專利名稱:可記錄水平面表日晷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型是關(guān)于測(cè)量儀器,特別是關(guān)于測(cè)量太陽照射角度和長度以定時(shí)的日晷。
背景技術(shù):
日晷是我國古代用以測(cè)量陽光角度以定時(shí)的儀器,它有一個(gè)圓形的晷盤和垂直于晷面中心處的晷針,其晷呈傾斜置放,與赤道面平行,晷針南北指向,在晷盤上刻有代表時(shí)間的刻度,該刻度以其中心呈放射狀,晷針的影子隨日光照射的角度變化而在晷盤上移動(dòng),當(dāng)針影落在某一刻度上即可得知是何時(shí)刻,是一種以日影方向來定時(shí)刻的工具。若要測(cè)量日影長度就要用稱作圭表的儀器,它包括表和圭兩部分,其中圭水平放置,表垂直置于圭的南、北端,是一種以日影長度來定時(shí)刻的工具。但它們都是計(jì)算瞬時(shí)時(shí)間的。人們有時(shí)需要獲得一整天日影方向和長度的綜合記錄,以便于長期的研究工作,古老的日晷和圭表就不能滿足這方面的需要了。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可記錄水平面表日晷,解決可記錄一天內(nèi)日影方向和長度變化軌跡的技術(shù)問題。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種可記錄水平面表日晷,包含晷盤和晷針,其特征在于該晷盤水平放置,其上設(shè)置有坐標(biāo)記錄紙;晷針垂直于該晷盤,該晷針位于坐標(biāo)記錄紙坐標(biāo)原點(diǎn)。
該晷針長度為18~40cm。
該晷針頂端為弧球形。
該晷針底部設(shè)置有底座。
該晷盤為矩形盤,其四周緣設(shè)置有向上凸起的邊框。
本實(shí)用新型兼具日晷法和圭表法測(cè)量的特點(diǎn),因此在早晨和傍晚時(shí),日影長度變化量大于日影角度變化量時(shí),充分利用了圭表法測(cè)量的優(yōu)勢(shì),而在中午時(shí)分,日影長度變化量小于其角度變化量時(shí),又發(fā)揮了日晷法測(cè)量之長,通過對(duì)定時(shí)(例如每隔3~5分)在坐標(biāo)記錄紙上記錄的晷針頂端日影點(diǎn)的連線,即可獲得一內(nèi)日影方向和長度全程軌跡。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型記錄的日影方向和長度的全程軌跡示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1所示,本實(shí)用新型包含晷盤2和晷針1。晷盤2呈水平放置在架子4上,其上設(shè)置有可更換的坐標(biāo)記錄紙3,該坐標(biāo)記錄紙3為矩形,其上印制有以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心的同心圓和放射線的坐標(biāo)。為配合該坐標(biāo)記錄紙的正確放置,晷盤2為與該坐標(biāo)記錄紙3相匹配的矩形,其四周緣設(shè)置有向上凸起的邊框。晷針1在坐標(biāo)記錄紙3的坐標(biāo)原點(diǎn)處垂直定位于晷盤2上,其長度以分辨率的高低要求確定,并受晷盤2尺寸的限制,例如當(dāng)晷盤2和與其配套的坐標(biāo)記錄紙3的尺寸為110cm×80cm的條件下,晷針1長度為20cm時(shí),即可獲得日影點(diǎn)一天的全程軌跡;而用40cm長的晷針1時(shí),可取得較高的分辨率,但只能測(cè)得8:00~16:00時(shí)間段內(nèi)的日影點(diǎn)軌跡,要想獲得一天全程軌跡,則必須放大晷盤2和坐標(biāo)記錄紙3的尺寸才行。故此,綜合考慮晷針1的長度以在18~40cm的范圍內(nèi)為宜。由于太陽不是點(diǎn)光源,其在照射細(xì)小物體時(shí)產(chǎn)生的陰影有本影和半影之別,為避免這種本影及半影的干擾,晷針的頂端不宜制成尖形,而是以弧球形為宜。此外,以便于坐標(biāo)記錄紙3的固定,在晷針1底部可設(shè)置有一個(gè)底座5,該底座5有一定的底面積和重量,它鎮(zhèn)座在坐標(biāo)記錄紙3以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心的局部區(qū)域上,將坐標(biāo)記錄紙3壓貼在晷盤2的表面,又可將晷針1可靠地豎立在坐標(biāo)原點(diǎn)上。該底座5可以用透明材料(如玻璃、石英或透明塑料)制造。
使用時(shí),坐標(biāo)記錄紙3上的90°標(biāo)線對(duì)準(zhǔn)南北,每隔一定時(shí)間,例如3~5分鐘,用筆將投射在坐標(biāo)記錄紙3上的晷針端部日影點(diǎn)作一標(biāo)記,將一天全部記錄下來的日影點(diǎn)連線,即為一天日影點(diǎn)的全程軌跡,圖2所示分別為7月29日、8月15日、9月17日、10月4日記錄的實(shí)例。
權(quán)利要求1.一種可記錄水平面表日晷,包含晷盤和晷針,其特征在于該晷盤水平放置,其上設(shè)置有坐標(biāo)記錄紙;晷針垂直于該晷盤,該晷針位于坐標(biāo)記錄紙坐標(biāo)原點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可記錄水平面表日晷,其特征在于該晷針長度為18~40cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可記錄水平面表日晷,其特征在于該晷針頂端為弧球形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可記錄水平面表日晷,其特征在于該晷針頂端為弧球形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的可記錄水平面表日晷,其特征在于該晷針底部設(shè)置有底座。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的可記錄水平面表日晷,其特征在于該晷盤為矩形盤,其四周緣設(shè)置有向上凸起的邊框。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可記錄水平面表日晷,其特征在于該晷盤為矩形盤,其四周緣設(shè)置有向上凸起的邊框。
專利摘要一種可記錄水平面表日晷,包含晷盤和晷針,其特征在于該晷盤水平放置,其上設(shè)置有坐標(biāo)記錄紙;晷針垂直于該晷盤,該晷針位于坐標(biāo)記錄紙坐標(biāo)原點(diǎn)。本實(shí)用新型解決可記錄一天內(nèi)日影方向和長度變化軌跡的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)G04B49/02GK2724059SQ20042008141
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月4日
發(fā)明者黃曾新, 葉大衛(wèi) 申請(qǐng)人:上海市向明中學(xué)