Archive for november, 2010

Klokken informatie, geschiedenis

De informatie over klokken is grotendeels gebaseerd op de informatie over klokken in Wikipedia. Dit is een vrije encyclopedie waaraan iedereen kan meehelpen. De informatie hier beneden draagt geen commerciël, maar púúr eductief en informatief karakter. Het geeft inzicht in de techniek, geschiedenis van klokken.

De eerste klokken waren zonnewijzers waarbij de draaiing van de aarde een maat voor de tijd aangaf. Via zandlopers en allerlei andere mechanismen werd uiteindelijk het mechanische slinger uurwerk uitgevonden. Vanaf dat moment was de tijd met enige nauwkeurigheid te meten. Tot aan de 16e eeuw was een klok de ingewikkeldste machine die men kon maken.

Op zee is een slingeruurwerk onbruikbaar. Pas na de uitvinding van de onrust kon ook daar de tijd nauwkeurig gemeten worden, wat de nauwkeurigheid van de navigatie ten goede kwam. De zonnestand hangt immers samen met de tijd en de positie op zee. De onrust bepaalt de snelheid waarmee een mechanisch uurwerk loopt. De onrust bestaat uit een (meestal uitgebalanceerd) wieltje, gekoppeld aan een spiraalveer, dat met heel nauwkeurig bepaaalde resonantiefrequentie heen en weer draait.

Een slingeruurwerk is een soort klok, die werkt doordat een slinger heen en weer gaat. Zolang de uitwendige krachten die op de slinger werken klein zijn ten opzichte van de zwaartekracht, zal de tijd waarin de slinger eenmaal heen en weer beweegt praktisch constant blijven. Op die manier zorgt de slinger ervoor dat de klok gelijkmatig blijft lopen. Dit was een belangrijke ontwikkeling in de tijdmeting.

Om te voorkomen dat de slinger reeds na een paar minuten uitgeslingerd is, moet deze steeds weer een zetje krijgen. De oudste slingeruurwerken werden aangedreven door middel van gewichten (die na een bepaalde tijd weer omhoog getrokken moeten worden). Latere klokken werden vaak aangedreven door een gespannen veer, die regelmatig weer opgewonden moest worden.

Klokken met een slinger en met een onrust zijn in nauwkeurigheid vergelijkbaar. Een afwijking van ten hoogste een minuut per week is mogelijk.

Nog nauwkeuriger is het gebruik van een kwartskristal, waarvan de werking berust op piëzo-elektriciteit, vervorming als gevolg van een elektrische spanning en omgekeerd. Een afwijking van minder dan 1 seconde per week is voor een kwartsuurwerkhaalbaar. De meeste moderen klokken, wandklokken en tafelklokken hebben een kwarts uurwerk.

De nauwkeurigste klokken zijn atoomklokken, die rechtstreeks op de definitie van de seconde gebaseerd zijn.

Naast de zonnewijzer zijn er ook moderne klokken die de tijd van een externe bron betrekken: b.v. radiografische klokken of radiocontrol klokken.

Een radiografische klok is een klok die via radiosignalen wordt gelijkgezet.

De radiosignalen worden verstuurd door een zender die is gekoppeld aan een gestandaardiseerde klok, meestal een atoomklok. Een radiografische klok kan zowel een digitale als analoge wijzerplaat hebben.

Een radiografische klok bestaat uit een kleine antenne voor het oppikken van het radiosignaal en een elektrisch circuit om het signaal te vertalen in de tijd en deze weer te geven.

De meeste radiografische klokken maken gebruik van radiosignalen die door stations op de aarde worden verstuurd, laag in het lange golf bereik. In Europa is DCF77 de bekendste tijdseinzender. Tegenwoordig zijn er steeds meer apparaten die voor de tijdssynchronisatie gebruikmaken van de tijdcode die door GPS satellieten worden uitgezonden.

Radiocontrol klokken en wandklokken kunnen erg gevoelig zijn voor verstoring van het te ontvangen signaal. Storings bronnen kunnen allerlei appartuur in de buurt van de wandklok zijn. Zoals bv een PC, TV, magnetron enz..

Tijdweergave

We kunnen klokken ook onderscheiden naar de manier van tijdweergave:

Wijzerplaat met 3 groepen cijfers

  • Een analoge wandklok heeft gewoonlijk een wijzerplaat en 2 of 3 door het uurwerk aangedreven wijzers, bevestigd aan een gemeenschappelijke centrale as, die door het midden van de wijzerplaat steekt. De rest van het mechaniek bevindt zich dan achter de wijzerplaat. De uurwijzer (kleine wijzer) maakt één omwenteling per 12 uur, en beweegt zodoende langs (meestal) 12 merktekens in een cirkel op de wijzerplaat: getallen, streepjes en/of andere symbolen, die de hele uren aanduiden. Aangezien een dag 24 uur duurt, treedt daardoor soms verwarring op. Eén wijzer, zoals bij een zonnewijzer, wordt gewoonlijk niet als nauwkeurig genoeg af te lezen beschouwd. Daarom is er een extra wijzer, de minuutwijzer (grote wijzer), ter onderscheid iets langer dan de kleine wijzer, die één omwenteling per uur maakt, en daardoor nauwkeurig de minuten kan aanwijzen. De minuten zijn vaak met extra merktekens, meestal streepjes, op de wijzerplaat aangegeven. Voor wie ook de seconden nauwkeurig wil kunnen aflezen hebben klokken vaak een derde wijzer, de secondenwijzer, vaak dunner dan de minuut- en uurwijzer, die per minuut een omwenteling maakt, en dezelfde schaalverdeling gebruikt als de minuutwijzer, die nu echter als secondenschaal geïnterpreteerd wordt.

Klokken met een slinger of onrust zijn gewoonlijk analoog.

  • Een digitale klok geeft de uren en de minuten, en soms ook de seconden, als getallen weer. De uren kunnen als de getallen van 0 t/m 23 worden getoond, of als de getallen 1 t/m 12 in navolging van de analoge klok, maar dan met de toevoeging AM voor vóór de middag of PM voor na de middag. Soms is er dan nog een aanduiding voor de daghelft. De minuten en seconden worden als de getallen 0 t/m 59 weergegeven.

Sommige klokken geven meer weer dan alleen de tijd: vaak wordt de datum en zelfs de naam van de dag getoond. Sommige digitale klokken geven ook het jaartal aan. Er zijn ook klokken die geven de stand van een of meer hemellichamen aan. Andere klokken kunnen waarschuwen met een geluidssignaal op een vooraf ingesteld moment: de wekker en de eierwekker. De analoge wekker heeft hiervoor een extra wijzer. De eierwekker telt, na op een bepaalde tijd te zijn ingesteld, de tijd terug naar de nulpositie, geeft dan een geluidssignaal en stopt. Sommige klokken zijn in apparaten ingebouwd, b.v. de videorecorder, de computer, de prikklok, en zijn dan niet of niet alleen bedoeld voor directe tijdweergave maar ook om gebeurtenissen op een bepaalde tijd te doen plaatsvinden of om het tijdstip of de tijdsduur van bepaalde gebeurtenissen te registreren. Ook een oven of magnetron heeft vaak een digitale klok of een soort eierwekker ingebouwd. (Al zegt dit niets over de geschiktheid van het apparaat voor eieren.)

Uitvoering

Een derde onderscheid is de uitvoering: Slingerklokken zijn voor een goede werking afhankelijk van een onbeweeglijke opstelling, en zijn daarom als hangklok of staande klok uitgevoerd. Andere klokken kennen meer uitvoeringen: als horloge (draagbare klok), wekker, etc.

Op grond van de uitvoering maken vooral antiquairs en kunsthistorici weer een onderscheid op basis van

  • de herkomstregio, bijvoorbeeld een Friese staartklok, een Friese stoelklok, een Zaanse klok of een Engelse lantaarnklok;
  • de periode van fabricage die veelal samenvalt met een bepaalde stijlperiode, bijvoorbeeld een Louis XVI-klok, of een klok in Empire-stijl;
  • de figuur die als ornament de klok versiert, bijvoorbeeld een koekoeksklok of een paardjesklok.

Sommige klokken geven eenmaal per uur, half uur of kwartier een geluidssignaal.

Energie

Een klok kan zijn energie betrekken uit een mechanische of een elektrische bron. Een mechanische bron is een gewicht of veer. Een elektrische bron vormen batterijen, accu’s, het lichtnet of zonnecellen. Sommige horloges gebruiken armbewegingen om een veer op te winden of een accu op te laden.

Anker

Onderstaand de werking van het echappement bestaande uit anker en tandwiel. Het anker houdt het tandwiel (ankerrad) bij elke tik even tegen, en geeft tevens de onrust (het gele wieltje in de afbeelding) telkens een klein zetje. Het anker gaat met een door de onrust bepaalde frequentie heen en weer.

Radio Control klokken

Radio control klokken ontvangen de tijdinformatie van de DCF77 zender in Frankfurt. Meerdere malen per dag vindt een vergelijk plaats tussen de klok en de zender. De kwaliteit van de ontvangst van het signaal kan negatief beïnvloed worden door storingsbronnen zoals bv computerapparatuur, TL-verlichting of andere elektronische apparaten. De klok dient minstens 3-4 m van een dergelijke bron af te staan. Naast de storingsbronnen kan ook de constructie van het gebouw een invloed hebben op de ontvangst van de klok, zoals bv veel zwaar gewapend beton.

Back to top