赤道式日晷是日晷世界中最简单、最常见的。其晷面平行于赤道面,晷盘上刻度等分,晷针指向北极,晷针的仰角是当地的地理纬度。春分到秋分期间,太阳总是在天赤道的北侧运行,晷针的影子投向晷面上方;从秋分到春分期间,太阳在天赤道的南侧运行,晷针的影子投向晷面的下方。所以在春分以后看晷盘的上面;秋分以后看晷盘的下面。赤道式日晷适合中低纬度地区使用。
北京故宫等处保存的都是清代制造的石质赤道式日晷。马莉萍介绍说,赤道式日晷是中国古代最经典的计时仪器,西安南门月城内的日晷也属于这种。若将晷盘改为圆环,则称为赤道式罗盘日晷。马莉萍曾在巴西里约热内卢植物园里见过这种环晷,时间一目了然。
日晷的计时精度与制作和安装水准密切相关。就赤道式日晷来说,制作精良安装到位的日晷能精确到一两分钟。由于日晷依赖日照,不能用于阴天和黑夜。因此,单用日晷来计时是不够的,还需要其他种类的计时器,如水钟来与之相配。
太阳影子指示时间,晷面读数还要减时差
日晷石制的圆盘叫“晷面”,应根据当地纬度以一定倾角斜着摆放,使晷面平行于赤道面。晷盘上的刻度是等分的,分为子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰。按照中国传统,每天的起始时间是子时,也就前一天晚上11时到次日凌晨1时。
在北回归线以北的地方,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在东方。所以随着时间的推移,晷针上的影子是慢慢由西向东在移动的。一般来说,早晨晷针的影子投向盘面西端的卯时附近,当太阳到达正南最高位置(上中天)时,针影位于正北(下)方,指示着当地的午时正时刻。午后太阳西移,日影东斜,依次指向未、申、酉各个时辰。
在有一些日晷上刻有时差曲线,这条曲线源自真太阳时和平太阳时的差异。