測量和計時方法有哪些

① 古代測量時間的方法有哪些

日晷

是我國古代利用日影測得時刻的又一種計時儀器。通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做「晷針」， 石制的圓盤叫做「晷面」。使用時，觀察日影投在盤上的位置，就能分辨出不同的時間。日晷的計時精度能准確到刻（15分鍾）。

漏壺（漏刻）

即用一個在壺底或靠近底部鑿有小孔的盛水工具，利用孔口流水使銅壺的水位變化來計算時間。 我國發明的銅壺滴漏比外國製作的滴水計時器要早的多，應用也普遍，成為歷代計時的重要工具。

圭表

是一種既簡單又重要的測天儀器，它由垂直的表（一般高八尺）和水平的圭組成。它利用了立竿見影的道理來測量日影長度。主要功能是測定冬至日所在，並進而確定回歸年長度。此外，通過觀測表影的變化可確定方向和節氣。

火計時

燭光計時

② 時間的計量方式有哪些

從古代起，人們就以太陽高度最高的時刻作為正午。太陽從正午開始向西移動，下山後，經過1個黑夜，又從東方升起來，再到正午，這么1圈所經過的時間間隔，就叫做1個真太陽日。真太陽日分為24小時，就是真太陽時。古時用日晷(音：軌)記的時間，就是真太陽時。

後來發現，1年內真太陽日的長度逐日不同，最長與最短時可相差51秒。原因就在於前面所說的兩點：一是太陽視運動速度不均勻，二是黃赤交角。我們計量時間是以地球自轉為標準的，也可以說是以天赤道為標準的。可是太陽是在黃道上運動，即使太陽視運動是均勻的，但它們在赤道上的投影是不均勻的。因此，黃赤交角的存在，增加了計量時間的復雜性。既然真太陽走得有快有慢，那麼，要做1個鍾表機械跟著太陽走，有時快，有時慢，這是做不到的(鍾表機械只能是做比較均勻的旋轉)。所以，1820年法國科學院會議決定，將1年內各個真太陽日的平均值，作為1個「平均太陽日」或「平太陽日」，以平太陽日來定的時間就叫做「平太陽時」或「平時」。後來世界各國都採用這種計時辦法。現在，我們鍾表上的時間都是按平太陽時來計算的。

為了測量時間，人們就設想天上有1個「平太陽」，它在天赤道上走，並且每天走的速度都一樣；也是1年走1圈。這樣，平太陽時也可以跟真太陽時一樣來定義了。比如，當平太陽在南方最高位置時是正午。平太陽由正午到下一次正午所經歷的時間間隔就是1個平太陽日。1個平太陽日分為24小時，1小時分為印分，1分分為60秒。這樣，一秒的長度就是平太陽日的1／86400。

1個回歸年長為365日5時48分46秒，或365.2422平太陽日。習慣上省去「平太陽」，也就是365.2422日。但應理解，這「日」就是平太陽日。

上面講過，真太陽在黃道上1年走1周，平太陽在赤道上1年走1周；真太陽的運行速度是不均勻的，平太陽運動的速度是均勻的。所以在任何一天，平太陽與真太陽並不會在同一個方向上，或者說；平太陽正午時，真太陽不一定是正午。因而兩者所表示的時刻就會不一致。也就是說，真太陽時與平太陽時不一致，它們的差別就叫做「時差」。用公式表示就是：

真太陽時-平太陽時=時差。

或：視時-平時=時差。

時差的數值已按天體力學的方法預先計算出來了，它刊登在「中國天文年歷」中。1年當中，每天的時差都是不相同的，最大的時差可達16分，最小的是零。1年有4次為零，約在4月15日，6月14日，9月1日，12月24日。每年同一天的時差值並不完全相同，而有微小的變化。

如果我們應用經緯儀或其他儀器觀測了太陽，定出真太陽時，然後查出時差值，就知道當時的平太陽時了。

③ 古人都有哪些計時的方法

簡介
人類最早使用的計時儀器是利用太陽的射影長短和方向來判斷時間的。前者稱為圭表，用來測量日中時間、定四季和辨方位；後者稱為日晷，用來測量時間。二者統稱為太陽鍾。
公元前1300～前1027年，中國殷商時期的甲骨文，已有使用圭表的記載。《詩經·國風·定之方中》篇有，「定之方中，作於楚宮。揆之以日，作於楚室……」。確切記載使用圭表的時間為公元前659年。
圭表等太陽鍾在陰天或夜間就失去效用。為此人們又發明了漏壺和沙漏、油燈鍾和蠟燭鍾等計時儀器。
中國古代應用機械原理設計的計時器主要有兩大類，一類利用流體力學計時，有刻漏和後來出現的沙漏；一類採用機械傳動結構計時，有渾天儀、水運儀象台等。此外，還有應用天文原理（大都根據日影方向測定時間）計時的日晷，它也是中國最古老的計時器之一。

日晷、水鍾、沙漏
圭表、各種日晷、以滴水多寡來計時的各種水鍾，還有沙鍾、火鍾、蠟燭鍾、輥彈漏刻千章銅漏、延佑滴漏、龍舟香漏、火龍出水、赤道式日晷、赤道經緯儀、渾儀等

圭表
圭表中的「表」是一根垂直立在地面的標竿或石柱；「圭」是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。每當太陽轉到正南方向的時候，表影就落在圭面上。量出表影的長度，就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。表影最長的時候，冬至到了；表影最短的時候，夏至來臨了。它是我國創制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。

日晷
日晷也是通過觀測日影計時的儀器，主要是根據日影的位置以確定當時的時辰或刻數。從出土文物來看，漢以前已使用日晷，在機械鍾表傳入中國之前，日晷一直是通常使用的計時器。日晷的主要部件是由一根晷針和刻有刻線的晷面組成，隨著太陽在天空運行，晷針的投影像鍾表的指針一樣在晷面上移動，就可以指示時辰。

漏刻
圭表和漏刻都是用太陽的影子計算時間的，然而遇到了陰雨天或黑夜便失去作用了，於是一種白天黑夜都能計時的水鍾便應運而生，這就是漏刻。漏，是指漏壺；刻，是指刻箭。箭，則是標有時間刻度的標尺。漏刻是以壺盛水，利用水均衡滴漏原理，觀測壺中刻箭上顯示的數據來計算時間。作為計時器，漏刻的使用比日晷更為普遍。我國古代諸多文人騷客留下了許多有關漏刻的富有詩情畫意的章句。如唐代詩人李賀：「似將海水添宮漏，共滴長門一夜長。」宋代蘇軾：「缺月掛疏桐，漏斷人初靜。」在機械鍾表傳入中國之前，漏刻是我國使用最普遍的一種計時器。

刻漏
又稱漏刻、漏壺。漏壺主要有泄水型和受水型兩類。早期的刻漏多為泄水型。水從漏壺底部側面流泄，格叉和關舌又上升，使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降，由漏箭上的刻度指示時間。後來創造出受水型，水從漏壺以恆定的流量注入受水壺，浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時間，提高了計時精度。
為了獲得恆定的流量，首先應使漏壺的水位保持恆定。其次，向受水壺注水的水管截面面積必須固定，水管採用「渴烏」（虹吸）原理，便於調整和修理。有兩種保持水位恆定或接近恆定的方法，均見於宋代楊甲著《六經圖》（刊於1153年）中的「齊國風挈壺氏圖」。圖中「唐制呂才（約公元600～650）定」刻漏是在漏壺上方加幾個補償壺，「今制燕肅(1030)定」刻漏採用溢流法，深四寸。多餘的水由平水壺（下匱）通過竹注筒流入減水盎。燕肅創制的漏壺叫蓮花漏，北宋時曾風行各地。
《全上古三代秦漢三國六朝文·全後漢文》中在桓譚（卒於公元56年）的文章里說刻漏度數因干、濕、冷、暖而異，在白天和夜間需要分別參照日晷和星宿核對。當時已認識到水溫和空氣濕度對刻漏計時精度的影響。
刻漏的最早記載見於《周禮》。已出土的文物中最古老的刻漏是西漢遺物，共3件，均為泄水型。其中以1976年內蒙古自治區伊克昭盟杭錦旗出土的青銅漏壺最為完整，並刻有明確紀年。比較完整的傳世刻漏有兩個，均為受水型：一個在北京中國歷史博物館，是元代延祐三年(1316)造；一個在北京故宮博物院，是清代製造。

沙漏
因刻漏冬天水易結冰，故有改用流沙驅動的。《明史·天文志》載明初詹希元創造了「五輪沙漏」。後來周述學加大了流沙孔，以防堵塞，改用六個輪子。宋濂(1310～1381)著《宋學士文集》記載了沙漏結構，有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數，並說第五輪的軸梢沒有齒，而裝有指示時間的測景盤。

渾天儀
古代文獻中有漢武帝時(公元前140～前87)洛下閎、鮮於妄人作渾天儀之說，但未提到它的結構。《晉書·天文志》記載東漢張衡 (公元78～139)製造渾天儀，說在密室中用漏水驅動，儀器指示的星辰出沒時間與天文觀察的結果相符。《新唐書·天文志》對唐開元十三年(725)僧一行和梁令瓚設計的渾天儀有較詳細的記述。儀器上分別裝有日、月兩個輪環，用水輪驅動渾象。渾象每天轉一周，日環轉1/365周，儀器還裝有兩個木偶，分別擊鼓報刻，是一座上狹下廣的木建築。

水運儀象台
為北宋元祐三年(1088)蘇頌、韓公廉等人所制。他們於紹聖(1094～1097)初年著《新儀象法要》，載有總圖和部件圖多幅。這台水運儀象台高三丈五尺余， 寬二丈一尺，是一座上狹下廣的木建築。台的下層有提水裝置，由人力推動河車，帶動升水上輪和下輪（筒車），將水提到天河（受水槽），注入天池（蓄水池）。台中平水壺保持水位恆定，並通過一定截面的水管向樞輪（水輪）上的受水壺流泄恆定流量的水，推動樞輪。樞輪通過傳動齒輪帶動晝夜機輪、渾象和渾儀。
水運儀象台有一套比較復雜的齒輪傳動系統。 在樞輪的上方和圓周旁有「天衡」裝置──擒縱機構，這是計時機械史上一項重大創造，它把樞輪的連續旋轉運動變為間歇旋轉運動。

大明燈漏
1276年，中國元代的郭守敬製成大明燈漏。它是利用水力驅動，通過齒輪系及相當復雜的凸輪機構，帶動木偶進行「一刻鳴鍾、二刻鼓、三鉦、四鐃」的自動報時。

④ 古代測量時間的方法，要有簡介

1、漏壺、漏刻

一隻裝滿水的陶壺，底部流失的水就像流逝的時間，漏的水越多，代表流逝的時間越長。公元前1千多年，古埃及人就會用漏水的容器計量時間。

中國古代則用漏刻來測量時間，漏刻是由漏壺箭刻組成，漏壺里頭盛水，箭刻上的刻度用來表示時間。但漏壺漏水的速度並不穩定，滿水時，漏水較快，水快流盡時，漏水較慢。為了穩定水流速度，得多加漏壺，讓原先漏壺的水位固定。

於是東漢出現了二級漏壺，晉代出現了三級漏壺，唐代出現了四級漏壺。

2、日晷

日晷則是白天記錄時間的工具，用的是立竿見影的原理。太陽隨著時間在天空中運行，不同時間會有不同的日影，利用日影位置的變化，就可以來測量當下的時刻。

日晷又稱「日規」，是最早的計時工具之一，日晷本意是指太陽的影子，故而它的計時原理也和太陽有關，通過太陽投影的移動方向來確定並劃分時刻，由晷面和晷針組成，晷面上刻有刻度。日晷上面的刻度並不是都相同的，因為不同的緯度太陽光的照射時長不同。

因此，日晷有水平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷以及卯酉式日晷等等。

3、月晷

是與日晷相似，用來指示時間的工具。最基本的月晷是與日晷相同的，但只有在滿月的夜晚才能正確的顯示時間。而因為月出時間平均每天延遲48分鍾，因此假設有足夠的月光能讀出時間，滿月之後指示的時間每天平均會快48分鍾。

因此，在滿月前或後一個星期，月晷指示的時間會與實際的相差5小時又36分鍾。 比較高級的月晷會包括一張圖表，顯示如何計算以得到正確的時間，並且有轉盤可以調整經度和緯度。

4、圭表

圭表是另一種利用日影的計時工具，它被用來記錄一年的日變化。圭表是由兩根互相垂直、呈L形的石柱所構成，以正南正北方向平放在地面的稱做圭，垂直地面的稱做表。

當正午時分，太陽經過子午線的時候，會落影在圭上，日影的長短隨著一年四季有所變化，北半球夏至的時候，日影最短，冬至最長，南半球正好相反。圭表不僅可以用來制定節令，而且還可以用來在歷書中排出未來的節令，作為指導農事活動的重要依據。

(4)測量和計時方法有哪些擴展閱讀：

其他測量時間的方法

1、火計時 古代中國人通過燃燒一根以固定間隔打結的濕繩子來計時。後來，人們記下了燃燒一根蠟燭或一盞油燈里的油所需的時間。

2、沙漏 沙子以均勻的速率從一個玻璃球流到另一個玻璃球。許多年來，水手們攜帶這些計時工具出海航行。

3、機械鍾（1世紀） 第一台機械鍾通過使用重物驅動轉輪，帶動指針計時。

4、鍾擺（17世紀末） 一個名叫克里斯蒂安·於讓的荷蘭人，最早發明了走時准確的鍾。這些鍾由一個鍾擺控制。相同長度的鍾擺完成每次擺動花去相同的時間。這是義大利著名科學家伽利略1637年發現的 。

5、航海鍾（1世紀）一個英國鍾表匠約翰·哈里森在1735年發明了第一台"航海天文鍾"，即在海上工作的時鍾。

6、電子鍾（19世紀初）電池被用來給最早的電子鍾提供動力。今天，我們通常把這種鍾的插頭插入我們家中的電源插座。

7、石英鍾（1929年）石英是一種礦物，當電流通過它時，它每秒鍾振動32768次。今天，大多數的鍾表都有一塊石英晶體。許多鍾表使用數字代替了鍾面。

8、原子鍾（1949年）原子鍾是最精確的。這種時鍾在37萬年裡快慢誤差不會超過1秒。原子鍾以銫原子的振動為基礎，銫原子的振動速率是每秒9192631770次。