Zeitgeber und Uhren

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Einleitung

Zeitgeber und Uhren, Geräte zur Messung oder Anzeige der Zeit. Uhren benötigen eine Energiequelle, einen Übertragungs- und einen Steuermechanismus und Zeiger bzw. eine Anzeigevorrichtung zum Ablesen der Zeiteinheiten.

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Mechanismen

In einer Uhr kann die Energiequelle ein Gewicht, eine Feder oder elektrischer Strom sein. Bei mechanischen Uhren ist es notwendig, in bestimmten Zeitabständen das Gewicht zu heben oder die Feder zu spannen. Die Bewegung in einer mechanischen Uhr wird durch ein Getriebe übertragen und von einem Pendel oder einer so genannten Unruh reguliert.

Eine mechanische Armband- oder Taschenuhr hat eine Spiralfeder als Energiequelle. Die Bewegung wird wie bei großen mechanischen Uhren übertragen und reguliert.

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Elektrische und elektronische Uhren

In elektrischen Uhren läuft ein kleiner Motor, der Wechselstrom mit einer sehr genau festgelegten Frequenz liefert. Elektrischer Strom kann auch verwendet werden, um die Bewegungen von abhängigen Uhren mit denen einer Steueruhr zu synchronisieren.

Die Quarzkristalluhr, die 1929 für genaue Zeitmessungen entwickelt wurde, enthält einen Ring aus Quarz. Dieser ist mit einem elektrischen Stromkreis verbunden und schwingt mit einer Frequenz von 100 000 Schwingungen pro Sekunde. Die hochfrequente Schwingung wird in eine kleinere Frequenz umgewandelt, die für die Zeitmessung geeigneter ist. Bei den genauesten Quarzkristalluhren beträgt die maximale Abweichung ±1 Sekunde in zehn Jahren.

Elektrische und elektronische Armbanduhren werden von kleinen Batterien betrieben, die ungefähr ein Jahr ohne Austausch laufen. Die Batterie kann die Unruh, eine Steuergabel oder einen Quarzkristall zu Schwingungen anregen.

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Chronometer

Chronometer sind besonders aufwendig gebaute mechanische Uhren. Diese Präzisionsgeräte wurden in der Seefahrt zur Navigation sowie von Astronomen und Juwelieren für die Kalibrierung von Messgeräten verwendet. Den ersten erfolgreichen Chronometer baute 1761 der englische Uhrmacher John Harrison. Er war tragbar und besaß eine Kardanaufhängung, um den empfindlichen Mechanismus in einer waagrechten Lage zu halten.

Eine weitere Präzisionsuhr ist der Chronograph, der nicht nur die genaue Zeit anzeigt, sondern auch Zeiträume in Bruchteilen von Sekunden misst. Es gibt verschiedene Arten von Chronographen: Den Tachometer, der die Geschwindigkeit einer Drehbewegung misst, oder den Pulsometer, der die Pulsfrequenz bestimmt. Die Stoppuhr ist ein Chronograph, der vor allem bei Sportwettbewerben verwendet wird.