仪器仪表的发展史和未来趋势
航空仪表的五个发展阶段

航空仪表的五个发展阶段要完成高空的航空旅行,仪表的发展离不开飞行器仪表的发展,飞行器仪表从古至今,经历了五个发展阶段:机械仪表、电子仪表、计算机仪表、微处理仪表和数字仪表。
第一个发展阶段是机械仪表。
机械仪表可以追溯到1920年代,在上世纪30年代,机械仪表普及,并成为当时多数飞行器上安装的仪表。
机械仪表是在一定的机械原理和机械设计的基础上,通过转动指针来表达位置、速度、高度等重要的航空数据的仪表。
机械仪表的优点是可靠性高,但缺点也非常明显,比如显示数字不准确,操作不方便,不能显示太多的信息,无法及时反映实际情况,甚至在行驶过程中可能被操作者忽略。
第二个发展阶段是电子仪表,它是在20世纪50年代初期投入使用的,它通过电源连接压力转换器、电子传感器和各种其他测量仪器,可以监测、显示和控制航行器的性能和状态,例如速度、高度、航向等。
相比机械仪表,电子仪表的显示精度高,操作简单,还能显示更多的信息,比如飞行时间、引擎温度、发动机推力等。
但是,它能够检测到的信息数量有限,对飞行器的控制精度也不够,无法应付复杂的飞行状况。
第三个发展阶段是计算机仪表,这也是机械仪表和电子仪表的组合,它可以收集更多的数据,像陀螺仪、操纵杆中继器、坡度仪等,同时也可以处理更多的信息,精确到每秒钟收集数据的几次。
计算机仪表不仅能检测多种信息,而且可以对这些信息进行处理,可以帮助飞行员更好地掌握飞行过程中的一切,同时也能够更准确地控制飞行器的状态。
第四个发展阶段是微处理仪表,这也是计算机仪表的改进,它采用微处理器来处理数据,这样可以更快地收集和处理数据,也可以更精确地控制飞行器。
微处理仪表还推出了一些新的功能,比如自动控制系统、空中降落系统和自动驾驶仪等,使得飞行更安全、更节能、更舒适。
最后,第五个发展阶段是数字仪表,在这一阶段,仪表可以实时地显示航空器的重要参数,战斗机飞行员可以根据仪表显示的信息实时了解实际情况,起到非常重要的作用。
我国军用计时仪器的发展史

中国军用计时仪器的发展历程在新中国建设之初,基于国防发展的需要,五十年代起即有一些民用钟表企业仿制国外产品向国防建设提供所需的特殊计时仪器。
1956年上海金声制钟厂研制出国防用风速风向仪;1957年烟台钟表厂开始研制国家急需的舰船用钟;1959年上海手表厂承担了国产航空时钟的研制。
根据国防建设的迫切需要,1960年4月轻工业部在南京召开了国内首次军用计时仪器会议,会议确定承担军用计时仪器生产厂家,安排了近期研究与试制的品种规划,开始有组织有计划的定点安排特殊计时仪器的科研和生产。
这一期间我国共有上海金声制钟厂、上海钟厂、上海金属表带厂、上海中国钟厂、上海昌明钟厂、上海手表厂、上海钟表材料厂、上海钟表元件厂、上海钟表元件二厂、上海轻工业研究所、烟台钟表厂、天津钟表厂、天津手表厂、北京钟表厂、南京紫金山钟表厂、汕头钟表厂等十六家钟表企业承担了军用计时仪器及其元配件的研制和生产,共研制出三十多个品种的军用计时仪器和仪表。
1963年国家科委批准投资284万元建设轻工业部钟表工业科学研究所,主要承担部分国防、科学技术用钟表的研制任务。
1965年国家投资又1684万元在陕西西安建立“子午钟表厂”(以后的风雷仪表厂),由南京紫金山钟表厂五车间、上海金属表带一厂、上海手表厂608车间等单位集体搬迁重建,主要研制生产各种军用计时仪器和各种钟表检验仪器。
1966年烟台钟表厂104车间搬迁至山东聊城,成立“烟台钟表厂聊城分厂”,专门生产军用船钟。
至六十年代末,我国基本形成了以军用计时仪器为主要对象的特殊计时仪器的科研和生产体系。
历史铭品1. 天津“304”计时码表的试制与生产1961年4月天津手表厂根据当时一轻部下达的军工产品试制任务,参考瑞士RODANA牌测时手表(EBAUCHES.SA.VENUS175型机心),立项试制机械航空手表,任务代号“304”。
“304”计时码表由天津手表厂张凤鸣、温淑杰、江达生、蔡宝书、王云洁等同志参与试制,至1961年9月按样品测绘制造,试装成样品表7只。
仪器仪表行业2010年走势分析及预测

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市场透视 l R T MA KE
CI SRM N T N中阅 诹走 H ANTU E1 l 儇嚣 NI A -O
2 1年 第8 00 期
1 利 润 大 幅 回升 . 2
2 1 年 1 5 仪 器 仪 表行业 利 0 0 ~ 月,
1
润大幅提升, 主营收入利润率78 %, .6 已经达 到 了2 0 年 ( 金融 危 机 影 07 受 响前 ) 水平。 体体 现 在 以下几方 的 具
2 1年l 6 我国仪器仪表行业在产销利及进出口等方面都 获得了稳步发展, 00 ~ 月, 形势喜人。 中国仪器仪表 行业协会特别顾 问奚家成先生 就统计数据分析了仪器仪 表全行业2 1年 1 61 00  ̄ ) 的运行情况 , 并结合 国
际、 国内形势预测 了下半年的行业走势。 为推 进仪器仪表行业 的整体发展, 奚家成先生还提 出了企业应
() A ( 2 I 工业 自动化 控 制 系统 装 置制造 ) 61 %、 3 .2 实验 分析3 .4 73 %、
供应 用 2 .7 、 73 % 医疗3 .4 专用 0 1 %、
3 08 ; 8. %
( ) 2 04 测绘 1 .7 3 电3 2 .%、 84 %、
试 验 机 l .% 、电子 2 .3 、光 学 88 13 %
在实行现代生 产管理, 提高产品可靠性 等几方面加大 力度的建 议, 对仪器仪 表行业 企业的发 展具 有指
导意义。
口 奚家成/ 中国仪器仪表行业协会 北京 1 0 2 85 0
1仪器仪表全行业上半年运行情况
2 0 年、 0 9 , 0 8 2 0 年 由于 受到世 界
金 融危机 的影响 , 与往年相 比产值 及 利 润 同比有所减 少。 入2 1 年 , 进 00 仪 : 器仪表行业1 6 ~ 月份在 工业总产值 、 销 售产 值、 润 总额方面 都取得 了稳 步 利
浅析气相色谱仪的应用现状及发展趋势

32/1 气相色谱技术的发展历程1906年茨维特创设色谱法以来,关于气相色谱的研究就从未间断。
虽然色谱理论和技术上的创新引起了学术界的广泛关注,但直到1952年气相色谱的发明(GC ),才使气相色谱技术得到了广泛的使用,并且该发明使气相色谱实验技术和仪器设备等不断发展成熟,而毛细管气相色谱的出现使气相色谱的应用可以向石化以外的多行业延伸。
气相色谱强大的分离能力,加之近年来气相色谱技术逐渐向快速检测、高度分离、高准确性、微型化、便携式的方向发展,使其走出实验室向广大的社会生产生活领域迈进,我国也走过了机械式、光电转盘式、数字分频电子式、现代计算机式的发展过程,当权威的国际离子色谱会议(International Ion Chromatography Symposium )把微型化色谱柱的研究作为其重要的议题之一时,微型气相色谱仪的研发就成为了当前气相色谱技术的流行发展趋势和学术界主流研究方向。
从1952年气液相色谱技术进行实际应用,气相色谱技术得到了突飞猛进的发展。
其中气相色谱仪已经成为了物质分析检测类仪器领域中的佼佼者,目前在世界范围内已经发展为一个庞大的产业,形成了一门独立的应用技术学科。
通过对气相色谱仪技术的研究可以发现,这一科技成就甚至一定程度可以代表色谱技术对人类的贡献值。
其从诞生到成熟的经历也可以代表气相色谱的应用历史和现状。
2 我国气相色谱仪的应用现状分析我国气相色谱仪的市场广泛,中国市场是世界气相色谱仪竞争的重点区域,国外厂商纷纷进入中国市场,其知名品牌有安捷伦科技、赛默飞世尔、戴安等,这些企业一方面活跃了中国气相色谱仪市场,另一方面为我国学习和自主研发气相色谱仪提供了契机,并且使我国气相色谱仪市场呈现出独特特征。
2.1 国产气相色谱仪技术水平分析由于气相色谱仪在不同的行业中有着不同的技术要求,在石油加工、化工、生物化学、环保等方面应用很广,因此我国气相色谱仪生产商基本上围绕行业的需求进行专业化的色谱仪生产,但近年来我国仪器企业也不乏有技术突破的新产品推向市场。
分析检测技术与仪器的现代化发展

技术篇
中国计量
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现代计量仪器与技术
此 " 在既有市场压力又有配套条件的 态势下 " 分析检测科技和分析仪器的 现代化发展 " 成为近 !" 年来世界科技 和产业领域的亮点 " 而且一直保持两 位数的世界市场销售额的年增长率" 就是意料中事 # 若要对世界分析检测 科技和分析仪器灿若繁星的现代化发 展现状作简要的归纳 " 则可以捡其主 要略去细节地归结为以下各方面 # 畴 " 分子层次的现代化学发展成果 $ 基 因层次的现代生物学成果 $ 超导技术 $ 纳米微机械 $ 微传感器 $ 多光谱高分辨 率 $超 快 激 光 $光 纤 通 信 $全 球 网 络 等 等科技发展新成果 " 都已经成为现 代 分析检测科技 $ 现代分析仪器的构成 元素 " 而且已经或更要加快改变分析 检测技术和分析仪器的原理 $ 设计 $ 工 艺和应用面貌 % 新颖的高科技分析仪 器已经不再像传统分析仪器那样体积 大 $旋 钮 多 $娇 气 $难 用 $易 受 干 扰 $故 障频繁多发的老样子 % 现代分析仪器 早就走出了理化分析实验室的传统应 用环境 " 也不再是只能由高水平分析 化 学 工 作 者 方 可 &伺 候 ’的 娇 贵 的 &贵 重仪器 ’( 分析检测科技和仪器高科技化的 实例俯拾皆是 "例如近年来获得快速发 展的微光机电系统 ’()*(+,科技 $微流 控 芯 片 )(-./0123-4-. 56-7" 或 称 之 为 芯 片实验室 89: 0; 9 .6-7*$ 生 物芯片 ) 基 因芯片 $诊断芯片 *等新技术 "已经被融 入分析仪器的现代化发展方向 "种种微 )微小尺寸 $微量试样 *分析仪器已经出 现 %微小型分析仪器不但可跳出实验室 安装在现场条件严酷的生产流程上 $而 且已可植入人体组织甚至进入血管随 血液流转全身 " 也可嵌装在导弹 $ 无人 飞行器甚至人造昆虫上自动完成分析 检测 $信号采集传输任务 ( 又如市场上 已经出现各种近场光学显微镜可分辨 光波长几十分之一 $近场显微光谱仪可 以检测单一分子的荧光光谱 $新颖扫描 隧道电子显微镜可确定超薄膜层结构 中的电子排列形状 "微型分析检测机器 人已小到可在人体器官中工作 "在血管 或眼科手术中完成诊断 $ 修补 $ 除血栓 等等工作 # 目前 " 已经有 & 软件就是仪 器 ’ 的声调 ) 美国 %9<-0;92 =;></3?@;<> 公 司*A 表明现代分析仪器本身的硬件 $软 件界线已经模糊化 "仪器软件已经不只 单纯地为硬件服务而已成为仪器总体 设计的主要基础 $决定仪器水平和应用 效果的主要环节 % 由仪器中精密光 $机 零部件及其加工装配准确度 $电子器件 和电路功能统治性地决定分析仪器水 平 $ 质量和应用效果的时代已经过去 了 # 分析仪器与=B设备已经不再泾渭分 明"而是越来越接近 $互相渗透了 (
虚拟仪器的发展历史、研究现状与展望

G P I B通用接 口总线 、V X I 总线, 以及已经被 P c机广泛采用的 U S B通用 串行总线和 I E E E 1 3 9 4总线( F i r e w i r e ) . 美国 NI 公司在 1 9 9 7年 9月 1日推 出模块化仪器的主流平台 P X I , 这是与 C o mp a c t P C I完全兼 容的系统 . 这 种虚拟仪器模块化主流平 台 P X I / C o m p a c t , P C I 的传输速度 已经达到 1 0 0 M b / s , 是目 前 已经发布 的最高传输速度 . 3 . 虚拟仪器技术研究展望 3 . 1 加 快 制 定 虚 拟仪 器 国 家标 准, 保 护 虚 拟 仪 器知 识 产 权 家电行 业和通讯行 业曾经遭遇过的经验教 训告诉 我们 , 产品的知识 产权是决定产品市场竞争力的最关键 因素. 为了应 对我国虚拟仪 器领域 面临的国外竞争压力, 我国应 当根据 国内已、 一 术力量和研究基础, 尽快 自 行制定有关虚拟仪器行业的国家标准和相关 的产业 政策, 保 护 自主的虚 拟仪器知识产权. 3 . 2 高性 能数字信号处理芯片将加速虚拟仪器的发展
用
面 向对 象 技 术 ( O b j e c t O r i e n t e d ,O O ) 、A c t i v e X 技 术 、组 件 技 术 f C o mp o n e n t Ob j e c t Mo d e l , C O M) 等被广泛用来进行虚拟仪器 的测试分 析 软件 和虚拟界面( 控件) 软件设 计, 出现 了许 多数 据处理高级分 析软件和 大量的仪器面板控件, 这些 软件为快速组建虚拟仪器提供了 良好 的条件.
大规模可编程逻辑 器件 和数字信号处理器技术 的快 速发展和芯片 成本的降低, 不仅 可以提高信号采集和处理 的速度, 也将缩短虚拟仪器系 统的开发时间、 提高系统 的扩展性. 例 如, 美国X i L i n x 公 司的现场可编程
电子或电器或仪器仪表岗位招聘面试题及回答建议(某世界500强集团)2025年
2025年招聘电子或电器或仪器仪表岗位面试题及回答建议(某世界500强集团)面试问答题(总共10个问题)第一题:请简述你对电子、电器和仪器仪表行业的理解与认识。
答案:我对电子、电器和仪器仪表行业有着深入的理解和认识。
首先,电子行业是信息技术的基础,涵盖了各种电子设备如计算机、手机等,其发展速度极快,不断推动科技进步。
电器行业则是我们日常生活不可或缺的一部分,如家用电器、工业用电器等,其技术进步同样带动了人们生活品质的提升。
而仪器仪表行业则是科技研发和质量控制的关键,包括各种测量设备、分析仪器等,其精准度对于科研、工业生产都有重大意义。
我认为这三个领域紧密相连,相互促进,是推动现代科技进步的重要动力。
解析:此题目考察的是应聘者对电子、电器和仪器仪表行业的基本认知和理解程度。
回答时可以从行业的定义、发展历史、现状和未来趋势等方面进行阐述。
同时也可以结合自身对这三个领域的兴趣和之前的经验来谈。
需要注意的是,对于这三个领域的相关技术和产品也要有一定的了解,体现出自己的专业素养和对行业的热情。
第二题请您做一个简短的自我介绍,并谈谈您为什么对这个电子或电器或仪器仪表岗位感兴趣。
答案及解析:答案:“您好,我叫XXX,毕业于XX大学XX专业。
在校期间,我深入学习了电子技术、电气工程及仪器仪表等相关课程,并积极参与了多个实践项目,这些经历使我对电子或电器或仪器仪表领域产生了浓厚的兴趣。
毕业后,我在XX公司担任过电气工程师的职位,负责过多个自动化项目的设计和实施。
在这些项目中,我不仅锻炼了自己的专业技能,还学会了如何与团队成员有效沟通和协作。
此外,我对贵公司所在的行业也有所了解,非常期待能够加入这样一个充满挑战和机遇的环境,发挥自己的专业优势,为公司的发展贡献自己的力量。
”解析:在回答这个问题时,考生应首先进行简短的自我介绍,包括姓名、教育背景和工作经历。
在自我介绍中,考生可以突出自己的专业技能和实践经验,以展示自己对电子或电器或仪器仪表领域的热爱和投入。
工业自动化仪表(工业生产用仪表)
“针对客户的需求,大家都在打不同的大大小小的包,但实际上这只是中国市场现阶段的特点。”图尔克中 国运营总监李泓说,“在德国和美国市场,图尔克能够以专业的元件供应商身份活得很好。”
种类
工业仪表虽然种类繁多,但都基于平衡原理,包括力平衡、力矩平衡和电平衡等。仪表的感受部分—传感器 将被测参数(如温度、压力、流量等),经变送器转换成容易放大的测量量(如电压量、电流量和机械量等),再经 过放大。放大后的量值,一部分传入显示部件,一部分经反馈部件与测量量进行比较,以达到平衡的目的。
与此同时,相关技术的发展为自动化产业的升级提供了技术保证。业内巨头们则早已依靠其技术和产业优势, 推出了各具特色的平台理念。西门子自动化与驱动集团推出的全集成自动化(TIA)理念,是近年来西门子A&D在 自动化领域的一个核心理念和主要特色。在TIA为核心的解决方案中,西门子目前所提供的8万多种产品涵盖了整 个过程自动化领域、制造自动化领域,输配电、智能楼宇领域,TIA集高度的集成统一性和前所未有的开放性于 一身,标准化的网络体系结构,统一的编程组态环境和高度一致的数据集成,成功地实现了整个自动化系统在生 产过程的水平和垂直方向上的集成。
到了30年代末和40年代初,出现了气动仪表,并使用了统一的压力信号,遂有了带远程发送器的仪器。它能 在远距离外的二次仪表上重现读数,从而能集中在中心控制室进行检测、记录和控制。50年代又出现电动式的动 圈式毫伏计、电子电位差计电气机械式调节器和整套的电子管调节仪表。
80年代出现的组装式电子综合控制装置,将仪表和生产自动控制系统有机地结合在了一起。工业仪表的发展 促进工业生产的自动化,已成为工业生产中不可缺少的自动化工具。
PLC发展趋势
PLC的发展趋势PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、软PLC、标准化、与现场总线技术紧密结合等方向发展。
1.向小型化、专用化、低成本方向发展随着微电子技术的发展,新型器件性能的大幅度提高,价格却大幅度降低,使得PLC 结构更为紧凑,操作使用十分简便。
从体积上讲。
有些专用的微型PLC仅有一个香皂大小。
PLC的功能不断增加,将原来大、中型PLC才有的功能部分地移植到小型PLC上,如模拟量处理、复杂的功能指令和网络通信等。
PLC的价格也不断下降,真正成为现代电气控制系统中不可替代的控制装置。
据统计,小趔和微型PLC的市场份额一直保持在70%~80%之间,所以对PLC小型化的追求不会停止。
2.向大容量、高速度、信息化方向发展现在大中型PLC采用多微处理器系统,有的采用了3 2位微处理器,并集成了通信联网功能,可同时进行多任务操作,运算速度、数据交换速度及外设响应速度都有大幅度提高,存储容量大大增加,特别是增强了过程控制和数据处理的功能。
为了适应工厂控制系统和企业信息管理系统日益有机结合的要求,信息技术也渗透到了PLC中,如设置开放的网络环境、支持OPC(OLE for Process Control)技术,等等。
3.智能化模块的发展为了实现某些特殊的控制功能,PLC制造商开发出了许多智能化的I/O模块。
这些模块本身带有CPU,使得占用主CPU的时间很少,减少了对PLC扫描速度的影响,提高了整个PLC控制系统的性能。
它们本身有很强的信息处理能力和控制功能,可以完成PLC的主CPU难以兼顾的功能。
由于在硬件和软件方面都采取了可靠性和便利化的措施,所以简化了某些控制系统的系统设计和编程。
典型的智能化模块主要有高速计数模块,定位控制模块,温度控制模块、闭环控制模块、以太网通信模块和各种现场总线协议通信模块等.4.人机界面(接口)的发展HMI( Hunlan-Machinc Interface)在工业自动化系统巾起着越来越重要的作用,PLC控制系统在HMI方面的进展主要体现在一下方面:(l)编程工具的发展过上绝大部分中小型PLC仅提供手持式编程器,编程人员通过编程器和PLC打交道。
学科前沿报告
学科前沿报告——测控技术与仪器班级:测控07-2姓名:***学号:********浅谈现代测控技术的发展状况及趋势内容摘要现代测控技术隶属于现代信息技术,是建立在计算机信息技术上的一门新型技术。
21世纪的测控将是一个开放的系统概念,通过组建网络来形成实用测控系统,提高生产率和实现信息资源共享,已成为现代测控技术以及仪器仪表的发展方向。
本文正是着重介绍现代测控技术的发展状况及发展趋势,分析国内的仪器仪表在未来几年的发展方向,并简要介绍几种测控新型技术在未来工业中的应用。
关键词:测控技术现场总线网络化计算机技术目录一、测控技术与仪器专业简介··1(一)专业的重要性··1(二)专业特性··1二、测控技术的发展现状··1(一)计算机技术对测控技术发展的作用··1 (二)网络技术已成为测控技术的关键支撑··2 (三)我国仪器仪表技术的发展现状··3三、测控技术的发展趋势··3(一)现场总线测控系统··3(二)网络化虚拟测试系统··3(三)测控技术几个创新技术··3(四)我国仪器科技的发展趋势··4四、测控技术的优先领域及其应用··5五、结语··6参考文献·6一、测控技术与仪器专业简介测控技术是现代工业技术中的重要支柱,是解放和发展生产力、增强产品市场竞争力的可靠保证。
目前,国内测控行业的整体水平和国外有着很大差距,国内测控行业和国外的差距主要表现在两个层面上: 一是在先进技术的研发上,另一个是成熟技术的应用和推广上。
因此要提高国内测控的行业整体水平,就需要我们对这个专业的现状及发展趋势有一定的了解,并致力于加快现代测控技术的发展。
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仪器仪表发展史级未来趋势1、仪器仪表品牌一览表: (2)2、仪器仪表发展史 (2)古代仪器仪表 (2)近代仪器仪表的形成与发展 (4)3、五大发展趋势 (5)数字仪器 (6)智能仪器 (6)个人仪 (6)虚拟仪器 (7)网络仪器 (7)4、未来总体趋势 (7)发展主流 (8)分类 (8)5、分类标准 (9)机械工业产品仪器仪表分类 (9)按不同特征分类 (9)其它分类方法 (9)6、性能 (10)7、市场分析 (11)1、仪器仪表品牌一览表:美国力科美国安捷伦美国吉时利美国泰克台湾富贵台湾固纬日本横河日本日置日本建伍德国惠美日本菊水日本岩崎日本爱德万日本目黑韩国NEX1 美国胜利日本安立台湾京迎日本三和日本共立日本泰仕韩国金进美国鸟牌美国艾法斯优利德上海三科常州同惠广州测之宝杭州远方南京普盛山东精久北京普源成都前锋深圳泽丰盛宁波中策艾德克斯杭州威博成都五行2、仪器仪表发展史古代仪器仪表(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,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。
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“自动化”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)古代的科学仪器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。
1.光学仪器1590年左右,荷兰人扎哈里那斯·詹森制造了第一个非常精确的复合显微镜,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第一次用于科学实验 ,并于1609年后制造了第一台长29米、直径4 2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,沙伊纳制造第一架天文望远镜,牛顿于1668年制成了第一架天文反射望远镜。
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。
2.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。
3.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。
4.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。
近代仪器仪表的形成与发展到了18世纪初,由于科学研究和科学课堂的需求,制造者们开始设计和生产标准的仪器和配件;仪表工匠与其它专业制造者联合起来,制造了光学、气动、磁力和电力等方面的仪器,从此将仪器与仪表正式结合起来,使仪器仪表融为一体,成为一个专门的学科。
1.以蒸汽机的发明为标志,一种将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械,引起了18世纪的工业革命,人类进入了工业化时代。
1800年,英国的特里维西克设计了可安装在较大车体上的高压蒸汽机,这是机车的雏型。
英国的史蒂芬孙将机车不断改进,在1829年创造了“火箭”号蒸汽机车,该机车拖带一节载有30位乘客的车厢,时速达46公里/时,引起了各国的重视,开创了铁路时代。
2.自从奥斯特 1820发现了电流的磁效应,奥斯特做了六十多个实验,考察电流对磁针作用的强弱、电流对磁针的影响;并在1820年7月21日发表了题为《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文,向科学界宣布了电流的磁效应,揭开了电磁学的序幕,标志着电磁学时代的到来。
1831年 8月26日,法拉第用伏打电池在给一组线圈通电(或断电)的瞬间,在另一组线圈获得的感生电流,称之为“伏打电感应”。
同年10月17日,法拉第完成了在磁体与闭合线圈相对运动时在闭合线圈中激发电流的实验,称之为“磁电感应”,并提出磁场的概念,实现了“磁生电”,创造电磁力学,设计了圆盘发电机,宣告了电气时代的到来,以电磁为核心的第一代电磁式仪器开始逐步走向成熟。
电磁效应的发现与应用,为原始的机械式仪器仪表向电磁式仪器仪表发展提供了理论和技术保障,使第一代指针式仪器仪表正式形成与发展。
雷达3.麦克斯韦继法拉第之后集电磁学大成,在1865年他预言了电磁波的存在,说并指出电磁波只可能是横波,计算出电磁波的传播速度等于光速。
麦克斯韦于1873年建立电磁理论,在出版的科学名著《电磁理论》中系统、全面、完美地阐述了电磁场理论,成为经典物理学的重要支柱之一。
4.1886 年至1888 年,德国物理学家赫兹通过试验验证了麦克斯韦尔的理论,证明了无线电辐射具有波的所有特性,进而发现了无线电波,设计出了雷达,开启了无线电波通信技术,使远距离无线测量仪器的出现成为可能,让电话、电视等电器有了飞跃发展。
5.随着X射线、γ射线先后被德国科学家伦琴、法国科学家P.V.维拉德发现,因其超强穿透力这一特性,使仪器的功能与概念被进一步推向更深的领域,如广东正业的X 光检查机、检孔机ASIDA-JK2400、线宽检测仪等仪器,就采用了X射线、γ射线的超强穿透力研发的先进检测仪器设备。
6.20世纪初,电子技术的发展使各类电子仪器快速产生,如今后普及全球的电子计算机,便是从这一时代开始崛起的。
同时,随着工业化程度的不断提高,各行各业的电子仪器如雨后春笋般地出现,如计量、分析、生物、天文、汽车、电力、石油、化工仪器等。
电子仪器的产生使仪器仪表从模拟式仪器过渡到数字式仪器。
3、五大发展趋势20世纪中期以后,随着自动控制理论的产生和自动控制技术的成熟,以 A /D ( 数字 /模拟转换)环节为基础的数字式仪器得到快速发展。
伴随着计算机、通讯、软件和新材料、新技术等的快速发展与成熟,人工智能、在线测控成为可能,使仪器走向智能化、虚拟化、网络化。
数字仪器、智能仪器、个人计算机仪器、虚拟仪器和网络仪器代表了20世纪现代科学仪器发展的主流与方向。
数字仪器数字技术 (Digital Technology)是指借助一定的设备将各种信息,包括、图、文、声、像等,转化为电子计算机能识别的二进制数字“0”和“1”后进行运算、加工、存储、传送、传播、还原的技术。
通常也称为数码技术。
以数字技术为基础,以大规模集成电路为主体构成数字式仪器,对被测量的模拟信号进行A /D转换后,传输、处理、存贮和显示的信号均为数字信号,使测试速度快,准确性也大大提高,常见的代表仪器有恒温恒湿箱、温度传感器等。
数字化是智能仪器、个人仪器和虚拟仪器的基础,是计算机技术进入测量仪器的前提。
广泛应用于电子数字计算机、数控技术、通讯设备、数字仪表等方面,诸如人类第一台电子数字计算机ENIAC,爱思达金相显微镜,体视显微镜,X光检查机等。
智能仪器智能仪器是把一个微型计算机系统嵌入到数字式电子测量仪器中而构成的独立式仪器。
嵌入的计算机系统可以是芯片级,如单片机、数字信号处理 (Digital Signal Pro cessing,DSP)等,模板级如PC - 4。
也可以是系统级,如微型计算机系统,可编程单芯片系统( System on a ProgrammableChip,SOPC)等。
智能仪器在结构上自成一体,有的仪器内部还带有专用的微型计算机系统和通用接口总线( General Purpose Interface Bus,GP IB)接口,能独立完成测试。
智能仪器由于引入了计算机,功能强大,性能优异,使用灵活、方便,是现阶段高档电子仪器的主体。
如离子污染测试仪,上PIN机,双盘研磨机,剥离强度测试仪,拉脱强度测试仪等都采用智能技术的现代化精密检测仪器,又比如纳米智能机器人。
随着新技术、新工艺和嵌入式系统技术的不断进步,智能仪器还在不断发展,不断推陈出新,不断提高智能水平。