胤旭機(jī)電 >> 深入了解古代儀器儀表的發(fā)展史 : （一）早期主要的測量、度量器具 天文鐘/水運(yùn)天文臺(tái) 1.稱重器和計(jì)時(shí)器人類比較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。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)公元前2500年使用天平的證
（一）早期主要的測量、度量器具
天文鐘/水運(yùn)天文臺(tái)
1.稱重器和計(jì)時(shí)器人類比較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)易中使用天平的比較早跡象是在公元前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)間的優(yōu)質(zhì)可靠的方法是日晷或影鐘。
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。在中國江蘇儀征,出土了東漢中期的小型折疊銅質(zhì)民間測影儀器，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)世界上優(yōu)質(zhì)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。中國北宋時(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、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)。
渾天儀
2.指南針、渾天儀、地動(dòng)儀
在中國，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)展成熟。中國西夏時(shí)候就有觀測和記錄天文的儀器，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，制成簡儀，其制造水平在當(dāng)時(shí)遙遙優(yōu)質(zhì)，其原理在現(xiàn)代工程測量、地形觀測和航海儀器中廣泛使用。東漢時(shí)期，張衡發(fā)明了世界上**臺(tái)自動(dòng)天文儀——渾天儀和世界上**臺(tái)觀測氣象的候風(fēng)儀，開創(chuàng)了人類使用儀器測量地震的歷史。
（二）古代的精密儀器
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)算器等。這些儀器的制造工藝和使用材料等在當(dāng)時(shí)都有相當(dāng)高的水平和測量精度。780年，穆斯林造幣廠的工人把天平放在密閉容器中，以兩次的稱量結(jié)果相比較，天平經(jīng)過無數(shù)次擺動(dòng)達(dá)到平衡后讀取數(shù)據(jù)，能稱出1 /3毫克。這是分析天平的始祖。
（三）古代的科學(xué)儀器
15世紀(jì)后期，隨著自然科學(xué)的發(fā)展，早期的科學(xué)儀器也以不同的背景和形式逐漸形成，主要有光學(xué)儀器、溫度計(jì)、擺鐘、數(shù)學(xué)儀器等。
光學(xué)儀器
1590年左右，荷蘭人扎哈里那斯·詹森制造了**個(gè)非常精確的復(fù)合顯微鏡，這就是今天人們常說的顯微鏡。
另一荷蘭人漢斯·利佩于1608年發(fā)明了單筒望遠(yuǎn)鏡，后來又發(fā)明了雙筒望遠(yuǎn)鏡。伽利略把望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡**次用于科學(xué)實(shí)驗(yàn),并于1609年后制造了**臺(tái)長29米、直徑42毫米的鉛管儀器，所以后來人們常把伽利略作為望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的實(shí)際發(fā)明者。1611年，刻卜勒出版了《屈光學(xué)》，解釋了望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的光學(xué)原理，并提出了“天文望遠(yuǎn)鏡”的設(shè)想。再后來，沙伊納制造**架天文望遠(yuǎn)鏡，牛頓于1668年制成了**架天文反射望遠(yuǎn)鏡。
18世紀(jì)后半葉，所有的光學(xué)儀器都是在開普勒式透鏡組合的基礎(chǔ)上改造。
溫度計(jì)
伽利略在他早期的實(shí)驗(yàn)中，用玻璃管制成了空氣溫度計(jì)。后來，托斯卡斯的大公斐迪南二世改良制成液體溫度計(jì)。
大約1714年，華倫海特創(chuàng)造了以其名字命名的溫度計(jì)，被稱為華氏溫度計(jì)。17世紀(jì)末，氣壓計(jì)和溫度計(jì)與刻度標(biāo)尺、指針和其它配件配合安裝在一起，成為儀器大家庭中的重要組成部分，也是儀器制造貿(mào)易中的重要部分。
數(shù)學(xué)儀器
英格蘭的吉米尼( Thomas Gemini)率**行數(shù)學(xué)儀器(1524年～1562年)的制造，之后不久英國雕刻匠和制模匠科爾(Humfray Cole)開始從事儀器的專門制作，從此開始出現(xiàn)了大批的儀器供應(yīng)商，產(chǎn)品范圍也由星盤、日昝和象限儀擴(kuò)展到觀測和測量用儀器，以及一系列演示“自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的儀器。
其它儀器
到1650年后，新型的精密儀器就不斷地被制造出來。如測量用的圓周儀、量角器，航海用的高度觀測儀和反向式八分儀，繪圖和校儀用的分度尺和繪圖儀，還有經(jīng)緯儀、氣泡水平儀、新型望遠(yuǎn)準(zhǔn)鏡、測探儀、海水取暖器、玻意爾制造的比重計(jì)、擺鐘，等等。這些精密儀器為17世紀(jì)后自然科學(xué)的發(fā)展提供了重要保障，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志，也為科學(xué)儀器的進(jìn)一步發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。
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