Научный инструмент представляет собой устройство или инструмент , используемый для научных целей, включая изучение как природных явлений 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 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 были изготовлены мастерами, живущими недалеко от учебного или исследовательского центра, такого как университет или исследовательская лаборатория.. Производители инструментов проектировали, конструировали и совершенствовали инструменты для определенных целей, но если бы спрос был достаточным, инструмент поступал бы в производство как коммерческий продукт. [4] [5]
В описании использования эвдиометра по Ингенхаузу , чтобы показать фотосинтез , биограф наблюдается, «История использования и эволюции этого инструмента помогает показать , что наука не только теоретическое усилие , но в равной мере деятельность основывается на инструментальном основа, которая представляет собой коктейль из инструментов и техник, обернутых в социальную среду внутри сообщества практиков. Было показано, что эвдиометр является одним из элементов в этом сочетании, которое объединяет все сообщество исследователей, даже когда они расходятся о значении и правильном использовании вещи ». [6]
К началу Второй мировой войны потребность в улучшенном анализе продуктов военного времени, таких как лекарства, топливо и боеприпасы, подняла приборы на новый уровень. [7] Сегодня изменения в инструментах, используемых в научных целях, особенно в аналитических инструментах, происходят быстро, при этом становится все более необходимым подключение к компьютерам и системам управления данными. [8] [9]
Объем
Научные инструменты сильно различаются по размеру, форме, назначению, сложности и сложности. Они включают относительно простое лабораторное оборудование, такое как весы , линейки , хронометры , термометры и т. Д. Другие простые инструменты, разработанные в конце 20-го или начале 21-го века, - это Foldscope (оптический микроскоп), SCALE (периодическая таблица KAS), [10] MasSpec Pen (ручка , которая обнаруживает рак), то измеритель глюкозы и т.д. Тем не менее, некоторые научные инструменты могут быть достаточно большими размерами и значительными по сложностям, как коллайдеры частиц или радиотелескопантенны. И наоборот, микромасштабные и наноразмерные технологии развиваются до такой степени, что размеры инструментов смещаются в сторону крошечных, включая наноразмерные хирургические инструменты , биологические наноботы и биоэлектронику . [11] [12]
Цифровая эра
Инструменты все чаще основываются на интеграции с компьютерами для улучшения и упрощения управления; улучшить и расширить инструментальные функции, условия и настройки параметров; и оптимизировать выборку, сбор, разрешение, анализ данных (как во время, так и после обработки), а также хранение и поиск. Усовершенствованные инструменты могут быть подключены в виде локальной сети (LAN) напрямую или через промежуточное программное обеспечение и могут быть дополнительно интегрированы как часть приложения управления информацией, такого как система управления лабораторной информацией (LIMS). [13] [14] Связь с приборами можно расширить с помощью Интернета вещей.(IoT), позволяющие, например, лабораториям, разделенным на большие расстояния, подключать свои инструменты к сети, за которой можно наблюдать с рабочей станции или мобильного устройства в другом месте. [15]
Примеры научных инструментов
Для списков астрономических инструментов см. Список типов телескопов и Список астрономических интерферометров в видимом и инфракрасном диапазонах волн .
ЯМР-спектрометр , идентификация химических соединений, медицинская диагностическая визуализация
Омметр , электрическое сопротивление / импеданс
Осциллограф , напряжение электрического сигнала, амплитуда, длина волны, частота, форма / шаблон формы волны
Сейсмометр , ускорение
Спектрограмма , частота звука, длина волны, амплитуда
Спектрометр , частота света, длина волны, амплитуда
Телескоп , световое увеличение (астрономия)
Термометр , измерение температуры
Теодолит , уголки, геодезические
Термопара , температура
Вольтметр , напряжение
Список производителей научных приборов
Sciencekatta.com , Индия
454 Life Sciences , Соединенные Штаты Америки
ADInstruments , Новая Зеландия
Agilent Technologies , Соединенные Штаты Америки
Антон Паар , Австрия
A. Reyrolle & Company
Бекман Коултер , Соединенные Штаты Америки
Bruker , Соединенные Штаты Америки
Cambridge Scientific Instrument Company , Великобритания
Элементар , Германия
Хориба , Япония
JEOL , Япония
LECO Corporation , Соединенные Штаты Америки
Markes International , Соединенное Королевство
Malvern Instruments , Великобритания
McPherson Inc , Соединенные Штаты Америки
Меттлер Толедо , Швейцария / Соединенные Штаты Америки
MTS Systems Corporation , США, механическая
Novacam Technologies , Канада
Oxford Instruments , Великобритания
Pall Corp. , Соединенные Штаты Америки
ПеркинЭлмер , Соединенные Штаты Америки
Полимерный уголь , Испания
Shimadzu Corp. , Япония
Techtron , Мельбурн, Австралия
Thermo Fisher Scientific , Соединенные Штаты Америки
Waters Corporation , Соединенные Штаты Америки
Список разработчиков научных приборов
См. Также: Список производителей астрономических инструментов , Категория: Производители научных инструментов и Worshipful Company of Scientific Instruments Makers.
Джонс, Уильям
Кипп, Петрус Якобус
Ле Бон, Гюстав
Рулофс, Арьен
Шёнер, Йоханнес
Фон Райхенбах, Георг Фридрих
История научных приборов
История науки и техники в Китайской Народной Республике
Музеи
Коллекция историко-научных инструментов (CHSI)
Музей Бурхааве
Фонд химического наследия
Немецкий музей
Королевская галерея Виктории по поощрению практической науки
Музей истории науки Уиппла
Типы научных инструментов
Оптический инструмент
Электронное испытательное оборудование
Смотрите также
Приборы
Инструментализм , философская теория
Список предметов коллекционирования
Словарное определение -tron в Викисловаре, суффикс для обозначения сложного научного инструмента, такого как циклотрон , фитотрон , синхротрон , ...
использованная литература
^ a b c Hessenbruch, Арне (2013). Справочник по истории науки . Тейлор и Фрэнсис. С. 675–77. ISBN 9781134263011.
^ Уорнер, Дебора Джин (март 1990). «Что такое научный инструмент, когда он стал одним и почему?». Британский журнал истории науки . 23 (1): 83–93. DOI : 10.1017 / S0007087400044460 . JSTOR 4026803 .Внешняя ссылка в |title=( помощь )
^ a b "Соединенные Штаты против пресвитерианской больницы". Федеральный репортер . 71 : 866–868. 1896 г.
^ Тернер, AJ (1987). Ранние научные инструменты: Европа, 1400-1800 гг . Издательство Филиппа Уилсона.
^ Bedini, SA (1964). Ранние американские научные инструменты и их производители . Смитсоновский институт . Проверено 18 января 2017 года .
^ Geerdt Magiels (2009) От солнечного света к пониманию. Ян Инген Хоуш, открытие фотосинтеза и науки в свете экологии , стр. 231, VUB Press ISBN 978-90-5487-645-8
^ Mukhopadhyay, R. (2008). «Возвышение инструментов во время Второй мировой войны» . Аналитическая химия . 80 (15): 5684–5691. DOI : 10.1021 / ac801205u . PMID 18671339 .
Перейти ↑ McMahon, G. (2007). Аналитическое оборудование: руководство по лабораторным, портативным и миниатюрным приборам . Джон Вили и сыновья. С. 1–6. ISBN 9780470518557.
^ Khandpur, RS (2016). Справочник по аналитическим приборам . McGraw Hill Education. ISBN 9789339221362.
^ Shadab, К. (2017). «КАС ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА». Международный исследовательский журнал естественных и прикладных наук . 4 (7): 221–261.
^ Osiander, R. (2016). Даррин, MAG; Барт, JL (ред.). Системная инженерия для микромасштабных и наноразмерных технологий . CRC Press. С. 137–172. ISBN 9781439837351.
^ Джеймс, WS; Лемоль-младший, GM (2015). Latifi, R .; Rhee, P .; Грюсснер, RWG (ред.). Springer. С. 221–230. ISBN 9781493926718. Отсутствует или пусто |title=( справка )
^ Wilkes, R .; Мегаргл Р. (1994). «Интеграция приборов и лабораторной системы управления информацией на информационном уровне: спектрометр с индуктивно связанной плазмой». Хемометрика и интеллектуальные лабораторные системы . 26 (1): 47–54. DOI : 10.1016 / 0169-7439 (94) 90018-3 .
Перейти ↑ Carvalho, MC (2013). «Интеграция аналитических инструментов с компьютерным скриптингом» . Журнал автоматизации лабораторий . 18 (4): 328–33. DOI : 10.1177 / 2211068213476288 . PMID 23413273 .
^ Perkel, JM (2017). «Интернет вещей приходит в лабораторию» . Природа . 542 (7639): 125–126. Bibcode : 2017Natur.542..125P . DOI : 10.1038 / 542125a . PMID 28150787 .