计时器，什么是计时器，计时器原理是什么

沙漏计时器的原理是什么？

沙漏计时器的原理是通过重力和活动力学现象完成的。沙漏计时器内部装有两个玻璃筒，它们的中心缝隙相互连接，形成一个密闭的空间。沙漏计时器在使用前需求先将玻璃筒沿纵向轴线倾斜必定视点，使得其间一端的玻璃筒内装有的沙子或其他细颗粒物质流向另一端玻璃筒，从而开始计时。

计时过程中，沙子持续活动，并堆积在玻璃筒的底部，跟着活动的时刻活动速度逐渐下降，最终停止活动。通常状况下，沙漏计时器的运转时刻由玻璃筒的内径和尺度、沙子的数量和粒度等要素决定，其准确度也会遭到必定的影响，但一般适用于需求大略计时的状况。

沙漏计时器的原理是依据牛顿理论和流体力学原理。在沙漏计时器的规划和制造过程中，需求确保玻璃筒的密封性和原料质量，一起需求依据不同需求挑选合适尺度和沙子的数量、粒度等条件，以到达更好的计时效果。

机械钟的计时原理

它最初本是由物理学家创造出来用于探索宇宙本质的；他们从来没有想过这项技术有朝一日竟能应用于全球的导航系统上。

根据量子物理学的基本原理，原子是按照不同电子排列顺序的能量差，也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放电磁能量的。这里电磁能量是不连续的。当原子从一个“能量态”跃迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是不连续的，这也就是人们所说的共振频率。同一种原子的共振频率是一定的—例如铯133的共振频率为每秒9192631770周。因此铯原子便用作一种节拍器来保持高度精确的时间。

30年代，拉比和他的学生们在哥伦比亚大学的实验室里研究原子和原子核的基本特性。也就是在这里，他们在依靠这种原子计时器来制造时钟方面迈出了有价值的第一步。在其研究过程中，拉比发明了一种被称为磁共振的技术。依靠这项技术，他便能够测量出原子的自然共振频率。为此他还获得了1944年诺贝尔奖。同年，他还首先提出“要讨论讨论这样一个想法”（他的学生这样说道），也就是这些共振频率的准确性如此之高，完全可以用来制作高精度的时钟。他还特别提出要利用所谓原子的“超精细跃迁”的频率。这种超精细跃迁指的是随原子核和电子之间不同的磁作用变化而引起的两种具有细微能量差别的状态之间的跃迁。

在这种时钟里，一束处于某一特定“超精细状态”的原子束穿过一个振荡电磁场。当原子的超精细跃迁频率越接近磁场的振荡频率，原子从磁场中吸收的能量就越多，从而产生从原始超精细状态到令一状态的跃迁。通过一个反馈回路，人们能够调整振荡场的频率直到所有的原子完成了跃迁。原子钟就是利用振荡场的频率即保持与原子的共振频率完全相同的频率作为产生时间脉冲的节拍器。

人们日常生活需要知道准确的时间，生产、科研上更是如此。人们平时所用的

钟表，精度高的大约每年会有1分钟的误差，这对日常生活是没有影响的，但在要求

很高的生产、科研中就需要更准确的计时工具。

目前世界上最准确的计时工具就是原子钟，它是20世纪50年代出现的。原子钟

是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。由于这种电磁波非常稳定，

再加上利用一系列精密的仪器进行控制，原子钟的计时就可以非常准确了。现在用

在原子钟里的元素有氢、铯(sè)、铷(rú)等。原子钟的精度可以达到每100万年才

误差1秒。这为天文、航海、宇宙航行提供了强有力的保障。

机械钟表一般由动力机构、传动机构、擒纵机构、指针机构等组成。动力机构为机械钟表提供动力 ，并经过经过传动机构来推动擒纵机构工作，再由擒纵机构反过来控制传动机构的转速，然后由传动机构带动指针机构指示时刻 。

此外，增加钟表的功能的附加机构，如自动上条、日历(双历)、闹时、月相指示等等。

动力机构是储存和传递工作能量的机构，一般包括发条盒轮、发条盒盖、发条轴、发条和发条外钩。发条是一个螺旋形或S形的弹簧，可以通过上条拨针系使发条旋紧，旋紧后的发条具备的弹性能量可以驱动传动机构。

传动机构是将能量传至擒纵调速机构的一组齿轮，一般由二轮(中心轮)、三轮(过轮)、四轮(秒轮)和擒纵轮齿轴组成。

擒纵调速机构是由擒纵机构和振动机构两部分组成，它依靠振动系统的周期性震动，使擒纵机构保持精确和规律性的间歇运动，从而取得调速作用。叉瓦式擒纵机构是应用最广的一种擒纵机构。擒纵调速机构能把能量传递给振动系统。

振动机构主要由摆轮、摆轴、游丝、快慢针等组成。摆轮受外力会偏离其平衡位置开始摆动，这时游丝便被扭转而产生恢复力矩，这就是机械钟表在运转时重复循环工作的原理。

此外还有上条拨针机构，作用是上条和拨针。

下面是一个机械钟表的结构图，比较形象的展现了机械钟表的结构。

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钟和表是精密的计时仪器。现代钟表的原动力有机械力和电力两种。机械钟表是一种用重锤或弹簧的释放能量为动力，推动一系列齿轮运转，借擒纵调速器调节轮系转速，以指针指示时刻和计量时间的计时器。钟和表通常是以内机的大小来区别的。按国际传统区分，机心直径超过50毫米、厚度超过12毫米的为钟；直径37～50毫米、厚度4～6毫米者，称为怀表；直径37毫米以下者,则为手表。直径不大于20毫米或机心面积不大于314平方毫米者，称为女表。手表是人类所发明的最小、最坚固、最精密的机械之一。