鐘

對於其他用途，請參閱時鐘（歧義）.
“鐘錶”在這裡重定向。對於其他用途，請參閱鐘錶（歧義）.
“計時儀”在這裡重定向。對於海上時鐘，請參閱海洋天文鐘.
這牧羊門時鐘在皇家天文台，格林威治
數字時鐘收音機
佛羅倫薩的24小時鐘錶

一個鐘或a鐘錶[1]是習慣的設備措施並指出時間。時鐘是最古老的人類發明，滿足比自然單位（例如天， 這農曆月和年。在幾個物理過程上運行的設備已在數千年.

現代時鐘的一些前輩可能被認為是基於自然運動的“時鐘”：晷通過在平坦表面上顯示陰影的位置來顯示時間。有一系列持續時間，一個眾所周知的例子是滴漏.水時鐘，與聖迪亞爾一起，可能是最古老的陳述器樂器。發明的發明發生了重大進展邊緣逃脫，這使得歐洲第一個機械時鐘成為可能，這使時間與振蕩的計時員保持了時間平衡輪.[2][3][4][5]

傳統上，在鐘錶， 期限鐘被用作醒目的時鐘，雖然沒有敲響時間的時鐘被稱為鍾表。這種區別不再是做出的。手錶而且其他可以對個人進行的鐘錶通常不稱為時鐘。[6]彈簧驅動的時鐘出現在15世紀。在15和16世紀，時鐘製作蓬勃發展。準確性的下一個發展是在1656年之後發生的擺鐘經過克里斯蒂亞·惠文斯（Christiaan Huygens）。提高時鐘準確性和可靠性的主要刺激是確切時間保存在導航中的重要性。由彈簧或重量驅動的一系列齒輪的鐘錶的機制稱為發條;該術語用於擴展，用於在鐘錶中未使用的類似機制。這電時鐘在1840年獲得專利，並在20世紀引入了電子時鐘，隨著小電池供電的開發而變得廣泛半導體設備.

每個現代時鐘中的計時元素是諧波振盪器，一個物理對象（諧振器）以特定頻率振動或振盪。[3]這個對象可以是擺， 一個音叉， 一個石英晶體，或振動電子在原子當他們散發時微波.

時鐘有不同的顯示時間的方式。模擬時鐘錶示傳統的時間鐘面，有手。數字時鐘顯示時間的數字表示。使用了兩個編號系統：12小時的時間符號和24小時符號。大多數數字時鐘都使用電子機制和LCD，引領， 或者VFD顯示。對於盲人和使用電話，說話時鐘用文字聲音陳述時間。還有一些可以通過觸摸讀取顯示的盲人時鐘。計時研究被稱為鐘錶.

詞源

這個單詞鐘源自中世紀拉丁“貝爾”的話 - clocca - 並且有認知在許多歐洲語言中。時鐘從低地國家，[7]因此，英語單詞來自中低級德語和中間荷蘭語Klocke.[8]這個詞來自中古英語clokke，北北法國人cloque， 或者荷蘭中間clocke，所有這些都意味著“鐘”，源於舊愛爾蘭人根。[9]

時間測量設備的歷史

主要文章：計時設備的歷史

聖迪亞族

簡單的水平日光
主要文章：晷

太陽在天空中的明顯位置在每天的過程中移動，反映了地球的旋轉。由固定物體施放的陰影相應地移動，因此它們的位置可用於指示一天中的時間。聖迪亞爾通過在（通常）平坦表面上顯示陰影的位置來顯示時間，該表面的標記與小時相對應。[10]聖迪亞爾可以是水平，垂直或其他方向。聖迪亞族被廣泛使用遠古時代.[11]有了緯度的知識，結構良好的日d可以測量本地太陽時間具有合理的精度，一兩分鐘之內。通過使用電報和火車來標準化城市之間的時間和時區，直到1830年代，聖迪亞族繼續用於監視時鐘的性能。[12]

測量持續時間，經過的時間和間隔的設備

沙子流滴漏可以用來跟踪經過的時間

許多設備可用於標記時間的流逝，而無需尊重參考時間（一天中的時間，小時，分鐘等），並且可以用於測量持續時間或間隔。此類持續時間的示例是蠟燭時鐘，香的時鐘和沙漏。蠟燭時鐘和香的時鐘都與相同的原理起作用，在該原理中，資源的消費或多或少是恆定的，可以對時間段段進行合理精確且可重複的估計。在沙漏中，很好沙以恆定速率倒入一個微小的孔，表明時間的任意時間通過。資源不被消耗，而是重複使用。

水時鐘

主要文章：水時鐘
水時鐘金色金葉子在曼德勒（緬甸）

水時鐘以及聖迪亞爾人可能是最古老的陳述器樂器，唯一的例外是一天的計數Tally Stick.[13]鑑於它們的古代，剛剛存在的地方和何時何時尚不清楚，也許是不可知的。碗形流出是水時鐘的最簡單形式，已知存在於巴比倫並在公元前16世紀左右在埃及。包括印度和中國在內的世界其他地區也有早期的水時鐘證據，但最早的日期不確定。但是，一些作者寫了關於世界這些地區最早在公元前4000年出現的水時鐘。[14]

希臘語天文學家Cyrrhus的Andronicus監督建造tower公元前1世紀在雅典[15]這希臘語和羅馬文明以提高準確性的高級水時鐘設計。這些進步通過拜占庭和伊斯蘭時代，最終回到歐洲。獨立，中國人開發了自己的高級水時鐘（（）公元725年，將他們的想法傳遞給韓國和日本。

一些水時鐘設計是獨立開發的，並且通過貿易傳播傳遞了一些知識。前現代社會在現代工業社會中沒有相同的精確計時要求，在該社會中，每個小時的工作或休息都會受到監控，無論外部條件如何，工作都可以在任何時候開始或完成。相反，古代社會的水時鐘主要用於占星術原因。這些早期的水時鐘用日ad校準。雖然從未達到現代時計的準確性水平，但水時鐘是數千年的最準確和常用的定時設備，直到被更準確的替代擺鐘在17世紀的歐洲。

伊斯蘭文明通過精心製作的工程進一步提高了時鐘的準確性。在797（或可能是801）中，阿巴斯哈里發的巴格達，Harun al-Rashid， 提出了查理曼大帝帶著亞洲大象命名Abul-Abbas加上水的“特別精心的例子”[16]鐘。教皇西爾維斯特二世向北歐和西歐引入了鐘錶大約1000年。[17]

機械水時鐘

也可以看看：自動機§古代

第一個已知裝備時鐘是由偉大的數學家，物理學家和工程師發明的阿基米德在公元前3世紀。阿基米德創建了他的天文鐘[18]那也是杜鵑時鐘，鳥兒唱歌和每小時移動。這是Carillon的第一個鐘錶，因為它同時播放音樂，一個人眨了眨眼，對唱歌的鳥感到驚訝。Archimedes時鐘與四個重量，反重和弦的系統配合使用，該系統由一個帶有虹吸管的水容器中的浮子系統調節，該系統可調節時鐘的自動延續。這種時鐘的原理由數學家和物理學家英雄描述[19]他說，其中一些人與一條鏈條一起工作，該鏈轉換了機制。[20]普羅科皮烏斯（Procopius）描述的是亞歷山大（Alexander）時期建造的另一個希臘時鐘。[21]加沙時鐘可能是一種流星，即展示天體現象和時間的建築物。它的時間為指針，一些與阿基米德時鐘類似的自動化。每小時有12扇門，大力神表演他的勞動，獅子在一點點等等，晚上，每小時都會看到一盞燈，有12個窗戶打開，以顯示時間。

一個比例模型的蘇歌天文鐘樓，建於11世紀Kaifeng， 中國。它是由一個大的水輪，鏈驅動， 和逃脫機制

在中國經過yi xing和Liang Lingzan。這不被認為是逃脫機構時鐘是單向的，宋多層和天才蘇歌（1020–1101）將其納入他對天文鐘錶塔的巨大創新Kaifeng在1088年。[22][23][需要頁面]他的天文鐘和旋轉渾天儀在春季，夏季，秋季和液體汞在冬季的冰點溫度（即液壓）。

在Su Song的Waterwheel Link Workwork設備中，由於液體填充的容器的連續流量有限，逃脫的逮捕和釋放的作用是通過重力定期施加的。因此，在一條進化中，Su Song的時鐘將Clepsydra的概念和機械時鐘結合在一起，成為由力學和液壓技術運行的一個設備。在他的紀念館中，Su Song寫了這一概念：

根據您的僕人的看法，在過去的王朝中，天文工具有許多系統和設計，在較小的方面彼此不同。但是，將水力用於駕駛機構的原理一直是相同的。天堂移動而不會停止，但水流（跌落）也是如此。因此，如果將水以完美的均勻度倒入，那麼（天堂和機器）的旋轉運動的比較將不會顯示出差異或矛盾。對於不斷的不斷，無處不在。


歌曲也受到較早的渦流球的強烈影響張·薩南（公元976年），他還採用了逃生機制並使用了液體汞Su Song的天文塔的機械發條塔的直徑為11英尺，載著36個勺子的機械發條，而不是在他的天文鐘塔的水上輪中的水。恆定水箱”。鐵的主要駕駛軸，其圓柱頸部支撐在鐵新月形的軸承上，以小齒輪結束，該齒輪在主垂直變速箱軸的下端連接了一個齒輪。這個偉大的天文學水力學鐘樓大約十米（約30英尺），並以鐘為特色逃脫並間接地由旋轉的輪子用掉落的水和液體汞。Su歌曲的全尺寸工作複製品存在於中華民國（台灣）國家自然科學博物館，台中城市。這種全尺度，功能齊全的複製品大約12米（39英尺），是由SU Song的原始描述和機械圖製成的。[24]

一個大象時鐘在手稿中al-Jazari（公元1206年）巧妙的機械設備知識書[25]

在13世紀，al-Jazari，美索不達米亞的一名工程師（1136-1206）工作ArtuqidDiyar-Bakr之王，納西爾·丁，製作了各種形狀和大小的許多時鐘。最著名的時鐘包括大象，抄寫員，然後城堡時鐘，其中一些已成功地重建。除了講時間，這些大時鐘是烏爾圖克州的地位，宏偉和財富的象徵。

完全機械

  • 完全機械時鐘的示例
  • One mechanical clock (was useful for sailing purposes)

    一個機械時鐘
    （對航行目的很有用）

  • Mechanical digital clock (with rolling numbers)

    機械數字時鐘
    （滾動數字）

這個單詞horologia（來自希臘ὥρα - 'hour'，λέγειν - '''tell'）用於描述早期的機械時鐘，[26]但是使用這個詞（仍然在幾個浪漫語言）[27]對於所有的計時員，掩蓋了機制的真實本質。例如，有1176年的記錄Sens大教堂在法國安裝了鐘'[28]但是所使用的機制尚不清楚。根據Jocelyn de Brakelond，1198年，在聖埃德蒙斯伯里修道院的大火中（現在Bury St Edmunds），僧侶“跑到時鐘”以取水，表明他們的水時鐘的水庫足夠大，可以幫助偶爾撲滅大火。[29]這個單詞鐘（通過中世紀拉丁語clocca從舊愛爾蘭人clocc，這兩個意思是逐漸取代“ horologe”的“貝爾”）表明，正是鈴鐺的聲音也表徵了13世紀在歐洲出現的原型機械鐘。

17世紀的重量驅動時鐘拉克城堡，瑞典

在歐洲，在1280年至1320年之間，教堂記錄中對時鐘和鍾表的參考數量有所增加，這可能表明已經設計了一種新型的時鐘機制。現有的使用水力的時鐘機制正在適應減輕體重下降的驅動力。這種功率由某種形式的振盪機制控制，可能來自現有的鈴鐺或警報設備。這種受控的功率釋放 - 逃逸 - 標誌著真實機械時鐘的開頭，這與前面提到的齒輪時鐘不同。邊緣逃脫在真正的機械時鐘激增中得出的機制，不需要任何類型的流體功率，例如水或汞。

這些機械時鐘的目的是兩個主要目的：用於信號和通知（例如，服務和公共事件的時機），以及對太陽系進行建模。前一個目的是行政的，後者自然出現了天文學，科學，占星術的學術利益，以及這些主題如何與當時的宗教哲學融合在一起。這星棒天文學家和占星家都使用，自然地將發條驅動器應用於旋轉板以生成太陽系的工作模型。

主要用於通知的簡單時鐘安裝在塔中，並不總是需要臉或手。他們會宣布規範的時間或祈禱時間之間的間隔。隨著日出和日落時間的移動，規范小時的長度變化。更複雜的天文鐘本來會有移動的撥號或手，並且會在各種時間系統中顯示時間，包括意大利小時，典型的小時和時間，由天文學家衡量。兩種時鐘樣式都開始獲得奢侈的功能，例如自動機.

1283年，安裝了一個大時鐘鄧斯特·修道院在貝德福德郡在英格蘭南部；它的位置上方Rood屏幕表明這不是水時鐘。[30]在1292年，坎特伯雷大教堂安裝了一個“大霍洛格”。在接下來的30年中，在英格蘭，意大利和法國的許多教會機構中提到了時鐘。在1322年，新時鐘安裝在諾里奇這是安裝在1273年的較早時鐘的昂貴替代品。這有一個帶有自動機和鈴鐺的大型（2米）天文錶盤。安裝的費用包括全職工作時鐘管理員兩年。[30]

天文

沃靈福德的理查德指向時鐘，他的禮物給聖奧爾本斯修道院
16世紀的時鐘機基督修道院，托馬爾，葡萄牙

世界上第一個完全機械的水時鐘“宇宙發動機”是由蘇歌，中國人多層，在1092年在中國設計和建造逃脫並間接地由旋轉的輪子用掉落的水和液體汞，並使用了能夠計算複雜天文問題的渦流。

在歐洲，有時鐘由沃靈福德的理查德在阿爾森到1336年，喬瓦尼（Giovanni）de dondi在帕多瓦從1348年到1364年。它們不再存在，但對其設計和構造的詳細描述得以生存，[31][32]並進行了現代複製。[32]他們說明了機械時鐘的理論被轉化為實用結構的速度，並且也表明其發展的眾多衝動之一就是天文學家渴望研究天體現象。

Giovanni Dondi Dell'orologio的天然氣是一個複雜的天文鐘，建於1348年至1364年之間帕多瓦，意大利，由醫生和鍾表製造商Giovanni Dondi Dell'orologio。天線有七個臉和107個移動齒輪。它顯示了當時已知的太陽，月亮和五個行星的位置以及宗教盛宴。Astrarium高約1米，由一個七面黃銅或鐵框架組成，該框架放在7個裝飾爪狀的腳上。下部提供了一個24小時的錶盤和一個大日曆鼓，顯示了教堂的固定盛宴，可移動的盛宴以及月球上升節點的十二生肖中的位置。上部分包含7個錶盤，每個錶盤的直徑約為30厘米，顯示了該位置數據Primum Mobile，金星，水星，月亮，土星，木星和火星。直接在24小時錶盤上方是錶盤Primum Mobile之所以稱呼，是因為它繁殖了恆星的晝夜運動以及太陽在恆星背景下的年度運動。每個“行星”錶盤都使用複雜的發條來產生行星運動的合理準確模型。這些都與托勒密理論和觀察結果相當同意。[33][34]

沃靈福德的時鐘有一個大型的星棒式錶盤，顯示了太陽，月亮的年齡，相位和節點，一張星形地圖，甚至可能是行星。此外，它有一個命運之輪以及潮汐狀態的指標倫敦大橋。鐘每小時響，筆劃數表示時間。[31]Dondi的時鐘是一個七邊的構造，高1米，錶盤顯示了一天中的時間，包括分鐘，所有已知行星的運動，固定的自動日曆和可移動的盛宴，以及每18年旋轉一次的日食預測。[32]這些時鐘將是多麼準確或可靠。他們可能每天手動調整它們，以彌補因磨損和不精確製造而造成的錯誤。今天有時仍然使用水時鐘，可以在古老的城堡和博物館等地方進行檢查。這索爾茲伯里大教堂時鐘建於1386年，被認為是世界上最古老的生存機械時鐘。[35]

彈簧驅動

  • 彈簧驅動時鐘的示例
  • Matthew Norman carriage clock with winding key

    Matthew Norman帶纏繞鑰匙的馬車鐘

  • Decorated William Gilbert mantel clock

    裝飾的威廉·吉爾伯特·曼特爾鐘

鐘錶製造商以各種方式發展了他們的藝術。建立較小的時鐘是一個技術挑戰，也提高了準確性和可靠性。時鐘可能是令人印象深刻的展示，以展示熟練的工藝，或更便宜的批量生產物品用於國內用品。尤其是逃脫是影響時鐘準確性的重要因素，因此嘗試了許多不同的機制。

彈簧驅動的時鐘出現在15世紀，[36][37][38]儘管他們經常被錯誤地歸功於紐倫堡製表師彼得·亨萊因（或Henle或Hele）1511年。[39][40][41]最早的現有彈簧驅動的時鐘是給Phillip送給Phillip的時鐘，勃艮第公爵，1430年左右，現在在Germisches Nationalmuseum.[5]彈簧力量呈現了一個新問題：如何保持時鐘移動春天降低時以恆定的速度運行。這導致了堆疊和Fusee在15世紀以及許多其他創新，直到現代的發明去桶1760年。

早期時鐘錶盤沒有表示幾分鐘和幾秒鐘。保羅·阿爾曼努斯（Paulus Almanus）在1475年的手稿中說明了一個帶有錶盤的時鐘，[42]德國的大約15世紀時鐘錶示分鐘和幾秒鐘。[43]時鐘上有幾秒鐘的早期記錄可以追溯到弗雷默斯多夫（Fremersdorf）收藏中的時鐘。[44]：417–418[45]

在15和16世紀，時鐘製作蓬勃發展，尤其是在金屬工作城鎮紐倫堡和奧格斯堡，在布洛伊斯， 法國。一些更基本的桌子時鐘只有一個時間保存，小時標記之間的撥號分為四個相等的部分，使得時鐘可讀取到最接近的15分鐘。其他時鐘是工藝和技巧的展覽，結合了天文學指標和音樂動作。這交叉逃脫是1584年由JostBürgi，也發展了Remontoire。Bürgi的時鐘在準確性方面取得了很大的提高，因為它們每天在一分鐘內是正確的。[46][47]這些時鐘幫助16世紀的天文學家Tycho Brahe觀察比以前要精確得多的天文事件。[如何？]

燈籠時鐘，德語，c.1570年

擺

由克里斯蒂亞·霍根斯（Christiaan Huygens）在1656年設計的第一個擺鐘

準確性的下一個發展是在1656年之後發生的擺鐘.伽利略有一個想法使用搖擺的鮑勃來調節17世紀早些時候的計時設備的運動。克里斯蒂亞·惠文斯（Christiaan Huygens）但是，通常被認為是發明家。他確定了將擺長度與時間相關的數學公式（一秒鐘動作約為99.4厘米或39.1英寸），並且製作了第一個擺動的時鐘。第一個模型時鍾建於1657年海牙，但正是在英格蘭提出了這個想法。[48]這長軸時鐘（也稱為祖父時鐘）是為了容納鐘擺而創建的，由英國鐘錶製造商威廉·克萊門特（William Clement）在1670年或1671年進行。時鐘面使用搪瓷以及手繪陶瓷。

1670年，威廉·克萊門特（William Clement）創造了錨逃生，[49]對Huygens皇冠逃生的改善。克萊門特還於1671年引入了擺懸浮彈簧。丹尼爾·夸克（Daniel Quare），倫敦的鐘錶和其他人，第二手是首次引入的。

髮膠

在1675年，惠根（Huygens）和羅伯特·胡克（Robert Hooke）發明了螺旋平衡彈簧，或旨在控制振盪速度的髮膠平衡輪。這種關鍵的進步最終使準確的口袋手錶成為可能。偉大的英語鐘錶製造商托馬斯·湯米翁（Thomas Tompion），是最早成功使用這種機制的人之一懷錶，他採用了小小的手，在經過各種設計之後，最終穩定在現代配置中。[50]機架和蝸牛醒目的機制醒目的時鐘，在17世紀引入，與“ CountWheel”（或“鎖定板”）機制具有明顯的優勢。在20世紀，有一個普遍的誤解是愛德華·巴洛（Edward Barlow）發明架子和蝸牛引人注目。實際上，他的發明與使用架子和蝸牛的重複機制有關。[51]這重複時鐘，這是1676年的Quare或Barlow發明的，按需發明了每小時（甚至分鐘）的時間。喬治·格雷厄姆發明了逃脫的逃脫對於1720年的時鐘。

海洋天文鐘

主要文章：海洋天文鐘

提高時鐘準確性和可靠性的主要刺激是確切時間保存在導航中的重要性。如果導航器可以指代每天損失或少於10秒的時鐘，則可以以合理的精度確定船在海上的位置。這個時鐘不可能包含鐘擺，這實際上在搖擺的船上是無用的。1714年，英國政府提供了大量財務獎勵價值20,000磅[52]對於任何可以準確確定經度的人。約翰·哈里森，他獻身於提高時鐘的準確性，後來根據《經度法》獲得了相當大的資金。

1735年，哈里森（Harrison）建立了他的第一個計時台，在接下來的三十年中，他在提交考試之前就穩步改進了。時鐘有許多創新，包括使用軸承減少摩擦，加權平衡以補償船在海中的俯仰和滾動，以及使用兩種不同的金屬來減少熱量膨脹問題。計時台由哈里森的兒子於1761年測試，到10週結束時，時鐘誤差不到5秒。[53]

打開的口袋手錶

大量生產

英國人在17世紀和18世紀的大部分時間裡都佔據了《手錶製造》的主導地位，但保持了一種生產系統，該制度旨在為精英提供高質量的產品。[54]儘管試圖通過大量生產技術進行現代化的時鐘製造以及1843年英國手錶公司重複的工具和機械的應用，但該系統卻起飛了。1816年，Eli Terry還有其他一些康涅狄格鐘錶製造商通過使用可互換的零件.[55]亞倫·盧夫金·丹尼森1851年在馬薩諸塞州這也使用了可互換的零件，到1861年，已經運營了一家成功的企業沃爾瑟姆手錶公司.[56][57]

早期電氣

主要文章：電時鐘
早期法國電磁鐘

1815年弗朗西斯·羅納德斯（Francis Ronalds）出版了第一個電時鐘供電幹堆電池。[58]亞歷山大·貝恩，蘇格蘭鐘錶製造商，為電時鐘1840年。電時鐘的發條彈簧被電動機纏繞或電磁體和電樞。1841年，他首先為電磁擺。到19世紀末，乾電池電池的出現使得在時鐘中使用電力。使用電力的彈簧或重量驅動的時鐘交替電流（AC）或直流（DC），要倒帶彈簧或增加機械時鐘的重量將被歸類為機電鐘。該分類也適用於採用電脈衝推動擺的時鐘。在機電時鐘中，電力無時間保持功能。這些類型的時鐘是作為單個時計製作的，但更常用於學校，企業，工廠，鐵路和政府設施的同步時間安裝中主時鐘和從屬時鐘.

在哪裡交流可以使用穩定頻率的電源，可以通過使用A來可靠地保持計時同步電機，本質上計算週期。供應電流交替以50的精確頻率交替赫茲在許多國家 /地區，其他國家有60個赫茲。儘管隨著負載的變化，白天的頻率可能會略有變化，但發電機的設計以維持一天的準確數量，因此時鐘可能隨時慢速或快速速度，但將是完全準確的很長一段時間。這轉子電動機以與交替頻率相關的速度旋轉。適當的齒輪將這種旋轉速度轉換為模擬時鐘手的正確速度。在這些情況下，時間是通過多種方式測量的，例如通過計算交流電源的循環，振動的振動音叉，行為石英晶體或原子的量子振動。電子電路將這些高頻振盪劃分為較慢的驅動時間顯示。

石英

石英晶體諧振器的圖片，用作石英手錶和時鐘中的計時組件，並刪除了外殼。它以調諧叉的形狀形成。大多數這樣的石英鐘晶體以頻率振動32768赫茲

這壓電晶體的特性石英被發現雅克和皮埃爾·庫裡（Pierre Curie）1880年。[59][60]第一個晶體振盪器是由1917年發明的亞歷山大·尼科爾森（Alexander M. Nicholson）之後，第一個石英晶體振盪器由Walter G. Cady1921年。[3]1927年第一個石英鐘是由沃倫·瑪麗森（Warren Marrison）和J.W.建造的霍頓在貝爾電話實驗室在加拿大。[61][3]在接下來的幾十年中真空管當時，限制了他們在其他地方的實際使用。國家標準局（現在nist）從1929年底到1960年代，美國的時間標准在石英鐘上，當時它更改為原子鐘。[62]1969年精工生產了世界的第一個石英手錶， 這星座.[63]它們固有的準確性和低生產成本導致了石英鐘和手錶的擴散。[59]

原子

目前，原子鐘是現有的最準確的時鐘。他們比石英鐘因為它們可以在數万億年內準確到幾秒鐘內。[64][65]原子鐘首先是由理論化的開爾文勳爵1879年。[66]在1930年代的發展磁共振創建的實用方法來執行此操作。[67]原型氨馬瑟設備建於1949年在美國國家標準局（NBS，現在nist）。雖然它不如現有石英鐘，它可以證明這個概念。[68][69][70]第一個準確的原子鐘，一個剖宮產標準基於一定的過渡Caesium-133原子，由路易斯·埃森（Louis Essen）1955年國家實驗室在英國。[71]通過使用天文尺度進行剖宮產標準原子時鐘的校準埃弗米斯時間（ET）。[72]截至2013年，最穩定的原子鐘是鐿時鐘，在1千萬千萬中穩定在不到兩個零件之內（2×10-18）。[73]

手術

13世紀機械時鐘的發明引發了從連續過程的計時方法的變化，例如運動的運動gnomon在日山的陰影或水時鐘中的液體流動，到週期性的振盪過程，例如擺的擺動或振動的振動石英晶體，[4][74]這有可能提高準確性。所有現代時鐘都使用振盪。

儘管它們使用的機制各不相同，但所有振蕩的時鐘，機械，電和原子也可以類似地工作，並且可以分為類似的部分。[75][76][77]它們由一個反復重復相同運動的對象組成振盪器，每次重複或“節拍”之間具有恆定的時間間隔。附著在振盪器上的是控制器設備，通過替換損失的能量來維持振盪器的運動摩擦並將其振盪轉化為一系列脈衝。然後用某種類型的脈衝計數櫃檯，並且計數數被轉換為方便的單位，通常是秒，分鐘，小時等。最後指標以人類可讀形式顯示結果。

能量源

  • 在機械時鐘中，電源通常是從繩索上懸掛的重量，或者包裹在圍繞的鏈條滑輪，鏈輪或鼓；或一個稱為a的螺旋彈簧電源。機械時鐘必須是傷口通常，通常通過轉動旋鈕或鑰匙，或通過拉動鏈條的自由端，將能量存儲在重量或彈簧中以保持時鐘的運行。
  • 在電鐘，電源是電池或者交流電源線。在使用交流電源的時鐘中，通常會包括一個小備用電池，以使時鐘在牆壁上暫時從牆壁上或停電期間插入。電池供電的模擬壁鐘可用，在電池更換之間運行15年以上。

振盪器

平衡輪，機械中的振盪器壁爐鐘.

每個現代時鐘中的計時元素是諧波振盪器，一種物理對象（諧振器），可在精確恆定頻率下重複振動或振盪。[3]

  • 在機械時鐘，這是擺或平衡輪.
  • 在一些早期的電子時鐘和手錶中Accutron， 它是一個音叉.
  • 在石英鐘手錶，這是一個石英晶體.
  • 在原子鐘，它是電子在發射微波時的振動。
  • 在1657年之前的早期機械時鐘，這是一個粗糙的平衡輪或fol這不是諧波振盪器，因為它缺乏平衡彈簧。結果，它們非常不准確，每天可能有一個小時的錯誤。[78]

諧波振盪器比其他形式的振盪器的優點是，它採用了諧振以精確的自然振動共振頻率或僅取決於其物理特徵，並以其他速率抵抗振動。諧波振盪器可實現的可能的精度是通過稱為其的參數來衡量的問，[79][80]或質量因素，其諧振頻率增加（其他事物相等）。[81]這就是為什麼在時鐘中有更高頻率振盪器的長期趨勢的原因。平衡輪和擺始終包括調整鐘錶速率的方法。石英鐘錶有時包括一個調整A的費率螺釘電容器為了這個目的。原子鐘是主要標準，他們的速率無法調整。

同步或從屬時鐘

這牧羊門時鐘從內部接收其正時信號皇家天文台，格林威治.

有些時鐘依賴於外部振盪器的準確性；也就是說，它們會自動同步到更準確的時鐘：

  • Bibb County，Macon GA法院，鐘樓，c.1876年
    從屬時鐘，從1860年代到1970年代，在大型機構和學校中使用，將時間保留在鐘擺中，但被連接到主時鐘在建築物中，並定期收到一個信號，通常在一個小時內將其與主人同步。[82]以後的脈衝從主時鐘的脈衝中觸發了後來的版本，並且某些序列用於在功率故障後迫使快速同步。
同步電時鐘，大約在1940年。到1940年，同步時鐘成為美國最常見的時鐘類型
  • 同步電時鐘沒有內部振盪器，而是計算50或60的周期赫茲交流電源線的振盪，該電源線通過實用程序與精度振盪器同步。計數可以通過電子方式進行，通常在具有數字顯示的時鐘，或者在模擬時鐘中，AC可能會驅動A同步電機在線路電壓的每個週期中，它旋轉了革命的精確部分，並驅動齒輪列車。儘管由於負載變化引起的網格線頻率的變化可能會導致時鐘在一天的過程中暫時增加或損失幾秒鐘，但公用事業公司非常準確地保持了每24小時的循環總數，以便時鐘長時間保持時間準確。
  • 計算機實時時鐘與石英晶體保持時間，但可以（通常每週）同步在互聯網到原子鐘（世界標準時間）， 使用網絡時間協議（NTP）。
  • 無線電時鐘與石英晶體保持時間，但會定期同步時間信號從專門傳播標準時間廣播電台或者衛星導航信號，由原子鐘設置。

控制器

這具有雙重功能，即通過給予“推動”來代替損失的能量來保持振盪器運行摩擦，並將其振動轉化為一系列用於測量時間的脈衝。

  • 在機械時鐘，這是逃脫，它可以精確推到擺錘或平衡輪，並釋放一個齒輪齒逃逸輪在每個鞦韆上，所有時鐘的車輪都可以在每個鞦韆的情況下向前移動固定量。
  • 在電子時鐘中，這是一個電子振盪器電路這給出了振動的石英晶體或調諧叉微小的“推動”，並生成一系列電脈衝，一個用於晶體的每個振動，稱為時鐘信號.
  • 在原子鐘中，控制器是撤離的微波爐腔附著在微波爐上振盪器由a控制微處理器。薄氣銫原子被釋放到空腔中，在那裡它們暴露於微波爐中。激光測量了多少原子吸收了微波爐，並且一個稱為A的電子反饋控制系統相鎖環調諧微波振盪器，直到它處於導致原子振動並吸收微波的頻率。然後將微波信號除以數字計數器成為時鐘信號.[83]

在機械時鐘，低問平衡輪或擺振盪器的振盪器使它們對逃生衝動的干擾效果非常敏感，因此逃生對時鐘的準確性產生了很大的影響，並且嘗試了許多逃生設計。電子時鐘中較高的諧振器Q使它們對驅動功率的令人不安的效果相對不敏感，因此驅動振盪器電路是一個重要的組件。[3]

反鏈

這計算了脈衝，並添加它們以獲得傳統的秒，分鐘，小時等的時間單位。環境通過手動將正確的時間進入櫃檯進入時鐘。

  • 在機械時鐘，這是通過機械完成的齒輪火車，被稱為車輪火車。齒輪火車還具有第二個功能。從電源傳輸機械功率以運行振盪器。在駕駛手和其餘時鐘的齒輪之間有一個摩擦耦合，稱為“炮齒輪”，使手繞開了時間。[84]
  • 在數字時鐘中集成電路櫃檯或分隔線添加脈衝數字， 使用二進制邏輯。通常，案件上的按鈕可以使小時和分鐘計數器增加並減少以設定時間。

指標

一個咕咕鐘在模擬錶盤上的第八小時內，機械自動機和聲音生產者擊中

這以人類可讀形式顯示秒，分鐘，小時等的計數。

  • 13世紀最早的機械鐘沒有視覺指示器，並通過敲擊聲來表示時間。到今天為止的許多時鐘是醒目的時鐘打擊時間。
  • 模擬時鐘以模擬時鐘的表面顯示時間，該時間由數字1到12或24的錶盤組成，即一天的時間，外面的時間。小時用小時的手，這一天在一天中進行一兩革，而分鐘則由分針，每小時進行一場革命。在機械時鐘，齒輪火車驅動著手。在電子時鐘中，電路每秒產生脈衝步進電機和齒輪火車，這移動了手。
  • 數字時鐘在數字顯示器上定期更改數字中顯示時間。一個常見的誤解是，數字時鐘比模擬壁時鐘更準確，但是指示器類型是分開的，除了正時源的準確性外。
  • 說話時鐘和說話時鐘電話公司提供的服務使用錄製或數字方式說話的時間合成的聲音.

類型

時鐘可以按時間顯示的類型以及計時方法進行分類。

時間顯示方法

類似物

也可以看看：鐘面
一個24小時面孔的現代石英鐘
倫敦的線性時鐘皮卡迪利馬戲團管站。24小時的頻段跨越靜態地圖，與地面上方的太陽明顯運動保持同步，並在倫敦的指針上指向當前時間。

模擬時鐘通常使用鐘面這表明使用旋轉指針在固定的編號錶盤或錶盤上稱為“手”的時間。全世界普遍已知的標準時鐘面有一個短的“小時手”，這表明在12個圓形錶盤上的小時小時，每天進行兩次革命，並進行更長的“微小手”，這表明當前小時的分鐘在同一錶盤上，也分為60分鐘。它也可能具有“二手”，該“二手”表示當前分鐘中的秒數。今天唯一使用的其他鐘錶是24小時模擬錶盤，因為使用24小時時間在軍事組織和時間表中。在現代時鐘面前標準化之前工業革命多年來，使用了許多其他面部設計，包括分為6、8、10和24小時的錶盤。在此期間法國革命法國政府試圖引入10小時時鐘，作為十進制的一部分公制測量，但沒有實現廣泛使用。18世紀開發了一個意大利的6小時時鐘，大概是為了節省動力（鐘錶或手錶醒目的24次使用更多的動力）。

另一種類型的模擬時鐘是日常的，它連續跟踪太陽，以其陰影位置記錄時間gnomon。由於太陽沒有適應日光節省時間，因此用戶必須在此期間添加一個小時。還必須對時間方程，以及在日d的縱向和中央子午線之間的差異時區正在使用（即在15度以東本初子午線對於時區的每個小時格林威治標準時間）。聖迪亞爾使用24小時模擬錶盤的某些或一部分。儘管有模擬機制，但也存在使用數字顯示的時鐘 - 通常稱為翻轉時鐘。已經提出了替代系統。例如，“十二個”時鐘使用十二顏色之一表示當前小時，並通過顯示圓盤的比例來指示分鐘，類似於月相.[85]

數字的

主要文章：數碼時鐘
  • 數字時鐘的示例
  • Digital clock displaying time by controlling valves on the fountain

    數字時鐘通過控制噴泉的閥來顯示時間

  • Simplistic digital clock radio

    簡單的數字時鐘無線電

  • Diagram of a mechanical digital display of a flip clock

    機械數字顯示的圖翻轉時鐘

數字時鐘顯示時間的數字表示。兩種數字顯示格式通常在數字的時鐘：

  • 這24小時符號小時範圍00–23；
  • 這12小時的符號使用AM/PM指標，小時為凌晨12點，其次是上午1點至11點，其次是下午12點，然後是下午1點至11點（這是在家庭環境中主要用於的符號）。

大多數數字時鐘都使用電子機制和LCD，引領， 或者VFD顯示；也使用了許多其他顯示技術（陰極射線管，尼克西管， ETC。）。重置，電池更換或電源故障後，這些時鐘無備用電池或電容器要么從12:00開始計數，要么在12:00停留，通常用閃爍的數字開始，表明需要設置時間。一些較新的時鐘會根據廣播或互聯網重置自己時間服務器被調到國家原子鐘。自1960年代數字時鐘的出現以來，模擬時鐘的使用已大大下降。

一些時鐘，稱為'翻轉時鐘'，具有機械起作用的數字顯示。這些數字被塗在材料片上，這些材料像書的頁面一樣被安裝。每分鐘一次，一頁翻轉以揭示下一個數字。這些顯示通常比LCD或LED更容易閱讀。另外，電源中斷後，它們不會回到12:00。翻轉時鐘通常沒有電子機制。通常，它們是由交流-同步電動機.

雜種（模擬數字）

帶有模擬象限的時鐘，具有數字組件，通常顯示出類似的數分鐘和幾個小時，並且以數字模式顯示了幾秒鐘。

聽覺

主要文章：說話時鐘

為了方便，距離，電話或失明，聽覺時鐘將時間顯示為聲音。聲音要么是口語的自然語言（例如，“時間為十二三十五”），要么是聽覺代碼（例如，小時的順序鈴響的數量代表像鐘一樣的小時數，大本鐘）。大多數電信公司還提供說話時鐘服務也是如此。

單詞

軟件單詞時鐘

單詞時鐘是使用句子在視覺上顯示時間的時鐘。例如：“大約三點鐘。”這些時鐘可以在硬件或軟件中實現。

投影

主要文章：投影時鐘

一些時鐘（通常是數字時鐘）包括光學投影儀這將放大圖像的放大圖像在屏幕上或表面（例如室內天花板或牆壁）上。這些數字足夠大，可以輕鬆閱讀，而無需使用眼鏡，具有中等不完美的視力，因此時鐘很方便，可以在其臥室中使用。通常，計時電路具有電池作為不間斷電源的備用源以保持時鐘的準時，而投影燈只有在設備連接到A.C.電源時才有效。完全由電池供電的便攜式版本類似於手電筒也可用。

觸

聽覺和投影時鐘可以由盲人或視力有限的人使用。也有一些盲人時鐘可以通過使用觸摸感來讀取顯示器。其中一些類似於正常的模擬顯示，但是構造的，因此可以在不損壞它們的情況下感覺到手。另一種類型本質上是數字，並且使用使用代碼的設備盲文為了顯示數字，以便可以用指尖感受到它們。

多拍攝

有些時鐘有幾個由單個機制驅動的顯示器，而另一些時鐘在單個情況下具有幾種完全獨立的機制。公共場所的時鐘通常從不同的方向上看到幾個面孔，因此可以從附近的任何地方閱讀時鐘。所有面孔都同時顯示出來。其他時鐘顯示當前時間在幾個時區。旨在由旅行者攜帶的手錶通常有兩個顯示器，一個是當地時間，另一個在家中有時間，這對於撥打預先安排的電話很有用。一些方程時鐘有兩個顯示，一個顯示與此同時和另一個太陽時間，正如聖迪亞爾所示。有些時鐘具有模擬和數字顯示。帶有盲文顯示器的時鐘通常也具有傳統的數字，因此可以被視線閱讀。

目的

傳統上，許多城市和城鎮的公共鐘錶在一個突出的地點，例如城鎮廣場或市中心。這個在鎮的中心展出羅賓斯，北卡羅來納州
一個拿破崙三世壁爐鐘，從19世紀的第三季度開始貝爾斯藝術博物館DeValència來自西班牙

時鐘在房屋，辦公室和許多其他地方；較小的（手錶）被攜帶在手腕上或口袋上；較大的地方在公共場所，例如火車站或教堂。通常在計算機顯示器，手機和許多的一角顯示一個小時鐘mp3播放器.

時鐘的主要目的是展示時間。時鐘也可能具有在指定時間發出大聲警報信號的設施，通常在預設時喚醒臥舖。他們被稱為鬧鐘。警報可能以較低的音量開始，變得更大，或者要關閉幾分鐘的設施，然後恢復。帶有可見指示器的鬧鐘有時會用來向太小的兒童指示，無法閱讀睡眠時間已經完成的時間；他們有時被稱為訓練時鐘.

時鐘機制可以用來控制根據時間的規定，例如中央供暖系統，一個錄像機，或定時炸彈（看：數字計數器）。這種機制通常稱為計時器。時鐘機制也用於驅動設備，例如太陽能跟踪器和天文望遠鏡，必須以準確控制的速度轉動以抵消地球旋轉。

最多數字計算機依賴於恆定頻率的內部信號來同步處理；這被稱為時鐘信號。（一些研究項目正在基於異步電路。）一些設備，包括計算機，還可以維持根據需要使用的時間和日期；這被稱為日時鐘，與系統時鐘信號不同，儘管可能是基於計算其周期的。

在中國文化中給一個時鐘（繁體中文：送鐘；簡體中文：送钟；拼音：sòng zhōng）通常是禁忌，尤其是對老年人作為本行為的術語是一個同音與參加他人葬禮的行為一詞（繁體中文：送終；簡體中文：送终；拼音：sòngzhōng）。[86][87][88]

這對同源對在普通話和廣東話中都起作用，儘管在中國的大多數地方，只有鐘錶和大鐘而不是手錶，被稱為“”鐘”，手錶通常是在中國的禮物。

但是，如果給出這樣的禮物，可以通過確定少量貨幣付款來抵消禮物的“不幸”，以便收件人購買時鐘，從而抵消'送'（“給”）短語的表達。

時間標準

主要文章：時間標準和原子鐘

對於某些最高準確性的科學工作時間至關重要。還必須具有可以校準工作時鐘的最大準確性標準。理想的時鐘會給時間無限的準確性，但這是無法實現的。許多物理過程，特別是包括一些過渡在原子之間能量水平，以極其穩定的頻率發生；計算此類過程的周期可以給出非常準確和一致的時間 - 以這種方式工作的clock通常稱為原子鐘。這樣的時鐘通常很大，非常昂貴，需要一個受控的環境，並且比大多數目的所需的要準確得多。它們通常用於標準實驗室.

導航

直到二十世紀後期的進步，導航取決於測量的能力緯度和經度。緯度可以通過天體導航;經度的測量需要準確的時間知識。這種需求是開發準確的機械時鐘的主要動機。約翰·哈里森創建了第一個高度準確的海洋天文鐘在18世紀中葉。這中午槍在開普敦仍會發射準確的信號，以允許船隻檢查其天文序列。大港口附近的許多建築物過去（有些仍然是）大型建築物球出於相同的目的，安裝在塔上或桅杆上排列，以預先確定的時間掉落。儘管衛星導航諸如GPS之類的系統需要空前準確的時間知識，這是由衛星上的設備提供的；車輛不再需要計時設備。

特定類型

一個巨大的圓錐擺鐘EugèneFarcot，1867年。美國費城德雷克塞爾大學
通過機制按功能按樣式

也可以看看

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