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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。

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（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。
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光學儀器 
1590年左右，荷蘭人扎哈里那斯·詹森制造了 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 次用于科學實驗,并于1609年后制造了 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 架天文望遠鏡，牛頓于1668年制成了 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。
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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。
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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。
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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保障，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。
 

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。
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