John Arnold (1736 - 1799) fue un relojero e inventor inglés, el primero en diseñar un reloj práctico y preciso. También introdujo el término "cronómetro" en su sentido moderno, es decir, un reloj de precisión. Sus avances técnicos permitieron la producción en masa de cronómetros marinos para su uso a bordo de barcos a partir de 1782 aproximadamente. El diseño básico de estos relojes se ha mantenido, con algunas modificaciones, prácticamente sin cambios hasta finales del . Su legado incluye ser uno de los inventores del reloj mecánico moderno junto con Abraham Louis Breguet.

Primeros años y obra thumb|El fabricante de cronómetros John Arnold (cuadro atribuido a Mason Chamberlin, hacia 1767)

John Arnold fue aprendiz de su padre, también relojero, en Bodmin (Cornualles). Probablemente también trabajó con su tío, armero de profesión. En 1755, cuando tenía 19 años, estuvo trabajando como relojero en La Haya (Holanda) y regresó a Inglaterra dos años después.Vaudrey Mercer: John Arnold and Son, pp. 3, 4.

En 1762, mientras estaba en St. Albans, Hertfordshire, conoció a William McGuire, para quien reparó un reloj de repetición. Arnold le causó una impresión tan grande que McGuire le concedió un préstamo, lo que le permitió establecerse como relojero en Devereux Court, Strand (Londres). En 1764 obtuvo permiso para obsequiar al rey Jorge III un reloj de repetición de medio cuarto excepcionalmente pequeño con escape de cilindro montado en un anillo. Se ha conservado un reloj de repetición similar de Arnold, con la particularidad de que el movimiento básico es de origen suizo, pero fue acabado en Londres. El escape de este reloj se equipó posteriormente con uno de los primeros escapes cilíndricos, tallado en un rubí.

Arnold fabricó otro reloj para el rey alrededor de 1768,Ahora en el Museo Internacional de Relojería en La Chaux-de-Fonds, Suiza. una pieza con caja doble de oro y esmalte y un movimiento que tenía todos los refinamientos, incluida la repetición de minutos y el movimiento del segundero central. Además, instaló una compensación de temperatura bimetálica y no solo cada orificio del pivote estaba adornado con joyas, sino que el escape también tenía un cilindro de piedra de rubí o zafiro. Arnold denominó a este reloj "Número 1", como hizo con todos sus relojes que consideró importantes, veinte en total.Report from the Enquiry concerning Mudge's timekeeper by the Select Committee of the House of Commons 1793.

Otras producciones tempranas de Arnold de 1768 a 1770 muestran tanto originalidad como ingenio, como es el caso de un reloj con segundero central al que se daba cuerda presionando el colgante una vez al día. El movimiento de este reloj también estaba completamente adornado con joyas, con un dispositivo de compensación de temperatura y un escape de cilindro de piedra de rubí.Crott Auctions Mannheim 2008.Patek Phillipe Museum, Geneva

Estos relojes se fabricaron como una demostración del talento de Arnold y, en términos de estilo y de materiales, eran similares a los relojes producidos por James Cox, construidos para ser exportados a Oriente.

Desafío técnico La habilidad e ingenio de Arnold, junto con su indudable encanto personal, atrajeron la atención del Astrónomo Real Nevil Maskelyne, que en ese momento buscaba un relojero lo suficientemente hábil como para hacer una copia del exitoso cronómetro marino de John Harrison. En 1767, la Junta de Longitud publicó una descripción completa y detallada de este reloj, titulada "Los principios del cronómetro del Sr. Harrison", con la clara intención de que sirviera como un plano técnico para la producción en serie futura. De hecho, era una pieza de microingeniería altamente compleja y técnicamente muy avanzada, capaz de ser reproducida por muy pocos relojeros. Sin embargo, el reto fue asumido por Larcum Kendall, que pasó dos años fabricando una copia casi idéntica (ahora conocida como K1) que costó 450 libras, una suma enorme en ese momento. Aunque tuvo éxito como cronómetro de precisión, el Almirantazgo, por razones obvias, quería un cronómetro en cada barco importante, y el de Kendall era demasiado caro y llevaba demasiado tiempo fabricarlo. Kendall hizo en 1771 una versión simplificada (el K2), omitiendo el complicado sistema de remontuar. Pero el resultado seguía siendo demasiado costoso y, además, no tan preciso como el original.Rupert T. Gould London 1976 Ed. "The Marine Chronometer" pp. 71–74.

En retrospectiva, por lo tanto, fue una ocasión significativa cuando en 1767, Nevil Maskelyne le presentó a John Arnold una copia de los "Principios del cronómetro del Sr. Harrison" tan pronto como se publicó, evidentemente con la intención de alentarlo a hacer un cronómetro de precisión del mismo tipo. Posteriormente, Maskelyne alentó a Arnold empleándolo en varias ocasiones, principalmente en relación con la joyería y los relojes. En 1769, Arnold modificó el reloj de segundero central de Maskelyne fabricado por John Ellicott, cambiando el mecanismo de escape de acero por uno hecho de zafiro. Prestó este reloj al astrónomo William Wales para que lo usara en la evaluación de la viabilidad del sistema de la distancia lunar ideado por Maskelyne para determinar la longitud geográfica del barco durante el viaje de la expedición organizada para observar el tránsito de Venus en las Indias Occidentales en 1769. Alrededor de esta época, parece que Arnold también había comenzado a pensar en construir un cronómetro preciso para determinar la longitud geográfica.

Primeras "máquinas de relojería" de Arnold El enfoque de Arnold para el cronometraje de precisión era completamente diferente al de Harrison, cuya tradición técnice estaba arraigada en la teoría y la práctica del y principios del . Arnold sabía que, como el volante y el resorte del volante controlan el cronometraje en un reloj portátil, solo necesitaba encontrar una manera de darle al volante un impulso constante con una interferencia mínima del mecanismo de la rueda, junto con una compensación de temperatura efectiva. Después de fabricar algunas máquinas experimentales, completó lo que podría considerarse un modelo de producción en serie para la Junta de Longitud en marzo de 1771.

Esta máquina era completamente diferente del reloj de Harrison. Era una caja de caoba de aproximadamente que albergaba un movimiento que, aunque relativamente simple, era casi del mismo tamaño que el de Harrison, con un volante de un diámetro similar. La diferencia radical, sin embargo, era un escape de nuevo diseño que presentaba un retén pivotado colocado horizontalmente, que permitía que el volante oscilara libremente, excepto cuando lo impulsaba la rueda de escape. El resorte del volante en espiral también tenía un dispositivo de compensación de temperatura similar a los de los relojes de Arnold, y basado en la tira bimetálica de latón y acero de Harrison. Arnold propuso la fabricación de estos cronometradores a 60 guineas cada uno.Vaudrey Mercer "John Arnold and Son" Pps.24 & 25 Antiquarian Horological Society Publications London 1972.

Tres de estos cronómetros viajaron con los exploradores James Cook y Tobias Furneaux durante su segundo viaje al sur del Océano Pacífico en 1772-1775. El capitán Cook también llevaba a bordo el primer cronómetro de Kendall, así como uno de los de Arnold. Mientras que el de Kendall funcionó muy bien y mantuvo una hora excelente durante el viaje, solo uno de los de Arnold seguía funcionando a su regreso a Inglaterra en 1775. El rendimiento de estos relojes quedó registrado en los cuadernos de bitácora de los astrónomos William Wales y William Bayly, que evaluaron su idoneidad para medir la longitud geográfica.

Durante este período, también fabricó al menos un reloj de bolsillo de precisión, una versión en miniatura de los cronómetros marinos de mayor tamaño.

Este reloj, que se ha conservado, data de alrededor de 1769-1770 y está firmado como "Arnold No. 1 Invenit et Fecit" (en latín, "inventado y hecho"). El mecanismo, que posee un segundero central, tiene un volante de acero con una banda bimetálica de compensación de temperatura que actúa sobre el resorte del volante plano. Aunque ahora se ha modificado, el escape original era el dentado pivotante horizontal de Arnold, tal como se instalaba en los cronómetros más grandes, que, al parecer, no fue del todo exitoso y necesitaba mejoras.

Alrededor de 1772, Arnold modificó este escape para que ahora girara verticalmente y funcionara mediante un resorte. Esta disposición fue mucho más exitosa y se sabe que en 1772 se suministraron al menos dos cronómetros de bolsillo con este escape a Joseph Banks a un costo de 100 libras (Arnold No. 5),Recibo de 100 libras de John Arnold a Joseph Banks - Biblioteca Estatal Banks Papers de Nueva Gales del Sur, Sídney. y también al compañero de Banks en el Eton College, el capitán Constantine John Phipps. En un artículo largo y detallado sobre este tema publicado en Australiana noviembre de 2014, vol. 36, n.º 4, John Hawkins detalla la asociación entre estos dos hombres y la posibilidad de que este instrumento sea uno y el mismo. Se sabe que el primer cronómetro de bolsillo del mundo, originalmente destinado al segundo viaje de Cook, adquirido por Banks y prestado a Phipps, era un pequeño reloj con segundero central de un tipo similar a los fabricados por Ellicott. En 1773, el capitán Phipps organizó una expedición al polo norte, llevándose consigo no solo su cronómetro de bolsillo Arnold y un cronómetro de caja Arnold con una suspensión cardán, sino también el cronómetro "K2" de Kendall. Según el relato de Phipps, parece que el reloj de bolsillo funcionaba muy bien y era un instrumento práctico para determinar la longitud.Constantine John Phipps "A voyage towards the North Pole" London 1774.

Parece probable que antes de 1775, los primeros cronómetros de bolsillo de Arnold, como los suministrados a Phipps y Banks, fueran relojes sencillos con movimiento de segundero central, muy parecidos al reloj de cilindro de Maskelyne fabricado por Ellicott. Ciertamente, los pocos ejemplos supervivientes son de este calibre, como el n.º 3.British Museum Cat. No.4

En 1772, Arnold había finalizado el diseño de sus cronómetros de bolsillo y comenzó la producción en serie con un calibre de movimiento estandarizado, de unos 50 mm de diámetro, más grande que un reloj convencional de la época, y que mostraba los segundos, equipado con un escape de retención pivotante y una curva de compensación en espiral. Sin embargo, este último pudo haber resultado ineficaz, lo que ralentizó sustancialmente el ritmo de producción.

Aunque produjo varios cronómetros de bolsillo, entre 1772 y 1778 aproximadamente, todavía estaba experimentando con diferentes tipos de volantes de compensación y métodos de ajuste del resorte del volante. El problema más difícil de superar fue el de fabricar un dispositivo de compensación de temperatura eficaz y de ajuste continuo. Por razones técnicas, la compensación de temperatura del resorte del volante tenía que incorporarse de algún modo al propio volante y no actuar directamente sobre el resorte del volante como lo habían hecho anteriormente el propio Arnold y otros relojeros.

Primera patente de Arnold, de 1775 En 1775, Arnold registró una patenteG.B. Patent No.1113 30 December 1775. para una nueva forma de volante de compensación con una espiral bimetálica en el centro. Esta espiral accionaba dos brazos con peso, haciéndolos moverse hacia dentro y hacia fuera desde el centro, cambiando el radio de giro y, por lo tanto, el período de oscilación.