中国古代的计时器有哪些?
该刻度尺是中国最古老、最简单的测量日影长度的仪器。它由直立在平地上的标准(表)和南北方向的尺子(规)组成,两者相互垂直。
从中午测得的影子长度可以推断出二十四节气,从影子长度的周期性变化可以确定一年的天数。每当太阳转向正南,影子就落在贵屿的水面上。通过测量影子的长度,我们可以计算每个节气的时间,如冬季至日和夏季至日。影子最长的时候,冬天的至日来了;在最短的时间里,夏天至日来了。
第二,日晷
日晷通常由铜指针和石圆盘组成。铜指针称为“指针”,垂直穿过盘面中心,在标准表中起中性杆的作用。因此,针又叫“表”;石圆盘称为“瓦面”,放置在石台上,南高北低,使瓦面与天球赤道平行。这样,磁针的上端指向北天极,下端指向南天极。
棺材两边都有鳞片。分子、丑、阴、毛、陈、司、吴、卫、申、尤、徐、亥共十二个时辰,每个时辰均分为“时之始”和“时之正”,一天正好24小时。大多数日晷显示的是表观太阳时,其中一些日晷的设计已经改变,以显示标准时间或夏令时。
第三,漏刻
漏水是古代最重要的计时工具。漏,只漏锅;雕,只有一个箭雕,就是从漏壶水面的高度,用箭雕的刻度尺标注时间。
漏雕的历史不仅古老,而且经历了漫长的发展过程,几乎是从新石器时代晚期开始,一直应用到清朝。保存最早的漏雕是西汉时期制作的。据史料记载,漏雕的发展大致如下:从单壶到多级壶,从沉箭到浮箭。东汉张衡改单壶为双壶,改沉箭为浮箭。
为了尽量保持漏水壶水量基本不变,水滴被水壶均匀接收,从而提高计时的准确性。后来经过不断改进,漏壶可以达到三四级,其中三级漏壶应用最为广泛。
中国的漏雕在很长一段历史时期都是世界上最精确的计时器。据考证,大约在西汉中期,中国的漏刻计时精度高于14世纪欧洲的机械钟。
第四,沙漏
因为冬天水容易结冰,所以被流沙带动。《史明田文志》记载,早期詹西元创制了“五轮沙漏”。后来周树学为了防止堵塞,把流沙洞扩大,改用六个轮子。减速齿轮每个轮都有零件尺寸和齿数,据说第五轮的轴尖没有齿,但装有指示时间的景观盘。
五、浑天仪
《晋志》记载东汉张衡(公元78 ~ 139)制作浑仪,说是靠密室漏水带动,仪器所指示的星辰时间与天文观测结果一致。仪器装有两个轮子,分别是太阳和月亮,水车驱动大象。大象一天转一圈,太阳转1/365圈。该仪器还配备了两个木偶,分别击鼓雕刻。这是一座底部窄、宽度大的木结构建筑。
六、水仪像台
北宋元佑三年(1088)苏颂、韩公廉等人所作。这个水运工具有三英尺多高,两英尺多宽。这是一座又窄又宽的木制建筑。平台下层有提水装置,由人力带动上轮和下轮(管车)将水提升到天河(受水池)注入天池(蓄水池)。
台中的扁壶水位保持恒定,通过一定截面的水管向枢轴轮(水车)上的水壶排出恒定流量的水,推动枢轴轮。枢轴轮通过传动齿轮带动昼夜轮、大象和浑天仪。
七、大漏灯
1276年,中国元朝的郭守敬做了一个大漏灯。它由水力驱动,由齿轮系和相当复杂的凸轮机构带动木偶自动报时“鸣钟一会,刻鼓两分钟,鸣钹三声,鸣钹四声”。
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