Els dispositius per mesurar i mostrar el temps han començat la seva vida fa més de 5500 anys en civilitzacions antigues de Babilònia i Egipte. A partir d’aquest moment, el temps es va començar a mesurar amb una precisió cada cop més gran, i ens va portar a la part de la història quan els rellotges i rellotges mecànics finalment van entrar a les nostres vides. Des del moment en què va representar una de les primeres invencions humanes, fins als temps moderns en què els rellotges atòmics poden mesurar precisament tant períodes de temps increïblement diminuts com increïblement grans, el principi més bàsic sobre el qual es treballa cada rellotge és l’oscil·lació.
Tot i que vam veure a través de la nostra història rellotges que utilitzen molts processos físics diferents, l’oscil·lació representa la base de cadascun d’ells, i tots tenen parts analògiques similars que es descriuen aquí. Per mesurar el temps, el rellotge necessita tenir una font d’alimentació, un objecte oscil·lant que repeteixi el seu moviment una i altra vegada, dispositiu controlador que capta aquests pulsacions oscil·lants en sèries de polsos (mitjançant fricció). Aquests polsos es recullen després a la cadena de comptadors que tenen una longitud normalitzada (segons, minuts, hores, etc.). Finalment, després es retransmet el comptador de temps a l'indicador de visualització, que mostra els resultats en una forma llegible per part de l'ésser humà.
Font d'alimentació
Tots els rellotges han de funcionar contínuament i, per això, necessita tenir una font d’energia (de vegades fins i tot una font secundària per a moments d’emergència) que impulsi tots els seus mecanismes i que garanteixi una mesura precisa i fiable del temps.
Els rellotges mecànics es poden alimentar amb pesos en suspensió (pèndol oscil·lant), roda dentada, tambor o molla principal.
L’electricitat, que es transporta al rellotge directament de la xarxa elèctrica o s’emmagatzema a les bateries.
Fonts d’energia automàtica, que utilitzen energia cinètica del moviment de l’usuari per generar moviment de pesos petits i alimentar ja sigui la presa de màquina mecànica o un generador elèctric connectat al medi d’emmagatzematge (bateria).
Oscil·lador
L’oscil·lador harmònic físic és el component clau de cada rellotge modern. Proporcionant un moviment de freqüència constant, els mecanismes del rellotge poden capturar aquestes oscil·lacions i transformar-les en sèries de pulsacions puntualment precises que ens mostren el pas exacte del temps. Aquests són alguns dels oscil·ladors més comuns:
Roda i pèndol per a rellotges mecànics.
Cristal de quars en rellotges de quars.
Electrònims vibrants i àtoms en rellotges atòmics.
Controlador
El controlador és un mecanisme que capta la freqüència de moviment dels oscil·ladors i es converteix en sèries de polsos que ens poden mostrar el pas del temps. Els dos dispositius de control de rellotge més comuns són:
Escapement, que s’utilitza en rellotges mecànics impulsats per pènduls oscil·lants i rodes d’equilibri.
Circuit oscil·lador electrònic, que genera sèries de polsos elèctrics que es sincronitzen amb l’oscil·lador.
Cadena de mostrador
El comptador de la cadena és un mecanisme que compta els polsos creats pel controlador i els abasta en unitats de mesura de temps tradicionals de segons, minuts i hores.
Indicador
Mostra la part del rellotge, que té la tasca de representar visualment la informació que recopila la resta de mecanismes de rellotge. Els rellotges primerencs van assenyalar el temps per tocar campanes audibles, les mans minúscules van ser introduïdes al 1800, els rellotges digitals van arribar amb l'expansió de la tecnologia moderna a la segona part del segle XX i el segle XXI ens va portar rellotges parlants com a part del modern món de la informàtica portàtil (telèfons intel·ligents, tauletes, ordinadors portàtils).
