Saat
Saat veya kronometre, zamanı ölçmek ve göstermek için kullanılan bir cihazdır. Saat, gün, ay ve yıl gibi doğal birimlerden daha kısa zaman aralıklarını ölçme ihtiyacını karşılayan en eski insan icatlarından biridir. Binlerce yıl boyunca çeşitli fiziksel süreçlerle çalışan cihazlar kullanılmıştır. ⓘ
Modern saatin bazı öncülleri, doğadaki harekete dayanan "saatler" olarak düşünülebilir: Bir güneş saati, düz bir yüzey üzerindeki bir gölgenin konumunu göstererek zamanı gösterir. Kum saati iyi bilinen bir örnek olmak üzere bir dizi süre ölçer vardır. Su saatleri, güneş saatleriyle birlikte muhtemelen en eski zaman ölçme aletleridir. Avrupa'da 1300 civarında ilk mekanik saatleri mümkün kılan ve denge çarkları gibi salınımlı zaman ölçerlerle zamanı tutan eşapmanın icadıyla büyük bir ilerleme kaydedilmiştir. ⓘ
Geleneksel olarak, horolojide saat terimi vuran bir saat için kullanılırken, saatleri sesli olarak vurmayan bir saate kronometre denirdi. Bu ayrım artık yapılmamaktadır. Kişinin üzerinde taşıyabileceği saatler ve diğer saatler genellikle saat olarak adlandırılmaz. Yay tahrikli saatler 15. yüzyılda ortaya çıkmıştır. 15. ve 16. yüzyıllar boyunca saat yapımı gelişmiştir. Doğruluktaki bir sonraki gelişme 1656'dan sonra Christiaan Huygens'in sarkaçlı saati icat etmesiyle gerçekleşmiştir. Saatlerin doğruluğunun ve güvenilirliğinin geliştirilmesinde önemli bir teşvik, navigasyon için hassas zaman tutmanın önemiydi. Bir yay veya ağırlıklar tarafından tahrik edilen bir dizi dişliye sahip bir saatin mekanizması saat mekanizması olarak adlandırılır; terim, bir saat içinde kullanılmayan benzer bir mekanizma için genişletilerek kullanılır. Elektrikli saatin patenti 1840 yılında alınmış, elektronik saatler ise 20. yüzyılda kullanılmaya başlanmış ve pille çalışan küçük yarı iletken cihazların geliştirilmesiyle yaygınlaşmıştır. ⓘ
Her modern saatteki zaman tutma unsuru, belirli bir frekansta titreşen veya salınan fiziksel bir nesne (rezonatör) olan harmonik bir osilatördür. Bu nesne bir sarkaç, bir diyapazon, bir kuvars kristali ya da mikrodalgalar yayarken atomlardaki elektronların titreşimi olabilir. ⓘ
Saatler zamanı göstermenin farklı yollarına sahiptir. Analog saatler zamanı geleneksel bir saat kadranı ve hareketli ibrelerle gösterir. Dijital saatler zamanın sayısal bir gösterimini gösterir. İki numaralandırma sistemi kullanılmaktadır: 24 saatlik zaman gösterimi ve 12 saatlik gösterim. Dijital saatlerin çoğu elektronik mekanizmalar ve LCD, LED veya VFD ekranlar kullanır. Görme engelliler için ve telefonlar üzerinden kullanım için, konuşan saatler zamanı sesli olarak kelimelerle ifade eder. Görme engelliler için dokunarak okunabilen ekranlara sahip saatler de vardır. Zaman ölçümü çalışması horoloji olarak bilinir. ⓘ
.jpg)
Saat, zamanı ölçmeye yarayan alettir. İki farklı zaman arasındaki farkı insanlar tarafından oluşturulan ölçüler dahilinde ölçmeyi sağlar. Saatin rakamları arasındaki açılar 30 derecedir. ⓘ
Etimoloji
Saat kelimesi Ortaçağ Latincesinde "çan" anlamına gelen "clocca" kelimesinden türemiştir ve birçok Avrupa dilinde akrabaları vardır. Saatler İngiltere'ye Alçak Ülkelerden yayılmıştır, bu nedenle İngilizce sözcük Orta Alçak Almanca ve Orta Hollandaca Klocke'den gelmiştir. Kelime Orta İngilizce clokke, Eski Kuzey Fransızca cloque veya Orta Felemenkçe clocke'den türemiştir ve bunların hepsi 'çan' anlamına gelir ve Eski İrlandaca bir kökten kaynaklanır. ⓘ
Zaman ölçme cihazlarının tarihçesi
Güneş Saatleri
Güneş'in gökyüzündeki görünür konumu, Dünya'nın dönüşünü yansıtarak her gün boyunca hareket eder. Sabit nesnelerin oluşturduğu gölgeler de buna bağlı olarak hareket eder, dolayısıyla konumları günün saatini belirtmek için kullanılabilir. Bir güneş saati, saatlere karşılık gelen işaretlere sahip (genellikle) düz bir yüzey üzerinde bir gölgenin konumunu göstererek zamanı gösterir. Güneş saatleri yatay, dikey ya da başka yönlerde olabilir. Güneş saatleri eski zamanlarda yaygın olarak kullanılmıştır. Enlem bilgisi ile, iyi inşa edilmiş bir güneş saati yerel güneş zamanını bir veya iki dakika içinde makul bir doğrulukla ölçebilir. Güneş saatleri 1830'lara kadar saatlerin performansını izlemek için kullanılmaya devam etmiş, telgraf ve trenin kullanılmasıyla birlikte şehirler arasında zaman ve saat dilimleri standart hale gelmiştir. ⓘ
Süreyi, geçen zamanı ve aralıkları ölçen cihazlar
Birçok cihaz referans zamana (günün saati, saat, dakika, vb.) bağlı olmaksızın zamanın geçişini işaretlemek için kullanılabilir ve süre veya aralıkları ölçmek için yararlı olabilir. Bu tür süre ölçerlere örnek olarak mum saatleri, tütsü saatleri ve kum saati verilebilir. Hem mum saati hem de tütsü saati aynı prensiple çalışır; kaynak tüketimi az çok sabittir ve zaman geçişlerinin makul ölçüde hassas ve tekrarlanabilir tahminlerine olanak tanır. Kum saatinde, küçük bir delikten sabit bir hızla akan ince kum keyfi, önceden belirlenmiş bir zaman geçişini gösterir. Kaynak tüketilmez ancak yeniden kullanılır. ⓘ
Su saatleri
Su saatleri, güneş saatleriyle birlikte, muhtemelen en eski zaman ölçme aletleridir; bunun tek istisnası gün sayan çetele çubuğudur. Büyük antiklikleri göz önüne alındığında, ilk olarak nerede ve ne zaman var oldukları bilinmemektedir ve belki de bilinemez. Kase şeklindeki çıkış, bir su saatinin en basit şeklidir ve Babil'de ve Mısır'da MÖ 16. yüzyıl civarında var olduğu bilinmektedir. Hindistan ve Çin de dahil olmak üzere dünyanın diğer bölgelerinde de su saatlerine dair erken kanıtlar vardır, ancak en erken tarihler daha az kesindir. Ancak bazı yazarlar su saatlerinin dünyanın bu bölgelerinde MÖ 4000 gibi erken bir tarihte ortaya çıktığını yazmaktadır. ⓘ
Yunan astronom Cyrrhuslu Andronicus, M.Ö. 1. yüzyılda Atina'daki Rüzgar Kulesi'nin inşasını denetlemiştir. Yunan ve Roma uygarlıkları, su saati tasarımını geliştirerek doğruluğu artırmıştır. Bu ilerlemeler Bizans ve İslam dönemleri boyunca aktarılmış ve sonunda Avrupa'ya geri dönmüştür. Bağımsız olarak, Çinliler MS 725'te kendi gelişmiş su saatlerini (水鐘) geliştirdiler ve fikirlerini Kore ve Japonya'ya aktardılar. ⓘ
Bazı su saati tasarımları bağımsız olarak geliştirilmiş, bazı bilgiler ise ticaretin yayılmasıyla aktarılmıştır. Modern öncesi toplumlar, her çalışma veya dinlenme saatinin izlendiği ve dış koşullardan bağımsız olarak işin herhangi bir zamanda başlayıp bitebildiği modern sanayi toplumlarında var olan aynı hassas zaman tutma gereksinimlerine sahip değildir. Bunun yerine, eski toplumlarda su saatleri esas olarak astrolojik nedenlerle kullanılmıştır. Bu ilk su saatleri bir güneş saati ile kalibre edilirdi. Hiçbir zaman modern bir saatin doğruluk seviyesine ulaşamasa da su saati, 17. yüzyıl Avrupa'sında yerini daha doğru olan sarkaçlı saate bırakana kadar binlerce yıl boyunca en doğru ve yaygın olarak kullanılan zaman ölçme cihazıydı. ⓘ
İslam medeniyeti, saatlerin doğruluğunu özenli bir mühendislikle daha da ileriye taşımıştır. 797'de (ya da muhtemelen 801'de) Bağdat'ın Abbasi halifesi Harun el-Reşid, Şarlman'a Ebul-Abbas adında bir Asya fili ile birlikte su saatinin "özellikle ayrıntılı bir örneğini" hediye etmiştir. Papa Sylvester II, MS 1000 civarında kuzey ve batı Avrupa'ya saatleri tanıtmıştır. ⓘ
Mekanik su saatleri
Bilinen ilk dişli saat, MÖ 3. yüzyılda büyük matematikçi, fizikçi ve mühendis Arşimet tarafından icat edilmiştir. Arşimet astronomik saatini, aynı zamanda her saat başı öten ve hareket eden kuşların bulunduğu bir guguklu saat olarak tasarlamıştır. Bu saat, müzik çalan ve aynı zamanda kuşların ötüşüne şaşırarak gözlerini kırpan bir insanla eşzamanlı olarak çalışan ilk carillon saatidir. Arşimet saati, dört ağırlık, karşı ağırlıklar ve saatin otomatik olarak devam etmesini düzenleyen sifonlara sahip bir su kabındaki şamandıralar sistemi tarafından düzenlenen tellerden oluşan bir sistemle çalışır. Bu tür saatlerin prensipleri, bazılarının mekanizmanın bir dişlisini döndüren bir zincirle çalıştığını söyleyen matematikçi ve fizikçi Hero tarafından tanımlanmıştır. Muhtemelen İskender zamanında inşa edilen bir başka Yunan saati de Procopius tarafından tarif edilen Gazze'deydi. Gazze saati muhtemelen bir Meteoroskopeion, yani gök olaylarını ve zamanı gösteren bir yapıydı. Zamanı gösteren bir ibresi ve Arşimet saatine benzer bazı otomasyonları vardı. Her saat başı açılan 12 kapıdan birinde Herkül, saat 1'de Aslan, vs. yer almaktaydı ve geceleri her saat başı bir lamba görünür hale gelmekte, 12 pencere de zamanı göstermek için açılmaktaydı. ⓘ
Çin'de Yi Xing ve Liang Lingzan tarafından suyla çalışan dişli çarklı bir saat yapılmıştır. Bu, tek yönlü olduğu için bir eşapman mekanizmalı saat olarak kabul edilmez, Song hanedanı polimatı ve dahi Su Song (1020-1101) bunu 1088'de Kaifeng'deki astronomik saat kulesinin anıtsal yeniliğine dahil etmiştir. Su Song'un astronomik saati ve dönen kollar küresi hala ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimlerinde akan su ve kışın dondurucu sıcaklığında sıvı cıva (yani hidrolik) kullanımına dayanıyordu.
Su Song'un su çarkı bağlantı cihazında, eşapmanın durdurulması ve serbest bırakılması eylemi, sınırlı büyüklükteki kapları dolduran sıvının sürekli akışı olarak periyodik olarak uygulanan yerçekimi ile sağlanmıştır. Dolayısıyla Su Song'un saati, klepsidra ve mekanik saat kavramlarını tek bir evrim çizgisinde, mekanik ve hidrolikle çalışan tek bir cihazda birleştirmiştir. Su Song anıtında bu konsept hakkında şunları yazmıştır:
Hizmetkarınızın görüşüne göre, geçmiş hanedanlar döneminde astronomi aletleri için birbirinden küçük farklılıklar gösteren birçok sistem ve tasarım olmuştur. Ancak tahrik mekanizması için su gücünün kullanılması ilkesi her zaman aynı olmuştur. Gökler durmaksızın hareket eder ama su da akar (ve düşer). Dolayısıyla, eğer su mükemmel bir eşitlikle akacak hale getirilirse, o zaman (göklerin ve makinenin) dönme hareketlerinin karşılaştırılması hiçbir tutarsızlık ya da çelişki göstermeyecektir; çünkü durmayan, durmayanı takip eder. ⓘ
Song ayrıca, astronomik saat kulesinin su çarkında su yerine sıvı cıva kullanan ve eşapman mekanizmasını kullanan Zhang Sixun (MS 976) tarafından yaratılan daha önceki arillary küreden de güçlü bir şekilde etkilenmiştir.Su Song'un astronomik kulesi için mekanik saat mekanizmaları, her birine "sabit seviye tankından" eşit bir oranda su dökülen 36 kepçe taşıyan 11 fit çapında büyük bir tahrik çarkına sahipti. Demirden ana tahrik mili, hilal şeklindeki demir yataklar üzerinde desteklenen silindirik boyunları ile, ana dikey iletim milinin alt ucundaki bir dişli çarkı devreye sokan bir pinyonda son buluyordu. Bu büyük astronomik hidromekanik saat kulesi yaklaşık on metre (yaklaşık 30 feet) yüksekliğindeydi ve bir saat eşapmanına sahipti ve dolaylı olarak ya düşen su ya da sıvı cıva ile dönen bir tekerlek tarafından çalıştırılıyordu. Su Song'un saatinin tam boyutlu çalışan bir kopyası Çin Cumhuriyeti'nin (Tayvan) Taichung kentindeki Ulusal Doğa Bilimleri Müzesi'nde bulunmaktadır. Yaklaşık 12 metre (39 feet) yüksekliğindeki bu tam ölçekli, tamamen işlevsel kopya, Su Song'un orijinal açıklamaları ve mekanik çizimlerinden inşa edilmiştir.
13. yüzyılda Diyar-Bekr'in Artuklu kralı Nasırüddin için çalışan Mezopotamyalı mühendis El-Cezeri (1136-1206 yılları arasında yaşamıştır) her şekil ve boyutta çok sayıda saat yapmıştır. En tanınmış saatler arasında, bazıları başarılı bir şekilde yeniden inşa edilmiş olan fil, kâtip ve kale saatleri yer almaktadır. Bu büyük saatler zamanı göstermenin yanı sıra Urtuq Devleti'nin statüsünün, ihtişamının ve zenginliğinin sembolleriydi. ⓘ
Tamamen mekanik
- Tamamen mekanik saat örnekleri
Bir adet mekanik saat
(yelkencilik amaçları için faydalıydı)
Mekanik dijital saat
(yuvarlanan sayılarla) ⓘ
_-_Flickr_-_Tatters_%E2%9D%80.jpg)
Horologia kelimesi (Yunanca ὥρα-'saat' ve λέγειν-'söylemek') ilk mekanik saatleri tanımlamak için kullanılmıştır, ancak bu kelimenin (hala birçok Roman dilinde kullanılmaktadır) tüm zaman ölçerler için kullanılması mekanizmaların gerçek doğasını gizlemektedir. Örneğin, 1176 yılında Sens Katedrali'ne bir 'horologe' yerleştirildiğine dair bir kayıt vardır ancak kullanılan mekanizma bilinmemektedir. Brakelondlu Jocelin'e göre, 1198 yılında St Edmundsbury manastırında (şimdiki Bury St Edmunds) çıkan bir yangın sırasında keşişler su almak için "saate koşmuşlardır", bu da su saatlerinin ara sıra çıkan yangını söndürmeye yardımcı olacak kadar büyük bir hazneye sahip olduğunu göstermektedir. Yavaş yavaş "horologe" kelimesinin yerini alan saat kelimesi (Ortaçağ Latincesi clocca, Eski İrlanda clocc'undan gelir ve her ikisi de "çan" anlamına gelir), 13. yüzyılda Avrupa'da ortaya çıkan prototip mekanik saatleri de karakterize eden şeyin çan sesi olduğunu düşündürmektedir. ⓘ
Avrupa'da, 1280 ve 1320 yılları arasında, kilise kayıtlarında saat ve horologlara yapılan atıfların sayısında bir artış olmuştur ve bu muhtemelen yeni bir tür saat mekanizmasının tasarlandığını göstermektedir. Su gücü kullanan mevcut saat mekanizmaları, itici güçlerini düşen ağırlıklardan alacak şekilde uyarlanıyordu. Bu güç, muhtemelen mevcut çan çalma veya alarm cihazlarından türetilen bir çeşit salınım mekanizması tarafından kontrol ediliyordu. Gücün bu kontrollü salınımı - eşapman - daha önce bahsedilen dişli çarklı saatlerden farklı olan gerçek mekanik saatin başlangıcını işaret eder. Verge escapement mekanizması, çalışmak için su veya cıva gibi herhangi bir akışkan güce ihtiyaç duymayan gerçek mekanik saatlerin dalgalanmasında ortaya çıkmıştır. ⓘ
Bu mekanik saatlerin iki ana amacı vardı: sinyalizasyon ve bildirim (örneğin hizmetlerin ve kamusal etkinliklerin zamanlaması) ve güneş sisteminin modellenmesi. İlk amaç idari, ikincisi ise astronomi, bilim, astroloji ve bu konuların dönemin dini felsefesiyle nasıl bütünleştiğine dair akademik ilgiler göz önüne alındığında doğal olarak ortaya çıkmaktadır. Usturlap hem astronomlar hem de astrologlar tarafından kullanılıyordu ve güneş sisteminin çalışan bir modelini üretmek için dönen plakaya bir saat mekanizması uygulamak doğaldı. ⓘ
Esas olarak bildirim amaçlı basit saatler kulelere yerleştirilirdi ve her zaman yüz ya da akrep gerektirmezdi. Bunlar kanonik saatleri ya da belirlenmiş ibadet vakitleri arasındaki aralıkları bildirirdi. Kanonik saatlerin uzunluğu güneşin doğuş ve batış zamanları değiştikçe değişirdi. Daha sofistike astronomik saatlerin hareketli kadranları ya da ibreleri olurdu ve zamanı İtalyan saatleri, kanonik saatler ve o dönemde astronomlar tarafından ölçülen zaman da dahil olmak üzere çeşitli zaman sistemlerinde gösterirlerdi. Her iki saat tarzı da otomatlar gibi abartılı özellikler kazanmaya başladı. ⓘ
1283 yılında İngiltere'nin güneyindeki Bedfordshire'da bulunan Dunstable Manastırı'na büyük bir saat yerleştirilmiştir; rood ekranının üzerindeki konumu bunun bir su saati olmadığını düşündürmektedir. 1292'de Canterbury Katedrali 'büyük bir horloge' kurdu. Sonraki 30 yıl boyunca İngiltere, İtalya ve Fransa'daki bir dizi kilise kurumunda saatlerden bahsedilmektedir. 1322 yılında Norwich'te, 1273 yılında kurulan daha eski bir saatin yerine pahalıya mal olan yeni bir saat kurulmuştur. Bu saat, otomat ve çanlarla donatılmış büyük (2 metre) bir astronomik kadrana sahipti. Kurulumun masrafları iki yıl boyunca iki saat bekçisinin tam zamanlı istihdamını içeriyordu. ⓘ
Astronomik
Dünyanın ilk tam mekanik su saati olan 'Kozmik Motor' Çinli bir polimat olan Su Song tarafından icat edilmiş ve 1092 yılında Çin'de tasarlanıp inşa edilmiştir. Bu büyük astronomik hidromekanik saat kulesi yaklaşık on metre (yaklaşık 30 feet) yüksekliğindeydi ve bir saat eşapmanına sahipti ve düşen su ve sıvı cıva ile dönen bir tekerlek tarafından dolaylı olarak çalıştırılıyordu ve karmaşık astronomik problemleri hesaplayabilen bir armatür küre kullanıyordu. ⓘ
Avrupa'da, Wallingford'lu Richard tarafından 1336'da Albans'ta ve Giovanni de Dondi tarafından 1348'den 1364'e kadar Padua'da inşa edilen saatler vardı. Bu saatler artık mevcut değildir, ancak tasarım ve yapımlarına ilişkin ayrıntılı açıklamalar günümüze ulaşmış ve modern reprodüksiyonları yapılmıştır. Bunlar, mekanik saat teorisinin ne kadar hızlı bir şekilde pratik yapılara dönüştürüldüğünü ve ayrıca bunların geliştirilmesindeki birçok itici güçten birinin astronomların göksel fenomenleri araştırma arzusu olduğunu göstermektedir. ⓘ
Giovanni Dondi dell'Orologio Astrarium'u 1348 ile 1364 yılları arasında İtalya'nın Padua kentinde doktor ve saat yapımcısı Giovanni Dondi dell'Orologio tarafından inşa edilmiş karmaşık bir astronomik saattir. Astrarium'un yedi yüzü ve 107 hareketli dişlisi vardı; güneş, ay ve o zamanlar bilinen beş gezegenin konumlarının yanı sıra dini bayram günlerini de gösteriyordu. Astrarium yaklaşık 1 metre yüksekliğindeydi ve 7 adet dekoratif pençe şeklindeki ayak üzerine oturtulmuş yedi kenarlı pirinç ya da demir bir çerçeveden oluşuyordu. Alt bölümde 24 saatlik bir kadran ve kilisenin sabit bayramlarını, hareketli bayramları ve ayın yükselen düğümünün zodyaktaki konumunu gösteren büyük bir takvim tamburu bulunuyordu. Üst bölümde, her biri yaklaşık 30 cm çapında olan ve Primum Mobile, Venüs, Merkür, Ay, Satürn, Jüpiter ve Mars'ın konumlarını gösteren 7 kadran yer alıyordu. 24 saatlik kadranın hemen üzerinde, yıldızların günlük hareketini ve yıldızların arka planına karşı güneşin yıllık hareketini yeniden ürettiği için bu adı alan Primum Mobile kadranı bulunur. 'Gezegensel' kadranların her biri, gezegenlerin hareketlerinin makul ölçüde doğru modellerini üretmek için karmaşık saat mekanizmaları kullanmıştır. Bunlar hem Ptolemaios teorisiyle hem de gözlemlerle oldukça iyi uyum sağlıyordu. ⓘ
Wallingford'un saatinde güneşi, ayın yaşını, evresini ve düğümünü, bir yıldız haritasını ve muhtemelen gezegenleri gösteren usturlap tipi büyük bir kadran vardı. Buna ek olarak, bir çarkıfelek ve Londra Köprüsü'ndeki gelgit durumunu gösteren bir göstergesi vardı. Çanlar her saat başı çalıyor, vuruş sayısı zamanı gösteriyordu. Dondi'nin saati yedi kenarlı, 1 metre yüksekliğinde, dakikalar da dahil olmak üzere günün saatini, bilinen tüm gezegenlerin hareketlerini, sabit ve hareketli bayramların otomatik takvimini ve her 18 yılda bir dönen bir tutulma tahmin ibresi gösteren kadranlara sahip bir yapıydı. Bu saatlerin ne kadar doğru ya da güvenilir olduğu bilinmemektedir. Muhtemelen aşınma ve hassas olmayan üretimden kaynaklanan hataları telafi etmek için her gün elle ayarlanıyorlardı. Su saatleri bazen günümüzde de kullanılmaktadır ve antik kaleler ve müzeler gibi yerlerde incelenebilir. 1386'da inşa edilen Salisbury Katedrali saati, dünyanın ayakta kalan ve saatleri gösteren en eski mekanik saati olarak kabul edilmektedir. ⓘ
Yay tahrikli
- Yay tahrikli saat örnekleri
Kurma anahtarlı Matthew Norman araba saati
Dekorlu William Gilbert şömine saati ⓘ
Saat yapımcıları sanatlarını çeşitli şekillerde geliştirdiler. Daha küçük saatler inşa etmek, doğruluk ve güvenilirliği artırmak gibi teknik bir zorluktu. Saatler, yetenekli işçiliği göstermek için etkileyici birer gösteri parçası ya da ev içi kullanım için daha ucuz, seri üretim ürünler olabilirdi. Özellikle eşapman saatin doğruluğunu etkileyen önemli bir faktördü, bu nedenle birçok farklı mekanizma denendi. ⓘ
Yaylı saatler 15. yüzyılda ortaya çıkmıştır, ancak genellikle hatalı olarak 1511 civarında Nürnbergli saatçi Peter Henlein'e (veya Henle veya Hele) atfedilirler. Mevcut en eski yaylı saat, Burgonya Dükü Phillip'e 1430 civarında hediye edilen ve şu anda Germanisches Nationalmuseum'da bulunan oda saatidir. Yay gücü saat yapımcılarının karşısına yeni bir sorun çıkarmıştır: Yay azaldıkça saat mekanizmasının sabit bir hızda çalışmasının nasıl sağlanacağı. Bu durum, 15. yüzyılda istifli ve sigortalı saatin icadına ve 1760 yılında modern çarkın icadına kadar pek çok yeniliğe yol açmıştır. ⓘ
Erken dönem saat kadranları dakika ve saniyeleri göstermezdi. Paulus Almanus'un 1475 tarihli bir el yazmasında dakikaları gösteren kadranlı bir saat resmedilmiştir ve Almanya'daki bazı 15. yüzyıl saatleri dakikaları ve saniyeleri göstermiştir. Bir saat üzerindeki saniye ibresine dair ilk kayıt, şu anda Fremersdorf koleksiyonunda bulunan bir saat üzerinde yaklaşık 1560 yılına kadar uzanmaktadır. ⓘ
15. ve 16. yüzyıllarda, özellikle Nürnberg ve Augsburg'un metal işleme kentlerinde ve Fransa'nın Blois kentinde saat yapımı gelişmiştir. Daha basit masa saatlerinin bazılarında yalnızca bir zaman tutma ibresi vardır ve saat işaretleri arasındaki kadran dört eşit parçaya bölünerek saatlerin en yakın 15 dakikaya kadar okunabilmesini sağlar. Diğer saatler, astronomik göstergeler ve müzikal hareketler içeren ustalık ve beceri sergileriydi. Çapraz vuruş eşapmanı 1584 yılında, remontoire'ı da geliştiren Jost Bürgi tarafından icat edilmiştir. Bürgi'nin saatleri, günde bir dakikaya kadar doğru olması nedeniyle doğruluk açısından büyük bir gelişmeydi. Bu saatler 16. yüzyıl astronomu Tycho Brahe'nin astronomik olayları eskisinden çok daha büyük bir hassasiyetle gözlemlemesine yardımcı olmuştur. ⓘ
Sarkaç
Doğruluk konusundaki bir sonraki gelişme 1656'dan sonra sarkaçlı saatin icadıyla gerçekleşmiştir. Galileo, 17. yüzyılın başlarında bir zaman ölçme cihazının hareketini düzenlemek için sallanan bir bob kullanma fikrine sahipti. Ancak Christiaan Huygens genellikle mucit olarak kabul edilir. Sarkaç uzunluğunu zamanla ilişkilendiren matematiksel formülü (bir saniyelik hareket için yaklaşık 99,4 cm veya 39,1 inç) belirlemiş ve ilk sarkaç tahrikli saati yaptırmıştır. İlk model saat 1657'de Lahey'de inşa edildi, ancak bu fikir İngiltere'de benimsendi. Uzun kasalı saat (büyükbaba saati olarak da bilinir) 1670 veya 1671'de İngiliz saat ustası William Clement tarafından sarkacı ve mekanizmaları barındırmak için yaratılmıştır. Aynı zamanda bu dönemde saat kasaları ahşaptan yapılmaya ve saat yüzlerinde el boyaması seramiklerin yanı sıra emaye de kullanılmaya başlandı. ⓘ
1670 yılında William Clement, Huygens'in taç eşapmanını geliştirerek çapa eşapmanını yarattı. Clement ayrıca 1671'de sarkaç süspansiyon yayını da tanıttı. Eşmerkezli yelkovan, Londralı bir saat ustası olan Daniel Quare ve diğerleri tarafından saate eklendi ve saniye ibresi ilk kez tanıtıldı. ⓘ
Saç yayı
1675 yılında Huygens ve Robert Hooke, denge çarkının salınım hızını kontrol etmek için tasarlanmış spiral denge yayını ya da saç yayını icat etti. Bu önemli gelişme sonunda hassas cep saatlerini mümkün kıldı. Büyük İngiliz saat ustası Thomas Tompion, bu mekanizmayı cep saatlerinde başarıyla kullanan ilk kişilerden biriydi ve çeşitli tasarımlar denendikten sonra nihayetinde günümüz konfigürasyonunda stabilize olan yelkovanı benimsedi. Saatleri vurmak için kullanılan raf ve salyangoz vuruş mekanizması 17. yüzyılda kullanılmaya başlanmış ve 'countwheel' (ya da 'locking plate') mekanizmasına göre belirgin avantajlara sahip olmuştur. 20. yüzyıl boyunca Edward Barlow'un raf ve salyangoz vuruşunu icat ettiğine dair yaygın bir yanlış kanı vardı. Aslında onun icadı, raf ve salyangozu kullanan bir tekrarlama mekanizmasıyla bağlantılıydı. Talep üzerine saat (hatta dakika) sayısı kadar çalan tekrarlayan saat, 1676 yılında Quare ya da Barlow tarafından icat edilmiştir. George Graham 1720'de saatler için ölü vuruş eşapmanını icat etmiştir. ⓘ
Deniz kronometresi
Saatlerin doğruluğunu ve güvenilirliğini geliştirmeye yönelik en önemli teşviklerden biri, navigasyon için hassas zaman tutmanın önemiydi. Denizdeki bir geminin konumu, bir navigatörün günde yaklaşık 10 saniyeden daha az kayıp ya da kazanç sağlayan bir saate başvurabilmesi halinde makul bir doğrulukla belirlenebilirdi. Bu saat, sallanan bir gemide neredeyse hiçbir işe yaramayacak olan bir sarkaç içeremezdi. 1714'te İngiliz hükümeti, boylamı doğru bir şekilde belirleyebilen herkese 20.000 pound değerinde büyük maddi ödüller teklif etti. Hayatını saatlerinin doğruluğunu geliştirmeye adayan John Harrison, daha sonra Boylam Yasası kapsamında önemli meblağlar aldı. ⓘ
Harrison 1735 yılında ilk kronometresini yaptı ve bunu incelemeye sunmadan önce sonraki otuz yıl boyunca sürekli olarak geliştirdi. Saat, sürtünmeyi azaltmak için rulman kullanımı, geminin denizdeki yunuslama ve yalpalamasını telafi etmek için ağırlıklı teraziler ve ısıdan kaynaklanan genleşme sorununu azaltmak için iki farklı metal kullanımı da dahil olmak üzere birçok yeniliğe sahipti. Kronometre 1761 yılında Harrison'un oğlu tarafından test edildi ve 10 haftanın sonunda saatin 5 saniyeden daha az hata yaptığı görüldü. ⓘ
.jpg)
Seri üretim
İngilizler 17. ve 18. yüzyılların büyük bir bölümünde saat üretimine hakim olmuş, ancak seçkinler için yüksek kaliteli ürünlere yönelik bir üretim sistemini sürdürmüşlerdir. Her ne kadar 1843'te İngiliz Saat Şirketi tarafından seri üretim teknikleri ve çoğaltma alet ve makinelerinin uygulanmasıyla saat üretimini modernleştirme girişiminde bulunulmuş olsa da, bu sistem Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygınlaşmıştır. 1816'da Eli Terry ve diğer bazı Connecticut'lı saat yapımcıları, değiştirilebilir parçalar kullanarak saatlerin seri üretimini sağlayan bir yöntem geliştirdiler. Aaron Lufkin Dennison 1851'de Massachusetts'te değiştirilebilir parçalar kullanan bir fabrika kurdu ve 1861'de Waltham Watch Company adıyla başarılı bir girişim başlattı. ⓘ
Erken dönem elektrikli
1815 yılında Francis Ronalds kuru pillerle çalışan ilk elektrikli saati yayınladı. İskoç saat yapımcısı Alexander Bain, 1840 yılında elektrikli saatin patentini almıştır. Elektrikli saatin ana zembereği ya bir elektrik motoruyla ya da bir elektromıknatıs ve armatürle sarılır. İlk olarak 1841 yılında elektromanyetik sarkacın patentini almıştır. On dokuzuncu yüzyılın sonunda, kuru pilin ortaya çıkışı, saatlerde elektrik gücünün kullanılmasını mümkün kılmıştır. Yayı geri sarmak veya mekanik bir saatin ağırlığını yükseltmek için alternatif akım (AC) veya doğru akım (DC) elektrik kullanan yay veya ağırlık tahrikli saatler elektromekanik saat olarak sınıflandırılır. Bu sınıflandırma, sarkacı itmek için elektriksel bir dürtü kullanan saatler için de geçerlidir. Elektromekanik saatlerde elektriğin zaman tutma işlevi yoktur. Bu tür saatler bireysel saatler olarak üretilmiştir, ancak daha yaygın olarak okullarda, işletmelerde, fabrikalarda, demiryollarında ve devlet tesislerinde senkronize zaman kurulumlarında bir ana saat ve bağımlı saatler olarak kullanılır. ⓘ
Sabit frekanslı bir AC elektrik kaynağının mevcut olduğu yerlerde, senkronize bir motor kullanarak, esasen döngüleri sayarak zaman tutma çok güvenilir bir şekilde sağlanabilir. Besleme akımı birçok ülkede 50 hertz, diğerlerinde ise 60 hertzlik doğru bir frekansla değişir. Yük değiştikçe frekans gün içinde biraz değişebilse de, jeneratörler bir gün boyunca doğru sayıda döngüyü koruyacak şekilde tasarlanmıştır, bu nedenle saat herhangi bir zamanda saniyenin bir kısmı kadar yavaş veya hızlı olabilir, ancak uzun bir süre boyunca mükemmel bir şekilde doğru olacaktır. Motorun rotoru değişim frekansı ile ilişkili bir hızda döner. Uygun diĢliler bu dönüĢ hızını analog saatin ibreleri için doğru hızlara dönüĢtürür. Bu durumlarda zaman, AC beslemesinin döngülerini, bir diyapazonun titreşimini, kuvars kristallerinin davranışını veya atomların kuantum titreşimlerini saymak gibi çeşitli yollarla ölçülür. Elektronik devreler bu yüksek frekanslı salınımları zaman göstergesini çalıştıran daha yavaş salınımlara böler. ⓘ
Kuvars
Kristal kuvarsın piezoelektrik özellikleri 1880 yılında Jacques ve Pierre Curie tarafından keşfedilmiştir. İlk kristal osilatör 1917 yılında Alexander M. Nicholson tarafından icat edilmiş, ardından ilk kuvars kristal osilatör 1921 yılında Walter G. Cady tarafından yapılmıştır. İlk kuvars saat 1927 yılında Warren Marrison ve J.W. Horton tarafından Kanada'daki Bell Telefon Laboratuvarlarında üretilmiştir. Sonraki on yıllarda kuvars saatler laboratuvar ortamlarında hassas zaman ölçüm cihazları olarak geliştirildi - o zamanlar vakum tüpleriyle inşa edilen hantal ve hassas sayma elektroniği, başka yerlerde pratik kullanımlarını sınırladı. Ulusal Standartlar Bürosu (şimdiki adıyla NIST) 1929'un sonlarından atomik saatlere geçtiği 1960'lara kadar Amerika Birleşik Devletleri'nin zaman standardını kuvars saatlere dayandırdı. 1969 yılında Seiko dünyanın ilk kuvars kol saati olan Astron'u üretti. Doğal doğrulukları ve düşük üretim maliyetleri, daha sonra kuvars saatlerin ve kol saatlerinin çoğalmasına neden oldu. ⓘ
Atomik
Şu anda atomik saatler var olan en doğru saatlerdir. Trilyonlarca yıl boyunca birkaç saniye içinde doğru olabildikleri için kuvars saatlerden çok daha doğrudurlar. Atomik saatler ilk olarak 1879 yılında Lord Kelvin tarafından teorize edilmiştir. 1930'larda manyetik rezonansın geliştirilmesi, bunu yapmak için pratik bir yöntem yarattı. Bir prototip amonyak maser cihazı 1949 yılında ABD Ulusal Standartlar Bürosu'nda (NBS, şimdi NIST) inşa edildi. Mevcut kuvars saatlerden daha az hassas olmasına rağmen, konseptin gösterilmesine hizmet etti. Sezyum-133 atomunun belirli bir geçişine dayanan bir sezyum standardı olan ilk doğru atomik saat, 1955 yılında Louis Essen tarafından İngiltere'deki Ulusal Fizik Laboratuvarı'nda inşa edilmiştir. Sezyum standart atom saatinin kalibrasyonu, astronomik zaman ölçeği efemeris zamanı (ET) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 2013 itibariyle en kararlı atomik saatler, 1 kentilyonda iki parçadan daha az (2×10-18) kararlı olan iterbiyum saatleridir. ⓘ
Çalışma
Mekanik saatin 13. yüzyılda icadı, zaman ölçme yöntemlerinde, güneş saatindeki gnomonun gölgesinin hareketi veya su saatindeki sıvı akışı gibi sürekli süreçlerden, sarkacın salınımı veya kuvars kristalinin titreşimi gibi periyodik salınım süreçlerine doğru bir değişim başlatmıştır. Tüm modern saatler salınım kullanır. ⓘ
Kullandıkları mekanizmalar farklılık gösterse de, mekanik, elektrikli ve atomik tüm salınımlı saatler benzer şekilde çalışır ve benzer parçalara ayrılabilir. Aynı hareketi defalarca tekrarlayan bir nesneden, bir osilatörden, her bir tekrar veya 'vuruş' arasında tam olarak sabit bir zaman aralığından oluşurlar. Osilatöre bağlı olan bir kontrol cihazı, sürtünme nedeniyle kaybettiği enerjiyi yerine koyarak osilatörün hareketini sürdürür ve salınımlarını bir dizi darbeye dönüştürür. Darbeler daha sonra bir tür sayaç tarafından sayılır ve sayım sayısı genellikle saniye, dakika, saat vb. gibi uygun birimlere dönüştürülür. Son olarak bir tür gösterge, sonucu insan tarafından okunabilir biçimde gösterir. ⓘ
Güç kaynağı
- Mekanik saatlerde güç kaynağı tipik olarak ya bir makara, dişli veya tambur etrafına sarılmış bir kordon veya zincirden sarkan bir ağırlık ya da ana yay adı verilen spiral bir yaydır. Mekanik saatler periyodik olarak, genellikle bir düğme veya anahtar çevrilerek ya da zincirin serbest ucu çekilerek, saatin çalışmasını sağlamak üzere ağırlık veya yayda enerji depolamak için sarılmalıdır.
- Elektrikli saatlerde güç kaynağı ya bir batarya ya da AC güç hattıdır. AC güç kullanan saatlerde, duvar prizinden geçici olarak çıkarıldığında veya elektrik kesintisi sırasında saatin çalışmaya devam etmesini sağlamak için genellikle küçük bir yedek pil bulunur. Pil değişimleri arasında 15 yıldan fazla çalışan pille çalışan analog duvar saatleri mevcuttur. ⓘ
Osilatör
Her modern saatin zaman tutma unsuru, tam olarak sabit bir frekansta tekrar tekrar titreşen veya salınan fiziksel bir nesne (rezonatör) olan harmonik bir osilatördür.
- Mekanik saatlerde bu ya bir sarkaç ya da bir denge çarkıdır.
- Accutron gibi bazı erken dönem elektronik saat ve saatlerde bu bir diyapazon çatalıdır.
- Kuvars saatlerde bu bir kuvars kristalidir.
- Atomik saatlerde, mikrodalgalar yayarken atomlardaki elektronların titreşimidir.
- 1657'den önceki ilk mekanik saatlerde, denge yayı olmadığı için harmonik bir osilatör olmayan kaba bir denge çarkı veya foliot vardı. Sonuç olarak, günde belki bir saatlik hatalarla çok hatalıydılar.
Harmonik bir osilatörün diğer osilatör türlerine göre avantajı, yalnızca fiziksel özelliklerine bağlı olarak kesin bir doğal rezonans frekansında veya "vuruşta" titreşmek için rezonans kullanması ve diğer oranlarda titreşmeye direnmesidir. Bir harmonik osilatör tarafından elde edilebilecek olası hassasiyet, Q veya kalite faktörü olarak adlandırılan ve rezonans frekansı ile artan (diğer şeyler eşit olduğunda) bir parametre ile ölçülür. Bu nedenle saatlerde daha yüksek frekanslı osilatörlere doğru uzun vadeli bir eğilim olmuştur. Denge çarkları ve sarkaçlar her zaman saatin hızını ayarlamak için bir araç içerir. Kuvars saatler bazen bu amaç için bir kapasitörü ayarlayan bir hız vidası içerir. Atomik saatler birincil standartlardır ve hızları ayarlanamaz. ⓘ
Senkronize veya bağımlı saatler
Bazı saatlerin doğruluğu harici bir osilatöre bağlıdır; yani otomatik olarak daha doğru bir saatle senkronize edilirler:
- 1860'lardan 1970'lere kadar büyük kurumlarda ve okullarda kullanılan köle saatler zamanı bir sarkaçla tutuyor, ancak binadaki bir ana saate bağlanıyor ve genellikle saat başı olmak üzere periyodik olarak ana saatle senkronize etmek için bir sinyal alıyordu. Sarkaçsız daha sonraki versiyonlar ana saatten gelen bir darbe ile tetiklenmiş ve bir elektrik kesintisinin ardından hızlı senkronizasyonu zorlamak için kullanılan belirli diziler kullanılmıştır. ⓘ
- Senkron elektrikli saatler dahili bir osilatöre sahip değildir, ancak şebeke tarafından hassas bir osilatöre senkronize edilen AC güç hattının 50 veya 60 Hz salınımının döngülerini sayar. Sayım, genellikle dijital göstergeli saatlerde elektronik olarak yapılabilir veya analog saatlerde AC, hat voltajının her döngüsü için bir devrin tam bir kısmını döndüren ve dişli takımını çalıştıran bir senkron motoru çalıştırabilir. Yük değişimleri nedeniyle şebeke hattı frekansındaki değişiklikler saatin bir gün boyunca geçici olarak birkaç saniye kazanmasına veya kaybetmesine neden olsa da, 24 saat başına toplam döngü sayısı kamu hizmeti şirketi tarafından son derece doğru bir şekilde korunur, böylece saat uzun süreler boyunca zamanı doğru tutar.
- Bilgisayar gerçek zamanlı saatleri zamanı bir kuvars kristali ile tutar, ancak Ağ Zaman Protokolü (NTP) kullanılarak İnternet üzerinden periyodik olarak (genellikle haftalık) atomik saatlere (UTC) senkronize edilebilir.
- Radyo saatleri zamanı bir kuvars kristali ile tutar, ancak atomik saatler tarafından ayarlanan özel standart zamanlı radyo istasyonlarından veya uydu navigasyon sinyallerinden iletilen zaman sinyallerine periyodik olarak senkronize edilir. ⓘ
Denetleyici
Bunun, sürtünme nedeniyle kaybedilen enerjiyi yerine koymak için osilatörü 'iterek' çalışır durumda tutmak ve titreşimlerini zamanı ölçmeye yarayan bir dizi darbeye dönüştürmek gibi ikili bir işlevi vardır.
- Mekanik saatlerde bu, sallanan sarkaca veya denge çarkına hassas itmeler veren ve her salınımda kaçış çarkının bir dişli dişini serbest bırakarak saatin tüm çarklarının her salınımda sabit bir miktar ileri gitmesini sağlayan eşapmandır.
- Elektronik saatlerde bu, titreşen kuvars kristaline veya ayar çatalına küçük 'itmeler' veren ve kristalin her titreşimi için bir tane olmak üzere saat sinyali olarak adlandırılan bir dizi elektrik darbesi üreten bir elektronik osilatör devresidir.
- Atomik saatlerde kontrolör, bir mikroişlemci tarafından kontrol edilen bir mikrodalga osilatöre bağlı boşaltılmış bir mikrodalga boşluğudur. Sezyum atomlarından oluşan ince bir gaz, mikrodalgalara maruz kaldıkları boşluğa bırakılır. Bir lazer kaç atomun mikrodalgaları emdiğini ölçer ve faz kilitli döngü adı verilen elektronik bir geri besleme kontrol sistemi, atomların titreşmesine ve mikrodalgaları emmesine neden olan frekansa gelene kadar mikrodalga osilatörünü ayarlar. Daha sonra mikrodalga sinyali dijital sayaçlar tarafından bölünerek saat sinyali haline gelir.
Mekanik saatlerde, denge çarkının veya sarkaç osilatörünün düşük Q'su, onları eşapmanın impulslarının rahatsız edici etkisine karşı çok hassas hale getirdi, bu nedenle eşapmanın saatin doğruluğu üzerinde büyük bir etkisi vardı ve birçok eşapman tasarımı denendi. Elektronik saatlerdeki rezonatörlerin daha yüksek Q'su, onları tahrik gücünün rahatsız edici etkilerine karşı nispeten duyarsız hale getirir, bu nedenle tahrik osilatör devresi çok daha az kritik bir bileşendir. ⓘ
Sayaç zinciri
Bu, darbeleri sayar ve saniye, dakika, saat vb. geleneksel zaman birimlerini elde etmek için bunları toplar. Genellikle sayaca doğru zamanı manuel olarak girerek saati ayarlamak için bir hükmü vardır.
- Mekanik saatlerde bu işlem, çark mekanizması olarak bilinen bir dişli mekanizması tarafından mekanik olarak yapılır. Dişli mekanizmasının ikinci bir işlevi daha vardır; osilatörü çalıştırmak için güç kaynağından mekanik gücü iletmek. Akrep ve yelkovanı hareket ettiren dişliler ile saatin geri kalanı arasında 'top pinyonu' adı verilen bir sürtünme bağlantısı vardır ve akrep ve yelkovanın zamanı ayarlamak için döndürülmesini sağlar.
- Dijital saatlerde bir dizi entegre devre sayıcı veya bölücü, ikili mantık kullanarak darbeleri dijital olarak toplar. Genellikle kasa üzerindeki butonlar saat ve dakika sayaçlarının zamanı ayarlamak için artırılıp azaltılmasını sağlar. ⓘ
Gösterge
Bu, saniye, dakika, saat vb. sayılarını insanların okuyabileceği bir biçimde gösterir.
- En eski mekanik saatler 13. yüzyılda görsel bir göstergeye sahip değildi ve çan çalarak zamanı sesli olarak bildiriyordu. Günümüzdeki birçok saat, saati vuran saatlerdir.
- Analog saatler zamanı, dış kısmında günün saatlerini gösteren 1'den 12'ye ya da 24'e kadar rakamların bulunduğu bir kadrandan oluşan analog bir saat kadranı ile gösterir. Saatler, günde bir veya iki devir yapan bir akrep ile gösterilirken, dakikalar saatte bir devir yapan bir yelkovan ile gösterilir. Mekanik saatlerde akrep ve yelkovanı bir dişli takımı hareket ettirir; elektronik saatlerde ise devre her saniye akrep ve yelkovanı hareket ettiren bir step motoru ve dişli takımını çalıştıran darbeler üretir.
- Dijital saatler zamanı dijital bir ekranda periyodik olarak değişen rakamlarla gösterir. Yaygın bir yanılgı, dijital bir saatin analog bir duvar saatinden daha doğru olduğudur, ancak gösterge türü, zamanlama kaynağının doğruluğundan ayrı ve ayrıdır.
- Konuşan saatler ve telefon şirketleri tarafından sağlanan konuşan saat hizmetleri, kaydedilmiş veya dijital olarak sentezlenmiş sesler kullanarak zamanı sesli olarak söyler. ⓘ
Türleri
Saatler, zaman gösterme türünün yanı sıra zaman tutma yöntemine göre de sınıflandırılabilir. ⓘ
Zaman görüntüleme yöntemleri
Analog
Analog saatler genellikle sabit numaralı bir kadran veya kadranlar üzerinde "ibreler" adı verilen döner işaretçileri kullanarak zamanı gösteren bir saat kadranı kullanır. Tüm dünyada evrensel olarak bilinen standart saat kadranında, günde iki devir yapan 12 saatlik dairesel bir kadran üzerinde saati gösteren kısa bir "akrep" ve yine 60 dakikaya bölünmüş aynı kadran üzerinde içinde bulunulan saatteki dakikaları gösteren daha uzun bir "yelkovan" bulunur. Ayrıca içinde bulunulan dakikadaki saniyeleri gösteren bir "saniye ibresi" de olabilir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan diğer tek saat kadranı, askeri organizasyonlarda ve zaman çizelgelerinde 24 saatlik zamanın kullanılması nedeniyle 24 saatlik analog kadrandır. Modern saat kadranı Sanayi Devrimi sırasında standartlaştırılmadan önce, yıllar boyunca 6, 8, 10 ve 24 saate bölünmüş kadranlar da dahil olmak üzere birçok başka kadran tasarımı kullanılmıştır. Fransız Devrimi sırasında Fransız hükümeti, ondalık tabanlı metrik ölçüm sisteminin bir parçası olarak 10 saatlik bir saat kullanmaya çalışmış, ancak yaygın bir kullanım elde edememiştir. Muhtemelen güç tasarrufu sağlamak için 18. yüzyılda 6 saatlik bir İtalyan saati geliştirilmiştir (24 kez çalan bir saat veya saat daha fazla güç kullanır). ⓘ
Bir başka analog saat türü de güneş saatidir; güneşi sürekli olarak takip eder ve zamanı gnomonunun gölge konumuna göre kaydeder. Güneş, yaz saati uygulamasına göre ayarlanmadığından, kullanıcıların bu süre boyunca bir saat eklemeleri gerekir. Zaman denklemi ve güneş saatinin boylamları ile kullanılan zaman diliminin merkezi meridyeni arasındaki fark için de düzeltmeler yapılmalıdır (yani zaman diliminin GMT'den ileride olduğu her saat için ana meridyenin 15 derece doğusu). Güneş saatleri 24 saatlik analog kadranın bir kısmını ya da tamamını kullanır. Analog bir mekanizmaya sahip olmasına rağmen dijital bir ekran kullanan saatler de vardır - bunlara genellikle çevirmeli saatler denir. Alternatif sistemler de önerilmiştir. Örneğin, "Twelv" saati on iki renkten birini kullanarak mevcut saati gösterir ve ay evresine benzer şekilde dairesel bir diskin bir oranını göstererek dakikayı belirtir. ⓘ
Dijital
- Dijital saat örnekleri
Çeşme üzerindeki vanaları kontrol ederek zamanı gösteren dijital saat
Basit dijital saatli radyo
Çevirmeli bir saatin mekanik dijital ekranının şeması ⓘ
Dijital saatler zamanın sayısal bir gösterimini gösterir. Dijital saatlerde yaygın olarak iki sayısal gösterim biçimi kullanılır:
- Saatlerin 00-23 arasında değiştiği 24 saatlik gösterim;
- AM/PM göstergeli 12 saatlik gösterim, saatler 12AM, ardından 1AM-11AM, ardından 12PM, ardından 1PM-11PM olarak gösterilir (çoğunlukla ev ortamlarında kullanılan bir gösterim). ⓘ
Dijital saatlerin çoğu elektronik mekanizmalar ve LCD, LED veya VFD ekranlar kullanır; diğer birçok ekran teknolojisi de kullanılmaktadır (katot ışın tüpleri, nixie tüpleri, vb.). Sıfırlama, pil değişimi veya elektrik kesintisinden sonra, yedek pili veya kondansatörü olmayan bu saatler ya 12:00'den itibaren saymaya başlar ya da genellikle saatin ayarlanması gerektiğini gösteren yanıp sönen rakamlarla 12:00'de kalır. Bazı yeni saatler, ulusal atomik saatlere ayarlanmış radyo veya İnternet zaman sunucularına göre kendilerini sıfırlar. 1960'larda dijital saatlerin ortaya çıkmasından bu yana analog saatlerin kullanımı önemli ölçüde azalmıştır. ⓘ
'Çevirmeli saatler' olarak adlandırılan bazı saatler, mekanik olarak çalışan dijital ekranlara sahiptir. Rakamlar, bir kitabın sayfaları gibi monte edilen malzeme tabakaları üzerine boyanmıştır. Dakikada bir, bir sonraki rakamı ortaya çıkarmak için bir sayfa çevrilir. Bu ekranlar genellikle parlak ışıklı ortamlarda LCD veya LED'lere göre daha kolay okunur. Ayrıca, elektrik kesintisinden sonra 12:00'ye geri dönmezler. Flip saatler genellikle elektronik mekanizmalara sahip değildir. Genellikle AC-senkron motorlar tarafından tahrik edilirler. ⓘ
Hibrit (analog-dijital)
Analog kadranlı, dijital bileşenli, genellikle dakika ve saatlerin analog olarak, saniyelerin ise dijital modda gösterildiği saatler. ⓘ
İşitsel
Kolaylık, mesafe, telefon veya körlük için, işitsel saatler zamanı sesler olarak sunar. Sesler ya doğal dilde söylenir (örneğin "Saat on iki otuz beş") ya da işitsel kodlar olarak verilir (örneğin saat başındaki ardışık zil çalma sayısı Big Ben çanı gibi saatin kaç olduğunu gösterir). Çoğu telekomünikasyon şirketi aynı zamanda konuşan saat hizmeti de sunmaktadır. ⓘ
Kelime
Kelime saatleri, zamanı cümleler kullanarak görsel olarak gösteren saatlerdir. Örn: "Saat üç civarı." Bu saatler donanım veya yazılım olarak uygulanabilir. ⓘ
Projeksiyon
Bazı saatler, genellikle dijital olanlar, zaman göstergesinin büyütülmüş bir görüntüsünü bir ekrana veya iç mekan tavanı veya duvarı gibi bir yüzeye yansıtan optik bir projektör içerir. Rakamlar, orta derecede kusurlu görüşe sahip kişiler tarafından gözlük kullanmadan kolayca okunabilecek kadar büyüktür, bu nedenle saatler yatak odalarında kullanım için uygundur. Genellikle, zaman tutma devresi, saati zamanında tutmak için kesintisiz bir güç kaynağı için yedek kaynak olarak bir pile sahipken, projeksiyon ışığı yalnızca ünite bir A.C. kaynağına bağlı olduğunda çalışır. El fenerine benzeyen tamamen pille çalışan taşınabilir versiyonları da mevcuttur. ⓘ
Dokunsal
İşitsel ve projeksiyonlu saatler, görme engelli veya sınırlı görüşe sahip kişiler tarafından kullanılabilir. Görme engelliler için dokunma duyusu kullanılarak okunabilen ekranlara sahip saatler de vardır. Bunlardan bazıları normal analog ekranlara benzer, ancak akrep ve yelkovanın zarar görmeden hissedilebileceği şekilde inşa edilmiştir. Diğer bir tür ise esasen dijitaldir ve rakamları parmak uçlarıyla hissedilebilecek şekilde göstermek için Braille alfabesi gibi bir kod kullanan cihazlar kullanır. ⓘ
Çoklu ekran
Bazı saatlerde tek bir mekanizma tarafından çalıştırılan birkaç ekran bulunurken, bazılarında tek bir kasa içinde tamamen ayrı birkaç mekanizma bulunur. Halka açık yerlerdeki saatlerin genellikle farklı yönlerden görülebilen birkaç yüzü vardır, böylece saat çevredeki herhangi bir yerden okunabilir; tüm yüzler aynı zamanı gösterir. Diğer saatler birkaç zaman diliminde geçerli saati gösterir. Seyahat edenler tarafından taşınması amaçlanan saatlerde genellikle biri yerel saati, diğeri de evdeki saati gösteren iki gösterge bulunur; bu da önceden ayarlanmış telefon görüşmeleri yapmak için kullanışlıdır. Bazı denklem saatlerinin biri ortalama zamanı, diğeri ise güneş saatinde olduğu gibi güneş zamanını gösteren iki ekranı vardır. Bazı saatlerin hem analog hem de dijital göstergeleri vardır. Braille ekranlı saatler genellikle gören insanlar tarafından okunabilmeleri için geleneksel rakamlara da sahiptir. ⓘ
Amaçlar
Saatler evlerde, ofislerde ve diğer birçok yerde bulunur; daha küçük olanlar (saatler) bilekte veya cepte taşınır; daha büyük olanlar ise tren istasyonu veya kilise gibi halka açık yerlerde bulunur. Küçük bir saat genellikle bilgisayar ekranlarının, cep telefonlarının ve birçok MP3 çaların bir köşesinde gösterilir. ⓘ
Bir saatin birincil amacı zamanı göstermektir. Saatler ayrıca belirli bir zamanda, tipik olarak uyuyan bir kişiyi önceden ayarlanmış bir zamanda uyandırmak için yüksek sesli bir uyarı sinyali verme özelliğine de sahip olabilir; bunlara çalar saat denir. Alarm düşük bir ses seviyesinde başlayıp daha yüksek bir ses seviyesine çıkabilir ya da birkaç dakikalığına kapatılıp tekrar çalıştırılabilir. Görünür göstergeli çalar saatler bazen saati okuyamayacak kadar küçük çocuklara uyku zamanının bittiğini belirtmek için kullanılır; bunlara bazen eğitim saatleri de denir. ⓘ
Bir saat mekanizması, örneğin bir merkezi ısıtma sistemi, bir VCR veya bir saatli bomba gibi bir cihazı zamana göre kontrol etmek için kullanılabilir (bkz. dijital sayaç). Bu tür mekanizmalar genellikle zamanlayıcı olarak adlandırılır. Saat mekanizmaları, Dünya'nın dönüşüne karşı koymak için doğru bir şekilde kontrol edilen hızlarda dönmesi gereken güneş takip cihazları ve astronomik teleskoplar gibi cihazları çalıştırmak için de kullanılır. ⓘ
Çoğu dijital bilgisayar, işlemleri senkronize etmek için sabit frekansta dahili bir sinyale bağlıdır; buna saat sinyali denir. (Birkaç araştırma projesi asenkron devrelere dayalı CPU'lar geliştirmektedir.) Bilgisayarlar da dahil olmak üzere bazı ekipmanlar gerektiğinde kullanılmak üzere saati ve tarihi de tutar; bu, günün saati olarak adlandırılır ve muhtemelen döngülerini saymaya dayalı olmasına rağmen sistem saati sinyalinden farklıdır. ⓘ
Çin kültüründe saat vermek (geleneksel Çince: 送鐘; basitleştirilmiş Çince: 送钟; pinyin: sòng zhōng) özellikle yaşlılar için genellikle tabudur, çünkü bu eylem için kullanılan terim bir başkasının cenazesine katılma eylemi için kullanılan terimle eşseslidir (geleneksel Çince: 送終; basitleştirilmiş Çince: 送终; pinyin: sòngzhōng). ⓘ
Bu eşsesli çift hem Mandarin hem de Kantonca'da çalışır, ancak Çin'in çoğu yerinde saatlere değil, yalnızca saatlere ve büyük çanlara "zhong" denir ve saatler Çin'de yaygın olarak hediye olarak verilir. ⓘ
Bununla birlikte, böyle bir hediye verilmesi durumunda, hediyenin "şanssızlığı" küçük bir para ödemesi talep edilerek karşılanabilir, böylece alıcı saati satın alır ve böylece ifadenin '送' ("ver") ifadesine karşı koyar. ⓘ
Zaman standartları
Bazı bilimsel çalışmalar için en yüksek doğrulukta zamanlama gereklidir. Çalışma saatlerinin kalibre edilebileceği maksimum doğrulukta bir standarda sahip olmak da gereklidir. İdeal bir saat zamanı sınırsız doğrulukta verir, ancak bu gerçekleştirilebilir değildir. Birçok fiziksel süreç, özellikle de atomik enerji seviyeleri arasındaki bazı geçişler son derece kararlı bir frekansta gerçekleşir; böyle bir sürecin döngülerini saymak çok doğru ve tutarlı bir zaman verebilir - bu şekilde çalışan saatlere genellikle atomik saatler denir. Bu tür saatler tipik olarak büyüktür, çok pahalıdır, kontrollü bir ortam gerektirir ve çoğu amaç için gerekenden çok daha doğrudur; tipik olarak bir standartlar laboratuvarında kullanılırlar. ⓘ
Yirminci yüzyılın sonlarındaki gelişmelere kadar, navigasyon enlem ve boylamı ölçme yeteneğine bağlıydı. Enlem, göksel navigasyon yoluyla belirlenebilir; boylamın ölçümü ise doğru zaman bilgisi gerektirir. Bu ihtiyaç, hassas mekanik saatlerin geliştirilmesi için önemli bir motivasyon kaynağı olmuştur. John Harrison 18. yüzyılın ortalarında ilk yüksek doğruluklu deniz kronometresini yarattı. Cape Town'daki Noon topu, gemilerin kronometrelerini kontrol etmelerini sağlamak için hala doğru bir sinyal göndermektedir. Büyük limanların yakınındaki birçok binada aynı amaçla önceden belirlenmiş bir saatte düşecek şekilde ayarlanmış bir kuleye veya direğe monte edilmiş büyük bir top bulunurdu (bazıları hala bulunmaktadır). GPS gibi uydu navigasyon sistemleri daha önce görülmemiş derecede doğru zaman bilgisi gerektirse de, bu uydulardaki ekipman tarafından sağlanır; araçların artık zaman ölçme ekipmanına ihtiyacı yoktur. ⓘ
Belirli tipler
| Mekanizma tarafından | Fonksiyona göre | Tarza göre ⓘ |
|
|
|