量具的发展历史悠久,从古代简单的计量方法到现代高精度的计量仪器,经历了漫长的演变过程。以下是量具发展的主要阶段:
古代量具:
起源阶段:中国古代计量的起源可追溯到四五千年前的远古时代,当时人们创造了 “布手知尺”“手捧成升”“迈步定亩” 等计量方法。度量长度的尺最早见于商代,战国时期开始铸造铜尺或铁尺。
发展阶段:从商鞅变法到秦始皇统一度量衡,规定了丈量土地的办法和标准。汉代王莽时期出现了青铜卡尺,被公认为现代卡尺的先驱。隋唐时期,尺子长度继承南朝后期,尺长在 30 厘米左右,唐朝还有工艺精湛的拨镂牙尺。明代常用宝钞对比尺子长度,清朝康熙帝累黍定尺,以 100 粒纵向排列的黍子所得之长定为营造尺度,尺长约 32 厘米。同时,古代量器起源也很早,新石器遗址中就有陶罐等容器,战国时期开始铸造铜量器,如商鞅方升。秦汉时期是量器重要发展阶段,秦代发布统一诏书发放度量衡标准器,汉代则普及了检校制度。
近代量具:
机械式量具兴起:最早在机械制造中使用的是角尺、卡钳等机械式测量工具。16 世纪,火炮制造中已开始使用光滑量规。1772 年和 1805 年,英国的 J. 瓦特和 H. 莫兹利等先后制造出利用螺纹副原理测长的瓦特千分尺和校准用测长机。19 世纪中叶以后,类似现代机械式外径千分尺和游标卡尺的测量工具先后出现。19 世纪末期,成套量块也开始出现。
光学量具出现:19 世纪末,立式测长仪问世。20 世纪初,测长机出现。到 20 年代,投影仪、工具显微镜、光学测微仪等光学测量工具已在机械制造中得到应用。
气动量具诞生:1928 年,气动量仪出现,它是一种适合在大批量生产中使用的测量工具,能够快速、高效地进行测量。
现代量具:
电学量具登场:20 世纪 30 年代,电学测量工具出现,最初是利用电感式长度传感器制成的界限量规和轮廓仪。50 年代后期,以数字显示测量结果的坐标测量机诞生。
计算机辅助测量发展:60 年代中期,带有电子计算机辅助测量的坐标测量机在机械制造中得到应用。70 年代初,计算机数字控制的齿轮量仪出现,量具进入应用电子计算机的阶段。此后,随着科技的不断进步,量具朝着高精度、自动化、智能化方向发展,出现了各种基于激光、光栅等原理的高精度测量仪器,以及与计算机网络技术相结合的测量系统,可实现远程测量和数据的自动采集与分析。