縱觀人類歷時,3次震撼人類的工業革命,都與計量技術息息相關。我們都知道工業革命的動力源于科技革命。而對計量技術的需求,通常是工業技術中遇到的瓶頸,需要通過一系列的計量技術解決。因此,計量、工業、科技,三者是相互促進。
蒸汽機-熱工計量
18世紀60年代,在英國爆發了以蒸汽動力廣泛應用為標志的第一次工業革命,機器工業以摧枯拉朽之勢,迅速取代了傳統手工業生產方式,使生產力得到成千上萬倍的提高,進而確立了資本主義制度。
第一次工業革命時,經典力學和熱力學成為機器工業的重要理論基礎。蒸汽機、科爾尼鍋爐的發明以及將蒸汽機應用于交通運輸、工業制造領域,都建立在科學界對力學、溫度的研究和測試的基礎之上。在蒸汽機的研制和應用過程中,需要對蒸汽壓力、熱膨脹系數、燃料的燃燒效率、能量的轉換等進行大量的計量測試。
力學計量和熱工計量,就是從那個時候發展起來的。而機械工業的興起,對零部件的規格、尺寸和公差配合等提出了廣泛的需求,也使幾何量計量得到了新的發展。
莫爾斯電報機-電磁計量
19世紀70年代,出現了以電的應用為主要標志的第二次工業革命,又一次推動了生產力的發展。科學研究與技術應用有了更加密切的合作,使內燃機、汽車、飛機等新的交通工具不斷創制,新的通訊手段被發明出來。
在第二次工業革命爆發以前,科學界對電的研究已經歷經200多年。1732年,美國富蘭克林提出電為一種流體的學說,但直到19世紀初,電磁感應的現象才被發現。人們在深入研究電的作用后,發明出了發電機、電動機、電報、燈泡等。
電的應用與電的測量技術研究是不可分割的。不具備對電的測量能力,人類就無法駕馭電能,這種新能源就不可能得到廣泛的應用。以電為基礎能源的工業革命,大大推動了工業自動化進程,進而使工業企業的勞動生產效率又一次被激發和提高。歐姆定律、法拉第電磁感應定律以及麥克斯韋電磁場理論等,為電磁現象的深入研究和廣泛應用、電磁計量和無線電計量的開展,提供了重要的理論基礎。
1821年西貝克發現的熱電效應,為熱電偶的誕生奠定了理論基礎。而各種熱電偶的研制成功,則對溫度計量、電工計量以及無線電計量等提供了重要手段,促進了相應科技的發展。為了實際測量地球運動的相對速率,邁克爾遜等人借助物理學研究取得的新成就,研制出了邁克爾遜干涉儀,從而為長度計量提供了重要的工具。