精密儀器發(fā)展史

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1、精密儀器發(fā)展史摘要：精密儀器工業(yè)是帶動(dòng)國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)的火車頭，下面就對(duì)精密機(jī)械發(fā)展史加以討論，根據(jù)精密儀器發(fā)展史重點(diǎn)闡述各個(gè)階段精密儀器的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，還分析了國(guó)內(nèi)精密儀器發(fā)展的現(xiàn)狀及精密儀器總體發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：精密儀器；發(fā)展；精確；測(cè)量；設(shè)計(jì)HistoryoftheDevelopmentofPrecisionInstruments3110644236ZHENGZhiAbstract:Precisioninstrumentsindustryisdrivenbytheengineofnationalbasicindustries,thepaperexploredthe

2、historyofthedevelopmentofprecisionmachinery,basedonthehistoryofthedevelopmentofprecisioninstrumentsfocusesonthecharacteristicsandapplicationsofthevariousstagesofprecisioninstruments,andalsoanalyzedtheoverallstatusofthedevelopmentofthedomesticprecisioninstrumentsandprecisioninstrumentstr

3、ends.Keywords:Precisioninstruments;development;accurate;measurement;design0前言精密儀器隸屬于儀器科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科，與信息科學(xué)與技術(shù)密切相關(guān)。主要研究現(xiàn)代精密儀器及智能、微小型機(jī)電系統(tǒng)，包括測(cè)控技術(shù)、微系統(tǒng)理論與應(yīng)用、智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與技術(shù)、誤差理論、信號(hào)分析與數(shù)據(jù)處理等?，F(xiàn)代科學(xué)儀器及設(shè)備是機(jī)、電、光、計(jì)算機(jī)、材料科學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)等先進(jìn)技術(shù)的高度綜合，它既是知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的前提，也是創(chuàng)新研究的主體內(nèi)容之一。目前，本學(xué)科技術(shù)的發(fā)展趨向智能化、微型化、集成化和系統(tǒng)工程化，其發(fā)展及應(yīng)用與現(xiàn)

4、代科技的各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展密切相關(guān)，在生物、醫(yī)學(xué)、材料、航天、環(huán)保和國(guó)防等領(lǐng)域尤其突出，應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛。1精密儀器的發(fā)展1.1古代儀器的發(fā)展從人類出現(xiàn)的時(shí)代，開始出現(xiàn)了制造。起初當(dāng)然只是制造簡(jiǎn)單的一些工具，直到部落文明的形成，人們已能夠制造比較精細(xì)復(fù)雜的工具。即使在人們熟知的四大文明古國(guó)，在幾千年的時(shí)間里，他們也僅僅以制造作戰(zhàn)武器為主，而其他的制造才用于生活的基本材料。儀器儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子?有度》記載，中國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南（圖1）。古代的儀器在很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中多屬用以定向、計(jì)時(shí)或供度量衡用的簡(jiǎn)單儀器。圖1司南稱重器和

5、計(jì)時(shí)器人類最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（圖2）的最早跡象是在公元前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)間的唯一可靠的方法是日晷（圖3）或影鐘。?圖2天平圖3日晷公元前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。在我國(guó)江蘇儀征，出土了東漢中期的小

6、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)式血壓計(jì)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)世界上唯一的機(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(dòng)的概念而不是連續(xù)相等的時(shí)間，非常不精確。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)。在我國(guó)，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

7、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)遙遙領(lǐng)先，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)明了世界上第一臺(tái)自動(dòng)天文儀——渾天儀（圖4）和世界上第一臺(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。圖4渾天儀1.2早期的精密儀器至1500年，世界上已有了精密儀器。這時(shí)的天文儀器已經(jīng)比較精確，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