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早期计时器
直到13世纪，人们测量时间的唯一途径是观察太阳的位置或使用装有持续流动的水或沙的仪器。这样，在一只水钟或漏壶里，水滴入一个接受的容器内，根据水位测量时间。这两种发明都已达到高水品的精密，但绝不可能非常精准。
真正的突破是当人们意识到，时间可以被分成可测的小间隔，而不是设想成流动的水。大约1300年，第一支机械钟在意大利诞生，但精准度问题却在以后的300年间一直未能得以解决。直到15世纪，“小时”这个词才有了准确的时间长度；而“分”和“秒”则是在16世纪才具备了现代的意思。
振荡摆钟
所有的现代钟表，包括精准到3千万年一秒钟误差的原子钟，都依靠振荡器。振荡器是一个以固定速度前后摆动的仪器。这一固定的运动把时间分成可数的部分。
最著名的例子是钟表匠设计每秒钟摆动精确的次数的钟摆。(例如，多数墙式摆钟每秒钟摆动一次。) 摆动的次数取决于钟摆的长度。
机械表
一支钟摆不能被运输，因此需要一个可满足相同功能的仪器代替它。
在一只机械表内，振荡是由一个通过齿轮系上弦弹簧的纵擒机构提供的。纵擒机构有不同的种类，但目的都是将齿轮运动隔成固定的区间，将齿轮系的旋转转变为受控制的固定阶段。
齿轮系的使用要达到两个目的。一方面，它们减慢振荡器的速度；另一方面，它们驱动钟表的指针运行。
为了保持走时，机械表的弹簧需要定期上弦。
石英表
在石英钟表中，振荡器是一块在电场中震动的石英水晶。震动高频率意味着石英钟表非常精准，每年误差约一分钟。
石英被用在一个电路中，它的振荡速度受到精确校准。尽管石英的特性在19世纪末期被发现(并且被使用，如在早期收音机中)，但直到20世纪60年代才能生产出足够小的合并电路，并使用在腕表中。
机械表的动力来自弹簧；而石英表的动力来自小电池，可以用上几年。
原子钟
原子钟使用caesium-133原子作为振荡器。使用原子的优点是，它们总是极快而且以完全相同的速度震荡。与石英水晶不同，原子不受外界影响， 如气温变化。