测量史
测量,松散定义是测量的东西的长度,量或大小。很久以前,通用测量系统的想法并不存在。这是,直到18世纪,测量成为凝聚力的系统。在此期间之前,法国等国家为几乎每一个职业都有测量系统。1795年,法国的测量数量不足超过七百。
从人类形态借用许多测量单位的名称。然而,脚,手,速度等仍然,这些测量单位没有标准化。随着行业和贸易扩大世界,需要成为单一标准测量系统的恐怖。如果贸易蓬勃发展,统一的系统是必要的,以在各个行业和随后的世界范围内创造余额。
长度
如果有任何衡量标准的人类最有用,那将是长度。长度的例子包括英寸,脚,院子和英里。了解如何测量长度对于对房地产权的土地非常有用。了解土地的长度给出了所需的精确单位。
为了保持一系列测量应该是多长时间的思想,在中央公共场所保留了杆或杆。该测量工具将被视为标准,从而分布于社区。这种情况的一个例子在中索不达米亚和埃及,其中杆在寺庙中保持着。通常从国王的物理尺寸中取出肘部的尺寸。
重量
重量并不像长度衡量一样简单。人类的敌意克服了这种特定测量的复杂性。事实证明,小麦,小麦谷物更加精确,具有标准化的尺寸。基本上,可以测量重量关于小麦的颗粒。这是珠宝商仍然使用的方法。就像它的长度一样,可以在一个公共建筑物中保存金属块,其代表给定金属量的标准重量。
不幸的是,可以以这种方式容易地操纵重量。可以从规模中除去金属,从而产生对实际测量的不准确读数。尽管存在骗局的风险,但重量和尺度仍然是确定测量重量的准确性必不可少的。
卷
在所有测量单位中,卷对处理商家和税收人员等钱最有用。虽然计算量对上述专业中的人最有帮助,但它也是最难以衡量的。已经尝试提供对测量标准估计,例如制作相同大小的盆,篮子和麻袋。尽管如此,即使它似乎类似于物理上的其他陶器的确切尺寸,也很难测量罐子的确切体积。最终在需要准确性时,重量仍然是更可靠的测量。
时间
时间可以被认为是抽象的测量。你看不到它,它只能通过专门的手段(如日期)来感知。在当今的世界中,当我们在睡觉时,当我们睡觉时,时间概念,甚至某些活动,如个人关系,甚至与亲人的个人关系等待。几个世纪以来,时间被认为是不精确的术语。
在大多数人类历史中,我们已经感受到了虽然日期和几周。日历的创建甚至可以在一年中绘制一年的时间长度。在现代技术个人能够通过天空跟踪太阳来区分一天中的时间。例如,当太阳升起时,早上很早就;在天空中的顶点是下午,当太阳落山时是晚上。在此期间,不可能追踪小时,分钟和秒,因此这些特定的测量是无关紧要的。
时间的测量有,仍然在现代社会中起着这种大规模的作用,它需要进一步的崩溃和分析:
晷
如前所述,跟踪时间最简单的方法是记录太阳穿过天空的运动。这是通过测量垂直棒的阴影来最容易完成的。这个工具被称为日语。日的规划可以制作精心计算。可以将日期的早期例子追溯到埃及大约800公元前。日语的主要短缺是,它永远不会给出一天中真正准确的阅读,因为太阳穿过天空的旅程可以随着季节的变化而缩短或延长。
水时钟
被称为希腊人的CLEPSYDA,水时钟试图通过跟踪滴入盆或罐的水量来测量时间。水时钟最大的缺陷是它依赖于水作为其测量工具。对于准确的时间讲,水必须稳定,这意味着水必须处于受控环境中。实验表明,水永远不会稳定100%。这意味着为了测量时间,水时钟从未真正准确。然而,在许多文明中使用了许多文明的水分。这些文化包括1400年BC埃及,罗马,阿拉伯,希腊,中国和欧洲(16世纪)。尽管它使用,水时钟更加被视为玩具而不是可靠的工具来完成时间。
滴漏
沙漏使用与水时钟相同的原理,但不是水,它利用沙子。沙漏已经超过水时钟。沙漏的一个值得注意的用途是英国的18世纪的阵风(测量Sermons的长度)。
14世纪的小时
在14世纪的碎片中,一天的时间达到几小时,类似于解决数学问题,这一天分为12个段,因为第12号可以分为2,3和4.将小时分成1的想法/ 12允许人们更精确地衡量他们的一天并保持约会。例如,中午总是落在第六个小时,下午的中途落在第9个小时后。
以这种方式讲述时间与使用日期相同的短缺。随着季节的变化,时间长度可以缩短或扩展。此外,白天期间的小时数与夜间时间不同(也分为12小时)。然而,以这种方式讲述时间揭示了春季和秋季昼夜平分,这是一种自然的经常性事件,每年发生两次,其中12小时在晚上的12小时的长度完全相同。
14世纪是一个小时慢慢改变的时间。现在,小时被认为是在较小的尺度上的特定时间测量,这是从一个黎明到下一个黎明的完整太阳循环的1/44。因此,我们每天有24小时。
14世纪 - 16世纪的几分钟和秒
只有14世纪继续进展,单独区分24小时在太阳循环中不再令人满意。很快人们想要更精确的时间测量。拨号旨在满足这种愿望。一旦拨号在14世纪的钟表面对时,人们就能区分分钟。在中世纪期间,基于60号标准,尺度被开发为科学衡量的工具。超出中世纪拉丁语,甚至有一个较小的测量单位:1/16称为Minuta Prima(第一个非常小部分)。还有六十五十六十是称为秒分钟Secunda(非常小的部分)。因此,第二个概念出生。
1643-1646 - 晴雨表
我们知道的有用工具作为晴雨表完全偶然地逐渐发生。伽利略,埃文里斯塔托里西特利的助手有兴趣发现为什么从井中提取水很困难,其中水在地下深处铺设。用于测试目的,托里塞特利填充了汞的玻璃管。然后他将管子浸入汞浴中,并将密封端升高到垂直倾斜。他发现接下来的是惊人的。他发现汞滑入管中。他认为汞浴中的空气重量支持管中汞的重量。他推出了汞上方管中的空间必须是真空。
Torricelli在他井实验期间首先注意到大气压力的想法。他注意到,管中汞的高度有时变化(而不是停留在其正常的“水平”)。这些变化与天气模式密切相关。因此,晴雨表存在。
在他发现之后,托里塞特利进一步规定,空气必须具有重量,并且较高的空气进入高度,较少的大气压。虽然这是托里尼特利的发现,但它会落在Blaise Pascal上,通过他的姐夫进行实验,证明这些理论是正确的。帕斯卡尔接受了与证明这些理论相关的所有名人和雅各。
1714 - 1742 - 汞温度计
在1700年代,传统的温度计,称为佛罗伦萨温度计,已在使用超过半个世纪。德国仪器制造商和玻璃鼓风机Gabriel Daniel华氏人员对改善佛罗伦萨温度计的设计有兴趣。利用原创设计,佛罗伦萨温度计依赖于管内醇的膨胀和收缩(可能的玻璃)。随着温度升高,酒精迅速扩增。但是,速度并不完全是恒定的。这转化为不准确的读数。
在1714年,华氏创造了两种饮酒温度,比佛罗伦萨温度计更精确。同年期间,华氏人们开始研究法国物理学家的实验,这些家务学家们专门研究了汞的热性质的研究。
1714 - 1766 - Chronometer
在过去的两个世纪里,人类一直在公海航行。对于一些国家,他们的整个经济依赖于海上贸易。当然,我们无法忽视军用海运船的航行。船长知道如何通过使用准确的工具计算其位置,船船员知道如何导航海洋。Astrolabe,一个天文仪器用于进行测量,该测量允许其用户通过计算纬度来导航。与Astrolabe的问题是,由于地球旋转,难以计算经度。1714年,英国试图通过建立“经度委员会”来纠正这个问题,并向任何可以发明可以在海上保持准确时间的仪器的人提供20,000英镑的奖金。
John Harrison加入了盘子,并在1735年举行了21岁的第一个Chronometer。在四分之一世纪,他在政府进行测试之前将原始模型取代了三次。六十七岁,哈里森通过了在1761年在牙买加的旅程中测试了对他的儿子的儿子对他的儿子进行了调查的责任。在旅途结束时,仪器只有五秒钟。测试是一个响亮的成功。然而,政府认为结果仅仅是侥幸,只有2500英镑的哈里森。
它在法国,该计时器的最终形式最终呈现。1766年,法国提供了大量奖项(从Academie Des Sciences发布),以发展更有效的计数计。Pierre Le Roy设计了一个新的Chronometer,在四十六天的航行后,在八秒钟内准确。虽然比哈里森的天文计大,但制造更具成本效益。
电容式传感器原理
在现代时代,电容器用于制作各种测量。在电容探测和目标表面之间形成的电容在这两个表面之间的距离或间隙之间变化。
电容位移传感器通过测量称为电容的电特性的变化来操作。实际术语“电容”是指空间分开的两个导电物体的响应于施加到两个表面的电压差。当导体经历电流时,在两个表面之间产生电场,导致它们既可以收集正极和负电荷。如果电压的极性反转,则电荷将反转。
电容传感器由于使用交流电压,因此不断更改其位置。当充电移动时,产生交流电流。电容测量确定允许流动的电流量。反过来,电容本身由两个导电物体的接近度和面积决定。进一步远离的较小物体导致较小的电流比更近的更大的物体。重要的是要注意,电容也可以受到坐在两个物体之间的间隙中的材料类型(非导电性的性质中的类型)的影响。
使用平行板电容传感器存在许多优点,特别是与其他传感系统相比。例如,采用电容传感器不经历目标失真,机械装载问题或探针和目标磨损,因为传感器和目标不进行物理接触。此外,分辨率,稳定性和精度匹配或甚至超过激光干涉仪的能力。
在大多数情况下,目标物体充当导电物体之一,传感器或探针作为另一个。它自动假定目标的大小和传感器将保持不变。因此,如果电容要改变,则可能是目标和传感器之间的变化的直接结果。
当电流穿过导体时,电场从所有表面散发出来。在此期间电容传感器应用,传感电压施加到传感器的感测区域。为了获得具有电容性的最精确的测量,必须包含在目标和传感器之间的空间中的来自感测区域发出的电场。在电场不能保持在同一空间内并向外扩展的情况下,将考虑和测量方向的任何变化作为目标位置的变化。
为了停止发生这种情况,实现了一种称为保护的技术。该概念简单 - 传感区域的侧面和背面被另一种类型的导体包围,以相同的电压测量。
当传感区域通过它的电压运行时,完全单独的电路将向防护装置运行相同的电压。发生这种情况时,电场不会在它们之间产生,因为它们共享相同的电压级别。相反,与探针侧面或并排坐在或并排的任何其他导体将与防护装置形成电场,而不是感测区域本身。通过卫兵到位,只有感测区域的前部将能够与目标形成电场,因为这将是唯一一个无人防护的区域。
电容传感器的一般应用包括:
- 液位检测(AS-9000提供纳米水平解析用于超高精度测量)
- 数数
- 材料水平控制
- 诱导成型过程
由于其耐用性,电容探头也非常可靠。它们能够在可以达到高达1,200 f(650℃)的温度下工作。它们还可以在低温温度(4°K)中。电容探针通常能够在对其他传感器禁止限制的环境中起作用。已知电容探针在海中的深度深处工作,甚至在太空中。
结论
统一的测量系统将人类带到一起。我们可以相互合理地交易,导航海洋,计算大气压等等。当然,我们不能忘记我们可以衡量的最重要的事情之一:时间。我们努力衡量我们周围世界的努力促使我们建立多年来有利于人类的工具。随着技术的不断发展,我们只会继续创新和创造更复杂测量。