紀限儀
紀限儀，又稱距度儀，是中國古代用於測量60度角以內的任意兩天體的角距離的天文儀器。現存北京古觀象台上，由於自秦朝後「數以六為紀」（語出《秦始皇本紀》），故紀限儀亦稱六分儀，西方亦有同類似功能儀器。
結構
[編輯]弧系統
[編輯]紀限儀的主要部件是一個60度的弧面，半徑6尺，寬2寸5分，上有精美花紋。從中間向左右各有30度，每度劃為60分。在弧面中央沿半徑方向裝有一根橫軸，整個弧面就固定在橫軸上高下轉動。銅杆（弧的「圓心」位置）上端有一根橫軸，橫軸上掛有窺衡。另在主幹兩側各有一和主幹垂直的立柱，這就是副表
樞軸系統
[編輯]在銅杆中部有一根於弧面垂直的軸，要用一個小滑車來推動，繞這根軸弧面可垂直轉動。這根軸又是一個半圓齒輪的弦，這個半圓齒輪垂直於地平面，通過一個手輪驅動，這樣整個弧面便可繞軸作180轉動。支持半圓齒輪的立軸插在下面雕有龍的底座（底座座架高4尺、下直徑3尺），可沿水平方向自由轉動。這樣紀限儀就可以自由轉動，指向天球上任何一點。
窺衡系統
[編輯]窺衡末端有一游表並設有立耳，用以測量星體。弧背左右各設游表一個，掛上窺衡，測另一星體用（游表已散佚）。
紀限儀的製作相當困難。精美的花紋和裝飾起到連接、支撐、平衡儀器作用，必須要使整個儀器的重心位於座架的立軸上以保平衡。為提高觀測精度和準確度，必須精確計算和澆築加工。另外這件儀器的刻劃也比古觀象台上的其它儀器精細，精度可達6角秒。
使用方法
[編輯]據《靈臺儀象志》載，使用時先用手輪將弧面與兩顆待測星校至同一平面，一人將主窺表對準一顆星，另一人將游表對準另一顆星。兩者都使用自己的縫隙，讀數差便是兩顆星的角距。
若兩星角距太近，不便於兩人同時測量，可使用10度的柱表（副表與主幹的角距10度）。測量時，一人將窺衡對準中心柱表，使窺衡在弧面上立起之兩個狹縫與中心柱表上的兩邊緣相切，並以此為準測量左邊的目標天體。再用轉變的游表以左邊副表為準，測准右邊的一顆目標天體。由於使用10度的副表，將弧面測得之讀數減去10度就是兩星的實際角距。
歷史
[編輯]北京古觀象台上的紀限儀是中國第一台在觀象台上使用的紀限儀。由比利時傳教士南懷仁根據丹麥天文學家第谷的設計，參照明代儀器於清康熙十二年（1673年）鑄造，重802公斤。在中國清朝前沒有建造過這種儀器。紀限儀的使用豐富了中國古代天文觀測的內容。
1900年八國聯軍入侵北京，紀限儀以及另外四件北京古觀象台上的天文儀器被德軍作為戰利品掠走，拆散裝船運往德國。在德皇威廉二世要求下被安放在皇家花園的橙園中的草坪上。一戰後根據巴黎和會規定，德國將紀限儀等五件儀器歸還中國，修復後在古觀象台上展出。