常用日晷晷面线图设计

　　O引言

　　日暑是古代用日影测时的天文仪器，如今作为文明和进步象征的日暑已越来越受到社会各界的重视和欢迎.但日暑设计原理比较复杂，这对它的应用推广带来了一定的困难.笔者根据地球公转和自转的一般规律，运用画法几何、平面三角和解析几何的有关原理，推出了各种常用日暑暑面线图设计的计算公式，据此可较方便地绘出暑面用图，以供人们选用.本文简介这一研究成果并阐述各类日暑的特色、优缺点及其结构安装要点.暑面设计计算式的推导过程繁杂，本文从略，文中仅列出所推出的各设计计算式.

　　日暑的形式很多，根据暑面所处位置的不同，大体上可分为赤道式、地平式、子午式、卯酉式等多种.

　　1赤道式日唇

　　1.l结构安装要点

　　赤道式日暑的暑针穿过坐标原点0并与暑面垂直，需正反双面相同刻度，向北的一面用于春分到秋分的这半年，向南的一面用于秋分到春分的这半年.安装时需确保暑针指向北天极(平行于地轴)，即暑面平行于赤道面圈.

　　1.2唇面线图设计

　　有了+少一(Lcot韵2一尸，可见针端影位(x，y)轨迹是一只只同心圆，其半径r一Lcot创同一白昼沙变化甚小，可视为常数)一随占的变化而变化，当}引较小时，二很大，则要求暑面做得很大，难以实现.但注意到tan月~x/y二tant，即月一t，针影在暑面上的方位角仅和时角有关并相等，而和纬度甲及节气(韵无关.故赤道式日暑一般都设计成和时角相一致的等分刻度形式，如图1所示.暑针足够长就行了，而不取用同心圆刻度.

　　1.3特点

　　(1)线图设计制作简便;

　　(2)同一暑面可适用于不同纬度地区;

　　(3)只能读取时值而看不出当日所处节气;

　　(4)需双面相同刻度;

　　(5)春分秋分附近日影不甚清晰.

　　2地平式日蓦

　　2.1地平式日县I(唇针指向北天极)

　　2.1.1结构安装要点地平式日暑I的暑针和暑面夹角等于当地纬度甲，安装时确保暑面水平且暑针指向北天极.

　　2.1.2蓉面线图设计

　　针端影位(x，y)与沪、占、t都有关，比较复杂，但注意到tan月一x/y一sin沪tant，即针影方位角夕仅与所在地纬度甲及时角t有关，而对某一安装地来说sin甲是一常数，则月仅是时角t的函数，与节气(的无关.故此类日暑一般都设计成图2所示的线图形式.，暑针足够长就行了.

　　2.1.3特点

　　(l)针影方位角月不等分刻度，但整个线图设计并不复杂;

　　(2)同一暑面只适用于一种纬度的地区;

　　(3)只能读出时值而看不出当日所处节气;