Este tipo de relojes era esencial en edificios o fábricas donde se requería conocer la hora en diferentes estancias con precisión, asegurándose de que en todos los lugares se mostrara la misma. Esto no era posible conseguirlo con relojes independientes, ya que cada uno presenta un margen de error distinto, incluso siendo del mismo modelo y fabricante, debido a los ajustes mecánicos que imposibilitan que todos los relojes mantengan la misma marcha.

La solución implementada consistió en utilizar un único reloj principal o patrón, que regulaba y mantenía el tiempo, ya fuera mediante un mecanismo de cuerda, eléctrico o, finalmente, mediante osciladores de cuarzo. Estos relojes patrón transmitían la señal a los relojes esclavos o secundarios. Este método tenía la ventaja de que los ajustes de hora realizados en el reloj maestro se transmitían automáticamente al resto de los relojes.

Inicialmente, la transmisión de la señal horaria se realizaba de forma mecánica, por lo que el reloj principal debía estar ubicado en un lugar concreto y los relojes secundarios debían encontrarse en lugares muy cercanos. Este sistema se utilizaba muy habitualmente en las estaciones de ferrocarril, de manera que un solo reloj indicara la misma hora en diferentes esferas, aunque siempre en un número muy reducido, generalmente inferior a cuatro. A finales del siglo XIX, se introducen los relojes patrón que transmiten la información por medio de impulsos eléctricos. De esta manera, la transmisión de la señal mediante cables permitía una mayor flexibilidad en la colocación de los relojes y la posibilidad de conexión de un mayor número de ellos al mismo tiempo.

El funcionamiento era sencillo: cada impulso eléctrico generado por el reloj patrón era recibido por el reloj secundario, girando las agujas de manera proporcional al impulso recibido. En esta primera época, los relojes solo disponían de agujas horaria y minutera. El reloj esclavo contaba con un mecanismo muy simple, usualmente una bobina de cobre con un núcleo de hierro que, al recibir el impulso, se magnetizaba y producía el movimiento del mecanismo, el cual se transmitía a las agujas. Dependiendo de la necesidad de precisión en la hora, este impulso se enviaba a intervalos diferentes, siendo lo más común cada segundo, dado que esta es la oscilación habitual en los relojes de péndulo.

La introducción de la electrónica modificó este tipo de dispositivos, aumentando significativamente su precisión, tanto en los relojes patrón como en los relojes secundarios, lo que simplificaba sus mecanismos e incrementaba las posibilidades de ajuste. Sin embargo, se mantuvo el sistema inicial de funcionamiento por impulsos.

En este caso, el reloj dispone de dos opciones para la transmisión de la información: la habitual de un impulso por minuto y una segunda opción de 16 impulsos por minuto, pudiendo seleccionarse en la propia esfera del reloj mediante la pulsación de uno u otro botón. La sincronización horaria de los relojes patrón debía realizarse con otros de mayor precisión o bien mediante señales horarias externas. Una de las señales más difundidas era la generada por el Real Observatorio Astronómico de Madrid, la cual se emitía cada hora a través de numerosas estaciones de radio. Estas eran conocidas como los «pitidos horarios», que aún se siguen escuchando en algunas emisoras.

Ignacio de la Lastra