Научный инструмент представляет собой устройство или инструмент , используемый для научных целей, включая изучение как природных явлений и теоретических исследований. [1]
История [ править ]
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]
Сфера [ править ]
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 [ править ]
Инструменты все чаще основываются на интеграции с компьютерами для улучшения и упрощения управления; улучшать и расширять 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 [ править ]
- Акселерометр , физический, ускорение
- Амперметр , электрический, сила тока, ток
- Анемометр , скорость ветра
- Штангенциркуль , расстояние
- Калориметр , тепло
- Секвенатор ДНК , молекулярная биология
- Динамометр , крутящий момент / сила
- Электрометр , электрический заряд , разность потенциалов
- Электроскоп , электрический заряд
- Электростатический анализатор , кинетическая энергия заряженных частиц
- Эллипсометр , оптические показатели преломления
- Евдиометр , объем газа
- Гравиметр , сила тяжести
- Ареометр
- Инклинометр , наклон
- Интерферометр , оптика, инфракрасные спектры света
- Магнитограф , магнитное поле
- Магнитометр , магнитный поток
- Манометр , давление воздуха
- Масс-спектрометр , идентификация / характеристика соединений
- Микрометр , расстояние
- Микроскоп , оптическое увеличение
- 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 инструментов [ править ]
- 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 [ править ]
- Джонс, Уильям
- Кипп, Петрус Якобус
- Ле Бон, Гюстав
- Рулофс, Арьен
- Шёнер, Йоханнес
- Фон Райхенбах, Георг Фридрих
История научных приборов [ править ]
- История науки и техники в Китайской Народной Республике
Музеи [ править ]
- Коллекция историко-научных инструментов (ЧСИ)
- Музей Бурхааве
- Фонд химического наследия
- Немецкий музей
- Королевская галерея Виктории по поощрению практической науки
- Музей истории науки Уиппла
Типы научных инструментов [ править ]
- Оптический инструмент
- Электронное испытательное оборудование
См. Также [ править ]
- Приборы
- Инструментализм , философская теория
- Список предметов коллекционирования
- Словарное определение -tron в Викисловаре, суффикс для обозначения сложного научного инструмента, такого как циклотрон , фитотрон , синхротрон , ...
Ссылки [ править ]
- ^ 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 создатели . 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; Лемол-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 .
