நேரத்தைக் கணிப்பதற்கு உதவுகிற கருவிகள் 3000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பே வந்து விட்டன. கி.மு. 1450ஆம் ஆண்டு வாக்கில், எகிப்தியர்கள் நிழற் கடிகைகளைப் பயன்படுத்தி நேரத்தை அளவிடத் தொடங்கினர். அவை, சூரியனின் இயக்கத்துக்கேற்ப ஒரு செங்குத்தான கோலின் நிழல் மாறுவதை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. நிழலின் முனை நேரத்தைக் காட்டுகிற வகையில் ஓர் அளவு பலகை அவற்றில் பொருத்தப்பட்டிருந்தது. நகரும் உறுப்புகளைக் கொண்ட எந்திர வகைக் கடிகைகள் ஏறத்தாழ 700 ஆண்டுகளுக்கு முன் உருவாக்கப் பட்டன. <!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப் படுகிறது.----> சூரிய நிழற் கடிகைகளையடுத்து, நீர்க் கடிகைகளும், மணற் கடிகைகளும் வந்தன. அவற்றில் ஒரு கொள்கலத்திலிருந்து நீர் அல்லது மணல் வெளியேறும் போது, அதன் மட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்ற நேரத்தை அளவிட்டனர். இடைக் காலத்தில் புழங்கிய கடிகைகளில் மணிகளில் அளவு குறிக்கப்பட்ட முகப்பு வட்டங்கள் பொருத்தப் பட்டன. தற்போதுள்ள கடிகைகள் அனைத்தும் சீரான நேர இடைவெளியில் மீண்டும், மீண்டும் நிகழும் எந்திர இயக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு இயங்குகின்றன. 13,14–ஆம் நூற்றாண்டுகளில் உருவாக்கப் பட்ட முதல் எந்திர வகைக் கடிகைகளில், கீழிறங்கும் எடைகளால் சுழற்றப் படும் பற் சக்கரங்கள் பயன் படுத்தப் பட்டன. ஒரு கடிகையில் ஆற்றலைச் சீரான அளவில் விடுவிக்கிற எந்திர அமைப்பு தப்பிப்பு உறுப்பு (escapement) எனப் படும். காண்க: தப்பிப்பு, தடை அமைப்பு. <!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் கடைசியில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப் படுகிறது.----> தொடக்க காலக் கடிகைகளில் கதிர்த் தப்பிப்புக் (verge escapement) கருவிகள் பொருத்தப் பட்டிருந்தன. தராசுச் சக்கர அச்சில் பொருத்தப்பட்ட இரண்டு முனைகள் தப்பித்தல் சக்கரத்தின் பற்களுடன் அடுத்தடுத்துப் பொருந்தியும், சுழன்றும் தராசுச் சக்கரத் தண்டை அலைவு செய்யும். தப்பித்தல் சக்கரத்தின் இயக்கம், கடிகையின் முகப்பு வட்டத்தில் உள்ள ஓர் ஒற்றை முள்ளை நகரச் செய்யும். கீழிறங்கும் எடைகளைக் கொண்ட கடிகைகளை ஓரிடத்திலிருந்து மற்றோரிடத்திற்கு எடுத்துச் செல்வது கடினம். இது, அவற்றின் குறைபாடுகளில் முதன்மையானது. 15–ஆம் நூற்றாண்டின் இடையில் கைக்கடக்கமான, எளிதாக எடுத்துச் செல்லக் கூடிய சுருள் வில் கடிகைகள் உருவாக்கப் பட்டன. <!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப் படுகிறது.----> தொடக்க காலச் சுருள் வில் கடிகைகள் துல்லியமற்றவையாக இருந்தன. அவற்றில் சிலவற்றில், மணியைக் காட்டும் முள்ளுடன், நிமிடங்களைக்காட்டும் முள்ளும் இடம் பெற்றது. 1657ஆம் ஆண்டில், கிறிஸ்டியன் ஹகன்ஸ் என்னும் டச்சு நாட்டு அறிஞர் ஊசல்களை வைத்துக் கலிலியோ செய்த ஆய்வை அடிப்படையாகக் கொண்டு, ஊசல்களால் இயக்கப் படும் கடிகைகளை வடிவமைத்தார். அதன் பின், கடிகைகளின் துல்லியம் அதிகரித்தது. தனி ஊசல்களால் பல சிக்கல்கள். அலைவு நேரமும் மாறிக் கடிகை வேகமாகவோ, மெதுவாகவோ ஓடியது. 1715 ஆம் ஆண்டு வாக்கில், ஜார்ஜ் கிரகாம் என்பார், வெப்ப நிலை மாற்றத்தால் நீளம் மாறாத ஈடு செய்யப்பட்ட ஊசல்களைக் கண்டு பிடித்தார். அடுத்து, வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்கள் தனி ஊசலின் இயக்கத்தைப் பாதித்தது. கதிர் தப்பிப்பு அமைப்பு சாதனம் கண்டு பிடிக்கப்பட்ட பின், இந்தக் குறைபாடும் நீங்கியது. கடிகையிலுள்ள தராசுச் சக்கரச் சுருள் வில்லும், அலைவு செய்கிற ஏனைய உறுப்புகள் சுருள் வில்லின் ஒரு முனை அசையாமல் பொருத்தப்பட்டிருக்கும்; மற்றொரு முனை தராசுச் சக்கரத்தின் அச்சில் இணைக்கப் பட்டிருக்கும் . தராசுச் சக்கரம் அலைவு செய்யும் போது, சுருள் வில், மாறி, மாறி இறுகுவதும், தளர்வதுமாயிருக்கும். 1675 ஆம் ஆண்டில் ஹைக்ன்ஸ் தராசுச் சுருள் வில்லையும் அறிமுகப் படுத்தினர். கடல் பயணங்களின் போது, புவித் தள நெடுங்கோடுகளை அளவிடப் பயன் படும் ஒரு கடிகையிலும், அவர் சுருள் வில்லைப் பொருத்தினார். ஆனால், தனி ஊசல்களைப் போலவே சுருள் வில்களும் வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களால் பெரிதும் பாதிக்கப் பட்டன. 1753ஆம் ஆண்டில், ஜான் ஹாரிசன் என்பார், ஈடு செய்யப்பட்ட சுருள் வில் அமைப்பைக் கண்டு பிடித்த பின், இந்தக் குறை நீங்கியது. கடினமான நகைக் கற்களை முனைத் தாங்கிகளாகப் (jewel bearings) பொருத்தும் முறை அறிமுகப்படுத்தப் பட்ட பின், கடிகைகளின் துல்லியம் மேலும் அதிகரித்தது. அவை, பற்சக்கர அச்சுகளின் முனைகளில் உராய்வைக் குறைத்து, அலைவை எளிதாக்கின. நீல மணிகளும், மாணிக்கங்களும் இன்றளவும் முனை தாங்கிகளாகப் பயன் படுத்தப் பட்டு வருகின்றன. நாளடைவில், பல வகையான தப்பித்தல் அமைப்புகள் கண்டு பிடிக்கப் பட்டுக் கடிகைகளின் தரம் உயர்த்தப் பட்டுக் கொண்டே வந்தது. 19–ஆம் நூற்றாண்டின் இடையில் அனைத்துக் கடிகைகளிலும், நெம்பு கோல் வகைத் தப்பித்தல் அமைப்பு பொருத்தப் பட்டது. இதை 1755ஆம் ஆண்டிலேயே தாமஸ் மட்ஜ் என்பார் கண்டு பிடித்து விட்டார். ஆனால், 50 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக அது புகழ் அடையவில்லை. இந்த அமைப்பில், நெம்பு கோலில் புடைப்புகள் அமைக்கப் பட்டிருக்கும். அதன் மூலம் தராசுச் சக்கரத்தின் அலைவு பாதிக்கப்படாத வகையில், நெம்பு கோல் விலகியேயிருந்து, ஒவ்வோர் அலைவின் முடிவில் மட்டும் நெம்பு கோல் தராசுச் சக்கரத்தைத் தொடும். அதுவே போதுமான அளவு ஆற்றலைத் தராசுச் சக்கரத்துக்கு அளிக்க முடிந்தது. இதன் காரணமாகக் கடிகையின் துல்லியம் மேலும் மிகுதியாயிற்று. இன்று மின்னோடிகளின் உதவியுடன், சுருள் வில்லை இறுக்குகிற கடிகைகளும், எடைகளை நகர்த்துகிற கடிகைகளும் வந்து விட்டன. வீடுகளில், மின் வழங்கு சுற்றிலேயே இணைக்கப் படக் கூடிய மின்சாரக் கடிகைகளில், திசை மாறு மின்னோட்டத்தின் அதிர்வெண்ணுடன் ஒத்து இயங்குகிற, ஒரு நேரப் பொருத்த மின்னோடி பயன் படுகிறது. மின்சார ஊசல் கடிகைகளில் மின் காந்தங்கள், ஒரு தனி ஊசலைச் சரியான அலைவு நேரத்துடன் ஊசலாட வைக்கின்றன. மின்னியல் கடிகைகளில் குவார்ட்ஸ் போன்ற படிகங்கள் அலையியற்றிகளாகச் செயல் படுகின்றன. இவ்வகைப் படிகங்களின் குறுக்கே ஒரு சரியான அதிர்வெண் திசை மாறு மின்னழுத்தத்தைச் செலுத்தினால், ஒத்ததிர்வு ஏற்பட்டுப் படிகம் தொடர்ந்து அலைவு செய்து கொண்டேயிருக்கும். நுணுக்கமான மின்னியல் சுற்றுகள், இந்த உயர் அதிர்வெண் அலைவுகளைக் குறைத்துப் பற்சக்கரங்களையும், முள்களையும் சரியான வேகத்தில் சுழற்றுமாறு செய்கின்றன. இத்தகைய கடிகைகள் மிகவும் துல்லியமானவை. அணுக்களினுள்ளே ஆற்றலில் ஏற்படும் அலைவு ஏற்ற இறக்கங்களைப் பயன் படுத்துகிற கடிகைகள் அனைத்தையும் விடத் துல்லியமானவை. அனைத்து நாட்டுப் படித்தர நேரங்களை வரையறுக்க அவை பயன் படுகின்றன. தண்ணீர்க் கடிகை. இது கி. மு. 3ஆம் நூற்றாண்டில் புழக்கத்திலிருந்தது. எகிப்தியக் கடிகையின் மாதிரிப் புனலில் நீர் விழுந்து, அதிலிருந்து ஓர் உருளைக்குச் செல்லும். உருளையில் நீர் மட்டம் ஏறும் போது மிதப்பு உயரும். மிதப்புடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு பல் தண்டு, ஒரு பல் சக்கரத்தைச் சுழற்றும். பல் சக்கரம் ஒரு முள்ளைச் சுற்றும். மணிகளில் அளவு குறிக்கப்பட்ட ஒரு வட்டத்தில், அந்த முள் நகரும். அளவு குறிக்கப்பட்ட அடைப்பான் புனலில், நீர் பாயும் விதத்தினைச் சீராக்குகிறது. ஒரு வழிக் குழாயின் உதவியால், புனலில் நீர் மட்டம் மாறாமல் வைக்கப் படுகிறது. எண்ணெய்க் கடிகை. இது 16–ஆம் நூற்றாண்டில் உருவாக்கப் பட்டது. இது ஆங்கிலோ சாக்சன் மக்கள் பயன் படுத்திய மெழுகுவர்த்திக் கடிகையைப் போன்றது. எண்ணெய் அல்லது மெழுகு எரிந்து தீரத் தீர, எண்ணெயின் மட்டம் இறங்கும். ஓர் அளவுகோலின் உதவியால் மணிகளை அளவிடலாம். எந்திர வகைக் கடிகை. இதன் துல்லியம் முதன்மையாகத் தப்பித்தல் உறுப்பைப் பொறுத்துள்ளது. அது ஒரு வில் சுருள் அல்லது எடையின் ஓர் ஊசல் கடிகையின் நங்கூரத் தப்பித்தல் தண்டு படத்தில் காட்டப் பட்டுள்ளது. அது தனி ஊசலுடன் இணைக்கப் பட்டிருக்கும். ஒரு முதன்மை வில் சுருள் தப்பித்தல் சக்கரத்தை வலம்புரியாகச் சுழற்றும். சக்கரத்திலுள்ள ஒரு பல், நங்கூரத்திலுள்ள முனையைத் தள்ளும். அப்போது, மறு முனை பிறிதொரு பல்லில் பொருந்திச் சக்கரத்தின் சுழற்சியைத் தடுக்கும். இவ்வாறு, நங்கூரம் முன்னும், பின்னும் நகர்ந்து, தனி ஊசலைத் தொடர்ந்து அலைவு செய்கிறது. கீழிறங்கும் எடைகளால் இயக்கப் படும் எந்திர வகைக் கடிகை. எடை கீழிறங்கும் போது, பற்சக்கரத் தொடரைச் சுழல வைக்கிறது. உச்சிச் சக்கரம் கதிர்த் தப்பிப்பு உறுப்பிலுள்ள முனைகளை இயக்குகிறது. அதன் காரணமாக, தராசுத் தண்டு அலைவுறும். தராசுத் தண்டிலிருந்து தொங்குகிற இரண்டு எடைகள் தண்டின் அலைவு நேரத்தைச் சீராக்க உதவுகின்றன. பற்சக்கரத் தொடர், கடிகார முகப்பிலுள்ள மணி காட்டும் முள்ளைச் சுழற்றும். மணியடிக்கும் கருவியை இயக்குகிற பிறிதொரு பற்சக்கரத் தொடர் ஒரு நெம்பு கோலின் மூலம் இயக்கப் படுகிறது. மணி முள்ளை இயக்கும் சக்கரத்திலுள்ள ஓர் ஊசி, நெம்புகோலை இயக்குகிறது. 17ஆம் நூற்றாண்டுக் கடிகை. இதில் உள்ள வில் சுருள் ஒரு தராசுக் கோலின் தண்டுடன் இணைக்கப் பட்டிருக்கிறது. தராசுக் கோல் இரு புறமும் மாறி, மாறி அலைவு செய்யும் படி வில் சுருள் விசை செலுத்தும். ஒழுங்காக்கி வில், சுருளின் நீளத்தை அதிகமாக்கியோ, குறைத்தோ அதன் இழு விசையை மாற்றும். இதனால், தராசு அலைவுகள் முறைப்படுத்தப் பட்டுக் கடிகையின் துல்லியம் சீராக்கப் படும். நிழல் கடிகை. பல நூற்றாண்டுகளாக இத்தகைய கடிகைகள் பயன் படுத்தப் பட்டு வருகின்றன. அவற்றில், நிழல் நண்பகல் 12 மணிக்கு நேர் வடக்கே அமைந்திருக்கும் படி, அன்றாடம் சரி செய்யப் படும். செங்குத்தாகக் கீழ் நோக்கியிருக்கும் படிச் செய்யப் படும்.தற்காலக் கடிகாரங்கள். முதன்மை வில் சுருளில் சேமித்து வைக்கப் படுகிற ஆற்றலைக் கொண்டு, இவை இயங்குகின்றன. ஒரு தப்பித்தல் உறுப்பு, இந்த ஆற்றலைச் சிறு, சிறு கூறுகளாக அனுப்புகிறது. அதில் ஒரு வில் சுருள், தராசுச் சக்கரம், தப்பித்தல் சக்கரம் ஆகியவை உள்ளன. முதன்மை வில் சுருள் ஒரு பெரிய சக்கரத்தைச் சுழற்றும். அது ஒரு மையத் தண்டையும் நிமிட முள்ளையும் சுழற்றுகிறது. ஒரு மையப் பல் தண்டு, ஓர் உராய்வு வில் சுருள் ஆகியவை அந்தச் சுழற்சியைச் சீராக்குகின்றன. மணி முள், நிமிட முள்ளின் வேகத்தில் இருபதில் ஒரு பங்கு வேகத்தில் இயக்கப் பற்சக்கரங்களால் சுழற்றப் படுகிறது. குவார்ட்ஸ் கடிகைகள். இக்கடிகையில் குவார்ட்ஸ் படிகங்களில் படிக மின் பண்பு செயல் படுகிறது. இது ஒரு திசை மாறு மின் சுற்றில் இணைக்கப் பட்டிருக்கும். மின் சுற்றின் அதிர்வெண்ணும், படிகத்தின் அதிர்வெண்ணும் சமமாகுமாறு செய்து, அதிலிருந்து செய்யப் படும் அந்த மின்னோடி முள்களைத் திருப்பும். அணுக் கடிகை. இக்கடிகை அணுக்களின் அதிர்வு பயன் படுகிறது. இது நொடிக்கு ஏறத் தாழ, 10 முறை அதிர்வுறும். அந்த அதிர்வுகளைக் கொண்டு, ஒரு குவார்ட்ஸ் படிகக் கடிகையை ஒழுங்கு படுத்தலாம். பொதுவாகச் சீசியம் அணுக்கள் காந்த நிலையில் (A) இரா. அவற்றைக் கதிர் வீச்சு மூலம் காந்தமாக்கலாம். (B) ஒரு சீசியம் கடிகையில், ஒரு கொதி கலத்திலிருந்து சீசிய அணுக்கள் வெளிப் படுகின்றன. ஒரு காந்தப் புலம் அவற்றின் அச்சுகளை ஒரு திசைப் படுத்தும். அவற்றின் மேல் ஒர் அலைவு செய்யும் காந்தப் புலத்தைச் செலுத்தினால், அவற்றின் காந்த அச்சுகள் தலை கீழாகப் புரளும். அப்போது, பிறிதொரு காந்தப் புலம், அவற்றைத் துலக்கிக்குள் செலுத்தும். அதிலிருந்து வெளி வரும் குறியீடுகள் ஒரு குவார்ட்ஸ் படிகக் கடிகையைச் சீராக்கும். —கே.என். ராமசந்திரன்