科学仪器及其用途列表

1) 高度计

它也被称为海拔计。它用于测量物体高于固定水平（例如地表、水面等）的高度或距离。例如，它可以测量飞机、航天器等相对于地球或海平面的高度。

高度计可分为两种类型

气压高度计或空盒气压计：它通过计算物体（可以是飞机、热气球或任何其他在空中飞行的物体）的气压，来测量其在固定表面上方的位置高度或距离。它的工作原理是气压随高度的增加而降低。因此，压力越低，物体的高度就越高。气压高度计由德国工程师 Paul Kollsman 于 1920 年代发明。

无线电高度计：它通过使用无线电波信号测量物体高于陆地或水面的高度或距离。例如，它从空中的物体向地面发送无线电波，然后测量无线电波从物体到地面再从地面返回物体所需的时间。时间越长，高度就越高。第一个无线电高度计由 Lloyd Espenschied 于 1924 年发明。

2) 安培计

这种科学仪器用于测量电流。电流是电子的流动，以安培为单位测量。因此，它是一种测量安培电流的仪器，因此被称为安培计或电流计。

根据构造原理分类的安培计类型

• 永磁动圈 (PMMC) 安培计
• 动铁 (MI) 安培计
• 电动势型安培计
• 整流型安培计

根据我们进行的测量类型，有两种类型

• 直流安培计
• 交流安培计

永磁动圈 (PMMC) 安培计：它有一个位于磁铁两极之间的线圈。当电流通过线圈时，线圈开始偏转。通过线圈的电流越大，偏转就越大。它只测量直流电 (DC)。

动铁安培计 (MI)：它可以测量交流电和直流电。当电流通过时，永磁铁两极之间的线圈自由移动，并以一定角度偏转。偏转与通过线圈的电流大小成正比。

它有一个铁片，当电流通过线圈时，由于电流通过线圈产生的磁场，铁片被吸引到线圈。被吸引的铁片产生一个偏转扭矩，导致指针在刻度上移动。

电动势安培计：它也能够测量交流电和直流电。使用这种安培计的主要优点是它对交流电和直流电具有相同的校准。

整流安培计：它只测量交流电。它使用动圈和整流器来测量电流。它首先将交流电整流为直流电，然后进行测量。刻度经过校准以测量交流电。

3) 风速计

它用于测量大气、风洞、房屋等地的风速、风向和风压。它配有一个旋转轮。风力越强，轮子旋转得越快。仪器计算旋转次数，并根据旋转次数计算风速。它被气象学家广泛用于研究天气模式，也被物理学家用于研究空气运动。

常用的风速计由三到四个连接到水平杆的杯子组成。这些杆连接到垂直杆。当风吹动时，杯子开始旋转，使垂直杆旋转。风力越强，杆子旋转得越快。

4) 听力计

它设计用于在评估听力敏锐度时测量声音强度。它被听力学家和其他受过培训的医务人员广泛用于检查一个人的听力阈值，并识别和量化一个人的听力损失程度。根据使用该设备获得的发现和读数，可以开出适当的医疗治疗和助听器。

该设备通常包括一个连接到耳机和反馈按钮的硬件单元。这些仪器常见于耳鼻喉科 (ENT) 诊所和其他听力中心。

5) 气压计

它测量大气压力，即空气施加在地球表面的压力。我们的大气层由包裹地球的不同空气层组成。由于地心引力，空气会压迫它接触的一切，这种空气压力称为大气压力，由气压计测量。大气压力随海平面以上或以下距离的变化而变化。

气压计基本上有两种类型

水银气压计：它由意大利物理学家 Evangelista Torricelli 于 1640 年代发明。因此，有时它也被称为托里切利气压计。它由一个倒置的玻璃管组成，倒置在一个装满水银的容器中。玻璃管在倒置在水银容器中之前先装满水银。管中的水银液面下降，在顶部形成真空。管中水银的液面随大气压力的变化而变化；大气中空气施加在容器中水银表面的重量或压力。如果管中水银的重量小于空气施加在容器中水银上的压力，则管中水银的液面会上升，这表明大气压高。相反，如果水银液面下降，则大气压低。

空盒气压计：它是液体气压计的替代品，因为水银是一种有毒的液态金属。它由法国科学家 Lucien Vidi 于 1884 年发明。它看起来像一个时钟或指南针，里面有一个柔性金属盒，里面的空气被抽走。因此，外部大气压力的轻微变化会导致金属盒膨胀和收缩。金属盒的膨胀和收缩使指针在气压计的表盘周围上下移动，这表明压力变化有助于找出大气压力。在现代，我们使用数字气压计在屏幕上显示读数。

6) 电子显微镜

它用于观察极小的物体，例如原子、细菌或病毒。它使用电子来创建被观察物体或样本的图像。与普通显微镜相比，它的放大倍数或分辨率非常高。电子显微镜可以将物体放大到两百万倍，而光学显微镜只能放大到 2000 倍。第一台电子显微镜由德国工程师 Max Knoll 和 Ernst Ruska 于 1931 年发明。

电子显微镜具有高分辨率和高放大倍数的原因是什么？

电子显微镜使用电子束来照射物体，而不是像光学显微镜那样使用光束。电子的波长比光子和电磁辐射等的波长小得多。小波长有助于产生更放大的样本视图。除此之外，在电子显微镜中，图像是通过使用静电和电磁透镜形成的，这些透镜控制并聚焦电子束在相对于物体的特定平面上。在光学显微镜中，玻璃透镜用于将光聚焦到物体上以形成图像。

7) 内窥镜

这种仪器用于在不进行手术的情况下检查或观察我们体内的内脏器官。它是一根细长的管子，足够灵活，可以在我们体内移动。它有一个灯和一个摄像头，可以让我们在电视屏幕上看到我们身体的内部。它用于检查喉咙、食道、胃等器官。

它可以通过口腔、肛门或在微创手术期间在皮肤上做的小切口插入体内。除此之外，内窥镜还用于活检（切除组织）以检查疾病。

内窥镜根据其在体内观察的器官可分为不同的类型，例如

• 结肠镜：它用于检查结肠，因此通过肛门插入。
• 支气管镜：它通过口腔向下插入气管或气管，以观察和检查肺部。
• 胃镜：它用于检查胃，并通过口腔向下插入食道或食管。
• 宫腔镜：它设计用于检查子宫。它通过子宫颈进入体内。
• 十二指肠镜：它用于检查和治疗胰管或胆管。它通过胃进入体内。
• 膀胱镜和输尿管镜：它通过尿道进入体内。它用于检查或观察输尿管和膀胱。

8) 测深仪

它是一种科学仪器，用于测量水的深度，例如海洋深度。它主要用于船舶，以找出船舶下方的水深。测深仪是一种回声测深仪器，它使用声波计算水深。它向海底发送声波，然后计算声波到达海底并返回源头所需的时间。测深仪的主要部件包括发射和接收振荡器、记录单元和电源单元。第一个实用的测深仪由美国工程师 Herbert Grove Dorsey 发明。

第一台测深仪由位于波士顿的潜艇信号公司于 1925 年开发。它被称为 312 型测深仪。它用于在船舶移动时绘制水深图。它比其他基于测深方法的仪器更精确、更易于使用。因此，它成为海洋调查的重要工具。

9) 检流计

它用于检测或测量微小的电流和电压。它还检测电路中电流流动的方向和电路的零点。零点是指电路中没有电流流动的时间。它还告诉电路中任意两点之间的电压。第一个检流计由 Johann Schweigger 于 1820 年发明。

检流计的主要组成部分包括动圈、悬挂和永磁体。它的工作原理是将电能转换为机械能。磁场中电流的存在会产生磁扭矩，线圈以与电流流量成正比的角度转动。线圈在磁场中的移动表明电流的存在及其强度。因此，其主要功能是检测导体中电流的存在、流动方向和强度。

10) 液体比重计

它是一种科学仪器，设计用于测量不同类型液体的相对密度或比重。该仪器是一个密封的玻璃管，底部较宽的部分包含重物（例如铅或水银），以保持稳定性或使比重计直立漂浮。狭窄的上杆经过校准以进行测量。

将待测比重的液体倒入高容器中，然后将湿度计轻轻浸入液体中，使其自由漂浮。比重计的杆内有一个刻度，可以直接读取读数。管杆上的刻度与液体的相对密度相关。因此，记录下液面接触的校准杆上的读数。

该仪器根据阿基米德原理工作，该原理指出，水对浸没物体施加的浮力等于浸没物体部分排开水的重量。它们主要用于葡萄酒商测试葡萄酒的糖含量，以及科学家进行土壤分析。

11) 水听器

这种科学仪器是一种水下设备，旨在检测、监测和记录来自不同方向的水下声音。

声音就像一种压力波，可以物理地移动粒子。因此，当声音接触水听器时，会产生机械力。水听器根据周围环境中检测到的压力变化，将声波或声能转换为电能。它只监听海中的声音，但不传输任何声音。

水听器具有压电材料，可以是压电换能器，这是一种当对其施加机械力时产生电流的设备。

压电材料可以改变其形状并将剩余的机械能转换为电能。如今，水听器主要用于监听水下生命和自然现象（如波浪、地震和水下火山爆发）的声音。除此之外，它还可以用于水下测绘、水下通信和导航。

12) 湿度计

它用作气象仪器，因为它设计用于测量空气或大气中的湿度。湿度是大气中水蒸气的量。夏天令人不适的粘腻感是由于空气中湿度高。几个世纪以来，已经开发出不同类型的湿度计。最常用的湿度计称为干湿计。它配有两个水银温度计，一个带有干球，另一个带有湿球。Horace Benedict de Saussure 于 1783 年设计了第一批湿度计之一。

湿球中发生蒸发，这会降低其温度，导致其显示比干球更低的温度。此后，通过将环境温度（周围环境的温度或干球的温度）与两个温度计之间的温差进行比较来计算相对湿度。这种类型的湿度计适用于测量室外区域和室内场所（例如需要保持干燥条件的存储区域）的湿度。

13) 测高仪

它用于测量建筑物、树木等物体的高度或海拔。测高仪根据其测量高度的原理可分为不同类型。例如，使用三角函数的刻度测高仪和使用大气压概念的压力测高仪。它最常用于测量建筑行业中建筑物的高度，以及由树艺师测量树木的高度。

测高仪的类型

刻度测高仪：它是最简单的测高仪，由 L 形框架和可调节的直尺组成。使用直尺可以看到物体的顶部，直尺在框架底部和直尺之间形成一个角度。借助这个角度和三角函数公式，可以计算出物体的高度。

压力测高仪：它基于液体沸点随高度增加而降低的原理。它由一个装满水的容器、一个加热装置和一个温度计组成。将水沸腾时的温度与数据表进行比较，以找出物体的高度。

激光测高仪：顾名思义，这些测高仪使用激光测量物体的高度。激光测高仪通常由树艺师用于测量树木的高度。它结合了激光、超声波和倾斜传感器来计算与物体相关的高度、距离和角度。

14) 马赫表

它是一种科学仪器，测量飞机速度与声速之比，该比率称为马赫数 (M)。当 M 等于 1 时，飞机速度等于声速。该仪器对于高速飞行的飞机非常重要。飞行员可以轻松了解他是否在安全速度限制内飞行。

马赫数的计算公式如下

其中 TAS 代表飞机的真实空速

LSS 代表局部声速。

因此，如果马赫数为 2，则表示给定飞机以声速的两倍飞行。

15) 里程表

它是一种科学仪器，指示车辆（例如汽车、摩托车等）行驶的距离。它可以是机械或电子设备，或两者的组合，例如机电里程表。它通常位于车辆的仪表板中。

机械里程表有一系列齿轮。每个齿轮代表一个数字。齿轮随着车轮的旋转而转动。有一排数字不断变化，以显示车辆行驶的距离。

先进的电子或数字里程表配有计算机芯片来测量行驶距离。读数以数字方式显示。本杰明·富兰克林于 1775 年制造了里程表的原型，用于测量他的马车的里程。

16) 欧姆表

它用于测量或计算电路的电阻。电阻单位是欧姆，因此以欧姆为单位测量。电路或导体的电阻表示它对电流流过它的抵抗程度。

欧姆表根据其灵敏度级别可分为不同类型，例如

微欧表：它们用于高精度测量极低电阻。

兆欧表：它用于测量电路的高电阻。

毫欧表：它用于高精度测量低电阻，以检查电路的值。

根据排列方式，欧姆表有两种类型

• 串联式欧姆表：这种欧姆表中，待测电阻与欧姆表串联。在这种情况下，欧姆表被称为串联欧姆表。
• 并联式欧姆表：这种欧姆表中，待测电阻与欧姆表并联。在这种情况下，欧姆表被称为并联欧姆表。它适用于测量低值电阻。

17) 测高仪

它是一种科学仪器，用于非常精确地测量液体表面液位的微小差异。例如，气压计管中水银液位与任何其他容器（例如蓄水池、玻璃管等）中水银液位之间的距离。

它用于无法将刻度尺非常靠近需要计算垂直液位差的点的情况。例如，两列液体（一列水银，另一列任何其他液体，或同一液体在不同时间的两个柱中）上表面的高度差异。

该仪器由安装在垂直柱上的水平望远镜组成，这样在测量液位时，望远镜可以沿着垂直柱上下移动。它还具有一个精确校准的刻度尺，用于读取望远镜的位置。在读取读数之前，应将仪器调平，然后使望远镜目镜中的十字线与一个点的图像重合，并记录读数；同样，它再次与另一个点或表面的图像重合，并记录读数。然后计算这两个读数之间的差值，这就是所需的表面液位差。

示差计可用于测量同一管中液体在不同时间的液位，例如测量毛细管中液体的表面张力。它还可用于检查由于化学反应引起的膨胀计中液位差异。

18) 比色计

量热计用于测量光波的吸收率。它是一种光敏设备，用于测量穿过液体样本的光的吸收率。吸收率是含有溶质的溶液吸收光的量。

这种测量有助于根据比尔定律找出给定溶液中物质或已知溶质的浓度，因为吸收光的量取决于给定溶液中溶质的浓度。该定律指出，溶液中溶质吸收光的量与溶质的浓度成正比，这意味着溶质越多，吸收的光越多。

比色计的部件包括光源、含有样本的比色皿和检测光的太阳能电池。使用比色计，将穿过溶液的光量与可以穿过不含溶质的纯溶剂样本的光量进行比较。测量光在开始时和穿过溶液后的光量之间的差值。

在使用比色计之前，首先准备和测试已知浓度的几种样品溶液。然后绘制已知浓度与吸光度之间的图表，从而生成校准曲线。然后将未知样品的读数或吸光度与曲线上已知样品的读数进行比较以测量浓度。

比色计通常配有光电池，可以检测穿过给定溶液的光量。光电池产生电流，该电流取决于穿过有色溶液后撞击它的光量。如果穿过溶液的光较少，则产生的电流也较少。

19) 植物生长计

它是一种用于测量植物生长的设备。它由 Sir Jagadish Chandra Bose 在 20 世纪初发明。该仪器的主要组件包括一块烟熏玻璃板和时钟齿轮。该板以规则的距离间隔进行校准，以测量被观察植物的尖端或根部的生长或运动，放大倍数高达 10,000 倍。时钟齿轮的作用是测量不同环境、不同刺激（如温度、气体、化学物质、电力）下对生长的影响。

受 Bose 植物生长计的启发，Randall Fontes 开发了一种现代电子植物生长计，用于在斯坦福研究所测量植物运动，其正常操作范围为 1/1000 到 1/10,000 英寸。

20) 低温计

它是一种温度计，用于测量物体的极低温度。有许多设备可以用作低温计。这些设备主要用于测量太空中的低温。例如

• 热电偶：它可以测量约 1K 的低温。
• 蒸汽压温度计：它可以测量低至 0.5K 的温度。
• 电阻温度计：它可以测量低至 0.01K 的温度。
• 熔化曲线温度计：它可以测量 0.5K 到 0.001K 之间的温度。
• 电阻噪声温度计：它测量约 0.001K。
• 磁性温度计：它适用于 0.001K。
• 核共振温度计：它们用于测量低至 0.0000001K 的低温。

21) 膨胀计

它是一种科学仪器，用于测量由于温度变化而引起的材料体积或长度的变化。这些材料可以是陶瓷、玻璃、聚合物和金属。材料尺寸的这些变化是根据膨胀法测量的。除了温度之外，体积变化还有许多原因，例如流体吸收、化学反应或机械应力（例如固体物体上的压力）。

膨胀计通常是一种复杂的科学仪器。然而，也提供具有简单机制的膨胀计。一些常见的膨胀计类型如下

• 平板膨胀计：它也被称为容量膨胀计。它由两块板组成；一块板可以移动，而另一块板保持固定。它特别用于检测固体体积的变化。将一薄片待测材料插入设备的槽中。当温度升高时它会膨胀，由于这种膨胀，可移动板被推动，该板连接到计算机，可以测量微小的运动。
• 连杆式膨胀计：它也被称为推杆式膨胀计。它设计用于测量材料受热时尺寸的变化。材料体积的变化是相对于仪器杆体积的变化来测量的。仪器杆是一个具有已知膨胀系数的对照样品。因此，通过比较测试样品的膨胀与杆的膨胀，用户可以计算出正在进行测试的样品的膨胀。
• 激光膨胀计：它可以测量尺寸的微小变化。它通常通过将激光照射到测试材料上，并使用激光接收器测量由此产生的阴影直径的微小变化。
• 光学膨胀计：它配有数码相机，可检测测试材料尺寸的微小变化。

22) 验电器

它是一种用于检测物体上是否存在电荷的仪器。第一个验电器由英国医生威廉·吉尔伯特于 1600 年开发。它有一个旋转的指针，被称为验电器。

它基于库仑静电力原理，由一个金属探测器旋钮组成，该旋钮连接到一对金属叶片。在测试物体没有电荷的情况下，金属叶片松散地向下垂向地面。然而，当带电物体靠近验电器时，您可能会注意到以下变化或反应。

如果物体带正电荷，验电器金属中的电子会被电荷吸引并向上移动出叶片，这往往会在叶片中形成暂时的正电荷，并且由于同种电荷相互排斥，叶片会分开。去除电荷后，电子会回到原来的位置，叶片也会回到初始位置。

如果测试物体带负电荷，验电器金属中的电子会排斥并向下移动到叶片的底部。这会暂时增加叶片中的负电荷，同样，由于同种电荷相互排斥，叶片会再次分开。

在这两种情况下，叶片都相互远离，因此应该注意的是，验电器无法判断带电测试物体是带正电荷还是负电荷。它只能用于检测电荷的存在。

验电器的类型

下面描述了两种标准类型的验电器

髓球验电器

它由约翰·坎顿于 1754 年发明。它由一个或两个由不导电轻质材料（称为髓）制成的小而轻的球组成。将测试物体靠近髓球以检测其上是否存在电荷。如果球移向或远离物体，则物体带电，反之亦然。

金箔验电器

它由亚伯拉罕·班尼特于 1787 年开发。与髓球验电器相比，它更灵敏。它由一根垂直金属杆组成，安装在一个玻璃瓶中。该杆的底部末端配有两条平行、薄而柔软的金条。它保存在玻璃瓶中，以防止金箔因空气影响而移动。当带电物体靠近叶片时，叶片会分开，看起来像倒置的“V”，如上图所示。

23) 波长计

它用于测量电磁辐射或波的波长和性质。有时也称为波长计。电磁辐射由许多不同波长的辐射组成，称为电磁波谱。无线电波已知具有最长的波长，伽马射线已知具有最短的波长。因此，波长计旨在根据其波长区分辐射。

24) 验光仪

它是一种跟踪光线进入眼睛后所行进路径的设备。这被称为眼睛屈光。如果光线行进的路径不正常，则称为屈光不正，可以用眼镜或隐形眼镜进行矫正。验光仪这个词来源于两个希腊词“optikos”，意为“视觉”，和“metron”，意为“测量”。

因此，验光仪通过根据一个人的视力提供数字来帮助评估患者的视力。它被验光师或眼科医生广泛用于临床环境。

为了确定合适的镜片处方。眼科专家在使用此设备生成数字时需要非常小心，因为错误度数的镜片可能会进一步恶化患者的视力。使用验光仪称为验光。

25) 耳镜

它是一种由医生使用的专用手持仪器，用于检查耳朵，更具体地说，是耳道和鼓膜。它的名字来源于两个词：“Oto”意为耳朵，“scope”意为观察。然而，它也可以用于检查身体的鼻腔和喉咙通道。

使用耳镜时，一只手握住耳垂，然后将窥器插入耳朵，并可以调整耳镜的位置以更好地观察耳朵的内部部分。

使用此设备时双手都会很忙；一只手握住耳朵，另一只手握住耳镜。它通常由头部、放大镜、灯和握持设备的手柄组成。它的尖端可以操作或调整，以从不同角度观察耳朵和鼻腔通道的不同部分。

一些耳镜可以执行一些专门功能，例如气动耳镜，它会向鼓膜发送一小股空气，以检查鼓膜产生的振动。它可以检测耳道中蜡的堆积或鼓膜的破裂。

26) 潜望镜

它是一种旨在观察障碍物上方或周围的设备，以防止直接视线。它的工作原理基于光的反射定律。因此，放置在视线中的物体会将光反射到目镜，使目标在潜望镜中可见。

它由一个外壳组成，外壳配有两个镜子，彼此成 45 度角，这样当光线落在一个镜子上时，它会被反射回来并落到另一个镜子上，然后再次反射到观察者的眼睛。

它主要用于陆战和海战，以及潜艇导航。它允许用户在保持隐藏、伪装或装甲后面或浸入水中时观察周围环境。

27) 留声机

它是一种用于再现刻纹盘上录制声音的设备。它配有一个唱针或唱针，在跟随旋转盘上的螺旋槽时振动以再现声音。它也称为留声机或唱片播放器。

声音以蜿蜒的凹槽形式刻在留声机盘的旋转表面上，唱针将其雕刻成一系列涟漪。当使用留声机回放录音时，笔会响应涟漪以再现声音。它运行平稳，能够产生清晰高品质的声音。留声机由托马斯·爱迪生于 1877 年 11 月 21 日发明，并于 1878 年 2 月 19 日获得专利。

28) 测谎仪

它有时被称为测谎仪。它通常用于测试一个人在回答与犯罪、事件和任何其他敏感目的相关的一系列是或否问题时的生理反应。其目的是检查一个人在回答一系列问题时是说实话还是撒谎。它也对申请某些政府工作的人进行，例如申请联邦调查局或中央情报局的工作。

进行此测试时，将四到六个传感器放置在人体的不同部位。此后，传感器提供的信号以图形形式记录在移动的纸条上。它通常记录以下由人体产生的生理反应或信号

• 呼吸频率
• 脉率
• 血压
• 出汗

除了上述症状，有时它还可以记录其他信号，如手臂和腿部运动。如果它在回答后偏离正常读数太多，考官会记下它。

29) 高温计

它是一种科学设备，用于在不接触的情况下测量相对较高的温度，例如在炉子中，我们无法使用普通温度计。它基于这样一个事实，即每个热物体都会发出热量或热辐射。因此，大多数高温计通过测量物体发出的热辐射来工作。

该设备接收热辐射，然后对其进行分析和测量，并根据其分析提供物体的温度测量。物质产生的辐射越多，物质的温度就越高。

高温计的基本设计或组件包括光学系统和探测器。由镜头组成的光学系统聚焦于物体发出的热辐射，并收集辐射，然后将其发送到光电探测器，该探测器对辐射敏感。探测器然后分析辐射的能量水平，并相应地提供关于物体温度的输出。探测器将热辐射转换为电信号，这些电信号被处理并转换为输出信号，该信号以物体温度的读数形式显示在显示屏上。第一台高温计设备由 Josiah Wedgwood 发明。

30) 雷达

它代表无线电探测和测距。顾名思义，它是一种探测系统，用于使用无线电波确定远处物体的位置和距离。标准的雷达系统包括一个用于向特定方向发射无线电信号或电磁波的天线，以及一个用于检测和接收从无线电信号路径中的目标物体反射回来的回波的接收器。根据对接收到的回波的分析，计算目标物体的位置、地点、距离和速度。

目标物体与雷达的距离是通过计算波撞击目标并以回波形式返回接收器所需的时间来确定的。雷达系统在第二次世界大战期间由不同国家秘密开发。雷达一词于 1940 年首次由美国海军使用。

它提供以下信息

• 物体移动的角度和方向。
• 指示物体距离雷达有多远的距离。
• 物体和发射器之间的相对运动。
• 可以通过组合不同的测量或脉冲来计算物体的速度和行驶距离。
• 具有高分辨率能力的雷达甚至可以识别物体的形状，例如飞机类型、导弹类型等。

雷达的用途

雷达可用于各种目的，其中一些如下

• 跟踪和检测卫星、航天器、行星和其他天体的位置或存在。
• 在空中导航飞机，在水中导航船舶。
• 控制和管理空中交通。
• 找出敌机、直升机等的位置。

31) 雨量计

它是一种简单的科学仪器，用于测量特定时间间隔内每单位面积的降雨量。它也称为测雨计。

第一个标准雨量计于 1441 年在韩国发明。后来，在 1661 年，Christopher Wren 和 Robert Hooke 在英国开发了第一个翻斗式雨量计。

标准雨量计（圆柱形雨量计）由一个刻度圆筒组成，放置在开阔区域以收集雨水。降雨期间，水会收集在圆筒中。通过观察刻度圆筒中的水位，可以测量总降雨量。例如，如果水位触及一英寸标记，则表示该地点降雨量为一英寸。

雨量计可能有两个圆筒；一个小圆筒放置在大圆筒内部。因此，如果小圆筒满了，多余的雨水将收集在大圆筒中，可用于准确测量总降雨量。

雨量计的类型

除了标准雨量计，还有许多类型的雨量计，例如

• 西蒙斯雨量计
• 翻斗式
• 称重桶

32) 折射仪

它是一种科学仪器，用于测量液体或固体物质的折射率。它测量光从空气进入物质时弯曲或折射的程度。它基于光在不同介质（如固体、液体、气体等）中以不同速度传播的事实。

它使用光折射测量液体和固体的特性。当用于液体时，它会告诉它们的盐度、比重和流体浓度等。该设备用于多个行业，例如食品和饮料行业的研究人员以及珠宝行业的宝石学家。

折射仪的类型

• 手持式或便携式折射仪：可以是手动型或数字型。
• 自动折射仪：它进行自动测量，这往往会减少操作员错误并提供快速结果，并且可以连接其他仪器，例如 pH 计、密度计等。
• 台式阿贝折射仪：它主要用于固体测试，并以其高精度而闻名。
• 在线过程折射仪：它分析流经管道或水箱的液体流量，并配有传感器来测量和比较溶液与对照样品。

折射仪的用途

• 葡萄酒酿造行业用于测量葡萄或其他水果的糖含量。
• 糖公司用它来找出糖浆、浓缩树液等的糖含量百分比。
• 医生用它们来确定血样中蛋白质的浓度。
• 它可用于确定盐水水族箱的盐度。
• 它还可用于通过将其折射率与其他物质的预定义折射率进行比较来识别样品。

33) 六分仪

它用于找出地平线与天体（如恒星、月亮、太阳等）之间的角度。它是一种导航仪器，有助于确定经纬度，更具体地说是太阳、恒星在地平线以上的高度。因此，它有助于航海员在船舶航行时找到自己在地球上的位置。

它有两个镜子，一个固定在六分仪主体上，另一个固定在称为枢轴的指示臂上。镜子的排列允许观察者同时看到两个物体。

它基于以下原理：当一束光线在同一平面上的两个镜子之间反射时，入射光线和反射光线之间的夹角是镜子之间夹角的两倍。

船用六分仪的基本部件如下

• 调节螺丝：它允许用户调节地平镜。
• 三角框架：它提供了一个框架来容纳仪器的其他部件。
• 指标镜：它位于框架顶部，连接到指标臂。
• 指标臂：它可以移动或调整以获取参考体高度的正确读数。
• 望远镜：它允许用户看到物体的放大图像，并通过望远镜观察地平镜。
• 目镜：它是望远镜的镜头，观察者通过它看到物体。
• 地平镜：它允许同时观察两个物体。一个物体直接在视线内，另一个物体从指标镜反射在其旁边。地平镜的一半是镀银的，另一半是透明的。
• 指标板：它的作用是将物体反射到地平镜上。
• 游标刻度：它是一个位于千分尺鼓旁边的弧形刻度，连接到指标臂以指示角度。
• 千分尺鼓：它连接到指标臂的下部。它可以旋转，允许用户在测量角度时进行调整。

观察者需要将六分仪放置在可以看到地平线通过地平镜的透明部分，同时通过望远镜观察。可移动的指标臂具有第二个镜子（指标镜），它接收来自天体的光。该臂的调整方式是使参考天体（例如太阳）的图像出现在地平镜中，并触及地平线。现在，可以根据指标臂沿游标刻度的位置确定天体的高度。

34) 地震仪

它是一种用于检测、测量或记录地震的科学仪器。它能够记录地震期间地面的运动。有时，它也被称为地震计。地震期间会产生地震波。这些传播的振动向所有方向传播，从地震的起源携带能量。地震仪在屏幕或纸张上产生的振动记录称为地震图。使用地震仪，您可以找出地震的震级、深度和位置。

中国天文学家张衡于公元 132 年发明了第一个地震仪，并将其命名为“候风地动仪”。后来，在公元 136 年，中国科学家张衡改进了该仪表，并将其命名为“地动仪”。在现代世界中，第一个地震仪由约翰·米尔恩于 1880 年发明。

我们现代使用的电子地震计可以检测和记录所有方向的运动。除此之外，该仪器还可以用于跟踪大型爆炸、海啸、火山等。

基本地震仪由以下组件组成

• 底座：支撑框架和鼓。
• 框架：容纳质量、弹簧，并在地震期间振动。
• 质量或重物：通过电线或弹簧连接到框架，向下悬挂。
• 笔：在覆盖纸张的鼓上创建图案或图表。
• 旋转鼓：覆盖有纸张，当笔在上面绘制图案时旋转。

地震仪如何工作？

地震仪牢固地安装在地球表面，因此当地震来临或地球振动时，整个仪器开始摇晃，除了质量（重物）由于惯性倾向于保持静止。

质量（重量）和单元的相对运动用于测量地面运动。连接到质量的笔在连接到底座的旋转鼓上绘制之字形图案。该图案显示了底座下方地面振荡振幅的变化。

在某些仪器中，质量上的记录装置记录质量和仪器之间的相对运动，并将其转换为电信号，该信号可以记录在纸张、磁带或任何其他记录介质上。

地面的运动使框架移动，但由于惯性，质量倾向于保持静止，测量框架和质量之间的运动以确定地面的运动。

地震图是地震引起的振动的记录。它有一个水平轴表示时间，以轴测量，垂直轴表示以毫米为单位的地面位移。在没有地震的情况下，读数只是一条直线，除了由于局部扰动引起的微小摆动。

35) 速度计

它是一种安装在车辆中的设备，用于测量车辆在道路上行驶时的速度。它允许驾驶员保持合理安全的车速。它以英里/小时、公里/小时或两者兼有来指示速度。Josip Belusic 于 1888 年发明了第一个速度计。

驱动电缆启动速度计的工作。它为速度计提供输入。电缆的一端连接到轮胎，另一端连接到速度计组件。当车轮移动时，它也会开始移动并将这些旋转传输到速度计。

第一个速度计是由查尔斯·巴贝奇发明的，后来更先进的电动速度计由克罗地亚人约西普·贝卢西奇于 1888 年发明，它被称为测速仪。

它可以分为三种类型

机械速度计：顾名思义，它依靠机械部件（如轴）来获取速度信号，并具有永磁体和离心装置来了解功率扭矩并与弹簧的反作用扭矩保持平衡。

电子速度计：它比机械速度计更先进。它于 1993 年之后推出。电子速度计具有电子速度传感器（如霍尔元件）来获取速度信号，并通过电路处理访问执行器，并直接使用步进电机指针。

电动速度计：在这种速度计中，发电机与变速器输出轴连接，用于获取速度信号，并访问电机以获取功率矩并与弹簧的反作用扭矩保持平衡。

36) 球面计

球面计是一种科学设备，用于高精度测量球面表面的曲率半径。曲面镜的曲率半径是用于制作曲面镜的球体的半径。

它最初由眼镜商用于测量镜片球面表面的曲率。它放置在要测量曲率半径的镜子上。法国光学工程师 Robert Aglae Cauchoix 于 1810 年发现了第一个已知的球面计。

它通常由以下组件组成:

• 三个外腿，形成已知半径的基圆。这些腿平放在平面上。
• 一个平行于三条腿的中心腿，它是一个螺钉，可以拧下来接触表面以获得零读数。
• 螺钉头部有一个刻度盘，用于测量螺钉的微小转动。
• 垂直刻度尺（称为螺距刻度）连接到球面计的一条腿上。它测量球面表面弯曲的高度或深度。螺距是中间螺钉每转一圈移动的距离。

37) 血压计

它用于测量人体血压。

它由以下部分组成

• 袖带：它是一个布套充气橡胶气囊，缠绕或放置在手臂周围。
• 测量装置：用于测量袖带的压力。
• 带阀门的橡胶球：用于充气和释放压力。

使用血压计获得的血压读数由两个数字组成，表示收缩压和舒张压。例如，120/80 mmHg。

上面的数字表示心肌收缩时动脉中的收缩压。舒张压是指两次心跳之间的休息期。心肌的收缩和舒张引起心跳，将血液推入动脉。它导致动脉血压升高（收缩期间）和下降（舒张期间）。收缩期间的最高动脉压称为收缩压，随后是舒张期间的低血压，称为舒张压。

血压计如何工作

将袖带缠绕在人的上臂。然后用橡胶球充气。它被充气，直到动脉完全阻塞或血流完全受限。然后缓慢释放气压，并在释放此压力的同时使用听诊器监听动脉血流声。当阻塞的动脉开始有血流时，会听到搏动或嗖嗖声，此时的压力被记录为收缩压（血压的最高读数）。

继续释放压力，直到检查者听不到声音。声音不再被听到的点被记录为舒张压。

在逐渐释放压力的同时，观察柱中的水银液位以读取血压值。心脏周期中动脉的最高压力是收缩压，心脏周期休息阶段的最低压力是舒张压。高血压表明心脏正在努力将血液泵送到身体的不同部位。

38) 听诊器

它是一种医生使用的科学仪器，用于检测或聆听身体发出的声音，例如心跳以及肺部、肠道中发出的声音，包括外周血管中的血流声和孕妇子宫中胎儿的心音。它用于对患者的状况或疾病进行正确诊断。它是一种双耳设备，因此两只耳朵都使用。

听诊器最常用于检测心脏杂音或异常心跳，以及聆听空气流经肺部的声音，以检测肺部气管和气道中的异常。它由法国医生 R.T.H. Laennec 于 1819 年发明。通常，听诊器由以下组件组成

• 耳塞：有两个耳塞或耳尖，在听声音时插入耳朵。它接收胸件发送的声音。耳塞的解剖学正确位置允许其正确贴合耳道。
• 耳管：它是设备的金属部分，连接橡胶管和耳塞。
• 橡胶管或导管：它是设备的柔性部分，将声音从胸件传输到耳管。
• 杆：它是设备的钢制部分，连接导管和胸件。它还允许用户通过转动胸件来更换胸件的膜片和钟罩侧。
• 头部或胸件：它放置在患者身体上。它可以是单面，其中将有一个膜片或一个钟罩。但是，双面听诊器在一侧有膜片，在另一侧有钟罩。

39) 转速计

它用于测量旋转物体（例如发动机曲轴）的旋转速度。它测量物体每分钟进行的转数。转速计也称为转数计数器。通常，它包括一个表盘和一根指针，以显示与安全和危险限制相关的读数。

发动机的设计是在其极限范围内旋转，或者根据活塞泵送曲轴旋转的能力来旋转。转速表计算曲轴每分钟旋转的次数。如果每分钟转数超过允许范围，运动部件会产生热量和摩擦并会受损。因此，提供了一个转速表，让驾驶员知道安全的速度限制。车辆中使用的转速表有各种类型，例如：

模拟转速表：顾名思义，它包括一个指针和刻度盘式的界面。它不能存储读数。它使用外部频率和电压转换器将速度转换为电压。转换后，电压由模拟电压表显示。

工作原理：发动机的速度被转换为电压，然后传输到动圈。这导致线圈产生磁场，磁场倾向于与磁体的磁场对齐。在此过程中，线圈克服弹簧移动，导致指针偏转。

数字转速表：它们具有数字显示单元和用于存储信息的内存。它基于发电机原理工作，这意味着电机表现得像一个发电机，它根据轴的速度产生电压。此外，它还能够执行统计功能，如求平均值。

工作原理：它配有一个光学传感器，可以产生脉冲。这些脉冲与旋转速度成正比，并被计数，从而确定每秒的总脉冲数。它提供每秒转数，然后乘以60得到每分钟转数（RPM）。它可以测量低至0.5 RPM和高达1000 RPM的速度。

数字转速表有两种类型：

接触式：顾名思义，它与旋转轴有直接的物理接触。它连接到电动机或机器上，并连接一个光学编码器或磁传感器来测量RPM。

非接触式：它不需要与旋转轴进行任何物理接触。转速表将红外光束或激光束直接照射到旋转轴上以获取读数。它具有LCD显示屏，可以测量1到99999 RPM。

40) 测距仪

它用于测量两个物体之间的距离，这两个物体可能是移动的，也可能只有一个移动而另一个是静止的。它最初由军队开发，用于根据枪声来确定敌方营地的距离。即使在今天，它仍然与其它技术结合使用在军事中，以确定敌方武器和导弹的射程。除了这些应用，它还可以用于预测天气状况、追踪鸟类和水生动物、探索太空等等。

测距仪使用三角学和数学计算来提供结果。早期的测距仪模型由两个连接在一起的望远镜组成，它们之间有一定距离，但都聚焦在同一个目标上。然后，通过将望远镜与目标物体的相对距离作为分离两个望远镜的光学差的因素进行三角测量来计算距离。

然而，在现代，先进的测距仪利用雷达、GPS和声波技术更快地进行计算。大多数测距仪可能内置计算机驱动器，根据速度、地图数据和声波反弹来计算距离。

测距仪的主要用途

• 电子测距仪帮助战斗机估计敌方射击的距离。它还有助于使用导弹锁定摧毁目标；导弹锁定是一个获取目标并跟踪目标以引导导弹精确击中的过程。
• 它被太空机构用于收集数据和监测卫星运动。
• 它被气象部门用于确定风暴的时间、速度和距离。
• 动物学家用它来追踪鸟类和海洋生物，以分析物种和迁徙数据。

41) 温度计

它是一种用于测量温度的科学设备。它有不同的类型，因为它可以用来测量各种物质的温度，如食物、液体、气体、空气和人体温度。常用的温度测量单位包括开尔文、华氏度和摄氏度。

为了测量体温，我们通常使用液体温度计或数字温度计，两者描述如下：

液体温度计：它由一个校准过的密封管组成，管内含有液体，通常是汞。它是一个模拟温度计，因为管上有刻度。它测量体温的范围在35摄氏度到42摄氏度之间。

它的工作原理是液体随温度升高而膨胀。因此，随着温度升高，温度计中的汞膨胀并沿刻度上升，在完全响应温度膨胀后停止移动。刻度上的读数表示温度。

由于它们含有剧毒的汞，所以多年来一直没有使用。然而，只要它在管内就没有危险，但如果管子破裂，有人可能会接触到这种有毒液体。因此，一些液体温度计含有酒精基液体，如乙醇。它既安全又可以测量低温，因为酒精的冰点低于汞的冰点。

数字温度计：顾名思义，它有一个数字面板来以数字形式显示读数，例如98华氏度。它是一种紧凑的设备，易于使用、存储和携带，并且更准确。在儿童的情况下，它可以用于腋下。它有一个电子电路，可以捕获信息并将其发送到微芯片，微芯片处理信息并在数字面板上显示。

红外线温度计：这些温度计无需接触物体即可检测温度。因此，它们在筛查感染（例如冠状病毒）时被广泛使用。它们允许您在与人的合理距离内测量温度。

它们通过捕捉身体以红外能量形式发出的热量来工作。温度是通过物体发出的红外波的发射光谱计算出来的，无需任何直接接触。

温度计的用途

• 医生在发烧或任何其他疾病期间使用它来检查体温。
• 它可以在厨房中使用，以测量食物的温度。
• 它用于冰箱和空调，以保持设定的温度。
• 在工厂中，它用于启动和关闭熔炉。您需要选择适合您要求的正确类型的温度计。

42) 眼压计

眼压计用于测量人眼内部的压力。眼睛的这种内部压力称为眼内压（IOP）。眼压测量是一种使用眼压计进行的测试，用于诊断青光眼，这是一种眼内液体压力升高可能损害视神经的疾病。

医生常用的是戈德曼压平眼压计。在戈德曼眼压测量中，首先将麻醉眼药水滴入眼睛，然后滴入少量荧光素染料。然后用钴蓝色光照射荧光素和眼压计。之后，对眼睛施加一个小的压力，使其压平角膜。作为反应，角膜向眼压计回推，测量此推力以获得输出。有些眼压计非常紧凑，就像一支钢笔一样，轻轻地在角膜上施加短时间。

在非接触式眼压测量中，使用非接触式眼压计，通过吹气来压平角膜以测量眼内压。虽然无痛，但吹气时会产生声音。

43) 文丘里流量计

它是一种科学设备，用于测量流经管道的流体的速度和流量。它基于伯努利方程原理工作，该原理指出，速度增加时压力减小。

尽管文丘里流量计的原理首次由G.D.文丘里于1797年提出，但直到1887年才在C.赫歇尔的支持下得到认可。该原理指出，当液体流经的管道横截面积减小时，在不同的流动区域之间会产生压差，这可以用于测量压差。

文丘里流量计由以下三个主要部件组成：

• 收缩部分：它是设备的起始部分，其半径或横截面积随着我们向设备的中间部分前进而减小。因此，水流速度增加，压力减小。
• 喉部：它是设备的中心部分，其横截面积保持不变，因此文丘里流量计此部分中的水流速度和压力保持恒定。
• 扩散部分：它是流体排出部分。它允许流体恢复其压力和动能。

一个压力计连接在设备的第一个部分和喉部之间，用于记录收缩部分和喉部之间的压差。它根据压差指示流体通过管道的流速。

工作方式

管道的一端连接到收缩部分，管道的另一部分连接到扩散部分。水进入收缩部分，然后进入喉部。在收缩部分，由于面积减小，速度增加，压力减小。然后水进入喉部，喉部的面积均匀且在设备中最小。因此，当水进入喉部时，其速度和压力保持不变，这导致流体在两个截面处产生压差，通过压力计注意到并用于计算通过文丘里流量计的流量。

44) 游标卡尺

它用于测量线性尺寸，例如两点之间的距离或直线。它是测量球形物体（如管道、圆柱体）直径的理想测量工具，因为卡尺的钳口可以放置在圆周的两侧。它由皮埃尔·游标于1631年发明。

游标卡尺有一个固定不变的主尺和一个可移动的游标尺。主尺以毫米或英寸的十分之一为单位进行测量。使用这种测量设备，可以进行精确的小读数，低至0.02毫米或0.001英寸。

它可用于三种类型的测量，包括外部距离（如物体的长度）、内部距离（如凹槽或孔的宽度或直径）以及孔的深度或台阶的高度。

游标尺的准确性还取决于一个人检测对齐和未对齐线条的能力。先进的卡尺是数字的，因为它们带有LCD显示屏来显示读数。这减少了读取刻度时出错的机会。

45) 粘度计

它是一种用于测量流体和半固体（包括固体食品）粘度的仪器。粘度是流体抵抗流动的能力。通过测量粘度，可以测量或量化材料的厚度或内摩擦。测量粘度的单位是厘泊（cP）或帕斯卡秒（Pa-s）。例如，水的粘度为一厘泊（cP）。

有各种各样的粘度计可用于广泛的应用。例如，没有运动部件的经典毛细管，以及先进的液压系统，克雷布斯-斯托默粘度计等等。

粘度计在质量保证实验室中非常有用，用于检查因错误加工、配方和陈化等原因引起的材料流动行为。例如，它被广泛用于生产果汁、番茄酱、果酱、口香糖、糖浆、蛋黄酱、蜂蜜等的食品加工厂。它允许他们检查食品稠度，以保持产品质量。

不同的粘度计根据其设计、组件和样品性质在不同的物理原理下工作。这类设备的一些类型包括旋转粘度计、U形管毛细管粘度计、落球粘度计和快速粘度分析仪（RVA）等。

下面描述了一些粘度计的工作原理：

• U形管毛细管粘度计：在该设备中，液体被强制流过U形毛细管通道。然后记录液体通过通道特定长度所需的时间作为流出时间，用于测量粘度。
• 气泡粘度计：在该设备中，测量气泡通过待测粘度流体所需的时间。
• 落球粘度计：顾名思义，在该设备中，一个已知大小和密度的球体被使其通过给定流体。测定球体在流体中下落时覆盖一定距离所需的时间，根据斯托克斯定律²，用于测量粘度。

46) 瓦特计

它是一种专业的电气仪器，用于测量流经高压输电线路的电流或电力或电功率。除了电流流量外，它还测量电压和电流值，可用于计算以瓦特为单位的功率。

瓦特计主要用于电力的传输和分配。最常见的瓦特计类型是电动式。它由一个固定线圈组成，该线圈串联到电路或线路上，然后连接到一个可动线圈，该线圈连接到一个电阻电路，与负载并联。

瓦特计的三种主要类型描述如下：

电动式：它由三个线圈组成，其中两个是静态电流线圈，与电路或线路串联，最后一个是可动电位线圈，与它并联，并连接一个指针。当电流通过串联的静态线圈时，会产生一个电磁场，该电磁场趋于使线圈移动，从而影响指针的移动，并将值显示在刻度上。在没有电流或电压的情况下，指针保持在零位。

电子式：它有一个电子电路，测量电流和电压，并在另一个电路中将它们的值相乘，从而提供结果。

数字式：它每秒测量电流和电压数千次。每秒收集的数千个样本用于在计算机芯片的帮助下确定平均功率使用量（以瓦特为单位）。它还可以显示峰值、平均值和低瓦数。

47) 波长计

波长计，也称为波长仪，是一种用于高精度测量激光束波长的科学仪器。有许多类型的波长计，如扫描式波长计和不带任何运动部件的静态仪器。

波长计是一种仅测量波长的干涉仪。干涉仪通过使用反射镜进行干涉来测量波长，例如，一束光被分成两束，然后重新组合。研究重新组合后形成的形状以测量光束。

通常，波长计有两种类型：扫描式和静态式。扫描式的工作原理类似于扫描迈克尔逊干涉仪。它由光源、探测器和三个反射镜组成。

光源放置在其中一面反射镜的对面，一面反射镜和探测器垂直于光源和它对面的反射镜放置。最后一面反射镜是半镀银的，用于分束；它以一定角度放置在中心。

来自光源的激光束击中半镀银反射镜并分成两部分，一部分直接穿过，另一部分垂直于第一部分移动。两部分都击中放置在中心反射镜后面和上方的反射镜并反弹，然后它们通过半镀银反射镜重新组合。重新组合的光束向探测器移动，探测器分析其形状以提供测量结果。

另一方面，静态波长计基于静态菲索干涉仪。它缺少运动部件，但基于相同的反射镜反射原理工作。

48) 辐射热计

它是一种用于探测和测量微波能量的热量或电磁辐射的设备。它由美国天文学家塞缪尔·皮尔庞特·兰利发明。最初，它与望远镜一起用于量化红外辐射。它使用一种电阻随温度变化的元件，例如热敏电阻、阻流器等。

阻流器具有正温度系数，这意味着其电阻随温度升高而增加。另一方面，热敏电阻的温度系数为负，这意味着其电阻随温度升高而减小。

辐射热计的工作原理

辐射热计由桥式电路组成。它有一个薄金属层作为吸收元件，通过热连接连接到热储存器。当辐射击中薄金属层时，由于吸收辐射，其温度升高并超过储存器温度。连接到薄层的电阻式温度计用于测量温差。

使用辐射热计的主要优点包括：

• 在灵敏度和能量分辨率方面，它比传统粒子探测器更高效。
• 它可以在室温下运行，因此不需要冷却。
• 除了光子和电离粒子外，它还可以测量非电离粒子。

49) 磁通计

它是一种科学仪器，用于测量永磁体的磁通量。实际上，该设备是检流计的先进版本，具有某些优点，如重电磁阻尼和低控制扭矩。

它由一个线圈组成，该线圈自由悬挂在永磁体的两极之间。由银条制成的螺旋线向线圈供电。电流倾向于尽可能地减小控制扭矩。线圈的空气摩擦阻尼可以忽略不计。

磁通计的工作原理

磁通计连接到探头线圈的两端。现在，通过将其与磁场分离或反转磁场来改变与线圈连接的磁通量。这些磁通量的变化在线圈中产生电动势，从而在探头线圈中产生电流，电流通过磁通计。由于电流的存在，磁通计的指针开始偏转；磁通量变化越大，偏转越大。

随着磁通量大小的变化减小，由于探头线圈和磁通计之间的低电阻电路引起的电磁阻尼，线圈停止移动。

使用磁通计有许多优点，例如它便携，其刻度以韦伯计校准，并且线圈的偏转不受磁通量变化所需时间的影响。