6 Билет. Использование достижений естественных наук в приборостроении. Приборостроение.

Приборостроение — отрасль науки и техники, являющаяся отраслью машиностроения, разрабатывающая и производящая средства измерения, обработки и представления информации, автоматические и автоматизированные системы управления

Основным направлением развития приборостроения является измерительная техника, состоящая из методов и приборов измерения механических, электрических, магнитных, тепловых, оптических и других физических величин. Измерительные приборы совместно с автоматическими управляющими и с исполнительными устройствами образуют техническую базу автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Среди великих открытий и изобретений феодальных времён стали очки и компас. Место и время изготовления первых очков точно неизвестно. Впервые оптические очки появились в Европе, в Венеции, в XIII в. Потребность в очках вызвала развитие стекольного дела, и в частности шлифовки стекол. В XIV—XV вв. стекольно-шлифовальное дело начинает быстро развиваться преимущественно в Голландии. Изготовление и применение очков подготовили изобретение подзорной трубы, микроскопа и привели к созданию теоретических основ оптики.

Возникновение оптики дало не только огромный материал наблюдений, но и совершенно иные, чем раньше, средства для науки, позволило сконструировать новые приборы для исследований.

Использование явления магнетизма и создание компаса позволили человеку значительно расширить масштабы путешествий как по суше, так и по морю. Точные данные о времени и месте применения магнетизма и изобретения компаса неизвестны. По-видимому, магнетизм впервые был обнаружен в виде естественной намагниченности некоторых железных руд. Наиболее древнее практическое применение магнетизма известно в Китае, где в летописи III в. до н. э. имеются записи о применении компаса, первоначально употреблявшегося при сухопутных путешествиях. До наших дней сохранилась медная с делениями пластинка от компаса, стрелкой которого служил природный магнитный железняк, отшлифованный в виде ложечки. Своей выгнутой поверхностью стрелка прикасалась к дощечке.

Первое упоминание о компасе в Европе относится к XII—XIII вв. Вначале компас представлял собой магнитную стрелку, укрепленную на пробке, которая плавала в сосуде с водой. В начале XIV в. компас был усовершенствован: к стрелке прикрепили небольшой круг, получивший название «картушка». Круг разделялся на 16 делений, румбов. Вращающаяся стрелка с картушкой помещалась в круглой коробке. В XVI в. картушка делилась на 32 румба, по 11,4°. В России поморы в XVI в. называли компас «маткой». Главное применение компас нашел в морском деле, став основным прибором для судовождения. Компас, подзорная труба, а также выросшая техника морского дела» позволили в конце XV и в XVI в. осуществить великие географические открытия.

Современная измерительная аппаратура предназначается не только для воздействия на органы чувств человека, как, например, в случае сигнализации или отсчёта результатов измерения наблюдателем, но всё чаще для автоматической регистрации и математической обработки результатов измерения и передачи их на расстояние или для автоматического управления какими-либо процессами. В приборах и системах на разных участках измерительных каналов используются механические, электрические, пневматические, гидравлические, оптические, акустические сигналы, амплитудная, частотная и фазовая модуляции; чрезвычайно широко применяются импульсные и цифровые устройства, следящие системы. Процесс измерения современными измерительными устройствами состоит в целенаправленном преобразовании измеряемой величины в форму, наиболее удобную для конкретного использования ( восприятия) человеком или машиной. Например, смысл действия всех электроизмерительных приборов (амперметров, вольтметров, гальванометров и др.) заключается в том, что с их помощью измеряемая электрическая величина, изменения которой непосредственно органами чувств человека не могут быть оценены количественно, преобразуется в определённое механическое перемещение указателя (стрелки или светового луча). Таково же назначение и многих механических измерительных приборов и измерительных преобразователей, с помощью которых разнообразные физические величины преобразуются в механическое перемещение (штангенциркуль, микрометр, пружинные весы, ртутный термометр, пружинный манометр или барометр, волосяной гигрометр и т. п.).