古代的计时工具有哪些

拓跋弘2023-05-04  25

古代的计时工具有刻漏、沙漏、圭表、水运浑天仪、水运仪象台、大明灯漏等。刻漏:又称漏刻、漏壶,其主要有泄水型和受水型两类。刻漏的最早记载见于《周礼》。已出土的文物中最古老的刻漏是西汉遗物,共3件,均为泄水型。刻漏的原理是水从漏壶底部侧面流泄,格叉和关舌又上升,使浮在漏壶水面上的漏箭随水面下降,由漏箭上的刻度指示时间。

沙漏:因刻漏冬天水易结冰,故有改用流沙驱动的。《明史·天文志》载明初詹希元创造了“五轮沙漏”。后来周述学加大了流沙孔,以防堵塞,改用六个轮子。宋濂著《宋学士文集》记载了沙漏结构,有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数,并说第五轮的轴梢没有齿,而装有指示时间的测景盘。

圭表:又称,日晷,日规,是我国创制最古老、使用最熟悉的一种天文仪器。圭表中的“表”是一根垂直立在地面的标竿或石柱;“圭”是从表的跟脚上以水平位置伸向北方的一条石板。每当太阳转到正南方向的时候,表影就落在圭面上。量出表影的长度,就可以推算出冬至、夏至等各节气的时刻。

水运浑天仪:其是一具依靠水力而使其运转,能模仿天体运行的仪器,并可以测定时间。这个浑天仪改进了汉代科学家张衡的设计,注水激轮,令其自转,昼夜一周,除了表现星宿的运动以外,还能表现日升月落。

土圭 这是一种最简单的“时钟”。

古人用一根杆子直立在地上,通过观察日影来估计时间。

清晨和傍晚影子最长,正午影子最短;上午,杆的日影偏向西;下午,杆的日影偏向东。

根据影子的长短和方向,可知大概的时间。

圭表 它由两部分组成:直立的铜柱叫“表”,平卧的铜尺叫“圭”。

把表放在南、北端,并同圭相垂直,测量日影长度。

这样,不但可以测出时间,还可以根据每天上午日影的长短,定出四季的节气。

日晷 也叫“日规”,由晷针和晷盘组成,晷盘上刻有二十四个等分的刻度,晷针垂直在晷盘中央。

太阳照着晷针,针影随太阳的运转而移动,刻度盘上指示出刻度来,便知时间。

以日影测时的工具都是古人的“影钟”,统称为日晷。

但都只能在晴朗的白天应用,阴雨天和夜间就不行了。

火钟 就是古人用燃香来计算时间。

如读书读了一支香,做工做了两支香。

或是点燃一盘香(形如现时的蚊香),看烧了多少,便知过了多少时间。

有时,在香中间缚一根纱线,线的一端系一个铜球,球下面放一个铜盘,当香火烧断纱线,铜球便落入盘中,叮当作响。

这是古人用的“闹钟”。

水钟 就是铜壶滴漏,也叫“刻漏”、“漏刻”、“漏壶”。

有单壶和复壶。

初壶用上、中、下三个壶相互迭置,壶底都有小孔,三个壶下面再放一个受水壶。

最上一只壶内装满水后,水即逐渐从小孔流入以下各壶。

受水壶内装一个直立浮标,上刻时辰,水逐步升高,浮标随之上升,这佯就可知道时辰。

随着社会生产的日益发展,漏刻、圭表、香篆、辊弹等计时器的发明,使记时进入了计量化的新阶段。

东汉时,人们利用计时器把一昼夜分成均衡的一百刻,“刻”开始成为计时单位,这是记时法的大变革。

百刻制确立后实施了相当长的时期。

直到明末提出了96刻制的改革,至清初定为正式的制度,并沿续到今天,在96刻制里,每个小时就是四刻,这也就是我们今天仍在使用的“小时”和“刻”。

子 丑 寅 卯 辰 巳 午 未 申 酉 戌 亥

初23 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

正24 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

一、圭表

圭表是中国最古老、结构最简单的一种测量日影长度的仪器。由一根直立在平地上的标竿(表)和一把正南北方向的尺(圭)两部分相互垂直组成。

根据正午时测 量表影的长度可以推定二十四节气,从表影长短的周期性变化,可以确定一年的天数。每当太阳转到正南方向的时候,表影就落在圭面上。量出表影的长度,就可以 推算出冬至、夏至等各节气的时刻。表影最长的时候,冬至到了;表影最短的时候,夏至来临了。

二、日晷

日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”,垂直地穿过圆盘中心,起着圭表中立竿的作用,因此,晷针又叫“表”;石制的圆盘叫做 “晷面”,安放在石台上,呈南高北低,使晷面平行于天赤道面,这样,晷针的上端正好指向北天极,下端正好指向南天极。

晷面两面都有刻度,分子、丑、寅、 卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰,每个时辰又等分为“时初”、“时正”,这正是一日24小时。绝大部分的日晷显示的都是视太阳时,有些在设计 上作了变更,可以显示标准时或是日光节约时间。

三、漏刻

漏刻是古代最重要的计时工具。漏,只漏壶;刻,只箭刻,即由漏壶水面的高低,通过箭刻的标度米标来标示时间。

漏刻的历史不仅古老,而且经历了漫长的发展 历程,几乎始于新石器后期一直应用至清代。至今保存最早的漏刻,是西汉时制造的,据史籍记载,漏刻的发展大致为,由单壶到多级壶,由沉箭法到浮箭法,东汉 时,张衡改单壶为双壶,改沉箭为浮箭。

为尽量保持漏壶水量基本不变,水滴受水壶速度均匀,从而提高计时的准确性,后来经过不断改进,漏壶多至三级、四级、 以三级漏使用最为广泛。

中国的漏刻,在很长的历史时期内,一直是世界上最精准的计时器。经考证大约在西汉中期,中国漏刻的计时精确度比14世纪欧洲的机械钟还高。

四、沙漏

因刻漏冬天水易结冰,故有改用流沙驱动的。《明史·天文志》载明初詹希元创造了“五轮沙漏”。后来周述学加大了流沙孔,以防堵塞,改用六个轮子。有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数,并说第五轮的轴梢没有齿,而装有指示时间的测景盘。

五、浑天仪

《晋书·天文志》记载东汉张衡(公元78~139)制造浑天仪,说在密室中用漏水驱动,仪器指示的星辰出没时间与天文观察的结果相符。仪器上分别装有日、月两个轮环,用水轮驱动浑象。浑象每天转一周,日环转1/365周,仪器还装有两个木偶,分别击鼓报刻,是一座上狭下广的木建筑。

六、水运仪象台

为北宋元祐三年(1088)苏颂、韩公廉等人所制。这台水运仪象台高三丈五尺余,宽二丈一尺,是一座上狭下广的木建筑。台的下层有提水装置,由人力推动河车,带动升水上轮和下轮(筒车),将水提到天河(受水槽),注入天池(蓄水池)。

台中平水壶保持水位恒定,并通过一定截面的水管向枢轮(水轮)上的受水壶流泄恒定流量的水,推动枢轮。枢轮通过传动齿轮带动昼夜机轮、浑象和浑仪。

七、大明灯漏

1276年,中国元代的郭守敬制成大明灯漏。它是利用水力驱动,通过齿轮系及相当复杂的凸轮机构,带动木偶进行“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙”的自动报时。

参考资料来源:百度百科-中国古代计时器

计时工具的名称

圭表、日晷、漏壶、浮子、漏箭、漏水浑天仪、停表刻漏、恒定水位漏 、大称式刻漏、多壶式受水水位刻漏、赤道式日晷、擒纵机构、莲花漏、多壶漫流刻漏、皇佑刻漏 、水运仪像台、地平式日晷、机械闹钟、秒表、沙漏、怀表、自摆钟、石英钟、原子钟、超冷铯原子钟

1、圭表,它是一种既简单又重要的测天仪器。它由垂直的表(一般高八尺)和水平的圭组成,利用了立竿见影的道理来测量日影长度。主要功能是测定冬至日所在,并进而确定回归年长度。此外,通过观测表影的变化可确定方向和节气。

2、日晷,又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的又一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”, 石制的圆盘叫做“晷面”。使用时,观察日影投在盘上的位置,就能分辨出不同的时间。日晷的计时精度能准确到刻。

3、铜壶滴漏,又名“漏刻”或“漏壶”。即用一个在壶底或靠近底部凿有小孔的盛水工具,利用孔口流水使铜壶的水位变化来计算时间。 我国发明的铜壶滴漏比外国制作的滴水计时器要早的多,应用也普遍,成为历代计时的重要工具。

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