1.第1级标准解法:建立完整物场、消除物场有害效应
第1级标准解法有2个子级，共13种标准解法。
S1.1 建立完整物场
S1.1.1 建立完整物场
建立完整物场，就是前面物场分类中，第1层次的物场变换。在那里，列举了很多案例，把只有一个物、或两个物、或一物一场3种情况的不完整物场，转换成完整物场，创造一个新的功能系统，实现创新。建立完整物场，就是建立一个新的系统，一个新的事物，是最具有创造性的。这一部分内容已经学过，这里不必重复，可以回到前面去复习。
S1.1.2 引入附加物构建内部合成物场
如果系统中已有对象无法实现或不能完善实现需要的功能，可以在S1或S2中引入一种永久或临时的内部附加物，增加可控性，帮助系统实现功能。
例1:检测油轮漏油的内部合成物场。油轮漏油污染环境，要进行罚款。漏出的油只是一物，如何能知道这是哪一家油轮漏出来的呢?显然要在油中渗入微量的能检出的标志物，在油中加入微量的磁粉。
从海面上捞起漏油，用磁铁的磁场力检出漏油中的铁磁物质，物场变换如图5－124。再对磁粉进行特性分析，就可以确定漏油是哪一油轮。
图5－124 吸出漏油中的磁粉
图5－125 火柴头内部合成物场
例2:把火柴装进火柴盒的内部合成物场。
用手工把成堆的杂乱无章的火柴杆理顺并装进火柴盒，效率低并要占用大量劳力，其物场模型如图左所示。如何用机械自动抓起火柴杆并放入火柴盒，实现自动化?显然，要抓就要抓火柴头，怎么做?这容易想到，在火柴头中渗入附加物微量磁粉，用磁铁一吸，就把火柴杆定向抓起，并放入火柴盒。物场变换图5－125。
例3:刷油漆油漆的内部合成物场。
直接把油漆刷到工件上，由于油漆黏稠难得均匀，需要将油漆稀释，于是就在油漆中加入稀释剂，成为油漆内部合成物场。其物场变换如图5－126。
S1.1.3 引入附加物构建外部合成物场
如果系统中已有对象无法实现或不能完善实现需要的功能，而且S1或S2中不能引入内部附加物，则可在S1或S2的外部引入一种永久的或临时的外部附加物，帮助系统实现功能。
例1:在雪地滑雪，由于重力的作用滑雪板与雪之间的摩擦力影响滑雪速度;要减小摩擦力就要在滑雪板与雪之间想办法;一个简单的方法就是在滑雪板上打蜡，这就是滑雪板的外部附加物;物场变换如图5－127。
图5－126 油漆内部合成物场
图5－127 滑雪板外部合成物场
S1.1.4 利用环境资源构建物场、完善物场
例1:如何让潜艇下沉?将潜艇外部环境中的海水注入潜艇，重力克服了浮力，潜艇下沉;这就是利用环境资源——海水，构建潜艇下沉的物场，实现潜艇下沉的功能;这也是对潜艇这一物，补充一物(海水)一场(重力场)的结果。画物场模型。
例2:航道浮标在大海中摇摆利害，是一个不完善的物场;将浮标外环境中的海水注入浮标之内，使浮标稳定，画物场模型。
S1.1.5 改变环境引入附加物构建物场
如果环境中没有资源可用，那就在环境中引入附加物改变环境，帮助系统实现功能。
例1:机房里的计算机工作使室温升高，可能使计算机不能工作;在室内增加空调，改变环境温度，可使计算机正常工作。
S1.1.6 最小量达不到可施加过度物质再去掉
最小量的精确控制是困难的，可施加过度量的物质，然后再除去，以保证最小量的实现。
例1:注塑时要使流动的塑料准确的充满一个空腔是困难的;在合适的位置留一个冒口，让空腔内的空气排出，同时也使部分塑料流出，然后再将这部分多余的冒口塑料S3去掉。
例2:靠离心力甩去多余的油漆。
为使零件表面获得一层薄薄的油漆，先将零件浸入油漆获得过厚的油漆，然后使零件旋转，靠离心力把多余的油漆甩掉。画物场变换模型。
例3:齿轮淬火。
齿轮要求的尺寸公差很小，但淬火产生较大的变形，不能保证小的公差。所以在淬火前要留下较大的余量，淬火后用磨削去掉多余的材料，达到小公差。
S1.1.7 最大量不能承受可由另一物承受再传递作用
例1:电焊时工人要观察焊接位置的状况，但是眼睛不能承受电焊所产生的弧光，这个弧光必须由另一物——护面罩承受，经过这一变换，再把焊接位置的状况，通过护面罩上的墨镜传递给眼睛观察。物场变换如图5－128这个问题作为有害物场更好理解处理。
制造预压力钢筋混凝土，先把钢筋加热伸长，把两端固定起来;浇注混凝土之后，两端松开，钢筋冷却要收缩，使混凝土形成预压力。问题是，钢筋要达到所需伸长，加热温度要达到700℃，而钢筋加热到400℃以上材料就会失效。不能加热到700℃，怎么办?按照这一标准解法，就要找另一物代替加热到700℃，再把作用也就是伸长传递给未加热的钢筋。问题很明确，就是要用能承受700℃的材料做一“工具钢筋”，将其加热到700℃获得所需伸长，然后与未加热钢筋连接起来，并将一冷一热的两头固定起来;等到加热钢筋冷却收缩，将未加热的钢筋拉长，这就是将作用——伸长传递给了冷钢筋;等混凝土浇注以后，松开两头，被拉长的冷钢筋要收缩，混凝土就产生了压应力。物场变换如图5－129所示。
图5－128 眼睛不能承受弧光的物场变换
图5－129 钢筋加热伸长代用品转换模型
S1.1.8 需要强场也需要弱场，选择一物产生一场，消除强场对弱场的影响
例:装注射液的玻璃瓶上端的瓶口用火焰封口，这里需要一个很高的温度场，可是下面的注射液需要一个常温的温度场，上面的高温传下去使注射液温度升高就会变质;这里需要一个强场，也需要一个弱场。要消除强场对弱场的影响，怎么办?这就需要另外一个物产生一个常温场，保护这个常温场;这个物应该是什么?就是水，把玻璃瓶浸在水中露出要封的口;这样，封口的高温传递到水中，保护了注射液。画物场模型。
S1.2 消除物场有害效应
S1.2.1 引入第3种物质S3隔离有害效应
如果物场中两物之间同时存在有用作用和有害作用，而且两物之间不要求紧密接触，则可以引入第三种物质，隔离有害作用，这第3种物质最好用物场的两物或其变种，如此，问题可以简化。
案例可参见前面物场矛盾一般解法。
S1.2.2 用改进的S1或S2来消除有害效应
这是对S1.2.1的一个补充，当系统不能引入新的物质S3时，就只好想办法，改变物场本身的两物或其变种来消除有害作用。
例1:造纸厂输送纸浆的管道内壁会受到纸浆的磨损;在管道内不可能引入第3种物质把纸浆与管壁隔离开来。在这里只有利用物场本身的两物解决问题。要解决的问题，是要让一层纸浆停留在管壁上，把流动的纸浆与管壁隔离开来;怎么能让一层纸浆停留在管壁上呢?一个简单的方法就是将纸浆冻结在管壁上，于是就要用制冷设备将管道降温冻结纸浆。物场变换如图5－130所示。
图5－130 用纸浆隔离对管壁的磨损
S1.2.3 引入S3消除一个场的有害效应
如果有害效应是由一个场引起来的，则可引入第3种物质S3吸收有害效应。
例1:电子部件发出的热量使安装该部件的电路板变形，这是一个热场引起的有害效应;按照这条标准解法，引入第3种物质吸收有害效应，在该部件下放一个散热器吸收热量，并将热量传递到空气中。
S1.2.4 用场F2来抵消场F1的有害作用
如果物场中两物之间同时存在有用作用和有害作用，而且两物之间必须紧密接触，则可以引入F2，抵消F1产生的有害作用;一般物场之中的场F(能量)既产生有用作用，也产生有害作用。
例1:水泵工作时产生噪声，用一个与所产生的噪声场相位差180°的声学场抵消噪声。
例2:车床车细长轴时，车刀的径向切削力将轴顶弯，切少了，车出的轴呈中间粗两头细的腰鼓形，不是圆柱形;这就是F切削力产生的一个有害作用。刀具与轴必须接触，这里只能附加另一个场，抵消切削力的影响;具体方法是用一个跟刀架，在刀具的对面顶在轴上，产生一个与切削力相反的力F2，阻止轴弯曲，保证车出圆柱形。此例前面已经试进过。
S1.2.5 切断已有磁性的有害影响
有两种情况:一种是已有的铁磁性材料产生磁屏蔽作用，使磁力线不能穿过，磁场不能发挥作用，为了消除这种有害作用，要把铁磁材料加热到居里点以上，使其失去磁性，失去屏蔽作用，让磁场的磁力线穿过，发挥磁场的作用;第二种情况是，已有磁场产生有害作用，需要加一个相反的磁场，抵消原磁场的有害作用。
例1:是针对第一种情况;要将管子内壁打磨光洁，方法是在管内放置铁磁颗粒磨料，在管外用一磁铁旋转，带动管内的磨料跟着旋转，对管壁进行研磨;如果这根管子是铁磁材料，对磁场就有屏蔽作用，磁力线穿不过去，外部的磁铁就不能带动内部的磨料旋转研磨。怎么办?按照这条标准解法，就要把管子加热到居里点以上，使其失去磁性。画物场模型。
例2:是针对第二种情况;用永久磁铁起重，比较理想，第一节省电力，第二停电不出事故。问题是，磁铁把起重物放到位置以后，磁铁还把起重物吸着的，怎么能脱开呢?按照这条标准解法，应该加一个相反的磁场，抵消原磁场的吸力。所加的磁场可以还是永久磁铁，也可以是一个反相的电磁铁。画物场模型。
2.第2级标准解法:增强物场
第二级标准解法主要是增强物场，有4个子级，共23个标准解法;主要解决系统中功能不足的问题。
S2.1 转换成串联并联物场模型
S2.1.1 为增强物场功能，增加一物一场，转换成串联物场模型
转换的方法是在S1、S2之间引入一个S3，让S2产生的场F1作用于S3，同时S3产生的场F2作用于S1，增强场的作用。
例:锤子砸石头分解巨石的功能。为了增强现有功能，可以在锤子S2和石头S1之间加入凿子S3;锤子的机械场F1传递给凿子S3，然后凿子的机械场F2传递给石头;物场模型如图5－131所示。
图5－131 砸石头转换成串联物场模型
S2.1.2 现有系统F1能力不足需要改进，但不能引入新的物质，只好增加第二个场F2，转换成并联物场模型，以增强F1能力的不足。
例:在纯铜电解生产过程中，少量电解液会残留在铜板表面的微孔中;在铜板存储过程中残留电解液会挥发出来而形成氧化斑点，影响表面质量并降低价值。为避免这种损失，存储之前要清洗铜板，以去掉微孔中的电解液;但是微孔很小，用水难以把电解液彻底冲洗干净。这里也不能加其他有用的物质，只有加一个场，提升水洗的能力，如使铜板微小振动，或在超声波水池中清洗，或用高温蒸气。物场转换模型如图5－132所示。
图5－132 并联物场模型
S2.2 增强物场
S2.2.1 使用更易控制的场
使用更容易控制的场，替换原来不容易控制的场，或叠加到不容易控制的场上。
例:汽车用液压转向系统代替机械转向系统。
S2.2.2 增加物质的分割程度，以增强物场模型
例1:钢筋混凝土中，用多股钢丝束代替钢筋，以增强结构能力。
例2:高压输电线路一根导线分成4根导线，以降低电晕损失。
S2.2.3 在物质中增加空穴或毛细结构
例:空心砖。
S2.2.4 使系统具有更好的柔韧性、适应性、动态性
例1:生橡胶很脆，通过硫化处理，增加韧性，提高使用寿命。
例2:汽车用无级变速代替固定档变速，增加适应性。
例3:舰载机机翼折叠，减少占地。
S2.2.5 使一个不能控制的场具有永久或临时确定的模式
例:超声波焊接时，为了确定焊接的位置，在焊接区域内安装一个调谐装置，利用调节元件将振动定向集中到一个很小的面积上。
S2.2.6 将均匀的物质空间结构变成不均匀的物质。
例:在混凝土中加钢筋提高混凝土的质量。
S2.3 控制频率使其与一个或两个元件的自然频率匹配或不匹配，以改善性能。
S2.3.1 将场F的频率与物质S1或S2的频率相协调。
例:医疗中用超声波碎肾结石，就是将超声波的频率调到与结石的固有频率一致，超声波作用在结石上产生共振，结石被振碎排出体外。
S2.3.2 使场F1与场F2的频率相协调。
例:机械振动或噪声F1，可以通过产生一个幅值相同、相位相反的机械振动或噪声F2，予以抵消。
S2.3.3 在两个动作之间加入第3个动作。
要出租房屋，在尚未租出之前，装修房屋，以提高租金。
S2.4 利用磁场和铁磁材料
S2.4.1 向系统中加入磁场和铁磁物质，以改善系统性能。
例1:用磁铁代替图钉在铁板上公布告示。
例2:磁悬浮列车。在铁轨上装电磁铁形成磁场，以浮起列车。
S2.4.2 利用铁磁物质和磁场增加场的可控性，称之为铁磁场。
例1:将网状过滤器改成磁过滤器，用铁磁颗粒代替过滤网，过滤时在磁场作用下，颗粒靠紧缝隙小;清理时，关闭磁场，颗粒不受磁力作用，缝隙大，便于清理。
例2:磁性飞镖。针式飞镖会把箭靶扎乱;使用无针磁性飞镖，箭靶用铁板，就可以永久使用下去。
S2.4.3 应用磁流体。
磁流体也称磁性液体，是铁磁颗粒悬浮在煤油、硅树脂或水中而形成的一种胶质溶液。物质包含铁磁物质的进化路径:固体物质→颗粒→粉末→液体。
控制效率随进化路线而增加。
图5－133 磁流体轴承
例:旋转机械的轴，一方面要润滑，另一方面要密封，应用磁流体即可使二者兼得，如图5－133所示。在轴3与环形极靴1之间填充磁流体2，两环形极靴之间是环形永久磁铁，作用于磁流体，使磁流体不能随意流失。计算机马达转轴就用了磁流体，代替了原来的润滑油。
S2.4.4 应用包括铁磁材料或磁流体的毛细管结构。
例:为了过滤空气中的金属微粒，毛细管结构的过滤器用铁磁材料制成;过滤一段时间以后，释放磁场，使金属微粒脱离毛细管，过滤器实现过滤清洁为一体。
S2.4.5 将铁磁材料引入一物质，再用磁场控制，称之为合成铁磁场模型。
如果系统可控性可以通过转换到铁磁物场得到改善，但禁止用铁磁材料代替物质;这时，可以将铁磁材料引入一个物质，再用磁场控制，构成合成铁磁物场。
例1:为了使药物分子精确地到达身体内部所需要的部位，把磁性分子附着在药物分子上，在身体外部用磁场引导药物到需要的部位。
例2:电磁铁传送无磁零件。为传送无磁零件，事先将零件覆盖上易流动的、带有磁性的物质。
S2.4.6 如果一个物体不能具有磁性，可将铁磁物质引入环境中。
如果系统可控性可以通过转换到铁磁物场得到改善，但禁止用铁磁材料代替物质，也不能往物质中引入附加物，这时，可以往环境中引入，控制系统通过应用磁场改变环境参数得以实现。
例:在维修车辆的时候，希望把系列工具排列吸附在车辆外壳上，但外壳不能附加磁性物质形成磁场;这时可以向系统外引入磁场，做一个内置了磁铁的橡胶垫，放在车辆外壳上，上面可以吸附各种工具，维修时方便取用。
S2.4.7 应用自然现象和效应。铁磁物场的可控性可以通过应用自然现象和效应来加强(如磁性材料在居里点之上丧失磁性)。
例:电饭锅饭烧好了如何能自动断电。
用了一个自动断电开关。开关中有一块永久磁铁，克服弹性力将一块居里点在102℃的铁磁材料吸住，触点闭合电路连通，当饭烧好了，铁磁材料感受到的温度超过102℃，于是铁磁材料失去磁性，在弹性力的作用下，永久磁铁吸不住铁磁材料，于是触点断开，电路自动断电。这里就是应用了磁性材料的居里点效应。
S2.4.8 利用动态、可变或自动调整的磁场。
例:不规则空心物体壁厚的测量，可以通过一个内部的铁磁体和一个外部的感应式传感器实现;为了提高测量精度，在一个气球表面涂上铁磁粒子，气球放在空腔内吹气使其具有内腔的形状。
S2.4.9 加入铁磁粒子改变材料的结构，施加磁场移动粒子。通过这种途径使非结构化系统，变为结构化系统。
例:为了在塑料垫子表面形成某种图案，在塑料流体内加入铁磁粒子，用结构化的磁场拖动铁磁粒子形成所需要的形状，一直到液体凝固。
S2.4.10 铁磁物场的频率协调。通过协调系统元素的频率强化铁磁物场。
在宏观系统中，应用机械振动可以加速铁磁粒子的运动;在在分子或原子级别，可以通过改变磁场的频率，测量对磁场发生反应的电子的共振频率的频谱，来测定物质的组成成分。
例1:降低粒子间隔粘附和改善混合物分离效率。磁场中的振动被用来分离混合物;为降低粒子间的黏附和改善分离效率，磁场的使用是与振动反向的。
例2:微波炉加热食物，微波在水的共振频率上，使水分子产生振动，从而起到加热水的效果。
S2.4.11 如果引入铁磁粒子或磁化物是比较困难的，则用电流产生磁场，而不用铁磁物质。
例1:各种电磁铁。可用于一些永久磁性材料不安全的地方;一个优点是不需要的时候可以关闭，并且通过改变电流可以得到精确的磁场。
例2:电磁铁吊车，利用电流产生磁场，起吊具有铁磁性质的材料。
S2.4.12 电流流变体——流变学液体。
一种用电场控制粘度的流变学的液体，如甲苯和细石英粉的混合物。如果磁流体不能用，可用这种电流流变体。
例1:流变学液体阻尼器。一种用电场控制粘度的流变学液体，被用作可变阻尼系数的阻尼器，从而实现动力减振器在不同环境下，实现不同的减振效果。
例2:电流流变体轴承。
3.第3级标准解法:向双系统、多系统、超系统、微观系统转化
第3级标准解法有2个子级、6个标准解，主要是向双系统、多系统、微观系统转化。
S3.1 向双系统和多系统转化
S3.1.1 系统转化1a:创建双系统、多系统
处于任何进化阶段系统，可与另外的系统组合，建立一个更复杂的双系统、多系统，增强系统性能。
例1:减少单层玻璃加工的破损量用水作粘合剂，将多块玻璃叠加在一起加工，减少破损。
例2:提高裁剪效率将多层布叠加在一起裁剪。
例3:多级矿用水泵为了提高水泵的扬程，串入多级叶轮，经过多级加压，出口扬程加大。
双系统、多系统属于组合原理，在40创新原理中组合一节有很多双系统多系统的案例。
S3.1.2 加强双系统或多系统内的连接
例1:红绿灯开关的谐调十字路口的红绿灯需要输入交通流量的信息，控制红绿灯的变换。
例2:影音同步影像和录音应该同步，在胶片设备中能实现，在数码设备中容易实现影音同步。
例3:汽车前后轮的差速器具有动态的连接关系。
例4:柔性连接双体船。可以调整两船体之间的距离。
例5:电源接插板每一插头都有独立开关。
S3.1.3 系统转化1b:增加系统之间的差异性
双系统或多系统可通过加大元素间的差异来加强功能，这是基于向较高级系统跃迁的法则，加大元素功能特性差异，再进行组合，以此获取双系统多系统效率功能的增强.系统转化路线:相同元素的组合改变特性不同元素的组合相反元素的组合。
例1:一组铅笔一组多色铅笔一组带橡皮头的铅笔。一旦能完成相反元素的组合，就是新一轮创新产品的诞生。
例2:常开触点和常闭触点并存的继电器。继电器有一组常开触点和一组常闭触点，用以提高可操作性和灵活性。
例3:多头订书机各头可装不同的订书钉;增加一个取钉器，增加钉书机的功能，使钉书机的作用更加丰富。
S3.1.4 双系统和多系统的简化
双系统和多系统可以通过简化得到加强。完全的简化使双系统和多系统又成为一个单一系统，却是在一个新的水平上再重复整个循环。
例1:新的家用立体声系统是在一个壳体中装入多路音频设备。
例2:消防矿难的防护服有冷却和呼吸两套系统，既复杂又重，将两个系统合成一个系统，都用液态氧作为介质，先冷却，液态氧变成氧气，再供呼吸。
S3.1.5 系统转化1:系统整体和部分表现相反的特性或功能
双系统和多系统可通过在系统整体和部分间分解矛盾形成相反的特性，强化系统功能。
结果，系统在两个水平上获得应用，整个系统具有“F”，部分具有相反的特性“－F”。
例1:自行车链条每一节链是刚性的，而整个链条是柔性的，正是这种相反的特性使链条实现传动的功能。
S3.2 向微观级转化
S3.2.1 系统转化2:向微观级转化
系统可在任何进化阶段向微观级转化。
例1:电子计算机由电子管机房转化到今天的笔记本电脑，就是由宏观到微观的转化。
例2:伽马刀代替手术刀进行手术。
普通手术刀对人体伤害很大。伽马刀利用聚焦的射线代替手术刀，不用开颅即可穿过头盖骨，巨大的能量只作用在需要手术的地方，对周围组织损伤很小或无损伤。
4.第4级标准解法:检测与测量
第4级标准解法专门用于检测与测量问题。检测与测量是典型的控制环节。一些检测与测量的创新，是利用了物理学、化学、几何的效应实现自动控制，而避免了直接检测与测量。第4级标准解法共5个子级，17个标准解，见下表。
S4.1 间接方法
S4.1.1 改变系统，从而使原来需要测量的系统，变得不再需要测量。
改变系统的一般方法是给系统中加入具有物理效应的传感元件，用传感元件代替测量。
例1:电饭锅烧饭烧到102℃饭就烧好了，应该断电。找准这个时候去测量温度，再断电，那就困难了。如何改变这个系统，不必测量呢?在电路中串联一个双金属片开关，就是一个传感器。当温度达到102℃时，双金属片弹开，断开电路。
例2:恒定的热处理温度。用电磁感应给金属零件热处理加热，如何保证温度恒定而不必测量?在感应器与零件之间填满化学盐，盐的溶化温度就是需要的温度。
S4.1.2 利用测量系统的复制品、代用品或图像。
例1:金字塔的高度可以通过它的阴影测量。
例2:曹冲称象就是用石头作为象的代用品。
例3:用卫星云图预报天气，而不必到天上去测量。
例4:有时时间紧迫来不及测量一些尺寸，在物体上放一标尺，用照相机拍下照片，再在图像上按比例进行测量。
S4.1.3 卡住最大最小代替直接测量。
例1:检验零件尺寸是否合格的量规。按照尺寸公差，把最大尺寸与最小尺寸做在量规上，零件能通过最大尺寸通不过最小尺寸就是合格，否则就是不合格，而不必直接测量尺寸。
S4.2 建立新的测量系统，将一些物质或场加入到已有系统中
S4.2.1 建立完整有效的测量物场
例1:如果塑料料容器上有一个很难发现的小孔，要发现这个小孔，就要建立一个完整有效的测量物场。给塑料容器填充空气，再将它放入水中，出现气泡就是小孔露气的位置。和补自行车内胎一样，补物补场，构成一个完整的测量物场。
例2:检测液体开始沸腾的瞬间。
因为液体在沸腾的瞬间，温度不会发生变化，所以测量温度无效。在沸腾瞬间会产生气泡，电阻会增大。给液体通电流，测量电阻的变化，就能检测到沸腾瞬间。
S4.2.2 测量引入的附加物
引入的附加物与原系统相互作用产生变化，可以测量附加物的变化再进行转换。
例1:生物样品很难通过显微镜观察，可以通过加入化学染色剂来观察其结构。
例2:为测量两零件接触面的贴合面积，在一个面上涂抹发光染料，将两个面贴合再分开，另一面上粘上的染料面积就是贴合面积。
S4.2.3 与环境一起测量的物场
如果系统中不能增加其他附加物，在环境中增加附加物使其对系统产生场，检测或测量场对系统的影响。
例1:全球定位卫星相对于地球上的人是环境中的附加物，它产生全球定位系统的连续信号就是一个场，人使用一个GPS接收器，就可以确定人在地球上的绝对位置。
例2:内燃机内部磨损状况检测。
为检测内燃机内部的磨损，需要测量磨损掉下来的金属数量。磨损掉下来的金属颗粒是混合在内燃机的润滑油中的，润滑油可以看作是一个环境。在润滑油中加入荧光粉，金属颗粒会扑灭发光，从而可以检测出磨损下来的颗粒量。
S4.2.4 如果附加物不能被引入环境中，分解或改变环境中已有的物质，使其转换成其他的状态，再测量这种转换后物质的变化。
例1:云室可以用于研究亚原子颗粒的性质。在云室内，液氢保持在适当的压力和温度下，以便液氢处于沸点附近。当外界能量粒子穿过液氢时，液氢就会局部沸腾，从而形成一个由气泡组成的路径。此路径可以拍照，通过这种方法，研究粒子的动态性能。
S4.3 增强测量系统
S4.3.1 应用物理效应和自然现象
测量、检测物场可以通过利用物理效应加强。应用在系统中已发生的物理效应，并检测因此效应而发生的变化，从而知道系统的状态。
例1:液体的温度测量。
液体的热传导率会随着液体温度的改变而改变，因而液体的温度，可以通过测量液体热传导率的变化而确定。
S4.3.2 测量系统整体或部分的固有振荡频率
如果不能直接检测或引入一种场测量一个系统的变化，则测量系统整体或部分的谐振频率解决问题，谐振频率的变化，就提供了系统的变化信息。
共振频率的测量得到广泛应用。通过测量物体共振频率的变化，就可以获得物体在状态上的变化，包括尺寸及重量等的变化情况。
例1:应用音叉调谐钢琴。调节琴弦，使其振动，并与音叉频率协调。
例2:母牛乳房内剩余奶量。测量母牛乳房的共振频率，通过频率与质量的关系，算出乳房剩奶。
例3:一巨大容器装着高腐蚀性液体，流出口安装任何流量计都被腐蚀。只好在容器上端空间测量流出时空气受扰产生的振动频率，以推算空间容积的变化，从而知道流出了多少液体。
例4:从一头垂直敲击高压输电线路上的导线，计量振动频率，根据频率与张力的关系，就可以算出导线中的应力。
S4.3.3 应用加入物体的谐振
如果不能应用上一标准解法，系统状态的信息，可以通过加入或与系统相连的环境中物体的自由振荡来获得。
例1:未知物体电容的测量。
不直接测量该物体的电容，而是将未知电容并联已知感应系数的电感电路中，然后改变电压频率，测量并联电路的共振频率，再换算出物体的电容。
S4.4 向铁磁物场转化
引入铁磁物质进行测量，在遥感、微型设备、光纤维和微处理器等方面得到广泛应用。
S4.4.1 增加铁磁物质，从而方便测量
为便于测量，在非磁性系统内引入磁性物质、磁场，将非磁性测量的物场，转换为包括磁性物质的铁磁物场。
例1:统计十字路口等待的车辆数。可在距离十字路口一定距离的路面下埋设磁性传感器，感受车辆的铁磁材料，为通过的车辆计数。
S4.4.2 在系统中增加磁性颗粒，通过检测磁场，实现更容易的测量
例1:把铁磁粒子放入油墨中印刷货币，将磁场作用在货币上，以鉴别货币真假。
S4.4.3 如果磁性颗粒不能直接加到系统中，则建立一个复杂的铁磁测量系统，将磁性物质添加到系统已有物质之上
例1:通过在非磁性物体表面涂抹含有磁性材料和表面活化剂的细小颗粒流体，检测物体表面裂纹。
例2:反隐身飞机的磁悬浮粒子。普通雷达探测不到隐形飞机。在地面又不可能给飞机刷上反射材料，如何能让隐形飞机现身?可以在空气中释放大量磁性悬浮粒子，当飞机进入这个空域，磁悬浮粒子就会附着在飞机上，破坏隐形性能。
S4.4.4 如果不能在系统中引入磁性物质，可以在环境中引入
为了研究船在航行中的波浪，将磁性粒子放到模型船周围的水中，通过研究磁性粒子的运动，研究波浪的形成。
S4.4.5 应用物理效应和现象强化铁磁物场
强化铁磁物场的物理效应有:居里效应、霍普金森效应、巴克豪森效应、霍尔效应、磁滞现象、超导性等。
例1:核磁共振成像
在磁场中原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转，这就是核磁共振现象。医学家发现水分子中的氢原子可以产生核磁共振现象，利用这一现象，可以获取人体内水分子分布的信息，从而精确绘制人体结构，实现人体的检测。这就是核磁共振成像。
S4.5 测量系统的进化方向
S4.5.1 向双系统和多系统转化，提高测量系统效率
例1:配镜验光时，使用多传感器的仪器测量远处聚焦、近处聚焦等多项指标，以全面反映整体视力水平。
S4.5.2 代替直接测量。可测量时间或空间的一阶导数或二阶导数
例1:测量速度或加速度，代替测量位移。在振动测量中，用石英晶体加速度传感器测量出来的是振动加速度，不是位移。这是因为石英晶体加速度传感器结构简单、体积小，使用方便。
5.第5级标准解法:对系统的简化与改善
第5级中的标准解法是对已有系统和新建系统进行简化，以使系统更加理想化。
第5级共有5个子级，17种标准解法。
S5.1 引入物质
S5.1.1 间接方法
如果工作状况不允许给系统引入物质，可以利用下面的间接方法。
(1)用虚无物质(空气、真空、气泡、泡沫、水泡、空穴、空洞、毛细管、空间)，代替引入新的物质。
例1:提高潜水服保温性能。增加厚度，衣服就会很重，利用泡沫结构，使重量减轻。
(2)用场代替物质。
例1:要知道墙壁内铁钉的位置，无需用凿子盲目到处凿洞，直接用磁场检测。
(3)应用外加物代替内部物。
例1:防触电手镯。维修高压设备的电工，为防触电，手带磁感应手镯，一旦触电，肌肉就会收缩，手臂自动脱离有危险的高压源。
例2:确保消防车通行无阻。
在消防车车顶上额外安装一个发射红外线的顶灯，红绿灯的接收器接到消防车发来的信号之后，打开绿灯或延长绿灯的时间。
(4)引入少量极活性添加物。
例1:普通焊法焊接铝需要级高的温度和一些腐蚀性的化学添加剂。可以利用铝热剂爆炸将铝焊接到某物体上。
例2:防止飞机爆炸。飞机的爆炸只有在汽油的蒸气与空气混合后才可能发生。防止这种混合气体的生成，是防止爆炸的关键。在燃油中加入级少量的聚合物，使燃料从液态转化成凝胶状态，大大降低了燃料的汽化点。
(5)只在特别的位置引入少量浓缩的添加物。
例1:清洗衣服上的油渍。只需将洗涤剂喷洒在油渍处。
例2:靶向药物。为了避免药物对身体造成更大范围的伤害，将药物集中在疾病的准确位置上。
(6)临时引入添加物。
例1:为了治疗骨伤，在骨头中固定一个钢钉，愈后将钢钉去掉。
(7)利用模型或复制品代替实物，可在其复制品或模型中引入添加物。
例1:网络视频会议，允许与会者在不同地点参加会议。
(8)不能直接引入某种物质，可以引入通过反应产生此种物质的物质。
例1:人体需要钠元素辅助新陈代谢，但直接食用钠是有害的，于是通过食用盐补充钠。
例2:赛车用的助燃气。为了获得更高的能量，赛车使用的是化合物N2O，而不是有空气中的O2作助燃气，因为燃烧时N2O比O2放出的热量要大得多。
(9)通过降解环境中的某些资源或物质自身产生需要的添加物。
例1:直接将垃圾埋在花园里代替化肥，资源再生又避免环境污染。
例2:加强水的消毒。臭氧对微生物有较强的杀伤力。利用对环境物质空气进行分解而获得的臭氧引入水中，加强对水的消毒作用。
S5.1.2 分裂物质，将物质分割为更小的组成部分
例1:为了增加飞机的速度，需要增加螺旋桨的长度，但螺旋桨尖端的速度超过音速，就会产生振动。此时，用两个小螺旋桨优于一个大螺旋桨。
S5.1.3 添加物使用完毕之后自动消失
例1:用冰砂轮打磨工件。
例2:飞碟射击用冰做飞碟。
S5.1.4 如果不允许引入大的物质，则应用膨胀结构或泡沫的虚无代替物质
例1:在物体内部增加空洞，以减轻物体的重量。
例2:空难后要移走飞机，将充气袋放在机翼下，充气抬起飞机，台车可以进入飞机下方，将飞机拖走。
S5.2 引入场
S5.2.1 应用一种场产生另一种场
例1:电场产生磁场。
例2:从液态氧流中分离气体。通过流体的旋转改变物质的运动，离心力将液体抛向管壁，而气体则聚集在管轴附近。
S5.2.2 应用环境中存在的场
例1:电子设备产生大量的热，这些热可以使周围的空气流动，从而冷却电子设备，无需附加风扇。
S5.2.3 使用能产生场的物质
例1:将放射性物质植入到肿瘤位置(不久再进行清除)。
S5.3 相变
S5.3.1 相变1:改变相态
例1:利用物质的气、液、固三态。为了运输某种气体，使其变为液态，使用时再变成气体。
例2:为解决潜水员能较长时间停留在水中，氧气瓶中的氧是液态氧。
例3:舞台烟雾是利用干冰的相变实现的，也就是干冰由固态变成气态。
S5.3.2 相变2:双相互换——动态化相变
例1:在滑冰中，使冰刀下的冰变成水，摩擦力减小，尔后，水又变成冰。
S5.3.3 相变3:利用相变过程中伴随出现的现象
例1:液体热宝是一个盛有液体的塑料袋，袋内有一个薄金属片。用手弯曲金属片，产生的声信号触发液体，使其变为固体而释放出热量，这就是伴随出现的现象。全部变成固体后，将其放入热水中或微波炉中加热，即可还原。
例2:当金属超导体达到零电阻时，就变成一种非常好的热绝缘体——伴随现象，可以用作热绝缘开关，隔开低温装置。
S5.3.4 转化为双相状态
例1:利用不导电相变金属材料制造可变电容。当加热某些层时变为导体，冷却时变成绝缘体，电容的变化是靠温度控制的。
S5.3.5 利用系统的相态交互增强系统的效率
例1:白兰地经过两次蒸馏后，放在木桶中保存，这时，木材和液体之间相互作用。
例2:用化学反应材料做热循环引擎的工作元素。材料在加热下分解，传热更快，冷却下再结合，以使引擎的功率增强。
S5.4 应用物理效应和现象
S5.4.1 应用物理效应实现自我控制的转化
如果物体在不同条件下要处于不同的状态，这种转化可以通过物体本身的物理特性来实现。
例1:变色太阳镜在阳光下颜色变深，在阴暗处又恢复透明。
例2:射电望远镜的避雷针。这种避雷针是一个充满了低压空气的玻璃管。在正常情况下，玻璃管中的空气是非导体，不会吸收电波影响射电望远镜的工作，当雷电袭来时，空气被电离成导体，将雷电引入地下，起到避雷针的作用。低压空气在不同条件下，处于不同状态下，以满足不同的需要。
例3:温室温度靠开关窗户进行控制，温度高了打开窗户，温度低了关上窗户。为了实现自动转化，应用了一个平面螺旋盘状双金属片，这样它就有足够的长度产生足够大的变形，通过一个杠杆与窗户连接，随着温度升高降低，双金属片就会产生两个方向的变形，通过杠杆开关窗户。自动实现窗户开关的转化。
S5.4.2 放大输出场
当输入场较弱时，放大输出场。
例1:真空管、晶体管、继电器都可以用很小的输入电流，控制很大的输出电流。
例2:测试密封物体密封性的一个方法，如测试轮胎内胎漏不漏气，将内胎浸入水中，并保持水中的压力小于物体中的压力，气泡显示破损的地方。放大了输出。
S5.5 通过分解或结合获得物质粒子
S5.5.1 通过分解获得物质粒子(离子、原子、分子)
如果需要一种物质粒子(比如离子)以实现解决方案，但又不能直接得到，可以通过分解更高结构的物质(比如分子)来得到。
例1:如果系统需要氢但本身不能引入氢，则可以引入水，电解水获得氢。
S5.5.2 通过组合获得物质粒子
如果需要一种物质粒子(比如分子)以实现解决方案，但又不能直接得到，可以通过组合更低结构的物质(比如离子)来得到。
例1:树木吸收水分、二氧化碳，并且运用太阳光进行光合作用生长壮大。
S5.5.3 兼用S5.5.1和S5.5.2获得物质粒子
同时应用S5.5.1和S5.5.2。如果一个高级物质需要降解，又不能降解，就用次高一级的物质代替;反之，如果物质要通过低结构物质组合而成，而该物质不能应用，则采用高一级的物质代替。
例1:如果需要传导电流，可先将物质变成导电的离子和电子，离子和电子脱离电场之后，又可以再结合成中性分子恢复原状。正如射电望远镜的空气避雷针。
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