测量仪器

过去，常常使用日冕作为测量时间的工具。今天，钟表成为了平时测量时间的工具。原子钟用于高精度测量时间。秒表也用于在一些运动中计时。

能量由能量计测量。能量计的例子包括：

2.1 电表

电表以千瓦小时为单位直接测量能量。

2.2 气量表

气量计通过记录使用的气体量间接测量能量。然后这个数值可以通过乘以气体的发热量转换成对能量的测量。

交换能量的物理系统可以用每个时间间隔交换的能量来描述，也称为功率或能量通量。

• （参见下面的任何功率测量装置）

做功描述了在一个过程的持续时间内的能量总和（能量的时间积分）。它的量纲与角动量的量纲相同。

• 光电管提供电压测量，能用来计算光的量子化做功（普朗克常数）。

力学包括经典力学和连续介质力学中的基本量；但尽量排除与温度相关的问题或物理量。

5.1 长度（距离）

• 长度、距离或测距仪

5.2 面积

• 面积测量仪

5.3 体积

• 浮重（固体）
• 溢流槽（固体）
• 量杯（粒状固体、液体）
• 流量测量装置（液体）
• 量筒（液体）
• 移液管（液体）
• 测气管，集气槽（气体）

如果固体的质量密度已知，称重可以计算体积。

5.4 质量流量或体积流量测量

• 气量计
• 质量流量计
• 计量泵
• 水表

5.5 速度（长度通量）

• 航速表
• 雷达枪，一种多普勒雷达装置，利用多普勒效应间接测量速度。
• 激光雷达测速枪
• 速度计
• 转速表（转速）
• 视距仪
• 气压测量器

5.6 加速

• 加速计

5.7 质量

天平：通过平衡力来测量力场中质量的仪器。

• 天平
• 自动检重机
• 导热析气计
• 称重秤
• 惯性天平
• 质谱仪测量的是质荷比，而不是质量。

5.8 线动量

• 冲击摆

5.9 力（线性动量通量）

• 测力计
• 在加速参考系中测量绝对压力：地球重力场中水银（Hg）气压计的原理。
  弹簧秤
• 应变仪
• 扭秤
  
• 摩擦计

5.10 压力（线性动量的通量密度）

• 风速计（用于确定风速）
• 用以测量大气压力的气压计。
• 压力计见压力测量和压力传感器
• 皮托管（用于确定速度）
• 工业用和便携性的轮胎气压表

5.11 角

• 圆周罗盘
• 照准仪
• 测角仪
• 量角器
• 量角仪
• 象限仪
• 反射仪器
  • 八分仪
  • 反光圈
  • 六分仪
• 经纬仪

5.12 角速度或单位时间内旋转的角度

• 频闪仪
• 转速计

5.13 扭矩

• 测力计
• 普龙尼制动器
• 扭矩扳手

5.14 三维空间中的方向

另请参见下面关于导航的部分。

水平

• 定镜水准仪
• 激光水平仪
• 水平仪

方向

• 陀螺仪

5.15 能量由机械量、机械功传递

• 冲击摆，间接通过计算和/或测量来得到能量

与电荷相关的考虑主导了电力和电子。电荷通过电场相互作用。如果电荷不动，这种场叫做电场。如果电荷移动，从而产生电流，特别是在电中性导体中，这种场称为磁场。电可以被赋予一个物理量——电势。电有一种类物质的性质，电荷。基本电动力学中的能量（或功率）是通过将电势乘以在该电势下发现的电荷量（或电流）来计算：电势乘以电荷（或电流）。

检测净电荷的仪器，验电器。

6.1 电荷

• 静电计经常被用来确认由接触产生的静电摩擦起电序列现象。
• 库仑用扭称建立电荷和力之间关系，见上文。

6.2 电流（电荷的流动）

• 安培计
• 钳型电流表
• 检流计
• 达松瓦尔检流计

6.3 电压 （电势差）

• 示波器允许量化与时间变化的电压
• 伏特计

6.4 电阻, 电导 （和 电导率）

• 欧姆计
• 时域反射计通过电信号的运行时间测量来表征和定位金属电缆中的故障。
• 惠斯通电桥

6.5 电容

• 电容计

6.6 电感

• 电感表

6.7 电能或电能携带的能量

• 电能表
• 电表

6.8 电力负载的功率（能量的流动）

• 瓦特计

6.9 电场 （电势的负梯度，单位长度的电压）

• 场强计

6.10 磁场

• 指南针
• 霍尔效应传感器
• 磁力计
• 质子磁力仪
• 超导量子干涉仪（superconducting quantum interference device）

6.11 组合仪器

• 万用表，至少结合电流表、电压表和欧姆表的功能。
• 电感电容电阻测量计，结合了欧姆表、电容表和电感表的功能。由于电桥电路的测量方法，也称为元件电桥。

热力学主要考虑温度。有两种不同的热属性：热势——温度。例如：发光的煤与不发光的煤具有不同的热属性。

和一种类似物质的属性——熵；例如：一个发光的煤不能加热一壶水，但是一百个能。

热力学中的能量是通过将热势乘以该势的熵值来计算：温度乘以熵。

熵可以通过摩擦产生，但不能被消灭。

7.1 物质数量 （或 摩尔数）

化学中引入的物理量；通常是间接决定的。如果样品的质量和物质类型是已知的，那么原子或分子质量（取自周期表，通过质谱测量的质量）可以直接获得物质的量。另请参阅关于摩尔质量的文章。如果给出了特定的摩尔值，那么给定样品的物质的量可以通过测量体积、质量或浓度来确定。另请参见下面关于沸点测量的小节。

• 集气管气体

7.2 温度

• 电磁光谱学
• 伽利略温度计
• 气体温度计原理：温度和气体体积或压力之间的关系（气体定律）。
  • 恒压气体温度计
  • 定容气体温度计
• 液晶温度计
• 液体温度计原理：温度和液体体积之间的关系（热膨胀系数）。
  • 酒精温度计
  • 水银温度计
• 日射强度计原理：太阳辐射流量密度与表面温度有关（斯特凡-玻尔兹曼定律）
• 高温计原理：光的光谱强度的温度依赖性（普朗克定律），即光的颜色与其光源的温度有关，范围：从大约-50℃到+4000℃，注意：热辐射测量（而不是热传导或热对流）意味着：在温度测量（高温计）中不需要物理接触。另请注意：热像图中的热空间分辨率（图像）。
• 电阻温度计原理：温度与金属电阻（铂）（电阻）的关系，范围：10-1000开尔文，在物理和工业中得到应用
• 固体温度计原理：温度和固体长度之间的关系（热膨胀系数）。
  • 双金属片
• 热敏电阻原理：陶瓷或聚合物的温度和电阻之间的关系，范围：从大约0.01到2，000开尔文（-273.14到1，700摄氏度）
• 热电偶原理：金属结的温度和电压之间的关系（塞贝克效应），范围：从大约-200℃到+1350℃
• 温度计
• 热电堆是一组相连的热电偶
• 用于校准温度计的三点电池

成像技术

• 热成像相机使用微测辐射热计来检测热辐射。

7.3 熵或热能携带的能量

这包括热容量或能量、反应能量、热流的温度系数……如果量热仪被用来测量熵所携带的新产生的能量，例如来自化学反应的能量，则称之为被动式。如果量热仪加热样品，则称之为主动式或加热式，或者称之为重构式：如果量热仪以给样品填充规定量的熵的方式进行测量。

• 辐射计测量辐射的加热功率。
• 恒温量热计、相变量热计，例如冰量热计或观察相变或使用被测量到的相变进行热测量的任何其他量热计。
• 恒体积量热计，也称为弹式量热计
• 恒压量热计、焓计或咖啡杯量热计
• 差分扫描量热计
• 反应量热计

7.4 熵

熵可以通过测量能量和温度间接获得。

熵传递

相变量热仪的能量值除以绝对温度得到交换的熵。相变不产生熵，因此提供了熵测量概念。因此，熵值通过在确定温度下进行能量测量而间接出现，而不产生熵。

• 恒温量热计、相变量热计
• 热流量传感器使用热电偶连接的热电堆来确定电流密度或熵流量。

熵容量

给定的样品被冷却到（几乎）绝对零度（例如通过将样品浸没在液氦中）。在绝对零度时，任何样品都被认为不含熵（详见热力学第三定律）。然后，以下两种活性量热计类型可用于用熵填充样品，直到达到所需温度：

• 恒压热量计，热焓计，主动式
• 恒温量热计，相变量热计，主动式

熵产生

从非热载体向热载体传递能量的过程确实会产生熵（例如：机械/电摩擦，由拉姆福德伯爵建立）。测量产生的熵或热（量热法），或者可以测量非热载体的转移能量。

• 热量计
• （任何测量功的装置，都将或最终把功转化为热量和环境温度）

熵降低它的温度——而不损失能量——产生熵（例如：孤立棒中的热传导；“热摩擦”）。

• 热量计

7.5 能力的温度系数或“热容量”

对于给定的样品，与温度变化和热量携带的能量有关的比例因子。如果样品是气体，那么该系数在很大程度上取决于在恒定体积或恒定压力下测量。（标题中的用词偏好表明，对热的传统使用方法阻碍了认识到它具有类似物质的特性。）

• 定容量热计、弹式量热计
• 恒压热量计、量焓计

7.6 能量的比温度系数或“比热”

能量的温度系数除以描述样品的类似物质的量（物质的量、质量、体积）。通常通过除法的测量来计算，或者可以直接使用单位数量的该样品来测量。

7.7 热膨胀系数

• 膨胀计
• 应变仪

7.8 （固体的）熔化温度

• 均热管
• 熔点仪
• 差分扫描量热计给出熔点和熔化焓。

7.9 （液体的）沸腾温度

• 沸点测定仪测量液体沸点的装置。该装置也是利用沸点升高效应计算溶剂分子量的方法的一部分。

这主要包括测量物质宏观性质的仪器：在固体物理领域；在凝聚态物理中，考虑固体、液体和介于两者之间的态表现出例如粘弹性行为。此外，流体力学研究液体、气体、等离子体和像超临界流体这样的中间体。

8.1 密度

这是指流体和致密固体（如晶体）的颗粒密度，而不是粒状或多孔固体的体积密度。

• 量气计液体
• 甲烷气体
• 集气管气体
• 液体比重计
• 比重瓶液体
• 共振频率和阻尼分析仪（RFDA）固体

8.2 固体的硬度

• 硬度计

8.3 固体的形状和表面

• 全息干涉仪
• 激光产生的散斑图案分析
• 共振频率和阻尼分析仪（RFDA）
• 摩擦计

8.4 凝聚物质的变形

• 下面都是应变仪

固体的弹性（弹性模量）

• 共振频率和阻尼分析仪（RFDA），使用脉冲激励技术：一个小的机械脉冲导致样品振动。振动取决于弹性、密度、几何形状和内部结构（晶格或裂缝）。

固体的塑性

• 凸轮塑性计
• 塑性计

固体的抗拉强度、延展性或可锻性

• 万能试验机

8.5 固体或悬浮液的粒度

• 研磨机

8.6 流体的粘度

• 流变仪
• 黏度计

8.7 旋光性

• 旋光仪

8.8 液体的表面张力

• 张力计

8.9 成像技术

• 断层X光摄影装置、设备和方法能对几何对象上进行的多次测量进行无损分析，用于产生表现该几何对象内部结构的二维或三维图像。
• 风洞

电化学电池：一种测量物质电势的装置。

9.1 介电常数、相对静态介电常数（介电常数）或磁化率

• 电容器

这种测量还允许获得分子偶极子的值。

9.2 磁化率 或者 磁化

• 古伊平衡

有关其他方法，请参见文章中关于磁化率的部分。

9.3 物质势或化学势或摩尔吉布斯能

相转换具有整体能量平衡，如聚集态的变化、化学反应或核反应转化物质、从反应物转化为产物或通过膜的扩散。特别是在恒压和恒温下，摩尔能的平衡定义了物质势或化学势或摩尔吉布斯能的概念，它给出了在封闭系统中该过程是否可能的能量信息。

包含熵的能量平衡由两部分组成：一个平衡说明物质熵含量变化。另一个解释反应本身释放或吸收的能量，也就是吉布斯能量变化。反应能量和与熵含量变化相关的能量之和也被称为焓。通常整个焓都是由熵携带的，因此可以用量热法测量。

对于化学反应中的标准条件，相对于某些选定的零点，摩尔熵含量和摩尔吉布斯能被制成表格。或者相对于一些选定的零点的摩尔熵含量和摩尔焓被制成了表格。

氧化还原反应的物质电位通常用可逆电池电化学无电流法测定。

• 氧化还原电极

其他值可以通过量热法间接确定。也可以通过分析相图确定。

• 红外光谱学
• 中子探测器
• 核磁共振和电子顺磁共振的射频光谱仪
• 拉曼光谱学

10.1 晶体结构

• 一个X光管，一个散射X光的样品和一个检测X光的照相底片。这个配置构成了x光晶体学用来研究样品晶体结构的散射仪器。无定形固体缺乏明显的图案，因此可以识别。

10.2 成像技术， 显微镜

• 电子显微镜
  • 透射电子显微镜
• 光学显微镜利用光的反射性或折射性来产生图像。
• 扫描声学显微镜
• 扫描探针显微镜
  • 原子力显微镜 （AFM）
  • 扫描电子显微镜
  • 扫描隧道显微镜 （STM）
• 焦点变化
• x射线显微镜

11.1 声音，物质中的压缩波

一般来说，有时麦克风的灵敏度会因声镜中实现的反射和集中原理而提高。

• 激光麦克风
• 地震仪

声压

• 麦克风或测量正确的水听器
• 激波管
• 声级计

一种用来分解太阳光的装置：棱镜。

电磁频谱。

11.2 无静止质量的光和辐射，非电离

• 天线（收音机）
• 测量入射电磁辐射能量的辐射热计
• 照相机
• 电动势计
• 干涉仪在干涉测量的广阔领域中的应用
• 光功率计
• 微波功率计
• 照相底板
• 光电倍增管
• 光电管
• 射电望远镜
• 光谱仪
• T-射线探测器

光子偏振

• 偏光器

压力 （线性动量的流密度）

• 尼科尔斯辐射计

辐射通量

发光总功率的量度。

• 用于测量光源总辐射流量的积分球

阴极射线管。

11.3 静止质量辐射，粒子辐射

阴极射线

• 克鲁克斯管
• 阴极射线管，荧光涂层阳极

原子极化 和 电子极化

• 斯特恩-格拉赫实验

电磁频谱的另一种可视化图。

11.4 电离辐射

电离辐射包括“粒子”射线和“波”射线。尤其是X光和伽马射线在绝热、（单一）碰撞过程中传递足够的能量，将电子从原子中分离出来。

粒子和射线通量

• 气泡室
• 云室
• 剂量计是一种实现不同工作原理的技术装置
• 盖革计数器
• 微通道板检测器
• 照相底板
• 光激发磷光体
• 闪烁计数器，闪烁室
• 半导体探测器
• 正比计数器
• 电离室

这可能包括化学物质、任何种类的射线、基本粒子、准粒子。该部分之外的许多测量设备可以被使用或者至少成为识别过程的一部分。有关化学物质的识别和内容，请参见分析化学，特别是其化学分析方法列表和材料分析方法列表。

12.1 混合物种的物质含量，物质识别

• 二氧化碳传感器
• 色谱装置，气相色谱仪分离物质混合物。利用物质类型的不同速度完成分离
• 比色计（测量吸光度，从而测量浓度）
• 气体检测器
• 气体探测器结合质谱仪
• 质谱仪根据带电粒子的质荷比识别样品的化学成分
• 浊度计或比浊计
• 氧传感器（=λsond）
• 折射计，间接测定物质的折射率
• 烟雾探测器
• 超速离心机，分离物质混合物。在离心机的力场中，不同密度的物质会分离

酸碱度：溶液中质子的浓度

• 酸度计
• 饱和甘汞电极

湿度

• 湿度计测量空气中水的密度
• 蒸渗仪测量土壤中水的平衡

《Vitruvian Man》，列奥纳多·达·芬奇，威尼斯学院画廊（1485-90） 。

13.1 视觉

亮度： 光度测量

光度学是根据人眼感知的亮度来测量光。光度量来源于类似的辐射量，通过模拟眼睛光谱灵敏度的光度函数对每个波长的贡献进行加权。有关可能值的范围，请参见：照度、亮度和光流量的数量级。

• 各种光度计
  • 用于测量照度（即单位面积入射光流量）的勒克斯计
  • 亮度计，用于测量亮度，即每单位面积和单位立体角下的光流量
  • 测光表，一种用来设置照相曝光的仪器。它可以是照度计（入射光计）或亮度计（反射光计），并以照相单位校准
• 用于收集光源总光流量的积分球，然后可以通过光度计进行测量
• 密度计，用于测量照相材料反射或透射光的程度

颜色： 比色法

• 用于量化颜色和校准成像工作流程的三色色度计

13.2 听力

声音响度

• 耳机、扬声器、声压计，用于测量人耳的等响轮廓
• 声级计，用于校准人耳后的人类听觉系统的等响度轮廓

13.3 气味

• 嗅觉仪

13.4 温度（感觉和身体）

体温 或者 体核温度

• 医用温度计，另见红外温度计

13.5 循环系统 （主要是心脏和血管用于快速分配物质）

血液测试中列出了血液相关参数。

• 心电图仪记录心脏的电活动
• 用于获取血糖状态的血糖仪
• 血压计，医学上用来测定血压的血压计。另请参见类别：血液测试

13.6 呼吸系统 （控制呼吸过程的肺和气道）

一个肺活量计，从管道A吸入充满了容积b，其余的用来平衡力。

• 肺活量计

呼吸气体中二氧化碳的浓度或分压

• 二氧化碳分析仪

13.7 神经系统 （电子传递和处理信息的神经）

• 脑电图仪记录大脑的电活动

13.8 肌肉骨骼系统 （用于运动的肌肉和骨骼）

力量，肌肉的作用

• 测力计

13.9 代谢系统

• 体脂计

13.10 医学成像

• 计算机断层扫描
• 磁共振成像
• 医学超声检查
• 放射
• 断层X光摄影装置、设备和方法对几何对象上进行的多次测量进行无损分析，用于产生表示该几何对象内部结构的二维或三维图像。

• 无线电天线
• 望远镜

一些仪器，如望远镜和海洋导航仪器，已经在军事上应用了几个世纪。然而，随着应用科学技术的发展，仪器在军事事务中的作用呈指数级上升，这种发展始于19世纪中期，一直持续到今天。军事仪器作为一个类别，借鉴了本文描述的大多数仪器类别，如导航、天文学、光学和成像，以及运动物体的动力学。将军事仪器结合在一起的常见抽象主题是远视、在黑暗中观察、知道物体的地理位置以及知道和控制移动物体的路径和目的地。这些仪器的特点可能包括易用性、速度、可靠性和准确性。

• 动物活动记录仪测量并记录实验室内的动物活动。
• 自动检重秤测量输送线中物品的精确重量，剔除不足或超重的物品。
• 密度计测量经过处理的摄影胶片或透明材料的光透射率，或反射材料的光反射率。
• 力平台测量地面反作用力。
• 计量器（工程领域）一种高精度的测量仪器，也可用于校准其他同类仪器。通常与定义或应用的技术标准联系在一起。
• 梯度仪测量物理量随空间变化的任何装置。例如，重力梯度测量。
• 停车计时器测量车辆停在特定地点的时间，通常是收费的。
• 邮资计算器测量预付账户的邮资。
• 信号强度计测量由通信接收器处理的信号强度。
• 传感器，在技术应用中经常使用的，是测量时相互作用很小的设备的统称。
• 光谱仪是物理学家使用的重要工具。
• 驻波表检查天线和传输线之间匹配的程度。
• 时域反射计用于定位金属电缆中的故障。
• 通用测量机测量几何位置以检查公差。

请注意替代拼写”米“在提到测量设备时从不使用。