Præcisionsmekanik er en videnskabelig og teknisk disciplin, der beskæftiger sig med udviklingen af teori, design, fremstilling og brug af en særlig klasse af mekaniske anordninger, der adskiller sig fra andre mekanismer til at udføre nyttigt arbejde , idet formålet med deres anvendelse er at opnå information , og ikke tvinge handling, sætte et objekt i bevægelse eller ændre bevægelsesparametre.
Det er en gren af en mere generel disciplin - mekanik .
Selv i det III århundrede f.Kr. e. Alexandriske astronomer brugte rent mekaniske anordninger til at bestemme koordinaterne for himmellegemer.
Efterfølgende, i XV og XVI århundreder , kom enheder såsom armillarsfæren , globus (terrestrisk og himmelsk), astrolabium , dioptri osv. i brug.
I renæssancen nåede kunsten at skabe og bruge meget præcise goniometriske instrumenter, hvor nøjagtigheden af de foretagne målinger var begrænset af observatørens øjes evner, et højt niveau af perfektion. Ved hjælp af præcisionsmekanik blev de problemer således løst, hvor optikken senere viste sig . Efterfølgende bragte Tycho de Brahe nøjagtigheden af at måle himmellegemernes koordinater til en sådan perfektion, at Kepler var i stand til at bygge en teori om planetarisk bevægelse baseret på hans data.
De første goniometre var baseret på dioptriprincippet, som i geodætisk praksis blev kaldt teodoliter og niveauer , samt vinkler i det lodrette plan. [en]
Udviklingen af præcisionsmekanik gjorde betydelige fremskridt takket være opfindelsen af mekaniske pendulure af Christian Huygens , såvel som skabelsen af navigationsinstrumenter, sekstanter osv., som gav skub til intensiv navigation og begyndelsen på æraen med store geografiske opdagelser . Med tiden blev det moderne at omslutte bevægelsen af et lommeur i en kugleformet kasse. Derefter fik sådanne ure, hvis produktion blev startet i Nürnberg, navnet "Nürnberg-æg".
Udviklingen af urmageri blev lettet af håndværkeres aktiviteter i Schweiz og Tyskland , hvor mestrene fra Nürnberg var særligt berømte, og blandt dem producenten af låse og ure Peter Henlein , som anses for skaberen af pendulurmekanismen [7] . Skabelsen af slående ure såvel som forskellige mekaniske musikinstrumenter, inklusive dem, der opererer i henhold til et givet program , gik i samme retning . Disse omfatter klokkespillet , det mekaniske klaver og gadens gurdy-gurdy.
Clockwork er nu en standard del af et professionelt jordbaseret teleskop for at kompensere for virkningerne af Jordens rotation.
Det ældste og mest primitive instrument inden for finmekanik er abacusen , som er kommet ned til nutiden i form af gejstlige beretninger.
Den ældste computerenhed, der gør det muligt at simulere himmellegemers bevægelse, blev fundet på bunden af havet nær den græske ø Antikythera i 1901, en kompleks mekanisme dannet af en kombination af gear. Apparatet endte på havbunden omkring 85-60 f.Kr. e .. Muligheden for at skabe en sådan mekanisme med de ideer, der eksisterede indtil nu om datidens state of the art, virker utrolig. Formentlig blev enheden brugt til at fastslå startdatoen for de olympiske lege . Der er en opfattelse af, at dette ikke er den eneste enhed, der i det væsentlige er en analog computer . I hvert fald i det 1. århundrede f.Kr. e. Cicero beskrev "Arkimedes sfære" som en slags planetarium , der gengav bevægelsen af Solen , Månen og fem planeter kendt på det tidspunkt. [otte]
I 1614 introducerede John Napier begrebet logaritme i matematikken , og i 1617 lavede han den første glideregel , som gjorde det muligt at mekanisere de matematiske operationer multiplikation og division. [9] Det er almindeligt accepteret, at den første mekaniske regneanordning såsom en adderingsmaskine blev skabt af Leibniz efter mødet med Huygens i 1683 . Dette gjorde det muligt at mekanisere de matematiske operationer med addition og subtraktion. Således blev der skabt en værktøjsbase til at udføre ingeniørberegninger inden for finmekanik og optik, som uden grundlæggende ændringer gav massetekniske beregninger frem til den udbredte introduktion af elektronisk edb-teknologi i praksis i anden halvdel af det 20. århundrede .
En særlig retning inden for præcisionsmekanik var skabelsen af automater, inklusive dem, der imiterede en person - androider . [10] [11] [12]
En stor bedrift inden for finmekanik var Foucaults opfindelse af gyroskopet i 1852, som gjorde det muligt at skifte fra at bruge et magnetisk kompas til gyrokompasset , opfundet i 1908 af Anschutz-Kempfe .
For første gang fandt gyroskopet sin anvendelse i militære anliggender ( Aubrey-enheden ), hvilket gjorde det muligt at øge nøjagtigheden af torpedovåben markant . Autopiloten (hvis idé og skema blev foreslået i 1898 af Tsiolkovsky ) og moderne styresystemer til styrede våben er baseret på samme princip . [13] [14] [15] [16] [17] [18]
Dygtige mestre inden for finmekanik arbejdede også i Rusland. Disse omfatter Nartov og Kulibin . I russiske litterære klassikere er det kollektive billede af en specialist inden for at skabe præcise mekanismer Levsha Leskova [19] . Et væsentligt bidrag til teorien om præcise målinger blev ydet af Lomonosov , Mendeleev og akademiker Kupfer , som repræsenterede Rusland ved kongressen for International Association for the Introduction of a Uniform System of Weights and Measures i Bradford i 1859 .