在中國古代，為了能夠適應(yīng)當(dāng)時社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和日常生活的需求，人們發(fā)明了很多計(jì)時儀器，比如圭表、日晷、漏刻等。中國古代的計(jì)時工具創(chuàng)制很早，不晚于戰(zhàn)國時代，而且它們各有所長,分別流行于不同時代,應(yīng)用于不同的場合。應(yīng)用機(jī)械原理設(shè)計(jì)的計(jì)時器主要分為兩大類，一類利用流體力學(xué)計(jì)時，有刻漏和后來出現(xiàn)的沙漏；一類采用機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)計(jì)時，有渾天儀、水運(yùn)儀象臺等。此外，還有應(yīng)用天文原理（大都根據(jù)日影方向測定時間）計(jì)時的日晷，它也是中國最古老的計(jì)時器之一。下面舉幾個簡單的例子。 

圭表是一種既簡單又重要的測天儀器，它由垂直的表和水平的圭組成。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，并進(jìn)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(jié)氣。

圭表是古代漢族科學(xué)家最早發(fā)明的度量日影長度的一種天文儀器，他和日晷一樣，也是利用日影進(jìn)行測量的。圭表由“圭”和“表”兩個部件組成，直立于平地上測日影的標(biāo)桿和石柱，叫做表；正南正北方向平放的測定表影長度的刻板，叫做圭。在不同季節(jié) ，太陽的出沒方位和正午高度不同，并有周期變化的規(guī)律。于露天將圭平置于表北面，根據(jù)正午時分圭上表影，測量、比較和標(biāo)定日影的周日、周年變化，可以定方向、測時間、求出周年常數(shù)、劃分季節(jié)和制定歷法。圭表測影是中國古代天文學(xué)的主要觀測手段之一，使得在很長一段歷史時期內(nèi)，中國所測定的回歸年數(shù)值的準(zhǔn)確度斗居世界第一。

日晷又稱“日規(guī)”，是我國古代利用日影測得時刻的又一種計(jì)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(jì)時精度能準(zhǔn)確到刻（15分鐘）。

運(yùn)作原理：

　　在一天中，被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變著：

　　第一是影子的長短在改變。早晨的影子最長，隨著時間的推移，影子逐漸變短，一過中午它又重新變長；

　　第二是影子的方向在改變。在北半球，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在東方。從原理上來說，根據(jù)影子的長度或方向都可以計(jì)時，但根據(jù)影子的方向來計(jì)時更方便一些。故通常都是以影子的方位計(jì)時。隨著時間的推移，晷針上的影子慢慢地由西向東移動。移動著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來顯示時刻。

　　早晨，影子投向盤面西端的卯時附近；當(dāng)太陽達(dá)正南最高位置（上中天）時，針影位于正北（下）方，指示著當(dāng)?shù)氐奈鐣r正時刻。午后，太陽西移，日影東斜，依次指向未、申、酉各個時辰。

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　優(yōu)點(diǎn)：

　　沒有誤差，顯示所在地真正的時間，天然節(jié)能環(huán)保。

    缺點(diǎn)：

　　1、對天氣具有依賴性，必須依賴日照，不能用于陰天和黑夜。

　　2、日晷是固定的，而且使用局限于一些條件好的地區(qū)，笨重難以移動、得不到普及

銅壺滴漏又名“漏刻”或“漏壺”。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(jì)算時間。我國發(fā)明的銅壺滴漏比外國制作的滴水計(jì)時器要早的多，應(yīng)用也普遍，成為歷代計(jì)時的重要工具。

圖3.早期漏刻  

圖4.受水型漏刻工作原理

為了較精確地計(jì)量時間, 約于商代發(fā)明了刻箭, 用一根箭放在壺里, 作為時刻指示器, 箭桿上刻著刻度, 水退到哪一刻度, 就知道現(xiàn)在是幾刻了, 這種方法叫淹箭法，又叫泄水型漏刻。

圖5.泄水型漏刻工作原理

沙漏也叫沙鐘。由于漏壺中的水受溫度影響，為計(jì)時的準(zhǔn)確性增加了困難，于是用細(xì)沙來代替水。 沙鐘由上下兩個相同的瓶子組成，中間用小口連在一起，上部瓶子所盛的細(xì)沙通過中間水口慢慢流入下部瓶中，這樣上部瓶子細(xì)沙的平面漸漸降低，瓶子時間刻度就能顯示出時間。這種沙鐘的優(yōu)點(diǎn)是可以兩面使用，翻過來，就可以下部成為上部繼續(xù)使用。

古書記載沙鐘

山東省煙臺市鐘表博物館五輪沙漏復(fù)制品                

燈鐘是用油燈計(jì)時的裝置，它是通過燃燒后油量的減少而指示出當(dāng)時的時間。
香鐘是一種更為方便的火鐘，它以特制的模子制成盤香，盤香粗細(xì)均勻，燃燒時間與其長短成正比，即燃燒時間越長，剩余的盤香越少，在盤香上記上刻度，就可以知道相應(yīng)的時辰。也有具有鬧鐘作用的香鐘，當(dāng)香火燒到一固定刻度時，上面掛的重物落下撞擊金屬器皿，發(fā)出響聲，提醒此時辦事的人，起到鬧鐘作用。燃香計(jì)時因?yàn)閮r格便宜，方便實(shí)用，在古代民間是比較流行的。蠟鐘：蠟燭本身的燃料數(shù)量定好，燃燒時的速度也就基本相同。那么燒完一支蠟燭的時間也大體相同。如在蠟燭上刻上相應(yīng)的刻度就可以計(jì)算簡單的時間間隔了。

附注：古今時間對照表