仪器仪表的发展史

古代工具（一）早期主要的测量、度量器具天文钟/水运天文台1.称重器和计时器人类**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**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**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。在中国江苏仪征,出土了东汉中期的小型折叠铜质民间测影仪器。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，下有小孔，整个水钟用雪花石膏做成瓶状。在古希腊,古罗马有当时世界上**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**。中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天文钟，被称为水运天文台。浑天仪2.指南针、浑天仪、地动仪在中国，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。中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**，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**台自动天文仪——浑天仪和世界上**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）中世纪的仪器至1500年，世界上已有了精密仪器。这时的天文仪器已经比较**，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，以两次的称量结果相比较，天平经过无数次摆动达到平衡后读取数据，能称出1 /3毫克。这是分析天平的始祖。（三）文艺复兴时期的科学仪器15世纪后期，随着自然科学的发展，早期的科学仪器也以不同的背景和形式逐渐形成，主要有光学仪器、温度计、摆钟、数学仪器等。光学仪器1590年左右，荷兰人扎哈里那斯·詹森制造了**个非常**的复合显微镜，这就是今天人们常说的显微镜。另一荷兰人汉斯·利佩于1608年发明了单筒望远镜，后来又发明了双筒望远镜。伽利略把望远镜和显微镜**次用于科学实验,并于1609年后制造了**台长29米、直径42毫米的铅管仪器，所以后来人们常把伽利略作为望远镜和显微镜的实际发明者。1611年，刻卜勒出版了《屈光学》，解释了望远镜和显微镜的光学原理，并提出了“天文望远镜”的设想。再后来，沙伊纳制造**架天文望远镜，牛顿于1668年制成了**架天文反射望远镜。18世纪后半叶，所有的光学仪器都是在开普勒式透镜组合的基础上改造。温度计伽利略在他早期的实验中，用玻璃管制成了空气温度计。后来，托斯卡斯的大公斐迪南二世改良制成液体温度计。大约1714年，华伦海特创造了以其名字命名的温度计，被称为华氏温度计。17世纪末，气压计和温度计与刻度标尺、指针和其它配件配合安装在一起，成为仪器大家庭中的重要组成部分，也是仪器制造贸易中的重要部分数学仪器英格兰的吉米尼( Thomas Gemini)率先进行数学仪器(1524年～1562年)的制造，之后不久英国雕刻匠和制模匠科尔(Humfray Cole)开始从事仪器的专门制作，从此开始出现了大批的仪器供应商，产品范围也由星盘、日昝和象限仪扩展到观测和测量用仪器，以及一系列演示“自然科学实验”的仪器。其它仪器到1650年后，新型的精密仪器就不断地被制造出来。如测量用的圆周仪、量角器，航海用的高度观测仪和反向式八分仪，绘图和校仪用的分度尺和绘图仪，还有经纬仪、气泡水平仪、新型望远准镜、测探仪、海水取暖器、玻意尔制造的比重计、摆钟，等等。这些精密仪器为17世纪后自然科学的发展提供了重要保障，是科学技术发展的标志，也为科学仪器的进一步发展打下了良好的基础。