古代儀器儀表

　�。ㄒ唬┰缙谥饕臏y(cè)量、度量器具 1.稱重器和計(jì)時(shí)器 人類zui早的度量器具是稱重器和計(jì)時(shí)器,反映了人類早期的認(rèn)識(shí)和生活需求�，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)公元前2500年使用天平的證據(jù),而在普通貿(mào)易中使用天平的zui早跡象是在公元前1350年。天平桿為木制,砝碼則是用青銅做成的各類鳥獸形狀。原始的計(jì)時(shí)器主要有影鐘、水鐘和水運(yùn)天文臺(tái)3種。公元前1450年,古埃及就有綠石板影鐘。 至公元14世紀(jì),用以表示時(shí)間的*可靠的方法是日晷或影鐘。
　　公元前600年至公元前525年,也有用棕櫚葉和鉛垂線記錄夜間時(shí)間和特定天體的儀器。當(dāng)天體通過(guò)子午線時(shí),從棕櫚葉的開口中觀察到天體穿過(guò)鉛垂線的過(guò)程。 在我國(guó)江蘇儀征,出土了東漢中期的小型折疊銅質(zhì)民間測(cè)影儀器,外形與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上使用的臺(tái)式*相似。
　　公元1400年前,埃及記錄較短時(shí)間的儀器叫水鐘,水鐘內(nèi)有刻度,下有小孔,整個(gè)水鐘用雪花石膏做成瓶狀。 在希臘,羅馬有當(dāng)時(shí)世界上*的機(jī)械計(jì)時(shí)儀——水儀。 通過(guò)水的傳遞計(jì)量時(shí)間,記錄的是不斷流動(dòng)的概念而不是連續(xù)相等的時(shí)間,非常不。我國(guó)北宋時(shí)期的蘇頌和韓公謙于1088年制作了天文計(jì)時(shí)器——天文儀象臺(tái)。 它采用民間的水車、筒車、桔槔、凸輪和天平秤桿等,是集觀測(cè)、演示和報(bào)時(shí)為一身的“自動(dòng)化”天文鐘,被稱為水運(yùn)天文臺(tái)。 2.指南針、渾天儀、地動(dòng)儀
　　在我國(guó),公元前300～公元*年,有人利用天然磁石的性質(zhì),發(fā)明了磁羅盤,即定向儀器;指南針到宋代發(fā)展成熟。 我國(guó)西夏時(shí)候就有觀測(cè)和記錄天文的儀器,叫渾天儀元代的郭守儀（1231年～1361年）對(duì)渾天儀進(jìn)行了改造,制成簡(jiǎn)儀,其制造水平在當(dāng)時(shí)遙遙,其原理在現(xiàn)代工程測(cè)量、地形觀測(cè)和航海儀器中廣泛使用。東漢時(shí)期,張衡發(fā)明了世界上*臺(tái)自動(dòng)天文儀——渾天儀和世界上*臺(tái)觀測(cè)氣象的候風(fēng)儀,開創(chuàng)了人類使用儀器測(cè)量地震的歷史。
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　　至1500年,世界上已有了精密儀器。這時(shí)的天文儀器已經(jīng)比較,主要有赤道經(jīng)緯儀、子午渾儀、視差儀,以及希臘的角度儀、水準(zhǔn)儀及星盤等;計(jì)時(shí)儀器有便攜式日昝和水鐘;計(jì)算和證明儀器有天球儀、日歷、小時(shí)計(jì)算器等。 這些儀器的制造工藝和使用材料等在當(dāng)時(shí)都有相當(dāng)高的水平和測(cè)量精度。780年,穆斯林造幣廠的工人把天平放在密閉容器中,以兩次的稱量結(jié)果相比較,天平經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次擺動(dòng)達(dá)到平衡后讀取數(shù)據(jù),能稱出1 /3毫克。這是分析天平的始祖。
　�。ㄈ┕糯目茖W(xué)儀器
　　15世紀(jì)后期,隨著自然科學(xué)的發(fā)展,早期的科學(xué)儀器也以不同的背景和形式逐漸形成,主要有光學(xué)儀器、溫度計(jì)、擺鐘、數(shù)學(xué)儀器等。
　　1.光學(xué)儀器　　1590年左右,荷蘭人扎哈里那斯·詹森制造了*個(gè)非常的復(fù)合顯微鏡,這就是今天人們常說(shuō)的顯微鏡。
　　另一荷蘭人漢斯·利佩于1608年發(fā)明了單筒望遠(yuǎn)鏡,后來(lái)又發(fā)明了雙筒望遠(yuǎn)鏡。 伽利略把望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡*次用于科學(xué)實(shí)驗(yàn),并于1609年后制造了*臺(tái)長(zhǎng)29米、直徑42毫米的鉛管儀器,所以后來(lái)人們常把伽利略作為望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的實(shí)際。 1611年,刻卜勒出版了《屈光學(xué)》,解釋了望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的光學(xué)原理,并提出了“天文望遠(yuǎn)鏡”的設(shè)想。 再后來(lái),沙伊納制造*架天文望遠(yuǎn)鏡,牛頓于1668年制成了*架天文反射望遠(yuǎn)鏡。
　　18世紀(jì)后半葉,所有的光學(xué)儀器都是在開普勒式透鏡組合的基礎(chǔ)上改造。
　　2.溫度計(jì)　　伽利略在他早期的實(shí)驗(yàn)中,用玻璃管制成了空氣溫度計(jì)。 后來(lái),托斯卡斯的大公斐迪南二世改良制成液體溫度計(jì)。
　　大約1714年,華倫海特創(chuàng)造了以其名字命名的溫度計(jì)，被稱為華氏溫度計(jì)。17世紀(jì)末,氣壓計(jì)和溫度計(jì)與刻度標(biāo)尺、指針和其它配件配合安裝在一起,成為儀器大家庭中的重要組成部分,也是儀器制造貿(mào)易中的重要部分。
　　3.數(shù)學(xué)儀器
　　英格蘭的吉米尼（ Thomas Gemini）進(jìn)行數(shù)學(xué)儀器（1524年～1562年）的制造,之后不久英國(guó)雕刻匠和制模匠科爾（Humfray Cole）開始從事儀器的專門制作,從此開始出現(xiàn)了大批的儀器供應(yīng)商,產(chǎn)品范圍也由星盤、日昝和象限儀擴(kuò)展到觀測(cè)和測(cè)量用儀器,以及一系列演示“自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的儀器。
　　4.其它儀器
　　到1650年后,新型的精密儀器就不斷地被制造出來(lái)。如測(cè)量用的圓周儀、量角器,航海用的高度觀測(cè)儀和反向式八分儀,繪圖和校儀用的分度尺和繪圖儀,還有經(jīng)緯儀、氣泡水平儀、新型望遠(yuǎn)準(zhǔn)鏡、測(cè)探儀、海水取暖器、玻意爾制造的比重計(jì)、擺鐘,等等。 這些精密儀器為17世紀(jì)后自然科學(xué)的發(fā)展提供了重要保障,是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志,也為科學(xué)儀器的進(jìn)一步發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。

近代儀器儀表的形成與發(fā)展

　　到了18世紀(jì)初,由于科學(xué)研究和科學(xué)課堂的需求,制造者們開始設(shè)計(jì)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的儀器和配件;儀表工匠與其它專業(yè)制造者聯(lián)合起來(lái),制造了光學(xué)、氣動(dòng)、磁力和電力等方面的儀器,從此將儀器與儀表正式結(jié)合起來(lái),使儀器儀表融為一體,成為一個(gè)專門的學(xué)科。
　　1.以蒸汽機(jī)的發(fā)明為標(biāo)志,一種將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的往復(fù)式動(dòng)力機(jī)械，引起了18世紀(jì)的工業(yè)革命，人類進(jìn)入了工業(yè)化時(shí)代。
　　1800年，英國(guó)的特里維西克設(shè)計(jì)了可安裝在較大車體上的高壓蒸汽機(jī)，這是機(jī)車的雛型。英國(guó)的史蒂芬孫將機(jī)車不斷改進(jìn)，在1829年創(chuàng)造了“火箭”號(hào)蒸汽機(jī)車，該機(jī)車拖帶一節(jié)載有30位乘客的車廂，時(shí)速達(dá)46公里/時(shí)，引起了各國(guó)的重視，開創(chuàng)了鐵路時(shí)代。
　　2.自從奧斯特1820發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),奧斯特做了六十多個(gè)實(shí)驗(yàn)，考察電流對(duì)磁針作用的強(qiáng)弱、電流對(duì)磁針的影響；并在1820年7月21日發(fā)表了題為《關(guān)于磁針上電流碰撞的實(shí)驗(yàn)》的論文，向科學(xué)界宣布了電流的磁效應(yīng)，揭開了電磁學(xué)的序幕，標(biāo)志著電磁學(xué)時(shí)代的到來(lái)。
　　1831年8月26日，法拉第用伏打電池在給一組線圈通電（或斷電）的瞬間，在另一組線圈獲得的感生電流，稱之為“伏打電感應(yīng)”。同年10月17日，法拉第完成了在磁體與閉合線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)在閉合線圈中激發(fā)電流的實(shí)驗(yàn)，稱之為“磁電感應(yīng)”，并提出磁場(chǎng)的概念，實(shí)現(xiàn)了“磁生電”，創(chuàng)造電磁力學(xué)，設(shè)計(jì)了圓盤發(fā)電機(jī)，宣告了電氣時(shí)代的到來(lái)，以電磁為核心的*代電磁式儀器開始逐步走向成熟。
　　電磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,為原始的機(jī)械式儀器儀表向電磁式儀器儀表發(fā)展提供了理論和技術(shù)保障,使*代指針式儀器儀表正式形成與發(fā)展。 
 
     3.麥克斯韋繼法拉第之后集電磁學(xué)大成，在1865年他預(yù)言了電磁波的存在，說(shuō)并指出電磁波只可能是橫波，計(jì)算出電磁波的傳播速度等于光速。麥克斯韋于1873年建立電磁理論，在出版的科學(xué)名著《電磁理論》中系統(tǒng)、全面、地闡述了電磁場(chǎng)理論，成為經(jīng)典物理學(xué)的重要支柱之一。
  
    4.1886 年至1888 年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了麥克斯韋爾的理論，證明了無(wú)線電輻射具有波的所有特性，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了無(wú)線電波，設(shè)計(jì)出了雷達(dá)，開啟了無(wú)線電波通信技術(shù)，使遠(yuǎn)距離無(wú)線測(cè)量?jī)x器的出現(xiàn)成為可能，讓、電視等電器有了飛躍發(fā)展。　
 　5.隨著X射線、γ射線先后被德國(guó)科學(xué)家倫琴、法國(guó)科學(xué)家P.V.維拉德發(fā)現(xiàn),因其*穿透力這一特性，使儀器的功能與概念被進(jìn)一步推向更深的領(lǐng)域，如廣東正業(yè)的X光檢查機(jī)、檢孔機(jī)ASIDA－JK2400、線寬檢測(cè)儀等儀器，就采用了X射線、γ射線的*穿透力研發(fā)的*檢測(cè)儀器設(shè)備。
　　6.20世紀(jì)初,電子技術(shù)的發(fā)展使各類電子儀器快速產(chǎn)生，如今后普及的電子計(jì)算機(jī)，便是從這一時(shí)代開始崛起的。同時(shí),隨著工業(yè)化程度的不斷提高,各行各業(yè)的電子儀器如雨后春筍般地出現(xiàn),如計(jì)量、分析、生物、天文、汽車、電力、石油、化工儀器等。
　　電子儀器的產(chǎn)生使儀器儀表從模擬式儀器過(guò)渡到數(shù)字式儀器。