È formata da anelli dettiarmille, generalmente dimetallo, ciascuna delle quali rappresenta uno dei circoli della sfera celeste. Le armille fisse rappresentano ilmeridiano e l'orizzonte, mentre quelle mobili, che seguono la rotazione diurna, indicano l'equatore, l'eclittica, ilcoluro solstiziale e altri circoli della sfera celeste.
Il suo nome deriva dallatinoarmilla (cerchio, braccialetto), poiché ha uno scheletro composto da cerchi metallici graduati che collegano ipoli e rappresentano l'equatore, l'eclittica, imeridiani e iparalleli. Tipicamente, al suo centro è posta una sfera che rappresenta laTerra, o in seguito ilSole. Viene usata per mostrare lemeccaniche celesti dellestelle e dei pianeti in movimento attorno alla Terra.
Le sfere armillari vennero sviluppate dai Greci e furono usate come strumento didattico già nelIII secolo a.C. Con forme più grandi e precise erano usate anche come strumenti di osservazione, essendo le preferite diTolomeo.
Le sfere armillari divennero nuovamente diffuse nel tardoMedioevo; "inventore" della moderna sfera armillare fu secondo la tradizioneGiovanni Dondi dell'Orologio, professore all'Università degli Studi di Padova: per vanto di questo primato i rettori dello studio fecero collocare un'enorme sfera armillare sullatorre del Bo, nel1581. L'astronomo daneseTycho Brahe (1546-1601) costruì diversi di questi strumenti, che utilizzò per misurazioni più precise della posizione di stelle e pianeti e che descrisse nella sua operaAstronomiae Instauratae Mechanica.[1]
Scienziatirinascimentali e altre figure pubbliche spesso si facevano ritrarre con in mano una sfera armillare, che rappresentava le vette dellasaggezza e dellaconoscenza.
Le sfere armillari furono tra i primi apparati meccanici complessi. Il loro sviluppo portò a miglioramenti nelle tecniche e nella progettazione di tutti gli strumenti meccanici.
In seguito Li Chun-feng durante ladinastia Tang creò un globo nel633, con tre strati sferici per calibrare aspetti multipli delle osservazioni astronomiche.[3]
Nel723, sotto laDinastia Tang, ilmonaco buddistaYi Xing e l'ufficiale governativo Liang Ling-zan combinarono il globo celeste azionato ad acqua di Zhang Heng con un meccanismo per regolarne il movimento. Il risultato fu probabilmente il primo orologio meccanico azionato ad acqua.
Quando a Jamal al-Din di Bukhara fu chiesto di istituire l'Istituzione astronomica islamica nella nuova capitale di Khubilai Khan durante ladinastia Yuan, egli commissionò agli astronomi cinesi una serie di strumenti astronomici, incluse le sfere armillari, dal momento che sapeva chegli astronomi cinesi costruivano questi strumenti almeno dal 1092.[4]