仪器仪表发展史.pdfVIP

仪器仪表发展史--第1页

仪器仪表发展史

仪器仪表的发展史

仪器仪表是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、

物性参数等的器具或设备。真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、

乘法器等均属于仪器仪表。广义来说，仪器仪表也可具有自动控制、

报警、信号传递和数据处理等功能，例如用于工业生产过程自动控制

中的气动调节仪表，和电动调节仪表，以及集散型仪表控制系统也皆

属于仪器仪表。

仪器仪表能改善、扩展或补充人的官能。人们用感觉器官去视、

听、尝、摸外部事物，而显微镜、望远镜、声级计、酸度计、高温计

等仪器仪表，可以改善和扩展人的这些官能；另外，有些仪器仪表如

磁强计、射线计数计等可感受和测量到人的感觉器官所不能感受到的

物理量；还有些仪器仪表可以超过人的能力去记录、计算和计数，如

高速照相机、计算机等。

仪器仪表发展已有悠久的历史。据《韩非子?有度》记载，中国在

战国时期已有了利用天然磁铁制成的指南仪器，称为司南。古代的仪

器在很长的历史时期中多属用以定向、计时或供度量衡用的简单仪器。

（一）早期主要的测量、度量器具

1.称重器和计时器人类最早的度量器具是称重器和计时器,反映了

人类早期的认识和生活需求。现已发现公元前2500年使用天平的证据,

而在普通贸易中使用天平的最早迹象是在公元前1350年。天平杆为木

制,砝码则是用青铜做成的各类鸟兽形状。原始的计时器主要有影钟、

水钟和水运天文台3种。公元前1450年,古埃及就有绿石板影钟。至

公元14世纪,用以表示时间的唯一可靠的方法是日晷或影钟。

公元前600年至公元前525年,也有用棕榈叶和铅垂线记录夜间时

间和特定天体的仪器。当天体通过子午线时,从棕榈叶的开口中观察到

天体穿过铅垂线的过程。在我国江苏仪征,出土了东汉中期的小型折叠

铜质民间测影仪器,外形与现代医学上使用的台式血压计相似。

公元1400年前,埃及记录较短时间的仪器叫水钟,水钟内有刻度,下

仪器仪表发展史--第1页

仪器仪表发展史--第2页

有小孔,整个水钟用雪花石膏做成瓶状。在希腊,罗马有当时世界上唯一

的机械计时仪——水仪。通过水的传递计量时间,记录的是不断流动的

概念而不是连续相等的时间,非常不精确。我国北宋时期的苏颂和韩公

谦于1088年制作了天文计时器——天文仪象台。它采用民间的水车、

筒车、桔槔、凸轮和天平秤杆等,是集观测、演示和报时为一身的“自

动化”天文钟,被称为水运天文台。

2.指南针、浑天仪、地动仪

在我国,公元前300～公元前100年,有人利用天然磁石的性质,发明

了磁罗盘,即定向仪器;指南针到宋代发展成熟。我国西夏时候就有观测

和记录天文的仪器,叫浑天仪元代的郭守仪(1231年～1361年)对浑天

仪进行了改造,制成简仪,其制造水平在当时遥遥领先,其原理在现代工程

测量、地形观测和航海仪器中广泛使用。东汉时期,张衡发明了世界上

第一台自动天文仪——浑天仪和世界上第一台观测气象的候风仪,开创

了人类使用仪器测量地震的历史。

（二）古代的精密仪器

至1500年,世界上已有了精密仪器。这时的天文仪器已经比较精

确,主要有赤道经纬仪、子午浑仪、视差仪,以及希腊的角度仪、水准仪

及星盘等;计时仪器有便携式日昝和水钟;计算和证明仪器有天球仪、日

历、小时计算器等。这些仪器的制造工艺和使用材料等在当时都有相

当高的水平和测量精度。780年,穆斯林造币厂的工人把天平放在密闭

容器中,以两次的称量