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儀器儀表從古至今的發(fā)展歷程
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古代工具
一早期主要的測量、度量器具1.稱重器和計(jì)時(shí)器人類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)識和生活需求。現(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)天體通過子午線時(shí)，從棕櫚葉的開口中觀察到天體穿過鉛垂線的過程。在中國江蘇儀征,出土了東漢中期的小型折疊銅質(zhì)民間測影儀器。
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，整個水鐘用雪花石膏做成瓶狀。在古希臘,古羅馬有當(dāng)時(shí)上的機(jī)械計(jì)時(shí)儀——水儀。通過水的傳遞計(jì)量時(shí)間，記錄的是不斷流動的概念而不是連續(xù)相等的時(shí)間，非常不。中國北宋時(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。它采用民間的水車、筒車、桔槔、凸輪和天平秤桿等，是集觀測、演示和報(bào)時(shí)為一身的天文鐘，被稱為水運(yùn)天文臺。2.指南針、渾天儀、地動儀
在中國，公元前300～公元前100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。中國西夏時(shí)候就有觀測和記錄天文的儀器，叫渾天儀元代的郭守儀(1231年～1361年)對渾天儀進(jìn)行了改造，制成簡儀，其制造水平在當(dāng)時(shí)遙遙，其原理在現(xiàn)代工程測量、地形觀測和航海儀器中廣泛使用。東漢時(shí)期，張衡發(fā)明了上臺自動天文儀——渾天儀和上臺觀測氣象的候風(fēng)儀，開創(chuàng)了人類使用儀器測量地震的歷史。
二中世紀(jì)的儀器
至1500年，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)過無數(shù)次擺動達(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。
三文藝復(fù)興時(shí)期的科學(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。
1590年左右，荷蘭人扎哈里那斯·詹森制造了個非常的復(fù)合顯微鏡，這就是今天人們常說的顯微鏡。
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年后制造了臺長29米、直徑42毫米的鉛管儀器，所以后來人們常把伽利略作為望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的實(shí)際發(fā)明者。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，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。
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，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。
數(shù)學(xué)儀器
英格蘭的吉米尼( thomas gemini)率行數(shù)學(xué)儀器(1524年～1562年)的制造，之后不久英國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)展到觀測和測量用儀器，以及一系列演示“自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的儀器。
其它儀器
到1650年后，新型的精密儀器就不斷地被制造出來。如測量用的圓周儀、量角器，航海用的高度觀測儀和反向式八分儀，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)。
近代儀表
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；儀表工匠與其它制造者聯(lián)合起來，制造了光學(xué)、氣動、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，使儀器儀表融為一體，成為一個專門的學(xué)科。
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。英國的史蒂芬孫將機(jī)車不斷改進(jìn)，在1829年創(chuàng)造了“火箭”號蒸汽機(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)，引起了各國的重視，開創(chuàng)了鐵路時(shí)代。
自從奧斯特在1820發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),奧斯特做了六十多個實(shí)驗(yàn)，考察電流對磁針作用的強(qiáng)弱、電流對磁針的影響；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。
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運(yùn)動時(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，以電磁為核心的代電磁式儀器開始逐步走向成熟。
雷達(dá)
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，德國物理學(xué)家赫茲通過試驗(yàn)驗(yàn)證了麥克斯韋爾的理論，證明了無線電輻射具有波的所有特性，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了無線電波，設(shè)計(jì)出了雷達(dá)，開啟了無線電波通信技術(shù)，使遠(yuǎn)距離無線測量儀器的出現(xiàn)成為可能，讓電話、電視等電器有了飛躍發(fā)展。
隨著x射線、γ射線先后被德國科學(xué)家倫琴、法國科學(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、線寬檢測儀等儀器，就采用了x射線、γ射線的穿透力研發(fā)的檢測儀器設(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，如今后普及全球的電子計(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渡到數(shù)字式儀器。
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