時計は、情報の表示方法に基づいて、大きく2つのカテゴリに分類できます。
アナログ、別名 機械的、時計は動く針を使って現在の時刻を示します。 デジタル 一方、時計は、通常はLCDまたはその他の電子画面を介して、時刻を一連の数値として表示します。
（アナログディスプレイ付きの電子時計を使用することは技術的には可能ですが、それは非常にまれです。 アナログ そして 機械的 同義語として。）
アナログ時計の中身
すべての時計には3つの基本的な部分が必要です。
- 計時 メカニズム：時間の経過を正確に追跡する方法。
- エネルギー ソース：他のさまざまなコンポーネントの動きにエネルギーを提供する方法。
- 表示：現在の時刻をユーザーに表示します。
最も基本的な用語では、時計はを使用するデバイスです エネルギー に 表示 時間、によって規制 計時 機構。
砂で満たされた砂時計を考えてみましょう–非常にシンプルなアナログ時計です。 その エネルギー ソースは重力の引きであり、その 表示 は各半分に保持されている砂の量であり、 計時 メカニズムは、砂が2つの半分の間の狭い開口部を通って流れる比較的一定の速度です。
より洗練されたアナログ時計では、3つの基本的な部品が歯車、滑車、およびその他の機械システムを介して接続されています。
現代の時計では、機械部品はワイヤーと電流に置き換えられることがあります。 これまでカバーできなかった構成が考えられるので、特定の種類の時計を詳しく見てみましょう。
振り子時計：最初の現代時計
振り子時計は間違いなく最初の現代の時計です。
振り子は、固定点から吊るされて前後に揺れるおもりです。イヤフォンをぶら下げることで簡単な振り子を作ることができます。
17世紀の変わり目に、イタリアの科学者ガリレオガリレイの物理学の実験により、彼は振り子のこのユニークな特徴を発見しました。 常に フルスイングを完了するには、同じ時間がかかります。
これは、空気抵抗やその他の要因によって、振り子が停止する瞬間まで、振り子がスイングするたびに移動する距離がゆっくりと減少する場合でも当てはまります。
彼はすぐに、時計機構内の計時のための振り子の可能性を認識しましたが、そうではありませんでした 1656年まで、ガリレオの作品に触発されたオランダの科学者クリスティアーンホイヘンスが、実用的な振り子を設計しました。 時計。
ホイヘンスは彼のデザインを実装するスキルを持っていなかったので、彼はプロの時計職人サロモンコスターを雇ってそれを作りました。
アナログ時計の中を見る
上で使用した3つの部分の内訳（計時メカニズム、エネルギー源、および表示）に従って、振り子時計がどのように機能するかを見てみましょう。
エネルギー源：砂時計のように、最初の振り子時計は重力を使用して、滑車からぶら下がっているおもりのシステムを介してエネルギーを生成しました。 キーを回すと、時計が「巻き上げ」られ、おもりが持ち上げられ、おもりを重力に逆らって保持することで位置エネルギーが蓄えられます。
計時メカニズム： 振り子とと呼ばれるコンポーネント 脱進機 おもりからのエネルギーが放出される速度を調整します。 エスケープメントには、個別のステップまたは「ティック」でのみ移動できるようにするノッチ付きホイールが含まれています。
振り子のスイングが完了するたびに、エスケープメントで1ティックが解放されます。これにより、ウェイトが少し下がります。
表示：時計の針は歯車列を介してメカニズムの残りの部分に接続されています。
脱進機が1ティックのエネルギーを放出すると、歯車が回転し、針が正しい量だけ動きます。
後のデザインで一般的だった1秒の振り子スイングを想定すると、すべての目盛りが秒針を文字盤のちょうど60分の1だけ動かすことになります。
簡単に言えば： エネルギー 上げられたウェイトを使用して保存され、次の方法で正確な速度でリリースされます。 計時 の手を回す振り子機構 表示 現在の時刻を表示します。
ばね駆動のアナログ時計
常に動き回っている時計では振り子が機能しないことがあるかもしれません。
代わりに、機械式時計は ぜんまい そして バランスホイール. ばね駆動の時計は、実際には振り子時計より約200年前のものですが、精度はかなり低くなっています。
ぜんまいはしっかりと巻いて保管します エネルギー. バランスホイールは特別に加重されたディスクです。 動作を開始すると、一定の速度で前後に回転し、 計時 機構。
電池式クォーツ時計
今日、最も一般的な時計はクォーツ時計であり、それらにちなんで名付けられました 計時 機構。
クォーツクリスタルは 圧電：電流を流すと、特定の速度で振動します。 トレンドに気づきましたか？ 特定のレートのほとんどすべてのプロセスは、計時メカニズムとして機能できます。
典型的な現代の電池式時計は、水晶振動子を介して微小な電流を送ります。水晶振動子は、動作する回路に設定されています。 脱進機のように：それは、の振動によって指示された一定の間隔でバッテリーから少量の電気を放出します 石英。
電気の定期的な「ダニ」はそれぞれ、モーターに電力を供給してアナログの手を動かすか、デジタル画面への出力を制御します。
原子時計に関する最後の注意
原子時計を見たり聞いたりしたことがあるかもしれません。
それらはほぼ完全にデジタルであるため、詳細には触れませんが、それらがどのように機能するかの基本原則は上記の時計と同じです。 大きな違いは計時です。セシウム原子が電波に「励起」された後、エネルギーを放出する正確な速度を測定するメカニズムを中心に構築されています。
国際単位系は、1967年にセシウムの特性に関する1秒の定義を標準化し、それ以来、標準のままです。