Научный прибор — это устройство или инструмент, используемый в научных целях, включая изучение как природных явлений, так и теоретических исследований. [1]
Исторически определение научного инструмента менялось в зависимости от использования, законов и исторического периода времени. [1] [2] [3] До середины девятнадцатого века такие инструменты назывались «натурфилософскими» или «философскими» приборами и инструментами, а более старые инструменты от античности до средневековья (такие как астролябия и маятниковые часы ) бросают вызов более современному определению «инструмента, разработанного для качественного или количественного исследования природы». [1] [3] Научные инструменты изготавливались производителями инструментов, живущими рядом с центром обучения или исследований, например университетом или исследовательской лабораторией .. Производители инструментов проектировали, конструировали и совершенствовали инструменты для определенных целей, но если спрос был достаточным, инструмент запускался в производство как коммерческий продукт. [4] [5]
В описании использования эвдиометра Яном Ингенхаузом для демонстрации фотосинтеза биограф заметил: «История использования и эволюции этого инструмента помогает показать, что наука — это не только теоретическое исследование, но и деятельность, основанная на инструментальном анализе. основу, которая представляет собой коктейль инструментов и методов, завернутый в социальную среду в сообществе практиков. Было показано, что эвдиометр является одним из элементов в этом сочетании, которое удерживало целое сообщество исследователей вместе, даже когда они были в разногласиях. о значении и правильном использовании вещи». [6]
Ко времени Второй мировой войны спрос на улучшенные анализы продуктов военного времени, таких как лекарства, топливо и боевые агенты, поднял приборостроение на новую высоту. [7] Сегодня изменения в инструментах, используемых в научных исследованиях, особенно в аналитических инструментах, происходят быстро, а взаимосвязи с компьютерами и системами управления данными становятся все более необходимыми. [8] [9]
Научные инструменты сильно различаются по размеру, форме, назначению, сложности и сложности. Они включают в себя относительно простое лабораторное оборудование , такое как весы , линейки , хронометры , термометры и т. д . Другими простыми инструментами, разработанными в конце 20-го или начале 21-го века, являются Foldscope (оптический микроскоп), SCALE (KAS Periodic Table), [10] ручка MasSpec ( ручка, которая обнаруживает рак), глюкометр и т. д . Однако некоторые научные инструменты могут быть довольно большими по размеру и значительными по сложности, например, коллайдеры частиц или радиотелескопы.антенны. И наоборот, микро- и нанотехнологии развиваются до такой степени, что размеры инструментов смещаются в сторону крошечных, включая наноразмерные хирургические инструменты , биологических нанороботов и биоэлектронику . [11] [12]
Инструменты все чаще основываются на интеграции с компьютерами для улучшения и упрощения контроля; улучшать и расширять инструментальные функции, условия и настройки параметров; и оптимизировать выборку данных, сбор, разрешение, анализ (как во время, так и после обработки), а также хранение и поиск. Усовершенствованные инструменты могут быть подключены как локальная сеть (LAN) напрямую или через промежуточное программное обеспечение , а также могут быть дополнительно интегрированы как часть приложения управления информацией , такого как система управления лабораторной информацией (LIMS). [13] [14] С помощью Интернета вещей можно еще больше расширить возможности подключения инструментов .(IoT), позволяющие, например, лабораториям, разделенным большими расстояниями, подключать свои приборы к сети, которую можно контролировать с рабочей станции или мобильного устройства в другом месте. [15]