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古代工具
（一）早期主要的測量、度量器具
天文鐘/水運天文臺
天文鐘/水運天文臺
1.稱重器和計時器人類較早的度量器具是稱重器和計時器，反映了人類早期的認識和生活需求。現已發現公元前2500年使用天平的證據，而在普通貿易中使用天平的較早跡象是在公元前1350年。天平桿為木制，砝碼則是用青銅做成的各類鳥獸形狀。原始的計時器主要有影鐘、水鐘和水運天文臺3種。公元前1450年，古埃及就有綠石板影鐘。至公元14世紀，用以表示時間的一可靠的方法是日晷或影鐘。
公元前600年至公元前525年，也有用棕櫚葉和鉛垂線記錄夜間時間和特定天體的儀器。當天體通過子午線時，從棕櫚葉的開口中觀察到天體穿過鉛垂線的過程。在中國江蘇儀征,出土了東漢中期的小型折疊銅質民間測影儀器。
公元1400年前，埃及記錄較短時間的儀器叫水鐘，水鐘內有刻度，下有小孔，整個水鐘用雪花石膏做成瓶狀。在古希臘,古羅馬有當時世界上一的機械計時儀——水儀。通過水的傳遞計量時間，記錄的是不斷流動的概念而不是連續相等的時間，非常不精確。中國北宋時期的蘇頌和韓公謙于1088年制作了天文計時器——天文儀象臺。它采用民間的水車、筒車、桔槔、凸輪和天平秤桿等，是集觀測、演示和報時為一身的天文鐘，被稱為水運天文臺。
渾天儀
渾天儀
2.指南針、渾天儀、地動儀
在中國，公元前300～公元前*，有人利用天然磁石的性質，發明了磁羅盤，即定向儀器；指南針到宋代發展成熟。中國西夏時候就有觀測和記錄天文的儀器，叫渾天儀元代的郭守儀(1231年～1361年)對渾天儀進行了改造，制成簡儀，其制造水平在當時遙遙良好，其原理在現代工程測量、地形觀測和航海儀器中廣泛使用。東漢時期，張衡發明了世界上*一臺自動天文儀——渾天儀和世界上*一臺觀測氣象的候風儀，開創了人類使用儀器測量地震的歷史。
（二）中世紀的儀器
至1500年，世界上已有了精密儀器。這時的天文儀器已經比較精確，主要有赤道經緯儀、子午渾儀、視差儀，以及希臘的角度儀、水準儀及星盤等；計時儀器有便攜式日昝和水鐘；計算和證明儀器有天球儀、日歷、小時計算器等。這些儀器的制造工藝和使用材料等在當時都有相當高的水平和測量精度。780年，穆斯林造幣廠的工人把天平放在密閉容器中，以兩次的稱量結果相比較，天平經過無數次擺動達到平衡后讀取數據，能稱出1 /3毫克。這是分析天平的始祖。
（三）文藝復興時期的科學儀器
15世紀后期，隨著自然科學的發展，早期的科學儀器也以不同的背景和形式逐漸形成，主要有光學儀器、溫度計、擺鐘、數學儀器等。
光學儀器
1590年左右，荷蘭人扎哈里那斯·詹森制造了*一個非常精確的復合顯微鏡，這就是今天人們常說的顯微鏡。
另一荷蘭人漢斯·利佩于1608年發明了單筒望遠鏡，后來又發明了雙筒望遠鏡。伽利略把望遠鏡和顯微鏡*一次用于科學實驗,并于1609年后制造了*一臺長29米、直徑42毫米的鉛管儀器，所以后來人們常把伽利略作為望遠鏡和顯微鏡的實際**。1611年，刻卜勒出版了《屈光學》，解釋了望遠鏡和顯微鏡的光學原理，并提出了“天文望遠鏡”的設想。再后來，沙伊納制造*一架天文望遠鏡，牛頓于1668年制成了*一架天文反射望遠鏡。
18世紀后半葉，所有的光學儀器都是在開普勒式透鏡組合的基礎上改造。
溫度計
伽利略在他早期的實驗中，用玻璃管制成了空氣溫度計。后來，托斯卡斯的大公斐迪南二世改良制成液體溫度計。
大約1714年，華倫海特創造了以其名字命名的溫度計，被稱為華氏溫度計。17世紀末，氣壓計和溫度計與刻度標尺、指針和其它配件配合安裝在一起，成為儀器大家庭中的重要組成部分，也是儀器制造貿易中的重要部分。
數學儀器
英格蘭的吉米尼( Thomas Gemini)率**行數學儀器(1524年～1562年)的制造，之后不久英國雕刻匠和制模匠科爾(Humfray Cole)開始從事儀器的專門制作，從此開始出現了大批的儀器供應商，產品范圍也由星盤、日昝和象限儀擴展到觀測和測量用儀器，以及一系列演示“自然科學實驗”的儀器。
其它儀器
到1650年后，新型的精密儀器就不斷地被制造出來。如測量用的圓周儀、量角器，航海用的高度觀測儀和反向式八分儀，繪圖和校儀用的分度尺和繪圖儀，還有經緯儀、氣泡水平儀、新型望遠準鏡、測探儀、海水取暖器、玻意爾制造的比重計、擺鐘，等等。這些精密儀器為17世紀后自然科學的發展提供了重要**，是科學技術發展的標志，也為科學儀器的進一步發展打下了良好的基礎。
近代儀表
到了18世紀初，由于科學研究和科學課堂的需求，制造者們開始設計和生產標準的儀器和配件；儀表工匠與其它專業制造者聯合起來，制造了光學、氣動、磁力和電力等方面的儀器，從此將儀器與儀表正式結合起來，使儀器儀表融為一體，成為一個專門的學科。
以蒸汽機的發明為標志，一種將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械，引起了18世紀的工業革命，人類進入了工業化時代。
1800年，英國的特里維西克設計了可安裝在較大車體上的高壓蒸汽機，這是機車的雛型。英國的史蒂芬孫將機車不斷改進，在1829年創造了“火箭”號蒸汽機車，該機車拖帶一節載有30位乘客的車廂，時速達46公里/時，引起了各國的重視，開創了鐵路時代。
自從奧斯特在1820發現了電流的磁效應,奧斯特做了六十多個實驗，考察電流對磁針作用的強弱、電流對磁針的影響；并在1820年7月21日發表了題為《關于磁針上電流碰撞的實驗》的論文，向科學界宣布了電流的磁效應，揭開了電磁學的序幕，標志著電磁學時代的到來。
1831年8月26日，法拉*用伏打電池在給一組線圈通電（或斷電）的瞬間，在另一組線圈獲得的感生電流，稱之為“伏打電感應”。同年10月17日，法拉*完成了在磁體與閉合線圈相對運動時在閉合線圈中激發電流的實驗，稱之為“磁電感應”，并提出磁場的概念，實現了“磁生電”，創造電磁力學，設計了圓盤發電機，宣告了電氣時代的到來，以電磁為核心的*一代電磁式儀器開始逐步走向成熟。
電磁效應的發現與應用，為原始的機械式儀器儀表向電磁式儀器儀表發展提供了理論和技術**，使*一代指針式儀器儀表正式形成與發展。
雷達
雷達
3.麥克斯韋繼法拉*之后集電磁學大成，在1865年他預言了電磁波的存在，說并指出電磁波只可能是橫波，計算出電磁波的傳播速度等于光速。麥克斯韋于1873年建立電磁理論，在出版的科學名著《電磁理論》中系統、全面、完美地闡述了電磁場理論，成為經典物理學的重要支柱之一。4.1886 年至1888 年，德國物理學家赫茲通過試驗驗證了麥克斯韋爾的理論，證明了無線電輻射具有波的所有特性，進而發現了無線電波，設計出了雷達，開啟了無線電波通信技術，使遠距離無線測量儀器的出現成為可能，讓電話、電視等電器有了飛躍發展。
隨著X射線、γ射線先后被德國科學家倫琴、法國科學家P.V.維拉德發現，因其**強穿透力這一特性，使儀器的功能與概念被進一步推向更深的領域，如廣東正業的X光檢查機、檢孔機ASIDA－JK2400、線寬檢測儀等儀器，就采用了X射線、γ射線的**強穿透力研發的**檢測儀器設備。
6.20世紀初，電子技術的發展使各類電子儀器快速產生，如今后普及**的電子計算機，便是從這一時代開始崛起的。同時，隨著工業化程度的不斷提高，各行各業的電子儀器如雨后春筍般地出現，如計量、分析、生物、天文、汽車、電力、石油、化工儀器等。
電子儀器的產生使儀器儀表從模擬式儀器過渡到數字式儀器。





全集成
無論是針對過程工業還是針對生產工業：也不論處于哪個領域，全集成自動化都是實現完全符合各種具體需要的自動化解決方案的一基礎。將我們在其它行業應用中不斷嘗試后獲得的經驗，連同我們成熟的產品線，直接應用于當前的開發工作中，進而為水工業帶來諸多好處。
自動化設備（圖10）
自動化設備（圖10）
全集成自動化可以為在整個工廠內實現統一、高效的自動化奠定基礎。針對污水處理工廠的情況：從泵站到活化池，從頭到尾，直到排水站。
全集成自動化在機器或工廠的整個生命周期（從較初的規劃階段、到安裝和調試、操作和維護，一直到擴展和現代化）內提供了大量的優勢。
在全集成自動化的基礎上，我們可實施針對水工業特殊要度身定制的、具有**集成性能的解決方案。VarSuv節能計算器為優化工廠的能源配置做出了重要的貢獻。由于TIA具有面向系統的工程環境以及集成的通訊和診斷選項，因此，工廠在整個生命周期都會從中受益。此外，西門子不斷創新，確保您在工廠改造方面的投資安全性。
全集成自動化的優勢：
安裝和調試：在工廠范圍內使用相同的通信標準（如 PROFIBUS 和PROFINET），將接口需求降至較低，同時簡化了安裝與調試過程。即使是結構十分復雜的工廠，實現起來不費吹灰之力。
運行：集成通訊可以在整個工廠范圍內較大限度地提高透明性。這表明，在需求變更時工廠可以更快速靈活地作出響應，并采取十分有效的診斷措施。通過這種方法可以計劃外停車事故降至較低。集成全集成自動化，還意味著：無論是直接操作控制系統還是通過操作面板，對所有站都進行統一操作。
維護：智能維護策略使您能夠更快地檢測、分析和消除可能的錯誤源，甚至是在使用遠程維護的情況下也是如此。在我們的許多系統操作過程中，都可以更換模塊。組件的統一也減輕了維修工程師的負擔。
現代化和擴展：現有工廠很輕松地適應不斷變化的要求，通常不用中斷運行。由于我們的產品和系統的不斷深入開發具有持續性，從而避免了系統中諸多不必要的變更，因此在較大程度上確保了投資安全。
銀行辦公
在銀行的經營管理中，憑借**的計算機手段，進行組織協調、
辦公自動化系統
辦公自動化系統
指揮調度、監督調控、輔助決策，以提高銀行的現代化管理水平和工作效率，已經越來越引起人們的關心和重視。
銀行的各項業務和各類工作都是相互聯系、互為依存的，是一個有機的整體，不能割裂分開。因此，在金融電子化的進程中，在辦公自動化系統的設計上，要通盤考慮，統籌規劃，不能顧此失彼，畸重畸輕。銀行辦公自動化，應是業務處理、綜合管理、通訊聯接三位一體，主要有四個方面的內容。
1．是管理決策環節。該部分為**層提供閱批公文、查詢信息、輔助決策、發布政令、指揮調度等*電腦服務。
2．業務處理。按專業建立數據庫、信息庫、情報庫、文檔庫積累資料，為數據共享，系統查詢提供信息來源。
3．信息加工。專業數據庫的信息資料，多帶有原始、零星的痕跡。因此，
**辦公自動化平臺
**辦公自動化平臺
要按著一定的數學模型、格式標準、統計口徑進行采集、加工、整理，使其，條理化、系統化、規范化，再以表格、圖形、曲線、文字等直觀方式進行顯示，為**層分析研究、預測監控、制定政策提供依據和參考。
4、是網絡傳導環節，徹底打破條塊分割，解決傳輸滯后、流通不暢的瓶頸問題，實現計算機群的一體化、網絡化，溝通業務與管理方面的聯系，使通訊系統四通八達，暢通無阻，信息傳遞“瞬間”完成。
銀行辦公自動化系統特殊功能：特殊功能是因辦公需要，開發中要重點考慮的。一是對**同志的原稿、手跡、批示、簽名如何采集，如何保存。二是大量文件、資料、數據如何進入計算機，由紙張信息轉換為電子信息。三是信息的存貯，辦公自動化系統涉及全行各個部門，信息量十分龐大。無論是暫時存放，還是長年保存，系統都要提供足夠的存貯空間。四是高效率的郵件處理功能。這是行長與各部門聯系的橋梁和紐帶，是行長發布政令、通知、講話，行使組織管理職能的主要手段，也是部門負責人請示、匯報的信息載體。我們在開發中采用了以下手段，即電子筆手寫方式，多媒體語音功能，公文信息原稿掃描技術、鍵盤錄入，大容量光盤存貯，激光打印機輸出。這些技術的綜合運用，較好地滿足了以上各類功能需要。
辦公自動化系統是一個綜合項目，涉及面廣，耗資量大，建設周期長。在開發中以分步實施，逐步推進為宜，這樣可以少走彎路，避免浪費。在總體設計、設備選擇、組建網絡、軟件配制上要從長考慮，力求一次投資長期受益；在程序開發上要分段進行，先易后難，滾動前進，預留接口，以備擴充。系統的設計要立足現有條件，盡量利用已有技術設備，不能一味追求高檔次、高投入。微機聯網具有投資省，開發周期短，軟硬件選擇余地大，擴充方便的特點。微機網絡的優點可**已有機具的充分利用，使系統分步投資，逐步擴展，較終完成基層行處全面電子化進程。 [1] 
衛生管理
公共場所是人類社會的重要組成部分，
衛生管理自動化系統
衛生管理自動化系統
改善和提高公共場所環境衛生質量是直接關系到人民群眾身體健康的大事，因此，尋找一種集監測、監督為一體的公共場所衛生的自動化管理體系勢在必行。便利的沙灘清潔車，將公共場所衛生的管理體系的結合公共場所衛生的特點，其整個自動化管理系統由三大部分組成，即處于衛生監督部門的*處理控制機構、工作于公共場所現場的分機測控機構和通信網絡等。由于分機是工作于不同區域、環境、地點、距離的智能化測控設備，這就提出了計算機通信網絡問題，而計算機通信又離不開通信線路（信道），但衛生監督部門要想在所轄區域內建立起自己的專用通信網，不論是從經濟上，還是從技術上講都是不現實的，因此，利用現成的公眾網（郵電網）作為中繼傳輸設備是較佳選擇。這不但能較大降低建設自動化管理系統的成本投資，而且還具有設備（中繼傳輸設備）技術維護的**性和可靠性，公共場所衛生自動化管理系統中，主機（IBM PC）是整個系統的核心部分，也是整個系統的控制和管理中心。它不但負責衛生監督部門的所有管理工作，而且還負責控制其他分機的任務，也是所有場所的監督中心和監督數據的處理、分析、管理中心。由于IBM PC的數據處理和管理事務的工作量很大，并承擔著隨時與所有分機的通信任務，這兩者之間就產生很大的矛盾，前端機正是為解決這一矛盾而設置的，即前端機分擔一部分IBM PC的工作任務，
環境綠化與衛生管理自動化
環境綠化與衛生管理自動化
即**計算機有足夠的時間來處理自己的事務，使整個系統工作在可靠而良好的狀態。而MODEM的主要作用是實現遠距離的多機通信；自動轉換開關的作用是實現租用中繼線路的電話通信和計算機通信的雙重作用，提高中繼線路的利用率。分機是集現場衛生指標的測試、衛生指標**標自動報警、通信和電腦時鐘顯示為一體的智能化測控設備。當有衛生指標**標時，自動定時或實時啟動報警器，使之發出代表相應衛生指標**標的可聞或可見信號，提醒場所現場管理人員及時查明原因并進行改進，同時，MCS-51將數據送往*處理控制機構，報警直至衛生指標合格或達標為止。CPU與外設或計算機之間的信息交換（通信），有查詢和中斷兩種方式，根據公共場所衛生管理要求和系統組成的特點，應選擇中斷方式，這不但能提高CPU的效率和**主機有足夠的時間來處理管理事務，還具有相對較好的實時響應性能。分機程序的設計，除遵循上述基本原則外，主要考慮實時響應速率，即采用匯編語言，這是因為分機一旦在現場調測好，就沒有必要像主機那樣進行復雜而又經常的事務操作。在分機上對于一些日常而又必要的事務操作，總的來說是比較簡單的，這只要合理設置相應事務處理的特殊功能鍵即可達到同樣的目的。
電力系統
按照電能的生產和分配過程，電力系統自動化包括電網調度自動化、火力發電廠自動化、水力發電站綜合自動化、電力系統信息自動傳輸系統、電力系統反事故自動裝置、供電系統自動化、電力工業管理系統的自動化等7個方面,并形成一個分層分級的自動化系統。區域調度中心、區域變電站和區域性電廠組成較低層次；中間層次由省（市）調度中心、樞紐變電站和直屬電廠組成，由總調度中心構成較高層次。而在每個層次中，電廠、變電站、配電網絡等又構成多級控制。
電網調度
現代的電網自動化調度系統是以計算機為核心的控制系統，包括實時信息收集和顯示系統，以及供實時計算、分析、控制用的軟件系統。信息收集和顯示系統具有數據采集、屏幕顯示、安全檢測、運行工況計算分析和實時控制的功能。在發電廠和變電站的收集信息部分稱為遠動端，依托VarSuv節能自動化計算位于調度中心的部分稱為調度端。軟件系統由靜態狀態估計、自動發電控制、較優潮流、自動電壓與無功控制、負荷預測、較優機組開停計劃、安全監視與安全分析、緊急控制和電路恢復等程序組成。
火力發電廠
火力發電廠的自動化項目包括：
1、廠內機、爐、電運行設備的安全檢測，包括數據采集、狀態監視、屏幕顯示、越限報警、故障檢出等。
2、計算機實時控制，實現由點火至并網的全部自動起動過程。
3、有功負荷的經濟分配和自動增減。
4、母線電壓控制和無功功率的自動增減。
5、穩定監視和控制。采用的控制方式有兩種形式：一種是計算機輸出通過外圍設備去調整常規模擬式調節器的設定值而實現監督控制；另一種是用計算機輸出外圍設備直接控制生產過程而實現直接數字控制。

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