Arbetsprinciperna för fysikexperimentella instrument

Den grundläggande funktionsprincipen för laboratorieinstrument i fysik ligger i att omvandla fysiska storheter-som ofta är svåra att observera direkt med blotta ögat-till signaler som kan mätas eller läsas. Till exempel använder elektriska instrument vanligtvis förhållandet mellan ström, spänning eller resistans för att utföra indirekta mätningar. När en multimeter mäter spänning, till exempel, använder den en intern spännings-delarkrets för att omvandla spänningar över olika intervall till en läsbar nålavböjning eller digital signal; ett oscilloskop, omvänt, omvandlar variationer i elektriska signaler till en elektronstråles bana på en skärm, och visar därigenom visuellt hur spänningen förändras över tiden. Kärnkonceptet bakom alla dessa instrument är "signalomvandling"-processen att använda kretsar eller sensorer för att omvandla fysiska storheter till information som är mottaglig för bearbetning.

I mekanik- och termodynamiska experiment är instrumentens funktionsprinciper mer beroende av det direkta utnyttjandet av specifika fysiska effekter. Dessutom innehåller vissa moderna instrument sensorer och datainsamlingssystem för att omvandla mekaniska eller termiska förändringar till elektriska signaler, som sedan bearbetas och visas av en dator, vilket säkerställer större precision och stabilitet i mätresultaten.