計時器:利用特定的原理來測量時間的裝置-中文百科頻道

發展

有關鐘表的發展曆史，大緻可以分為三個演變階段，那就是：一、從大型鐘向小型鐘演變。二、從小型鐘向袋表過渡。三、從袋表向腕表發展。每一階段的發展都是和當時的技術發明分不開的。

公元1088年，當時我國宋朝的科學家蘇頌和韓工廉等人制造了水運儀象台，它是把渾儀、渾象和機械計時器組合起來的裝置。

它以水力作為動力來源，具有科學的擒縱機構，高約12米，七米見方，分三層：上層放渾儀，進行天文觀測；中層放渾象，可以模拟天體作同步演示；下層是該儀器的心髒，計時、報時、動力源的形成與輸出都在這一層中。雖然幾十年後毀于戰亂，但它在世界鐘表史上具有極其重要的意義。由此，我國著名的鐘表大師、古鐘表收藏家矯大羽先生提出了“中國人開創鐘表史”的觀點。

14世紀在歐洲的英、法等國的高大建築物上出現了報時鐘，鐘的動力來源于用繩索懸挂重錘，利用地心引力産生的重力作用。15世紀末、16世紀初出現了鐵制發條，使鐘有了新的動力來源，也為鐘的小型化創造了條件。1583年，意大利人伽利略建立了著名的等時性理論，也就是鐘擺的理論基礎。

1656年，荷蘭的科學家惠更斯應用伽利略的理論設計了鐘擺，第二年，在他的指導下年輕鐘匠S.Coster制造成功了第一個擺鐘。1675年，他又用遊絲取代了原始的鐘擺，這樣就形成了以發條為動力、以遊絲為調速機構的小型鐘，同時也為制造便于攜帶的袋表提供了條件。

18世紀期間發明了各種各樣的擒縱機構，為袋表的進一步産生與發展奠定了基礎。英國人George Graham在1726年完善了工字輪擒縱機構，它和之前發明的垂直放置的機軸擒縱機構不同，所以使得袋表機芯相對變薄。另外，1757年左右英國人Thomas Mudge發明了叉式擒縱機構，進一步提高了袋表計時的精确度。

這期間一直到19世紀産生了一大批鐘表生産廠家，為袋表的發展做出了貢獻。19世紀後半葉,在一些女性的手镯上裝上了小袋表,作為裝飾品。那時人們隻是把它看成是一件首飾，還沒有完全認識到它的實用價值。直到人類曆史進入20世紀，随着鐘表制作工藝水平的提高以及科技和文明的巨大變革，才使得腕表地位的确立有了可能。

分類

計時器的種類包括電磁打點計時器、電火花計時器、堅持計時器、停車計時器、反應計時器、放大計時器以及windows計時器等等。電磁打點計時器和電火花打點計時器最為常見。電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，其工作電壓是4-6V，電源的頻率是50Hz，它每隔0.02s打一次點。

電火花計時器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點迹的計時儀器，使用220V交流電壓，當頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點，電火花計時器工作時，指導運動所受到的阻力比較小，試驗誤差比電磁打點計時器的要小。

拓展

中國古代計時器

中國古代計時器的創始時間不晚于戰國時代（公元前476～前222）。應用機械原理設計的計時器主要有兩大類，一類利用流體力學計時，有刻漏和後來出現的沙漏；一類采用機械傳動結構計時，有渾天儀、水運儀象台等。此外，還有應用天文原理（大都根據日影方向測定時間）計時的日晷，它也是中國最古老的計時器之一。

刻漏

又稱漏刻、漏壺。漏壺主要有洩水型和受水型兩類。早期的刻漏多為洩水型。水從漏壺底部側面流洩，使浮在漏壺水面上的漏箭随水面下降，由漏箭上的刻度指示時間。後來創造出受水型，水從漏壺以恒定的流量注入受水壺，浮在受水壺水面上的漏箭随水面上升指示時間，提高了計時精度。

為了獲得恒定的流量，首先應使漏壺的水位保持恒定。其次，向受水壺注水的水管截面面積必須固定，水管采用"渴烏"（虹吸）原理，便于調整和修理。有兩種保持水位恒定或接近恒定的方法，均見于宋代楊甲著《六經圖》（刊于1153年）中的"齊國風挈壺氏圖"（圖1）。圖中"唐制呂才（約公元600～650）定"刻漏是在漏壺上方加幾個補償壺，"今制燕肅(1030)定"刻漏采用溢流法，多餘的水由平水壺（下匮）通過竹注筒流入減水盎。燕肅創制的漏壺叫蓮花漏，北宋時曾風行各地。

沙漏

因刻漏冬天水易結冰，故有改用流沙驅動的。《明史·天文志》載明初詹希元創造了"五輪沙漏"。後來周述學加大了流沙孔,以防堵塞,改用六個輪子。宋濂(1310～1381)著《宋學士文集》記載了沙漏結構，有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數，并說第五輪的軸梢沒有齒，而裝有指示時間的測景盤。

打點計時器

打點計時器是一種測量時間的工具。如果運動物體帶動的紙帶通過打點計時器，在紙帶上打下的點就記錄了物體運動的時間，紙帶上的點也相應的表示出了運動物體在不同時刻的位置。研究紙帶上的各點間的間隔，就可分析物體的運動狀況。

現代技術

現代計時器的種類包括電磁打點計時器、電火花計時器、堅持計時器、停車計時器、反應計時器、放大計時器以及windows計時器等等。電磁打點計時器和電火花打點計時器最為常見。

電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，其工作電壓是4-6V，電源的頻率是50Hz，它每隔0.02s打一次點。

工作原理：當給電磁打點計時器的線圈通電後，線圈産生磁場，線圈中的振片被磁化，振片在永久磁鐵磁場的作用下向上或向下運動，由于交流電的方向每個周期要變化兩次，因此振片被磁化後的磁極要發生變化，永久磁鐵對它的作用力的方向也要發生變化，當振片受向下的力時打點一次，當振片受向上的力時不打點，所以在交流電的一個周期内打點一次，即每兩個點間的時間間隔等于交流電的周期。

工作原理：電火花打點計時器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點而顯出點迹的一種計時儀器.給電火花打點計時器接220V電源，按下脈沖輸出開關，計時器發出的脈沖電流，接正極的放電針和墨粉紙盤到接負極的紙盤軸，産生火花放電，于是在紙帶上打出一系列的點，而且在交流電的每個周期放電一次，因此電火花打點計時器打出點間的時間間隔等于交流電的周期。、

發展曆史早期

公元前20000年：史前人類以在木棍和骨頭上刻标記的方式來計時。

公元前8000年：埃及文明制訂了12個月每月均為30天的日曆。

公元前4000年，古巴比倫人已制作日晷來紀錄。

公元前3000年：兩河流域的蘇美爾人把一年分為12個月，每月30天，每天分為360個周期，每個周期為4分鐘。

公元前2300年：中國開始使用日晷。

公元前2000年：巴比倫人使用每年354天的月曆，每月29天和30天相輪。與此同時，瑪亞人創立了一年260天和365天的日曆。

公元前1500年：埃及發明第一個移動日晷，将一天分為12個周期。接着又發明一種叫漏刻的計時器。公元前700年：巴比倫人把一天分為相等的12個部分。

公元前100年：雅典出現以一天24小時為基礎的機械漏刻。

公元200年：西方開始引入星期概念。

公元400年：中國發展了機械漏刻。

公元1100年：日晷在歐洲得到發展。