测控技术与仪器学科概论论文

第一篇：测控技术与仪器学科概论论文

测控技术与仪器学科(专业)概论课听后感

这两个星期听了康宜华教授给我们讲的测控技术与仪器学科(专业)概论课后，我受益匪浅。通过听的这几节课，我对测控技术与仪器这个专业有了更加深入和全面的认识，也对这个学了科产生了更多的兴趣。我感觉到在当今飞速发展的信息时代下，测控技术已经扮演着越来越重要的角色。

自古以来，测控技术就是人类生活和生产的重要组成部分。人们最初的测控尝试都是来自于生产和生活的需要：对时间的测控要求，人类发明了日晷，用它来测量时间；对空间的测控要求，人类开创了点线面相关的理论，用它来描述空间。当今社会对测控技术的要求当然不会仅仅停留在这些初级阶段，随着科学技术日新月异的发展，测控技术进入了全新的时代。现代的测控技术是信息科学技术的源头，是光学、精密机械、电子、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合性技术。它所涉及到得领域极其广泛，小到制造车间的检测，大到卫星火箭发射的监控，无不与测控技术有着紧密的联系。

由于传统观念的影响，很多同学对测控技术与仪器这个专业存在着一定的认识误区，以为测控技术就是用三角板、直尺、圆规之类的测量仪器进行吃力劳苦的测量。其实这只是很肤浅的认识，也是很显而易见的错误。

“测量”和“控制”是人类认识世界和改造世界的两项基本任务和途径，而测控技术或系统则是人类实现这两项任务的工具和手段。实际上，测控技术与仪器专业主要由精密机械、电子学、工程光学、传感器技术、计算机技术和控制技术的有关知识构成专业基础，以光、机、电、计算机一体化为特色。随着科学技术的飞速发展，光机电一体化系统的开发研制与应用越来越受到重视。一个真正的测控专业学生，需要掌握更多电学方面的知识，他们要掌握基本的电路知识，具有新颖设计思路，并且能运用多种新技术、手段进行工作。

测控技术在当今社会发展中起着不可或缺的关键作用。科学的发展、突破往往是以检测仪器和技术方法上的突破为先导的，在诺贝尔物理和化学奖中大约有1/4是属于测试方法和仪器创新。测控技术在工作生产中起着把关者和指导者的作用，广泛应用于化工、冶金、电力、电子、轻工、纺织等行业。当今信息化时代，仪器的作用主要是通过测量获取信息，是智能行动的依据。作为一种信息的工具，仪器起着不可或缺的信息源的作用。中国的两弹

一星之父钱学森院士说：“新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术由测控技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。测控技术则是关键和基础。”由此，测控技术的地位可见一斑。

通过康教授对测控技术与仪器学科的作用领域和前景的相关介绍，我认识到了现代测控技术是一门实践性非常强的技术，它既包括硬件、软件的设计，又包括系统的集成。现代科学技术的融入使现代测控技术在各方面得到广泛应用。

传感器是信息时代的三大支柱之一。目前新的智能化传感器层出不穷，微处理器和网络与传感器的融合技术快速发展，集微型化、数字化、集成化、智能化、网络化为一体的新型传感器在测量仪器仪表、测控系统中的应用日益广泛和深入。可以说，新型传感器技术的发展对现代测控技术的发展起到了很好的推动作用，新型传感器技术是现代测控技术的一个重要组成部分。

测控总线是测控系统的重要组成部分，随着计算机技术的发展，各种总线标准不断推出和发展。现代测控系统的发展趋势是采用标准总线计算机平台、功能强大的软件及应用总线技术的模块化仪器设备的有机结合。这将极大地增强自动测试设备的功能与性能。在现代测控系统中，测控总线技术越来越受到重视。

虚拟仪器系统是测控技术与计算机技术结合的产物，它从根本上更新了仪器的概念，并在实际应用中表现出传统仪器难以望其项背的优势，可以说虚拟仪器技术是现代测控技术的关键组成部分。虚拟仪器利用计算机和数据采集卡等相应硬件和专用软件构成，既有传统仪器的特征，又有一般仪器所不具备的特殊功能，在现代测控应用中有着广泛的应用前景。

随着测控任务变得日趋复杂以及大范围测控要求的日益增多，进行远程测控、组建网络化的测控系统就显得非常必要。采用远程测控技术，不仅可以降低测控系统的成本、实现远距离测控和资源共享，而且还能实现测控设备的远距离诊断与维护，大大提高测控的效率。

不仅如此,测控技术在国防、工业、农业等领域业余哦着广泛应用。随着测控技术在国防、工业、农业等领域应用的深度和广度的不断扩大，它将为提高生产效率、改进技术水平做出巨大的贡献。

中国工业以前很长一段时间里在国际市场中没有地位，一个很重要的原因是大路货太多，质量太差，没有高质量的产品，无法与其他工业强国竞争，而这又与我国测控专业人才缺乏有关。中国的企业要想提高国际竞争力，在国际市场这个大舞台上站稳脚跟,产品质量是关键。因此，测控专业的人才变得越来越重要。

正是由于测控技术在当今科技发展中的重要地位以及如今国内测控专业的人才的相对匮乏，因此，测控技术与仪器专业未来的就业前景是十分乐观的，就业的领域也是十分广泛。

本科毕业生可以在中外合资、独资企业、科研院所等部门从事检测技术与自动化装置领域的理论研究与技术开发，从事自动化监测、控制或生产系统的设计开发、运行管理等工作；也可以从事机电、测控、仪器仪表、通信、家电等行业的商贸工作,在高等院校从事与本专业相关的教学研究工作；还可以考取硕士研究生，在国内外高等院校继续深造,追求更高的目标。

测控技术与仪器学科的培养目标是培养具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面基础知识与应用能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。其学习内容主要学习精密仪器的光学、机械与电子学基础理论，测量与控制理论和有关测控仪器的设计方法，受到现代测控技术和仪器应用的训练，具有本专业测控技术及仪器系统的应用及设计开发能力。

因此，为了将来能够更好的适应社会，为社会的发展和国家的繁荣昌盛做出更大更有价值的贡献，在大学本科的这四年宝贵时间里面，我应该努力着实充实和完善自我，争取在毕业时能够真正具有以下几方面的知识和能力：具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括机械学、电子学、光学、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识；掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力，具有本专业测控技术、仪器与系统的设计、开发能力；熟练掌握计算机应用技术以及具有较强的外语应用能力；具有独立认识问题并解决问题的能力,具备较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

通过宝贵的几节学科概论课，我对自己现读的专业有了更加感性的认识，也这个学科有了更加浓厚的兴趣。我想，我已经默默明确了自己奋斗的目标，相信在它的激励和鼓舞下，我会一步一个脚印地不断向前迈进。

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刘俊杰

第二篇：测控技术与仪器专业——专业概论

专业概论课程论文

其实，选择测控技术与仪器这个专业时，我对它一无所知，我本来选择的是建筑设计，可是在阴差阳错之中我“被选择”了这个专业。周围的同学对此也是一知半解。想来，学院开设这个课程，着实是用心良苦，希望我们在学习专业课程之前，先对自己的专业有个概括的了解。

专业的具体现状： 根据相关资料了解到，测控技术与仪器专业是一门研究信息的获取和处理，以及对相关要素进行控制的理论与技术；是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。

测控技术与仪器的操作过程是将自动化系统上的信号加以采集、整理、处理、而后进行显示或者发出控制信号的过程。目前由计算机和工作站作为结点的网络也就相当于现代仪器的网络，因此计算机已成为现代测控系统的中坚。

以下几点是测控技术与仪器专业的技术研究状况(1)以自然基准溯源和传递，同时在不同量程实现国际比对。

(2)高精度。目前半导体工艺的典型线宽为0.25μm，并正向0.18μm过渡，如果定

位要求占线宽的1/3，那么就要求10nm量级的精度，而且晶片尺寸还在增大，达到300mm。这就意味着测量定位系统的精度要优于3×10的-8次方，相应的激光稳频精度应该是10的-9次方数量级。

(3)高速度。目前加工机械的速度已经提高到1m/sec以上。

(4)高灵敏，高分辨，小型化。如将光谱仪集成到一块电路板上。

(5)标准化。通讯接口过去常用GPIB，RS232，目前已逐步被高性能标准的USB、IEEE1394和VXI所代替。现在，技术领先者设法控制技术标准，参与标准制订是仪器开发的基础研究工作之一。

未来趋势

1．发展方向与学科前沿。

(1)配合数控设备的技术创新。数控设备的主要误差来源可分为几何误差和热误差。

对于重复出现的系统误差，可采用软件修正；对于随机误差较大的情况，要采用 1

实时修正方法。对于热误差，一般要通过温度测量进行修正。中国机床行业市场萎缩同时又大量进口国外设备的原因之一就是因为这方面的技术没有得到推广应用。为此，我国需要自主开发高速多通道激光干涉仪。

(2)运行和制造过程的监控和在线检测技术。综合运用图像、频谱、光谱、光纤以及

其它光与物质相互作用原理的传感器具有非接触、高灵敏度、高柔性、应用范围广的优点。在这个领域综合创新的天地十分广阔，如振动、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。

(3)配合信息产业和生产科学的技术创新 为了在开放环境下求得生存空间，没有自

主创新技术是没有出路的。因此应该根据有专利权、有技术含量、有市场等原则选择一些项目予以支持。根据当前发展现状，信息、生命医学、环保、农业等领域需要的产品应给予优先支持。

2．优先领域

(1)纳米溯源技术和系统。

(2)介入安装和制造的坐标跟踪测量系统。应用范围：航空航天行业对此已经提出

迫切要求，这是今后坐标测量机发展的关键技术。新型并行机构机床的鉴定，飞机装配型架的鉴定，大型设备安装，用于生物芯片精密机器人校准等。

(3)非接触测头以及各种扫描探针显微镜。目前接触式测头已完全被国外所垄断，非接触测头还没有发展成熟，我们有参与竞争的机遇。

(4)计算机辅助测量理论。信号处理系统的标准化、模块化、兼容和集成。我国需要

根据已有基础，发展特长，有利于克服重复研究。

(5)新器件，新材料。新的突破点可能出现在新光源、新型高频探测器。目前干涉仪

实际上是起着混频器的作用，适应探测器的不足(如果探测器的响应果真能超过光频，干涉仪也就没有用了)。如果探测器的性能得到显著提高，对于通讯也是很大的突破。

(6)半导体激光器计量特性的研究和创新。半导体激光器用于计量需要解决很多问

题，但如果解决了诸多问题以后，半导体激光系统比气体激光系统更复杂，就不会有竞争力。有些问题在物理层面上也没有完全解决。例如半导体激光器如果能形成双频，无疑是一种十分重要的特性，如果既能扫频又有两个相近的频率扫描，就会成为一种新的无导轨测量工具。

我校测控专业的所处的现状和发展机遇

测控技术与仪器专业在广东只有我校和广东工业大学两所大学开设，两校该专业的就业历史均甚为辉煌。周围各省开设本专业的高校也不多，就业环境良好，但是开设本专业的学校有增多的趋势，就业压力增大。

从我校来看，我校测控专业的师资力量雄厚，实验器材设备齐全，研究成果颇丰，这是个好的环境。但是我校的学生在专业素质上相比起其他高校就有压力了，这是个严峻的问题。

从整个广东来看，社会对这个专业的需求甚大，但是要求高，要求学习能力极强。根据国家今年已经开始执行的“十二五”规划，要求促进产业结构优化升级研究和提高我国产业竞争力研究、提高自主创新能力的措施研究与建设人力资源强国的对策研究。这是个好机遇，广东省及全国大范围调整产业结构，产业结构的调整必然对技术的要求提出新的要求，同时，政府在政策方面一定会对技术创新提供支持与帮助。

个人就业意向

根据我的家庭情况和学习现状，想到外省与本专业相关的企业就业学习。

给学校的建议

学校要切实落实测控专业的培养目标，加强师资队伍的建设，优化培养方案和课程体系，目前我校测控专业的课程安排有着明显的缺陷与不合理性，加强测控专业的专业实践环节和工程训练，这方面我校还需要改善。

结束语

总之，既然选择了这个专业就要坚持走下去，除了坚持努力，别无选择。这门课程的性质决定了它给予我们的知识是蜻蜓点水。我们要以无限的好奇去探索这门课程背后更深奥的知识，这不仅仅是一门课程，是一项可以改变人类的技术。热切期盼广东石油化工学院的测控专业能给我们带来美好未来。

【参考文献】

1.刘美，廖晓文，黄瑞龙，田志波 《关于我校测控技术与仪器专业人才的培养和思考》[期刊论文]-世界华商经济年鉴•高校教育研究 2008，5

2.崔惠柳，潘盛辉 《以高新技术改造传统专业--测控技术与仪专业人才培养方案的研究》200

43.Mr.Louis Frenzel，《Synthetic Instrumentation No Longer A Test Case 》

4、郭亚春，《浅谈测控仪器与技术专业建设》，20105、韩九强，《现代测控技术与系统》，20066、徐宏飞，《测控专业概论》，20097、耿桂宏，《测控技术与仪器专业导论》，20068、刘君，《计算机测控技术》，20099、王先培，10、侯媛彬，2010 《测控技术与仪器专业导论》，2010 4《测控技术与仪器概论》

第三篇：测控技术与仪器专业概论

测控技术与仪器专业

摘要：简述仪器仪表与高新技术、网络信息技术的关系；简述MEMS技术与微型力学传感器；展望智能传感器与网络智能哈的应用；阐述计量科学与本专业的联系

关键词：仪器，高新技术，网络信息技术；MEMS技术，微型力学传感器；智能传感器，网络智能化；计量科学，量子单位制。

1.仪器与高新技术、网络信息技术的联系

仪器是认识物质世界的工具，它的主要作用在于测量和控制两方面。测量是为了确定量值，而控制是指在精准测量的基础上跟踪对象，传送信息，反馈状态并由此控制对象的动作。

著名科学家钱学森曾指出，“发展高新技术信息技术是关键，信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术。而测量技术是关键和基础。”科学是从测量开始的，而测控技术与仪器专业所代表的仪器科学与技术学科，在经济和科技发展中的作用是不可估量的。仪器仪表是工业生产的“倍增器”，科学研究的“先行官”，军事作战的“战斗力”，社会生活的“物化官”，这些无一不体现仪器仪表的在各个领域中的地位。

仪器科学与技术学科最显著的技术特征就是“精确”。所谓精确，即信息属性完整、量值准确。仪器技术主要研究信息转换、处理、控制、传输、储存、显示与应用等技术，并达到最终获取信息的目的。所以仪器科学是多学科理论为基础，多学科交叉的一门边缘科学。

所以，仪器科学对各种高新技术都相当敏感，并且集各种高新技术于一身的应用型技术。早期仪器多为机械机构，而后又逐渐引入光学技术，形成光、机一体结构。随着电子技术的发展，电子技术也逐渐成为仪器科学中的重要部分，于是仪器设计中又不断引进先进的光学、激光技术，使得仪器向光、机、电结合的方向发展。随着计算机技术的发展，仪器仪表更加智能化，同时尖端现代仪器还结合了生物技术、材料科学等。仪器也不再是单纯的采集数据的工具，它同时兼备信号传输、信号处理以及控制。随着计算机网络技术、软件技术、纳米技术的发展，测量控制与仪器技术有虚拟化、远程化和微型化的发展趋势。各种高新技术为仪器技术提供了新原理、新材料、新工艺，使仪器技术学科交叉性与边缘学科属性的特点越来愈鲜明。

为什么把仪器科学与技术定位成信息技术，而且是信息技术中的源头技术呢？信息获取是靠一起来实现的。一条完整的信息链的构成是“信息获取——信息处理——信息传输”，如果不能获取准确的信息，那么信息的各种处理如存储、传输等都失去了意义。因此，信息的准确获取是信息技术的基础。而仪器正起到了不可或缺的信息源的作用。

仪器仪表发展的核心在于提高测量控制的技术指标和功能。具体而言，包括：（1）技术指标不断提高（检测范围，测量精度，测量速度，环境适应度等）；（2）测量单元的微型化、智能化；（3）测控范围的立体化、全球化，测量控制的系统化、网络化；（4）便携式、手持式以及适应各种不同的特殊需要的仪表的大量发展。

在以信息技术和网络思想来指导仪器仪表的设计与应用的情况下，传统仪器的结构在不断演

变并产生了新的突破。现在，仪器仪表本身的硬件和软件的界限已经模糊化了，仪器仪表设计的主要基础是它的软件，而不是传统仪器仪表的硬件，这就是所谓的“虚拟仪表”。可以说，这是一起领域内的一次革命！实际上，它是一种基于计算机的数字化测量测试的仪器，利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。而其最大的特点，就是用户能根据自己的应用需求，设计自己的仪器系统。另外，虚拟仪器能够与网络技术结合，将虚拟仪器实时测量的数据上传。

当然，虚拟仪器本身不完全脱离硬件。如采集的本身是以硬件作为基础。虚拟仪器只是更为强调于计算机的融合度。而且相比传统仪器，虚拟仪器在测量速度、测量精度上也有一定差距。

2.MEMS技术

那么，是什么直接决定了获取信息的质量，关系到整个测试系统精度？答案是传感器。传感器作为现代测试系统中的首要环节而占有重要地位；而在基础科学研究中，传感器具有突出地位，许多重大的科学发现往往都源于一种新的传感测试手段的发明。在某些极端技术领域，如超高温、超低温、超强磁场、超弱磁场等，要获取大量的感官无法获取的信息，没有相应的传感器是不可能的。军事领域中，传感器是决定武器的性能和实战能力的重要因素，如洲际导弹惯性制导用的加速计传感器，其精度可达万分之一，保证了高精度命中能力。

MEMS技术即微电子机械，又称微机电系统。它是在微电子技术的基础上发展起来的，但又区别于微电子技术。在21世纪，MEMS技术将对人类社会产生革命性的影响，是关系国民经济建设和国家安全保障的战略高科技。MEMS时美国建立在半导体技术基础上的称谓，而更强调系统概念的欧洲称之为为系统，在精密机械加工方面有传统优势的日本则称之为微机械。

MEMS是一种典型的多学科交叉的前沿性的高科技研究领域，它设计自然科学和工程技术的方方面面，如电子工程、机械工程、生物工程、物理科学、化学科学和材料科学等，可广泛地应用于航空、航天、军事、光通信、无线通信和生物医学等人类生产生活的诸多方面，被认为是面向21世纪的新兴技术乃至主导技术之一。

MEMS测试技术主要包括几何量、机械量、材料特性、力学特性、热学特性、电学特性、光学特性及声学特性等参数的测试。以上参数的测试又可分别归属到两大类，即通用特性测试技术和专用特性测试技术。MEMS通用特性测试技术主要指与微结构相关的测试，主要包括几何量（如几何尺寸及三维形貌）、机械量（如运动位移、运动速度和谐振频率）、材料特性（如硬度）及力学特性、温度场分布等方面的测试。MEMS专用特性测试技术根据MEMS力学传感器、光MEMS、射频MEMS等不同功能MEMS器件的要求，重点是力学特性、电学特性、光学特性及声学特性等综合参数的测试。

在前沿传感技术中，微电子机械系统对精密测试技术提出了新的要求，MEMS测试技术已经成为MEMS设计、仿真、制造以及质量控制和评价的关键环节之一。MEMS具有结构尺寸小和集成度高等特点，研制精度高、简单便捷和成本低的精密测试手段已经成为MEMS发展的迫切需要。

面向微结构的MEMS通用特性测试技术按照实现方式可分为接触式和非接触式，按照测试原理又可分为光学测试非光学测试。由于MEMS具有结构尺寸小、集成度高和运动频率高等特点，而非光学测试方法一般都要求在被测结构上附加相应的传感元件，这会影响微结构的完整性和机械特性，将导致不可预计的测量误差。而光学测试技术具有非接触、快速、高灵敏度、高精度和抗干扰能力强的有点，可实现大视场的测量，能够很好地满足MEMS测试的要求，因此光学测试技术在MEMS测试中处于主导地位。

对MEMS的机械运动参数（如位移、速度、振幅和频率等）进行精确的测试已经成为MEMS发展的迫切需求。目前采用的微机械量测试方法主要有电测法和光测法等。为机械的特征尺寸一般为毫米级乃至亚微米量级，远小于宏观机械，故微机械的动态特性很容易被测试过程所干扰。由于光学测试方法属于非接触测量，同时又具有分辨率好和精度高等特点，目前已经成为微机械量测试领域的研究热点。

3.简单介绍MEMS技术最早取得成功的领域——微型力学传感器

微型力学传感器是MEMS技术最早取得成功的领域。硅有良好的力学性能和力学传感特性，而且便于加工，是目前微型力学传感器的主要构成材料。微型力学传感器根据被测量，又可细分为压力传感器、应力传感器、力矩传感器、流量传感器和惯性（角速度和加速度）传感器等几类。以下简单介绍下微型压力传感器以及微型惯性传感器。

压阻式压力传感器。目前大多数商品化的压力传感器均有采用。

电容式压力传感器。它是根据电容器两块电极板之间距离的变化导致的电容值的变化来测量压力变化。

谐振式压力传感器。它是通过检测微机械谐振梁谐振频率的变化来实现压力的测量。

而至于未来的发展趋势，微型压力传感器在生物医疗中的应用是当前该领域的热点，其主要用于人体血管及脑内压力的监控，脉血压以及尿道、膀胱、子宫等内压力的测量，心室压力波形的检查研究和肠胃压力的短期监控等等[3]。

微型惯性传感器，包括微加速度计和微陀螺，是利用物体的惯性性质来测量物体运动情况的一类传感器。这类传感器在进行轮船、飞机、航天器和武器的导航、制导、姿态控制和惯性测量上应用性很强。与卫星导航不同，惯性传感器导航不受外界条件的影响，完全通过记录自身运动情况来完成定位，而卫星导航又常常受到地理环境或人为因素的破坏、干扰导致不能正常运行。只要确定初始的位置、速度、姿态，理论上就可以记录当前的运动状态以及位置。但实际上，能够满足惯性级性能要求的微机械惯性传感器还很不成熟。除了在器件的结构、材料等方面继续努力以外，对于测试电路和封装技术等主要制约因素的深入研究也很有必要。

4.智能传感器与网络智能化

把敏感技术和信息处理技术结合起来，就是所谓智能传感器。智能传感器的概念最初是NASA在开发宇宙飞船的过程中形成的。宇宙飞船在太空飞行时，要安装大量的传感器进行科学实验，而处理如此多的有传感器所获取的信息，需要一台大型的计算机，二者在飞船上

是无法做到的，于是提出了分散处理的设想，从而产生出智能传感器。微处理器的出现使得智能传感器的设想得以实现。一般来说，智能传感器具有如下几个特点：1.能够进行自动补偿 2.具有自检、自诊断和自校准功能 3.具有复合敏感功能 4.具有判断、决策能力 5.具有数据存储、记忆与信息处理功能 6.具有双向通信和标准化数字输出的功能。如此，不仅有多项功能来保证高精度，而且传感器不再只是个数据源，更扮演了整个信息链中其他环节的部分角色，优化了效率。

智能传感器是传感器今后一个重要的发展方向。随着硅微细加工技术的发展，新一代智能传感器功能将会更加丰富，体积更加微型化；它将利用人工神经网络、人工智能、信息处理技术等，使传感器具有更高级的智能化水平。

早在上世纪80年代，人们就开始探索将神经网络应用到智能传感器上。人工神经网络使智能传感器具有更多的潜能，对于传感器应用而言，提高其测量精度，特别是在不清楚传感器的数学模型或其传递函数的情况下，就更具有重要意义。目前，神经网络主要用于智能传感器的多传感器融合、数据处理、目标识别和故障诊断等方面。

网络化智能传感器是目前国内外竞相研究的传感器前沿技术之一。网络化智能传感器融合了通信技术和计算机技术，其实质是在智能传感器的基础上实现网络化和信息化，是传感器具备自检、自校、自诊断和网络通信功能，从而实现信息的采集、传输和处理。网络化智能传感器是以嵌入式微处理器为核心，集成了传感单元、信号处理单元和网络接口单元的新一代传感器。

应用网络接口技术是传感器能方便地接入网络，为系统的扩充和维护提供了极大的方便。网络化智能传感器时传感器由单一功能、单一检测向多功能和多点检测发展，从孤立元件向系统化、网络化发展，从就地测量向远距离实时在线检测发展成为了可能。

而网络化智能传感器的关键技术是网络接口。网络化智能传感器必须符合某种网络协议，是测控数据能直接入网。随着电子和信息技术的高速发展，通过软件或硬件方式将通信协议嵌入到智能化传感器已经成为可能。

5.计量科学与本专业的联系

计量科学与制造自动化与测控技术专业紧密相关，更是自然科学的基础和前沿。计量是保证仪器仪表质量，研究测试方法和规范国民经济和社会发展各领域量的度量，是直接体现测量控制与仪器仪表作用的科学。

毫无例外，每一项科技发明、每一项技术创新从论证、实验、鉴定乃至推广，验证其科学与成功的每一环节都必然需要计量测试数据，是自然科学的发展中不可缺少的手段。例如，美籍华人吴健雄博士就是通过精密测量，用实验方法在美国国家标准技术研究院的实验室里验证了世界著名物理学家诺贝尔奖获得者李政道和杨振宁所提出的弱相互作用下的宇称不守恒理论。

而在现代化生产过程中，产品质量是企业的一大根本。没有精确的计量仪器和测量方法，就难以保证产品的质量和效益。原材料、元器件进场的监测和分析，生产加工的质量监控，到成品的检验，以及物料和能源的消耗情况都需要计量提供准确的数据。所以质量的管理与

效益的提高，必须建立在计量科学技术的基础上。

我们可以从几个侧面大致了解当今计量测试技术的发展情况。

激光铯原子喷泉钟350万年不差一秒。铯原子时间频率基准复现的原子秒，其准确度比其他计量单位提高了10^6倍。这样的准确度并非没有意义。相反，比如像导弹上面安装了精密传感装置，以接受装有GPS的卫星发来的信号，但要使导弹命中率高，关键有精确的计时装置。亿分之一秒的误差就可能导致导弹3米的误差！

又如中国计量科学研究院在03年建成了量子化霍尔电阻标准装置，并使我国的量子化霍尔电阻标准准确度比国外最好的同类装置高出近10倍，误差仅为百亿分之一。这一重大成果，不仅突破了国外技术封锁，还为课题提供了核心器件，并具有我国自主知识产权。

当代计量学正处于经典物理学与量子物理学的交界处。21世纪的计量学是利用原子与原子间的物理特性及其新型量子效应和基本物理常数，建立的新型量子单位制。

例如，利用量子跃迁现象来复现计量单位，就可以从原理上消除各种宏观参数不稳定产生的影响，所复现的计量单位不再会发生缓慢飘移，计量基准的稳定性和准确度可以达到空前的高度。更重要的是，量子跃迁现象可以在任何时间、任何地点用原理相同的装置重复产生，不像实物基准是特定的物体，一旦由于事故而损毁，就不可能再准确复制。如第一个使用量子计量基准的长度单位，其原理是利用86Kr原子在两个特定能级之间发生量子跃迁时所发射的光波波长作为长度基准，准确度达到10^（-9）量级。又如秒的新定义为“铯-133原子基态的两个超精细能级之间月前所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间”

小结：制造自动化与测控技术是一门应用性较强的学科。它与时俱进，同许多最新高新技术都有密切联系；并且其学科交叉性很强。测量是自然科学的基础，所以要想适应科技发展的需要，有所突破，必须对多个领域均有所涉猎。并且，一定要树立“仪器科学技术是信息技术”的观念，因为只有这样的仪器仪表科学技术才是高度发展、顺应时代的。

第四篇：测控技术与仪器专业概论课程论文

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测控技术与仪器专业

概论课程论文

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测控技术与仪器专业概论课程论文

随着科学技术的发展，仪器仪表从只能进行简单的测量、观察开始，已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。21世纪以来，一大批当代最新的技术成果，如纳

米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果，以及高精密超性能特张功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等相继问世，是仪

器仪表领域发生了根本性的变革，促进了高科技化、智能花的新型仪器仪表时代的来临。

1、测控技术与仪器的研究现状和发展概况方向

测控技术与仪器专业，是一门研究信息的获取和处理，以及对相关要素进行控制的理

论与技术。“测控技术与仪器”是指对信息进行采集、测量、存储、传输、处理和控制的手段与设备，包含测量技术、控制技术和实现这些技术的仪器仪表及系统。测控技术与仪

器专业涉及仪器学、电子学、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术等多项技术，这

些技术涉及多个学科领域。

测控技术是一门应用性技术，广泛用于工业、农业、交通、航海、航空、军事、电

力和民用生活各个领域。随着生产技术的发展需要，测控技术从最初的控制单个及其、设

备，到控制整个过程，乃至系统，特别是在当今现代科技领域的尖端技术中，测控技术起

着至关重要的作用。

测控技术与仪器专业属于工程技术专业，是建立在精密机械、电子技术、光学、自动

控制和计算机技术的基础上，以工为主、多学科综合的专业，它主要研究各种精密测试和

控制技术的新原理、、新方法和新工艺。近年来，计算机技术在测控技术的应用研究中呈

现出越来越重要的地位。

测控技术是直接应用于生产生活的应用技术，它的应用涵盖了“农轻重、海陆空、吃

穿用”等社会生活各个领域。仪器仪表技术是国民经济的“倍增器”，科学研究的“先行

官”，军事上的“战斗力”以及法制法规中的“物化法官”。计算机化的测试与控制技术以

及智能化得精密测控仪器与系统是现代化工农业生产、科学技术研究、管理检测监控等领

域的重要标志和手段，发挥着越来越重要的作用。

当今世界已进入信息时代，测控技术、计算机技术和通信技术并称信息科学技术的三

大支柱，而测控技术是信息技术的源头，是信息流中的重要一环，为信息技术的发展发挥

着不可替代的作用。仪器仪表是多学科交叉的综合性、边缘性学科，以信息的获取为主要

任务，并综合有信息的传输、处理和控制等基础知识及应用，“仪器仪表是信息产业的重

要组成部分，是信息工业的源头。”

科学技术发展史实人类认识自然、改造自然的历史、也是人类文明史的重要组成部分。

科学技术的发展首先取决于测量技术的发展。近代自然科学是从真正意义上的测量开始的。许多杰出的科学家梦都是科学仪器的发明家和测量方法的创立者。测量技术的进步直

接带动着科学技术的进步。

2、广东测控技术与仪器面临的机遇

广东是改革开放的前沿，在各领域对测控技术有更多更关键的应用。制造业的产业化

发展，产品大批量生产的特点是循环作业和流水作业，要让这些自动起来，就要求加工生

产的灭个阶段自动检测工件的位置、尺寸、形状、姿态或性能等。为此，需要大量的测控

装置。另一方面，以石油为原料的化工工业兴起，就需要大量的测控仪表。自动化仪表开

始标准化生产，按需构成自动控制系统。同时，此期间还诞生了数控机床和机器人技术，测控技术与仪器在其中都有重要的应用。

随着科学技术的发展，仪器仪表从只能进行简单的测量、观察开始，已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。为了满足各方面的需求，仪器仪表已从传统的应

用领域扩展到了生物医学、生态环境、生物工程等非传统应用领域。21世纪以来，一大批

当代最新的技术成果，如纳米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基

因层次的生物学研究成果，以及高精密超性能特张功能材料研究成果和全球网络技术推广

应用成果等相继问世，是仪器仪表领域发生了根本性的变革，促进了高科技化、智能花的新型仪器仪表时代的来临。

3、个人对测控专业的理解和就业意向

我们可以看到现在在报纸杂志上经常出现测控技术这四个字眼，这是因为我们国家的航天事业正在欣欣向荣地阔步前进，报纸媒体大力地宣传着。当然，航天测控是离我们一般测控专业很遥远的，然而我们可以了解，现代社会正在奋力向智能化发展，智能化的前提就是机械的自动化。要使得机械得以自动化，就要依靠测控技术。测控技术包括两个主要方面：测量和控制。这两项是任何一个机械工作必须完成的。工作都可以看作是一项任务，任务信息的获得要依靠测量，任务的自动化完成要依靠控制。我认为，测控是一个国家技术竞争力的一个重要组成部分。哪个国家的测控技术先进，那么该国就拥有较强的竞争力！测控专业人才的大量需求是个必然，就在这几年必然会显现出来。

就业方向：毕业后可到技术学校、研究单位、生产企业、管理部门，从事相关领域的教学、科研、设计、生产、应用、经营、管理以及质量检测与技术监督等工作。

4、对测控专业的个人意见和建议

形成本专业的培养特色：本专业遵循“测控一体、光机电融合、计算机信息化特征”的专业定位，以机械学、电子学、光科学为基础，以计算机技术、检测技术、控制技术、光电技术以及仪器设计与运用为主要技术手段，强调学生坚实的多学科理论基础的获得，着重学生创新思维意识的造就，突出学生专业实践能力的培养，强化学生工程技术应用方面的训练。

5、结论

在我看来，测控技术与仪器专业，是一个传统，而又充满着发展前景的专业。说它传统，是因为它有着古老的起源，经历了数百年的发展，对社会发展起了重要的作用。作为一个传统的专业，它同时涉及到了许多学科，这使它仍然具有强大的生命力。随着现代测控技术、电子信息技术和计算机技术等的进一步发展，它迎来了一个创新发展的新机遇，必将在各领域产生更多更关键的应用。

参考文献：

1.《现代测控技术及应用》 吴国庆等 电子工业出版社 2007

2.《现代测控技术与系统》 韩九强等 清华大学出版社 2007

3.《测控技术与仪器专业导论》主编陈毅静 北京大学出版社 20104、郭亚春，《浅谈测控仪器与技术专业建设》，20105、韩九强，《现代测控技术与系统》，20066、徐宏飞，《测控专业概论》，20097、耿桂宏，8、刘君，9、王先培，10、侯媛彬，2006，2009，2010 《测控技术与仪器专业导论》，2010《测控技术与仪器专业导论》 《计算机测控技术》 《测控技术与仪器概论》

第五篇：测控技术与仪器导论论文

测控技术与仪器导论

经过了半个学期对测控技术与仪器导论的学习，我逐渐对测控技术有了更多的了解，也产生了更多的兴趣，感觉到了在当今飞速发展的信息时代下，测控技术已经扮演着越来越重要的角色。对智能仪表有了一定的认识，尤其对传感器产生了浓厚的兴趣。

当今世界正面临一场以应用微电子技术和计算机技术为核心的信息革命，它涉及的范围非常广泛。仪器仪表行业率先受到了深刻的影响，极大地改变了产品的面貌，出现了结构上以微控制器为核心，并具有信息采集、显示、处理和优化控制功能的智能仪表。

我国的智能仪表工业经过30多年的努力，已经形成了一个门类比较齐全、布局比较合理、具有一定技术基础和生产规模的工业体系。据不完全统计，在我国目前仪器仪表生产企业中，年产值高于500万的有近4000多家，智能仪表设计人员近l50万人，预计到2010年将达到300万人。近几年来，我国仪器仪表行业发展很快，据统计，2006年我国仪器仪表生产企业的工业总产值超过2000亿元。通过攻关和研究开发，一批技术先进的、具有国际竞争力的产品不断涌现。仪器仪表产品出口创汇也迅速增长，2006年出口总额达65亿美元。出口产品中已经包含有技术含量较高的工业控制系统和精密科学仪器。智能仪表行业是一个极具发展潜力的新兴行业，智能仪表已经渗透到了各行各业

而在智能仪表中，传感器扮演着一个非常重要的角色，在当今技术领域起着不可估量的重要作用：

根据我国的国家标准GB7665-87：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置叫做传感器，通常由敏感元件和转换元件组成”。

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

我们可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)、它们的用途、它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等等。

1、根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器两大类 ： 物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光

电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

然而有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。

2、按照其用途，传感器可分类为：

压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器 生物传感器等。

3、以其输出信号为标准可将传感器分为：

模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。

数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。

膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。

开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。



在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类：

(1)按照其所用材料的类别分：金属、聚合物、陶瓷、混合物

(2)按材料的物理性质分：导体、绝缘体、半导体、磁性材料

(3)按材料的晶体结构分：单晶、多晶、非晶材料

现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。

分辨力是传感器优劣的一个重要指标，它是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。

灵敏度是传感器好坏的又一个指标，它是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。当传感器的输出、输入量的量纲

相同时，灵敏度可理解为放大倍数。因而提高灵敏度，就可以得到较高的测量精度，但是灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。

现在传感器已大举进军汽车、医疗、工业和航天应用领域。但您也许尚未看到任何变化。在安全、便利、娱乐以及效率因素等方面日益增长的需求，加上世界各地政府的法令将会使传感器的应用得到空前膨胀。

除了预计传感器将在无线和消费品领域应用的急剧膨胀之外，您还会明白为何传感器生产商有望在2010年结束前迅速开发庞大的市场和应用领域。这些传感器中的大多数将是微机电系统(MEMS)和微系统技术(MST)类型，以及应用前景十分广阔的微传感器。