精密仪器发展史 摘要：精密仪器工业是带动国家基础工业的火车头，下面就对精密机械发展史加以讨论，根据精密仪器发展史重点阐述各个阶段精密仪器的特点及应用领域，还分析了国内精密仪器发展的现状及精密仪器总体发展趋势。 关键词：精密仪器 ；发展；精确；测量；设计 History of the Development of Precision Instruments 座机电线 ZHENG Zhi Abstract: Precision instruments industry is driven by the engine of national basic industries, the paper explored the history of the development of precision machinery, based on the history of the development of precision instruments focuses on the characteristics and applications of the various stages of precision instruments, and also analyzed the overall status of the development of the domestic precision instruments and precision instrumentstrends. Key words: Precision instruments; development; accurate; measurement; design 0 前言 精密仪器隶属于仪器科学与技术一级学科，与信息科学与技术密切相关。主要研究现代精密仪器及智能、微小型机电系统，包括测控技术、微系统理论与应用、智能结构系统与技术、误差理论、信号分析与数据处理等。现代科学仪器及设备是机、电、光、计算机、材料科学、物理、化学、生物学等先进技术的高度综合，它既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主体内容之一。目前，本学科技术的发展趋向智能化、微型化、集成化和系统工程化，其发展及应用与现代科技的各个领域的发展密切相关，在生物、医学、材料、航天、环保和国防等领域尤其突出，应用领域极其广泛。 精密仪器的发展 1.1 古代仪器仪器仪表已有悠久的历史。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。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。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。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。 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。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。英格兰的吉米尼率先进行数学仪器 1524年～1562年 的制造，之后不久英国雕刻和制模匠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 能力的产业体系，成为除日本外全球第二大量具生产国。 然而，业内人士认为，我国精密测量技术和一起的发展现状仍然远远不能满足国内机械装备制造业迅速发展的需求，尤其是在先进测量技术和仪器的基础理论研究、共性关键技术的开发方面与国外先进技术水平仍然存在较大的差距。 令人感到欣喜的是，我国精密测量技术和仪器制造企业近年来在数显技术和数显量具产品的自主开发上加大投入，已经取得巨大的成效。国产数显量具从前几年简单的条形液晶数字显示发展到较为复杂的面形液晶动态模拟的图像显示。 3 精密仪器的发展趋势 随着现代制造业的发展，高精度、高可靠性的测量能力对测量仪器提出了更高的要求，由传统微米、亚微米精度向着纳米量级精度方向发展；实时测量、大尺寸测量技术的发展是对测量仪器工作范围的拓展，测量方式也由原接触式向光学非接触式测量过渡；此外，信息技术与测量技术的集成，即CAD/CAM/CAT的技术应用也将是未来精密测量技术发展的方向。 世界近20年来，微电子技术、计算机技术、精密机械技术、高密封技术、特种加工技术、集成技术、薄膜技术、网络技术、纳米技术、激光技术、超导技术和生物技术等高新技术得到了迅猛发展。这一背景和形势，不断地向仪器提出了更高、更新、更多的要求，如要求速度更快、灵敏度更高、稳定性更好、样品量更少、检测微损甚至无损、遥感遥测更远距、使用更方便、成本更低廉、无污染等，同时也为仪器科技与产业的发展提供了强大的推动力，并成了仪器进一步发展的物质、知识和技术基础。 我们相信，精密仪器的发展将会是一片光明。 参考文献： [1] 须鼎兴，倪涵，虞润身. 电子测量仪器原理及应用技术. 同济大学出版社 [2] 亚兴，马洛夫. 精密仪器制造工艺学. 天津大学精密仪器教研室 [3] 梁春庄. 我国仪器仪表行业60年发展历程综述

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