обеспечивает движение секундной стрелки; и минутная, и часовая стрелки приводятся в движение с помощью зубчатых передач, которые преобразуют передаточное отношение секундной стрелки в 1/60 для минутной стрелки и, исходя из этого, в 1/60 для часовой стрелки (см. изображение).

Цифровые часы состоят из генератора , обычно кварцевого , который с помощью делителя частоты, аналогичного зубчатой ​​передаче, генерирует сигналы 1 Гц, 1/60 Гц и 1/3600 Гц для секундной, минутной и часовой стрелок соответственно. . В этом случае различные электрические импульсы последовательно поступают на 3 счетчика, которые соответствуют на экране секундам, минутам и часам соответственно. Эти счетчики соединены, чтобы обеспечить необходимую последовательность подсчета и передачи сигналов от одного счетчика к другому, а именно от 0 до 59 для секунд и минут и от 0 до 24 или от 1 до 12 для часов, в зависимости от конкретной конструкции или конфигурации. .

Смотрите также

• Хронология технологий измерения времени
• Приложение: Хронология гномоники
• Хронометр
• Таксометр
• японские часы
• Песочные часы
• Метроном
• Ганс Хилфигер
• Автоматические часы
• Механические часы
• производство часов

Внешние ссылки

• На Wikimedia Commons есть медиа-категория « Часы » .
• В Викисловаре есть определения и другая информация о часах .
• В Wikiquote есть известные фразы из времени или о нем .