测量和计时方法有哪些

① 古代测量时间的方法有哪些

日晷

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（15分钟）。

漏壶（漏刻）

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。

圭表

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。它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。

火计时

烛光计时

② 时间的计量方式有哪些

从古代起，人们就以太阳高度最高的时刻作为正午。太阳从正午开始向西移动，下山后，经过1个黑夜，又从东方升起来，再到正午，这么1圈所经过的时间间隔，就叫做1个真太阳日。真太阳日分为24小时，就是真太阳时。古时用日晷(音：轨)记的时间，就是真太阳时。

后来发现，1年内真太阳日的长度逐日不同，最长与最短时可相差51秒。原因就在于前面所说的两点：一是太阳视运动速度不均匀，二是黄赤交角。我们计量时间是以地球自转为标准的，也可以说是以天赤道为标准的。可是太阳是在黄道上运动，即使太阳视运动是均匀的，但它们在赤道上的投影是不均匀的。因此，黄赤交角的存在，增加了计量时间的复杂性。既然真太阳走得有快有慢，那么，要做1个钟表机械跟着太阳走，有时快，有时慢，这是做不到的(钟表机械只能是做比较均匀的旋转)。所以，1820年法国科学院会议决定，将1年内各个真太阳日的平均值，作为1个“平均太阳日”或“平太阳日”，以平太阳日来定的时间就叫做“平太阳时”或“平时”。后来世界各国都采用这种计时办法。现在，我们钟表上的时间都是按平太阳时来计算的。

为了测量时间，人们就设想天上有1个“平太阳”，它在天赤道上走，并且每天走的速度都一样；也是1年走1圈。这样，平太阳时也可以跟真太阳时一样来定义了。比如，当平太阳在南方最高位置时是正午。平太阳由正午到下一次正午所经历的时间间隔就是1个平太阳日。1个平太阳日分为24小时，1小时分为印分，1分分为60秒。这样，一秒的长度就是平太阳日的1／86400。

1个回归年长为365日5时48分46秒，或365.2422平太阳日。习惯上省去“平太阳”，也就是365.2422日。但应理解，这“日”就是平太阳日。

上面讲过，真太阳在黄道上1年走1周，平太阳在赤道上1年走1周；真太阳的运行速度是不均匀的，平太阳运动的速度是均匀的。所以在任何一天，平太阳与真太阳并不会在同一个方向上，或者说；平太阳正午时，真太阳不一定是正午。因而两者所表示的时刻就会不一致。也就是说，真太阳时与平太阳时不一致，它们的差别就叫做“时差”。用公式表示就是：

真太阳时-平太阳时=时差。

或：视时-平时=时差。

时差的数值已按天体力学的方法预先计算出来了，它刊登在“中国天文年历”中。1年当中，每天的时差都是不相同的，最大的时差可达16分，最小的是零。1年有4次为零，约在4月15日，6月14日，9月1日，12月24日。每年同一天的时差值并不完全相同，而有微小的变化。

如果我们应用经纬仪或其他仪器观测了太阳，定出真太阳时，然后查出时差值，就知道当时的平太阳时了。

③ 古人都有哪些计时的方法

简介
人类最早使用的计时仪器是利用太阳的射影长短和方向来判断时间的。前者称为圭表，用来测量日中时间、定四季和辨方位；后者称为日晷，用来测量时间。二者统称为太阳钟。
公元前1300～前1027年，中国殷商时期的甲骨文，已有使用圭表的记载。《诗经·国风·定之方中》篇有，“定之方中，作于楚宫。揆之以日，作于楚室……”。确切记载使用圭表的时间为公元前659年。
圭表等太阳钟在阴天或夜间就失去效用。为此人们又发明了漏壶和沙漏、油灯钟和蜡烛钟等计时仪器。
中国古代应用机械原理设计的计时器主要有两大类，一类利用流体力学计时，有刻漏和后来出现的沙漏；一类采用机械传动结构计时，有浑天仪、水运仪象台等。此外，还有应用天文原理（大都根据日影方向测定时间）计时的日晷，它也是中国最古老的计时器之一。

日晷、水钟、沙漏
圭表、各种日晷、以滴水多寡来计时的各种水钟，还有沙钟、火钟、蜡烛钟、辊弹漏刻千章铜漏、延佑滴漏、龙舟香漏、火龙出水、赤道式日晷、赤道经纬仪、浑仪等

圭表
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。表影最长的时候，冬至到了；表影最短的时候，夏至来临了。它是我国创制最古老、使用最熟悉的一种天文仪器。

日晷
日晷也是通过观测日影计时的仪器，主要是根据日影的位置以确定当时的时辰或刻数。从出土文物来看，汉以前已使用日晷，在机械钟表传入中国之前，日晷一直是通常使用的计时器。日晷的主要部件是由一根晷针和刻有刻线的晷面组成，随着太阳在天空运行，晷针的投影像钟表的指针一样在晷面上移动，就可以指示时辰。

漏刻
圭表和漏刻都是用太阳的影子计算时间的，然而遇到了阴雨天或黑夜便失去作用了，于是一种白天黑夜都能计时的水钟便应运而生，这就是漏刻。漏，是指漏壶；刻，是指刻箭。箭，则是标有时间刻度的标尺。漏刻是以壶盛水，利用水均衡滴漏原理，观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。作为计时器，漏刻的使用比日晷更为普遍。我国古代诸多文人骚客留下了许多有关漏刻的富有诗情画意的章句。如唐代诗人李贺：“似将海水添宫漏，共滴长门一夜长。”宋代苏轼：“缺月挂疏桐，漏断人初静。”在机械钟表传入中国之前，漏刻是我国使用最普遍的一种计时器。

刻漏
又称漏刻、漏壶。漏壶主要有泄水型和受水型两类。早期的刻漏多为泄水型。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。后来创造出受水型，水从漏壶以恒定的流量注入受水壶，浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间，提高了计时精度。
为了获得恒定的流量，首先应使漏壶的水位保持恒定。其次，向受水壶注水的水管截面面积必须固定，水管采用“渴乌”（虹吸）原理，便于调整和修理。有两种保持水位恒定或接近恒定的方法，均见于宋代杨甲着《六经图》（刊于1153年）中的“齐国风挈壶氏图”。图中“唐制吕才（约公元600～650）定”刻漏是在漏壶上方加几个补偿壶，“今制燕肃(1030)定”刻漏采用溢流法，深四寸。多余的水由平水壶（下匮）通过竹注筒流入减水盎。燕肃创制的漏壶叫莲花漏，北宋时曾风行各地。
《全上古三代秦汉三国六朝文·全后汉文》中在桓谭（卒于公元56年）的文章里说刻漏度数因干、湿、冷、暖而异，在白天和夜间需要分别参照日晷和星宿核对。当时已认识到水温和空气湿度对刻漏计时精度的影响。
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。其中以1976年内蒙古自治区伊克昭盟杭锦旗出土的青铜漏壶最为完整，并刻有明确纪年。比较完整的传世刻漏有两个，均为受水型：一个在北京中国历史博物馆，是元代延祐三年(1316)造；一个在北京故宫博物院，是清代制造。

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(1310～1381)着《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。

浑天仪
古代文献中有汉武帝时(公元前140～前87)洛下闳、鲜于妄人作浑天仪之说，但未提到它的结构。《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。《新唐书·天文志》对唐开元十三年(725)僧一行和梁令瓒设计的浑天仪有较详细的记述。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。

水运仪象台
为北宋元祐三年(1088)苏颂、韩公廉等人所制。他们于绍圣(1094～1097)初年着《新仪象法要》，载有总图和部件图多幅。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。
水运仪象台有一套比较复杂的齿轮传动系统。 在枢轮的上方和圆周旁有“天衡”装置──擒纵机构，这是计时机械史上一项重大创造，它把枢轮的连续旋转运动变为间歇旋转运动。

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。

④ 古代测量时间的方法，要有简介

1、漏壶、漏刻

一只装满水的陶壶，底部流失的水就像流逝的时间，漏的水越多，代表流逝的时间越长。公元前1千多年，古埃及人就会用漏水的容器计量时间。

中国古代则用漏刻来测量时间，漏刻是由漏壶箭刻组成，漏壶里头盛水，箭刻上的刻度用来表示时间。但漏壶漏水的速度并不稳定，满水时，漏水较快，水快流尽时，漏水较慢。为了稳定水流速度，得多加漏壶，让原先漏壶的水位固定。

于是东汉出现了二级漏壶，晋代出现了三级漏壶，唐代出现了四级漏壶。

2、日晷

日晷则是白天记录时间的工具，用的是立竿见影的原理。太阳随着时间在天空中运行，不同时间会有不同的日影，利用日影位置的变化，就可以来测量当下的时刻。

日晷又称“日规”，是最早的计时工具之一，日晷本意是指太阳的影子，故而它的计时原理也和太阳有关，通过太阳投影的移动方向来确定并划分时刻，由晷面和晷针组成，晷面上刻有刻度。日晷上面的刻度并不是都相同的，因为不同的纬度太阳光的照射时长不同。

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

是与日晷相似，用来指示时间的工具。最基本的月晷是与日晷相同的，但只有在满月的夜晚才能正确的显示时间。而因为月出时间平均每天延迟48分钟，因此假设有足够的月光能读出时间，满月之后指示的时间每天平均会快48分钟。

因此，在满月前或后一个星期，月晷指示的时间会与实际的相差5小时又36分钟。 比较高级的月晷会包括一张图表，显示如何计算以得到正确的时间，并且有转盘可以调整经度和纬度。

4、圭表

圭表是另一种利用日影的计时工具，它被用来记录一年的日变化。圭表是由两根互相垂直、呈L形的石柱所构成，以正南正北方向平放在地面的称做圭，垂直地面的称做表。

当正午时分，太阳经过子午线的时候，会落影在圭上，日影的长短随着一年四季有所变化，北半球夏至的时候，日影最短，冬至最长，南半球正好相反。圭表不仅可以用来制定节令，而且还可以用来在历书中排出未来的节令，作为指导农事活动的重要依据。

(4)测量和计时方法有哪些扩展阅读：

其他测量时间的方法

1、火计时 古代中国人通过燃烧一根以固定间隔打结的湿绳子来计时。后来，人们记下了燃烧一根蜡烛或一盏油灯里的油所需的时间。

2、沙漏 沙子以均匀的速率从一个玻璃球流到另一个玻璃球。许多年来，水手们携带这些计时工具出海航行。

3、机械钟（1世纪） 第一台机械钟通过使用重物驱动转轮，带动指针计时。

4、钟摆（17世纪末） 一个名叫克里斯蒂安·于让的荷兰人，最早发明了走时准确的钟。这些钟由一个钟摆控制。相同长度的钟摆完成每次摆动花去相同的时间。这是意大利着名科学家伽利略1637年发现的 。

5、航海钟（1世纪）一个英国钟表匠约翰·哈里森在1735年发明了第一台"航海天文钟"，即在海上工作的时钟。

6、电子钟（19世纪初）电池被用来给最早的电子钟提供动力。今天，我们通常把这种钟的插头插入我们家中的电源插座。

7、石英钟（1929年）石英是一种矿物，当电流通过它时，它每秒钟振动32768次。今天，大多数的钟表都有一块石英晶体。许多钟表使用数字代替了钟面。

8、原子钟（1949年）原子钟是最精确的。这种时钟在37万年里快慢误差不会超过1秒。原子钟以铯原子的振动为基础，铯原子的振动速率是每秒9192631770次。