第一篇：測控技術與儀器專業概論課程論文

評分：

測控技術與儀器專業

概論課程論文

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測控技術與儀器專業概論課程論文

隨著科學技術的發展，儀器儀表從只能進行簡單的測量、觀察開始，已成為測量、控制和實現自動化必不可少的技術工具。21世紀以來，一大批當代最新的技術成果，如納

米級的精密機械研究成果、分子層次的現代化學研究成果、基因層次的生物學研究成果，以及高精密超性能特張功能材料研究成果和全球網絡技術推廣應用成果等相繼問世，是儀

器儀表領域發生了根本性的變革，促進了高科技化、智能花的新型儀器儀表時代的來臨。

1、測控技術與儀器的研究現狀和發展概況方向

測控技術與儀器專業，是一門研究信息的獲取和處理，以及對相關要素進行控制的理

論與技術。“測控技術與儀器”是指對信息進行采集、測量、存儲、傳輸、處理和控制的手段與設備，包含測量技術、控制技術和實現這些技術的儀器儀表及系統。測控技術與儀

器專業涉及儀器學、電子學、光學、精密機械、計算機、信息與控制技術等多項技術，這

些技術涉及多個學科領域。

測控技術是一門應用性技術，廣泛用于工業、農業、交通、航海、航空、軍事、電

力和民用生活各個領域。隨著生產技術的發展需要，測控技術從最初的控制單個及其、設

備，到控制整個過程，乃至系統，特別是在當今現代科技領域的尖端技術中，測控技術起

著至關重要的作用。

測控技術與儀器專業屬于工程技術專業，是建立在精密機械、電子技術、光學、自動

控制和計算機技術的基礎上，以工為主、多學科綜合的專業，它主要研究各種精密測試和

控制技術的新原理、、新方法和新工藝。近年來，計算機技術在測控技術的應用研究中呈

現出越來越重要的地位。

測控技術是直接應用于生產生活的應用技術，它的應用涵蓋了“農輕重、海陸空、吃

穿用”等社會生活各個領域。儀器儀表技術是國民經濟的“倍增器”，科學研究的“先行

官”，軍事上的“戰斗力”以及法制法規中的“物化法官”。計算機化的測試與控制技術以

及智能化得精密測控儀器與系統是現代化工農業生產、科學技術研究、管理檢測監控等領

域的重要標志和手段，發揮著越來越重要的作用。

當今世界已進入信息時代，測控技術、計算機技術和通信技術并稱信息科學技術的三

大支柱，而測控技術是信息技術的源頭，是信息流中的重要一環，為信息技術的發展發揮

著不可替代的作用。儀器儀表是多學科交叉的綜合性、邊緣性學科，以信息的獲取為主要

任務，并綜合有信息的傳輸、處理和控制等基礎知識及應用，“儀器儀表是信息產業的重

要組成部分，是信息工業的源頭。”

科學技術發展史實人類認識自然、改造自然的歷史、也是人類文明史的重要組成部分。

科學技術的發展首先取決于測量技術的發展。近代自然科學是從真正意義上的測量開始的。許多杰出的科學家夢都是科學儀器的發明家和測量方法的創立者。測量技術的進步直

接帶動著科學技術的進步。

2、廣東測控技術與儀器面臨的機遇

廣東是改革開放的前沿，在各領域對測控技術有更多更關鍵的應用。制造業的產業化

發展，產品大批量生產的特點是循環作業和流水作業，要讓這些自動起來，就要求加工生

產的滅個階段自動檢測工件的位置、尺寸、形狀、姿態或性能等。為此，需要大量的測控

裝置。另一方面，以石油為原料的化工工業興起，就需要大量的測控儀表。自動化儀表開

始標準化生產，按需構成自動控制系統。同時，此期間還誕生了數控機床和機器人技術，測控技術與儀器在其中都有重要的應用。

隨著科學技術的發展，儀器儀表從只能進行簡單的測量、觀察開始，已成為測量、控制和實現自動化必不可少的技術工具。為了滿足各方面的需求，儀器儀表已從傳統的應

用領域擴展到了生物醫學、生態環境、生物工程等非傳統應用領域。21世紀以來，一大批

當代最新的技術成果，如納米級的精密機械研究成果、分子層次的現代化學研究成果、基

因層次的生物學研究成果，以及高精密超性能特張功能材料研究成果和全球網絡技術推廣

應用成果等相繼問世，是儀器儀表領域發生了根本性的變革，促進了高科技化、智能花的新型儀器儀表時代的來臨。

3、個人對測控專業的理解和就業意向

我們可以看到現在在報紙雜志上經常出現測控技術這四個字眼，這是因為我們國家的航天事業正在欣欣向榮地闊步前進，報紙媒體大力地宣傳著。當然，航天測控是離我們一般測控專業很遙遠的，然而我們可以了解，現代社會正在奮力向智能化發展，智能化的前提就是機械的自動化。要使得機械得以自動化，就要依靠測控技術。測控技術包括兩個主要方面：測量和控制。這兩項是任何一個機械工作必須完成的。工作都可以看作是一項任務，任務信息的獲得要依靠測量，任務的自動化完成要依靠控制。我認為，測控是一個國家技術競爭力的一個重要組成部分。哪個國家的測控技術先進，那么該國就擁有較強的競爭力！測控專業人才的大量需求是個必然，就在這幾年必然會顯現出來。

就業方向：畢業后可到技術學校、研究單位、生產企業、管理部門，從事相關領域的教學、科研、設計、生產、應用、經營、管理以及質量檢測與技術監督等工作。

4、對測控專業的個人意見和建議

形成本專業的培養特色：本專業遵循“測控一體、光機電融合、計算機信息化特征”的專業定位，以機械學、電子學、光科學為基礎，以計算機技術、檢測技術、控制技術、光電技術以及儀器設計與運用為主要技術手段，強調學生堅實的多學科理論基礎的獲得，著重學生創新思維意識的造就，突出學生專業實踐能力的培養，強化學生工程技術應用方面的訓練。

5、結論

在我看來，測控技術與儀器專業，是一個傳統，而又充滿著發展前景的專業。說它傳統，是因為它有著古老的起源，經歷了數百年的發展，對社會發展起了重要的作用。作為一個傳統的專業，它同時涉及到了許多學科，這使它仍然具有強大的生命力。隨著現代測控技術、電子信息技術和計算機技術等的進一步發展，它迎來了一個創新發展的新機遇，必將在各領域產生更多更關鍵的應用。

參考文獻：

1.《現代測控技術及應用》 吳國慶等 電子工業出版社 2007

2.《現代測控技術與系統》 韓九強等 清華大學出版社 2007

3.《測控技術與儀器專業導論》主編陳毅靜 北京大學出版社 20104、郭亞春，《淺談測控儀器與技術專業建設》，20105、韓九強，《現代測控技術與系統》，20066、徐宏飛，《測控專業概論》，20097、耿桂宏，8、劉君，9、王先培，10、侯媛彬，2006，2009，2010 《測控技術與儀器專業導論》，2010《測控技術與儀器專業導論》 《計算機測控技術》 《測控技術與儀器概論》

第二篇：測控技術與儀器專業——專業概論

專業概論課程論文

其實，選擇測控技術與儀器這個專業時，我對它一無所知，我本來選擇的是建筑設計，可是在陰差陽錯之中我“被選擇”了這個專業。周圍的同學對此也是一知半解。想來，學院開設這個課程，著實是用心良苦，希望我們在學習專業課程之前，先對自己的專業有個概括的了解。

專業的具體現狀： 根據相關資料了解到，測控技術與儀器專業是一門研究信息的獲取和處理，以及對相關要素進行控制的理論與技術；是電子、光學、精密機械、計算機、信息與控制技術多學科互相滲透而形成的一門高新技術密集型綜合學科。

測控技術與儀器的操作過程是將自動化系統上的信號加以采集、整理、處理、而后進行顯示或者發出控制信號的過程。目前由計算機和工作站作為結點的網絡也就相當于現代儀器的網絡，因此計算機已成為現代測控系統的中堅。

以下幾點是測控技術與儀器專業的技術研究狀況(1)以自然基準溯源和傳遞，同時在不同量程實現國際比對。

(2)高精度。目前半導體工藝的典型線寬為0.25μm，并正向0.18μm過渡，如果定

位要求占線寬的1/3，那么就要求10nm量級的精度，而且晶片尺寸還在增大，達到300mm。這就意味著測量定位系統的精度要優于3×10的-8次方，相應的激光穩頻精度應該是10的-9次方數量級。

(3)高速度。目前加工機械的速度已經提高到1m/sec以上。

(4)高靈敏，高分辨，小型化。如將光譜儀集成到一塊電路板上。

(5)標準化。通訊接口過去常用GPIB，RS232，目前已逐步被高性能標準的USB、IEEE1394和VXI所代替。現在，技術領先者設法控制技術標準，參與標準制訂是儀器開發的基礎研究工作之一。

未來趨勢

1．發展方向與學科前沿。

(1)配合數控設備的技術創新。數控設備的主要誤差來源可分為幾何誤差和熱誤差。

對于重復出現的系統誤差，可采用軟件修正；對于隨機誤差較大的情況，要采用 1

實時修正方法。對于熱誤差，一般要通過溫度測量進行修正。中國機床行業市場萎縮同時又大量進口國外設備的原因之一就是因為這方面的技術沒有得到推廣應用。為此，我國需要自主開發高速多通道激光干涉儀。

(2)運行和制造過程的監控和在線檢測技術。綜合運用圖像、頻譜、光譜、光纖以及

其它光與物質相互作用原理的傳感器具有非接觸、高靈敏度、高柔性、應用范圍廣的優點。在這個領域綜合創新的天地十分廣闊，如振動、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。

(3)配合信息產業和生產科學的技術創新 為了在開放環境下求得生存空間，沒有自

主創新技術是沒有出路的。因此應該根據有專利權、有技術含量、有市場等原則選擇一些項目予以支持。根據當前發展現狀，信息、生命醫學、環保、農業等領域需要的產品應給予優先支持。

2．優先領域

(1)納米溯源技術和系統。

(2)介入安裝和制造的坐標跟蹤測量系統。應用范圍：航空航天行業對此已經提出

迫切要求，這是今后坐標測量機發展的關鍵技術。新型并行機構機床的鑒定，飛機裝配型架的鑒定，大型設備安裝，用于生物芯片精密機器人校準等。

(3)非接觸測頭以及各種掃描探針顯微鏡。目前接觸式測頭已完全被國外所壟斷，非接觸測頭還沒有發展成熟，我們有參與競爭的機遇。

(4)計算機輔助測量理論。信號處理系統的標準化、模塊化、兼容和集成。我國需要

根據已有基礎，發展特長，有利于克服重復研究。

(5)新器件，新材料。新的突破點可能出現在新光源、新型高頻探測器。目前干涉儀

實際上是起著混頻器的作用，適應探測器的不足(如果探測器的響應果真能超過光頻，干涉儀也就沒有用了)。如果探測器的性能得到顯著提高，對于通訊也是很大的突破。

(6)半導體激光器計量特性的研究和創新。半導體激光器用于計量需要解決很多問

題，但如果解決了諸多問題以后，半導體激光系統比氣體激光系統更復雜，就不會有競爭力。有些問題在物理層面上也沒有完全解決。例如半導體激光器如果能形成雙頻，無疑是一種十分重要的特性，如果既能掃頻又有兩個相近的頻率掃描，就會成為一種新的無導軌測量工具。

我校測控專業的所處的現狀和發展機遇

測控技術與儀器專業在廣東只有我校和廣東工業大學兩所大學開設，兩校該專業的就業歷史均甚為輝煌。周圍各省開設本專業的高校也不多，就業環境良好，但是開設本專業的學校有增多的趨勢，就業壓力增大。

從我校來看，我校測控專業的師資力量雄厚，實驗器材設備齊全，研究成果頗豐，這是個好的環境。但是我校的學生在專業素質上相比起其他高校就有壓力了，這是個嚴峻的問題。

從整個廣東來看，社會對這個專業的需求甚大，但是要求高，要求學習能力極強。根據國家今年已經開始執行的“十二五”規劃，要求促進產業結構優化升級研究和提高我國產業競爭力研究、提高自主創新能力的措施研究與建設人力資源強國的對策研究。這是個好機遇，廣東省及全國大范圍調整產業結構，產業結構的調整必然對技術的要求提出新的要求，同時，政府在政策方面一定會對技術創新提供支持與幫助。

個人就業意向

根據我的家庭情況和學習現狀，想到外省與本專業相關的企業就業學習。

給學校的建議

學校要切實落實測控專業的培養目標，加強師資隊伍的建設，優化培養方案和課程體系，目前我校測控專業的課程安排有著明顯的缺陷與不合理性，加強測控專業的專業實踐環節和工程訓練，這方面我校還需要改善。

結束語

總之，既然選擇了這個專業就要堅持走下去，除了堅持努力，別無選擇。這門課程的性質決定了它給予我們的知識是蜻蜓點水。我們要以無限的好奇去探索這門課程背后更深奧的知識，這不僅僅是一門課程，是一項可以改變人類的技術。熱切期盼廣東石油化工學院的測控專業能給我們帶來美好未來。

【參考文獻】

1.劉美，廖曉文，黃瑞龍，田志波 《關于我校測控技術與儀器專業人才的培養和思考》[期刊論文]-世界華商經濟年鑒?高校教育研究 2008，5

2.崔惠柳，潘盛輝 《以高新技術改造傳統專業--測控技術與儀專業人才培養方案的研究》200

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

4、郭亞春，《淺談測控儀器與技術專業建設》，20105、韓九強，《現代測控技術與系統》，20066、徐宏飛，《測控專業概論》，20097、耿桂宏，《測控技術與儀器專業導論》，20068、劉君，《計算機測控技術》，20099、王先培，10、侯媛彬，2010 《測控技術與儀器專業導論》，2010 4《測控技術與儀器概論》

第三篇：測控技術與儀器專業概論

測控技術與儀器專業

摘要：簡述儀器儀表與高新技術、網絡信息技術的關系；簡述MEMS技術與微型力學傳感器；展望智能傳感器與網絡智能哈的應用；闡述計量科學與本專業的聯系

關鍵詞：儀器，高新技術，網絡信息技術；MEMS技術，微型力學傳感器；智能傳感器，網絡智能化；計量科學，量子單位制。

1.儀器與高新技術、網絡信息技術的聯系

儀器是認識物質世界的工具，它的主要作用在于測量和控制兩方面。測量是為了確定量值，而控制是指在精準測量的基礎上跟蹤對象，傳送信息，反饋狀態并由此控制對象的動作。

著名科學家錢學森曾指出，“發展高新技術信息技術是關鍵，信息技術包括測量技術、計算機技術和通信技術。而測量技術是關鍵和基礎。”科學是從測量開始的，而測控技術與儀器專業所代表的儀器科學與技術學科，在經濟和科技發展中的作用是不可估量的。儀器儀表是工業生產的“倍增器”，科學研究的“先行官”，軍事作戰的“戰斗力”，社會生活的“物化官”，這些無一不體現儀器儀表的在各個領域中的地位。

儀器科學與技術學科最顯著的技術特征就是“精確”。所謂精確，即信息屬性完整、量值準確。儀器技術主要研究信息轉換、處理、控制、傳輸、儲存、顯示與應用等技術，并達到最終獲取信息的目的。所以儀器科學是多學科理論為基礎，多學科交叉的一門邊緣科學。

所以，儀器科學對各種高新技術都相當敏感，并且集各種高新技術于一身的應用型技術。早期儀器多為機械機構，而后又逐漸引入光學技術，形成光、機一體結構。隨著電子技術的發展，電子技術也逐漸成為儀器科學中的重要部分，于是儀器設計中又不斷引進先進的光學、激光技術，使得儀器向光、機、電結合的方向發展。隨著計算機技術的發展，儀器儀表更加智能化，同時尖端現代儀器還結合了生物技術、材料科學等。儀器也不再是單純的采集數據的工具，它同時兼備信號傳輸、信號處理以及控制。隨著計算機網絡技術、軟件技術、納米技術的發展，測量控制與儀器技術有虛擬化、遠程化和微型化的發展趨勢。各種高新技術為儀器技術提供了新原理、新材料、新工藝，使儀器技術學科交叉性與邊緣學科屬性的特點越來愈鮮明。

為什么把儀器科學與技術定位成信息技術，而且是信息技術中的源頭技術呢？信息獲取是靠一起來實現的。一條完整的信息鏈的構成是“信息獲取——信息處理——信息傳輸”，如果不能獲取準確的信息，那么信息的各種處理如存儲、傳輸等都失去了意義。因此，信息的準確獲取是信息技術的基礎。而儀器正起到了不可或缺的信息源的作用。

儀器儀表發展的核心在于提高測量控制的技術指標和功能。具體而言，包括：（1）技術指標不斷提高（檢測范圍，測量精度，測量速度，環境適應度等）；（2）測量單元的微型化、智能化；（3）測控范圍的立體化、全球化，測量控制的系統化、網絡化；（4）便攜式、手持式以及適應各種不同的特殊需要的儀表的大量發展。

在以信息技術和網絡思想來指導儀器儀表的設計與應用的情況下，傳統儀器的結構在不斷演

變并產生了新的突破。現在，儀器儀表本身的硬件和軟件的界限已經模糊化了，儀器儀表設計的主要基礎是它的軟件，而不是傳統儀器儀表的硬件，這就是所謂的“虛擬儀表”。可以說，這是一起領域內的一次革命！實際上，它是一種基于計算機的數字化測量測試的儀器，利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。而其最大的特點，就是用戶能根據自己的應用需求，設計自己的儀器系統。另外，虛擬儀器能夠與網絡技術結合，將虛擬儀器實時測量的數據上傳。

當然，虛擬儀器本身不完全脫離硬件。如采集的本身是以硬件作為基礎。虛擬儀器只是更為強調于計算機的融合度。而且相比傳統儀器，虛擬儀器在測量速度、測量精度上也有一定差距。

2.MEMS技術

那么，是什么直接決定了獲取信息的質量，關系到整個測試系統精度？答案是傳感器。傳感器作為現代測試系統中的首要環節而占有重要地位；而在基礎科學研究中，傳感器具有突出地位，許多重大的科學發現往往都源于一種新的傳感測試手段的發明。在某些極端技術領域，如超高溫、超低溫、超強磁場、超弱磁場等，要獲取大量的感官無法獲取的信息，沒有相應的傳感器是不可能的。軍事領域中，傳感器是決定武器的性能和實戰能力的重要因素，如洲際導彈慣性制導用的加速計傳感器，其精度可達萬分之一，保證了高精度命中能力。

MEMS技術即微電子機械，又稱微機電系統。它是在微電子技術的基礎上發展起來的，但又區別于微電子技術。在21世紀，MEMS技術將對人類社會產生革命性的影響，是關系國民經濟建設和國家安全保障的戰略高科技。MEMS時美國建立在半導體技術基礎上的稱謂，而更強調系統概念的歐洲稱之為為系統，在精密機械加工方面有傳統優勢的日本則稱之為微機械。

MEMS是一種典型的多學科交叉的前沿性的高科技研究領域，它設計自然科學和工程技術的方方面面，如電子工程、機械工程、生物工程、物理科學、化學科學和材料科學等，可廣泛地應用于航空、航天、軍事、光通信、無線通信和生物醫學等人類生產生活的諸多方面，被認為是面向21世紀的新興技術乃至主導技術之一。

MEMS測試技術主要包括幾何量、機械量、材料特性、力學特性、熱學特性、電學特性、光學特性及聲學特性等參數的測試。以上參數的測試又可分別歸屬到兩大類，即通用特性測試技術和專用特性測試技術。MEMS通用特性測試技術主要指與微結構相關的測試，主要包括幾何量（如幾何尺寸及三維形貌）、機械量（如運動位移、運動速度和諧振頻率）、材料特性（如硬度）及力學特性、溫度場分布等方面的測試。MEMS專用特性測試技術根據MEMS力學傳感器、光MEMS、射頻MEMS等不同功能MEMS器件的要求，重點是力學特性、電學特性、光學特性及聲學特性等綜合參數的測試。

在前沿傳感技術中，微電子機械系統對精密測試技術提出了新的要求，MEMS測試技術已經成為MEMS設計、仿真、制造以及質量控制和評價的關鍵環節之一。MEMS具有結構尺寸小和集成度高等特點，研制精度高、簡單便捷和成本低的精密測試手段已經成為MEMS發展的迫切需要。

面向微結構的MEMS通用特性測試技術按照實現方式可分為接觸式和非接觸式，按照測試原理又可分為光學測試非光學測試。由于MEMS具有結構尺寸小、集成度高和運動頻率高等特點，而非光學測試方法一般都要求在被測結構上附加相應的傳感元件，這會影響微結構的完整性和機械特性，將導致不可預計的測量誤差。而光學測試技術具有非接觸、快速、高靈敏度、高精度和抗干擾能力強的有點，可實現大視場的測量，能夠很好地滿足MEMS測試的要求，因此光學測試技術在MEMS測試中處于主導地位。

對MEMS的機械運動參數（如位移、速度、振幅和頻率等）進行精確的測試已經成為MEMS發展的迫切需求。目前采用的微機械量測試方法主要有電測法和光測法等。為機械的特征尺寸一般為毫米級乃至亞微米量級，遠小于宏觀機械，故微機械的動態特性很容易被測試過程所干擾。由于光學測試方法屬于非接觸測量，同時又具有分辨率好和精度高等特點，目前已經成為微機械量測試領域的研究熱點。

3.簡單介紹MEMS技術最早取得成功的領域——微型力學傳感器

微型力學傳感器是MEMS技術最早取得成功的領域。硅有良好的力學性能和力學傳感特性，而且便于加工，是目前微型力學傳感器的主要構成材料。微型力學傳感器根據被測量，又可細分為壓力傳感器、應力傳感器、力矩傳感器、流量傳感器和慣性（角速度和加速度）傳感器等幾類。以下簡單介紹下微型壓力傳感器以及微型慣性傳感器。

壓阻式壓力傳感器。目前大多數商品化的壓力傳感器均有采用。

電容式壓力傳感器。它是根據電容器兩塊電極板之間距離的變化導致的電容值的變化來測量壓力變化。

諧振式壓力傳感器。它是通過檢測微機械諧振梁諧振頻率的變化來實現壓力的測量。

而至于未來的發展趨勢，微型壓力傳感器在生物醫療中的應用是當前該領域的熱點，其主要用于人體血管及腦內壓力的監控，脈血壓以及尿道、膀胱、子宮等內壓力的測量，心室壓力波形的檢查研究和腸胃壓力的短期監控等等[3]。

微型慣性傳感器，包括微加速度計和微陀螺，是利用物體的慣性性質來測量物體運動情況的一類傳感器。這類傳感器在進行輪船、飛機、航天器和武器的導航、制導、姿態控制和慣性測量上應用性很強。與衛星導航不同，慣性傳感器導航不受外界條件的影響，完全通過記錄自身運動情況來完成定位，而衛星導航又常常受到地理環境或人為因素的破壞、干擾導致不能正常運行。只要確定初始的位置、速度、姿態，理論上就可以記錄當前的運動狀態以及位置。但實際上，能夠滿足慣性級性能要求的微機械慣性傳感器還很不成熟。除了在器件的結構、材料等方面繼續努力以外，對于測試電路和封裝技術等主要制約因素的深入研究也很有必要。

4.智能傳感器與網絡智能化

把敏感技術和信息處理技術結合起來，就是所謂智能傳感器。智能傳感器的概念最初是NASA在開發宇宙飛船的過程中形成的。宇宙飛船在太空飛行時，要安裝大量的傳感器進行科學實驗，而處理如此多的有傳感器所獲取的信息，需要一臺大型的計算機，二者在飛船上

是無法做到的，于是提出了分散處理的設想，從而產生出智能傳感器。微處理器的出現使得智能傳感器的設想得以實現。一般來說，智能傳感器具有如下幾個特點：1.能夠進行自動補償 2.具有自檢、自診斷和自校準功能 3.具有復合敏感功能 4.具有判斷、決策能力 5.具有數據存儲、記憶與信息處理功能 6.具有雙向通信和標準化數字輸出的功能。如此，不僅有多項功能來保證高精度，而且傳感器不再只是個數據源，更扮演了整個信息鏈中其他環節的部分角色，優化了效率。

智能傳感器是傳感器今后一個重要的發展方向。隨著硅微細加工技術的發展，新一代智能傳感器功能將會更加豐富，體積更加微型化；它將利用人工神經網絡、人工智能、信息處理技術等，使傳感器具有更高級的智能化水平。

早在上世紀80年代，人們就開始探索將神經網絡應用到智能傳感器上。人工神經網絡使智能傳感器具有更多的潛能，對于傳感器應用而言，提高其測量精度，特別是在不清楚傳感器的數學模型或其傳遞函數的情況下，就更具有重要意義。目前，神經網絡主要用于智能傳感器的多傳感器融合、數據處理、目標識別和故障診斷等方面。

網絡化智能傳感器是目前國內外競相研究的傳感器前沿技術之一。網絡化智能傳感器融合了通信技術和計算機技術，其實質是在智能傳感器的基礎上實現網絡化和信息化，是傳感器具備自檢、自校、自診斷和網絡通信功能，從而實現信息的采集、傳輸和處理。網絡化智能傳感器是以嵌入式微處理器為核心，集成了傳感單元、信號處理單元和網絡接口單元的新一代傳感器。

應用網絡接口技術是傳感器能方便地接入網絡，為系統的擴充和維護提供了極大的方便。網絡化智能傳感器時傳感器由單一功能、單一檢測向多功能和多點檢測發展，從孤立元件向系統化、網絡化發展，從就地測量向遠距離實時在線檢測發展成為了可能。

而網絡化智能傳感器的關鍵技術是網絡接口。網絡化智能傳感器必須符合某種網絡協議，是測控數據能直接入網。隨著電子和信息技術的高速發展，通過軟件或硬件方式將通信協議嵌入到智能化傳感器已經成為可能。

5.計量科學與本專業的聯系

計量科學與制造自動化與測控技術專業緊密相關，更是自然科學的基礎和前沿。計量是保證儀器儀表質量，研究測試方法和規范國民經濟和社會發展各領域量的度量，是直接體現測量控制與儀器儀表作用的科學。

毫無例外，每一項科技發明、每一項技術創新從論證、實驗、鑒定乃至推廣，驗證其科學與成功的每一環節都必然需要計量測試數據，是自然科學的發展中不可缺少的手段。例如，美籍華人吳健雄博士就是通過精密測量，用實驗方法在美國國家標準技術研究院的實驗室里驗證了世界著名物理學家諾貝爾獎獲得者李政道和楊振寧所提出的弱相互作用下的宇稱不守恒理論。

而在現代化生產過程中，產品質量是企業的一大根本。沒有精確的計量儀器和測量方法，就難以保證產品的質量和效益。原材料、元器件進場的監測和分析，生產加工的質量監控，到成品的檢驗，以及物料和能源的消耗情況都需要計量提供準確的數據。所以質量的管理與

效益的提高，必須建立在計量科學技術的基礎上。

我們可以從幾個側面大致了解當今計量測試技術的發展情況。

激光銫原子噴泉鐘350萬年不差一秒。銫原子時間頻率基準復現的原子秒，其準確度比其他計量單位提高了10^6倍。這樣的準確度并非沒有意義。相反，比如像導彈上面安裝了精密傳感裝置，以接受裝有GPS的衛星發來的信號，但要使導彈命中率高，關鍵有精確的計時裝置。億分之一秒的誤差就可能導致導彈3米的誤差！

又如中國計量科學研究院在03年建成了量子化霍爾電阻標準裝置，并使我國的量子化霍爾電阻標準準確度比國外最好的同類裝置高出近10倍，誤差僅為百億分之一。這一重大成果，不僅突破了國外技術封鎖，還為課題提供了核心器件，并具有我國自主知識產權。

當代計量學正處于經典物理學與量子物理學的交界處。21世紀的計量學是利用原子與原子間的物理特性及其新型量子效應和基本物理常數，建立的新型量子單位制。

例如，利用量子躍遷現象來復現計量單位，就可以從原理上消除各種宏觀參數不穩定產生的影響，所復現的計量單位不再會發生緩慢飄移，計量基準的穩定性和準確度可以達到空前的高度。更重要的是，量子躍遷現象可以在任何時間、任何地點用原理相同的裝置重復產生，不像實物基準是特定的物體，一旦由于事故而損毀，就不可能再準確復制。如第一個使用量子計量基準的長度單位，其原理是利用86Kr原子在兩個特定能級之間發生量子躍遷時所發射的光波波長作為長度基準，準確度達到10^（-9）量級。又如秒的新定義為“銫-133原子基態的兩個超精細能級之間月前所對應的輻射的9192631770個周期的持續時間”

小結：制造自動化與測控技術是一門應用性較強的學科。它與時俱進，同許多最新高新技術都有密切聯系；并且其學科交叉性很強。測量是自然科學的基礎，所以要想適應科技發展的需要，有所突破，必須對多個領域均有所涉獵。并且，一定要樹立“儀器科學技術是信息技術”的觀念，因為只有這樣的儀器儀表科學技術才是高度發展、順應時代的。

第四篇：測控技術與儀器學科概論論文

測控技術與儀器學科(專業)概論課聽后感

這兩個星期聽了康宜華教授給我們講的測控技術與儀器學科(專業)概論課后，我受益匪淺。通過聽的這幾節課，我對測控技術與儀器這個專業有了更加深入和全面的認識，也對這個學了科產生了更多的興趣。我感覺到在當今飛速發展的信息時代下，測控技術已經扮演著越來越重要的角色。

自古以來，測控技術就是人類生活和生產的重要組成部分。人們最初的測控嘗試都是來自于生產和生活的需要：對時間的測控要求，人類發明了日晷，用它來測量時間；對空間的測控要求，人類開創了點線面相關的理論，用它來描述空間。當今社會對測控技術的要求當然不會僅僅停留在這些初級階段，隨著科學技術日新月異的發展，測控技術進入了全新的時代。現代的測控技術是信息科學技術的源頭，是光學、精密機械、電子、計算機與信息技術多學科互相滲透而形成的一門高新技術密集型綜合性技術。它所涉及到得領域極其廣泛，小到制造車間的檢測，大到衛星火箭發射的監控，無不與測控技術有著緊密的聯系。

由于傳統觀念的影響，很多同學對測控技術與儀器這個專業存在著一定的認識誤區，以為測控技術就是用三角板、直尺、圓規之類的測量儀器進行吃力勞苦的測量。其實這只是很膚淺的認識，也是很顯而易見的錯誤。

“測量”和“控制”是人類認識世界和改造世界的兩項基本任務和途徑，而測控技術或系統則是人類實現這兩項任務的工具和手段。實際上，測控技術與儀器專業主要由精密機械、電子學、工程光學、傳感器技術、計算機技術和控制技術的有關知識構成專業基礎，以光、機、電、計算機一體化為特色。隨著科學技術的飛速發展，光機電一體化系統的開發研制與應用越來越受到重視。一個真正的測控專業學生，需要掌握更多電學方面的知識，他們要掌握基本的電路知識，具有新穎設計思路，并且能運用多種新技術、手段進行工作。

測控技術在當今社會發展中起著不可或缺的關鍵作用。科學的發展、突破往往是以檢測儀器和技術方法上的突破為先導的，在諾貝爾物理和化學獎中大約有1/4是屬于測試方法和儀器創新。測控技術在工作生產中起著把關者和指導者的作用，廣泛應用于化工、冶金、電力、電子、輕工、紡織等行業。當今信息化時代，儀器的作用主要是通過測量獲取信息，是智能行動的依據。作為一種信息的工具，儀器起著不可或缺的信息源的作用。中國的兩彈

一星之父錢學森院士說：“新技術革命的關鍵技術是信息技術。信息技術由測控技術、計算機技術、通訊技術三部分組成。測控技術則是關鍵和基礎。”由此，測控技術的地位可見一斑。

通過康教授對測控技術與儀器學科的作用領域和前景的相關介紹，我認識到了現代測控技術是一門實踐性非常強的技術，它既包括硬件、軟件的設計，又包括系統的集成。現代科學技術的融入使現代測控技術在各方面得到廣泛應用。

傳感器是信息時代的三大支柱之一。目前新的智能化傳感器層出不窮，微處理器和網絡與傳感器的融合技術快速發展，集微型化、數字化、集成化、智能化、網絡化為一體的新型傳感器在測量儀器儀表、測控系統中的應用日益廣泛和深入。可以說，新型傳感器技術的發展對現代測控技術的發展起到了很好的推動作用，新型傳感器技術是現代測控技術的一個重要組成部分。

測控總線是測控系統的重要組成部分，隨著計算機技術的發展，各種總線標準不斷推出和發展。現代測控系統的發展趨勢是采用標準總線計算機平臺、功能強大的軟件及應用總線技術的模塊化儀器設備的有機結合。這將極大地增強自動測試設備的功能與性能。在現代測控系統中，測控總線技術越來越受到重視。

虛擬儀器系統是測控技術與計算機技術結合的產物，它從根本上更新了儀器的概念，并在實際應用中表現出傳統儀器難以望其項背的優勢，可以說虛擬儀器技術是現代測控技術的關鍵組成部分。虛擬儀器利用計算機和數據采集卡等相應硬件和專用軟件構成，既有傳統儀器的特征，又有一般儀器所不具備的特殊功能，在現代測控應用中有著廣泛的應用前景。

隨著測控任務變得日趨復雜以及大范圍測控要求的日益增多，進行遠程測控、組建網絡化的測控系統就顯得非常必要。采用遠程測控技術，不僅可以降低測控系統的成本、實現遠距離測控和資源共享，而且還能實現測控設備的遠距離診斷與維護，大大提高測控的效率。

不僅如此,測控技術在國防、工業、農業等領域業余哦著廣泛應用。隨著測控技術在國防、工業、農業等領域應用的深度和廣度的不斷擴大，它將為提高生產效率、改進技術水平做出巨大的貢獻。

中國工業以前很長一段時間里在國際市場中沒有地位，一個很重要的原因是大路貨太多，質量太差，沒有高質量的產品，無法與其他工業強國競爭，而這又與我國測控專業人才缺乏有關。中國的企業要想提高國際競爭力，在國際市場這個大舞臺上站穩腳跟,產品質量是關鍵。因此，測控專業的人才變得越來越重要。

正是由于測控技術在當今科技發展中的重要地位以及如今國內測控專業的人才的相對匱乏，因此，測控技術與儀器專業未來的就業前景是十分樂觀的，就業的領域也是十分廣泛。

本科畢業生可以在中外合資、獨資企業、科研院所等部門從事檢測技術與自動化裝置領域的理論研究與技術開發，從事自動化監測、控制或生產系統的設計開發、運行管理等工作；也可以從事機電、測控、儀器儀表、通信、家電等行業的商貿工作,在高等院校從事與本專業相關的教學研究工作；還可以考取碩士研究生，在國內外高等院校繼續深造,追求更高的目標。

測控技術與儀器學科的培養目標是培養具備精密儀器設計制造以及測量與控制方面基礎知識與應用能力，能在國民經濟各部門從事測量與控制領域內有關技術、儀器與系統的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理等方面的高級工程技術人才。其學習內容主要學習精密儀器的光學、機械與電子學基礎理論，測量與控制理論和有關測控儀器的設計方法，受到現代測控技術和儀器應用的訓練，具有本專業測控技術及儀器系統的應用及設計開發能力。

因此，為了將來能夠更好的適應社會，為社會的發展和國家的繁榮昌盛做出更大更有價值的貢獻，在大學本科的這四年寶貴時間里面，我應該努力著實充實和完善自我，爭取在畢業時能夠真正具有以下幾方面的知識和能力：具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力；較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識，主要包括機械學、電子學、光學、測量與控制、市場經濟及企業管理等基礎知識；掌握光、機、電、計算機相結合的當代測控技術和實驗研究能力，具有本專業測控技術、儀器與系統的設計、開發能力；熟練掌握計算機應用技術以及具有較強的外語應用能力；具有獨立認識問題并解決問題的能力,具備較強的自學能力、創新意識和較高的綜合素質。

通過寶貴的幾節學科概論課，我對自己現讀的專業有了更加感性的認識，也這個學科有了更加濃厚的興趣。我想，我已經默默明確了自己奮斗的目標，相信在它的激勵和鼓舞下，我會一步一個腳印地不斷向前邁進。

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測控?????

劉俊杰?

第五篇：測控技術及儀器專業概論--課程報告20111010

測控技術與儀器概論課程報告

我所了解的測控技術與儀器專業

楊燕學號2009210380

（清華大學 精密儀器與機械學系，北京 100084）

摘要：本文介紹了遺傳算法的基本原理，描述了它的實現步驟和基本性質；重點綜述了遺傳算法在數字圖像處理中的主要應用。

關鍵詞：遺傳算法；圖像處理；圖像增強；圖像恢復；圖像分割；圖像匹配引言

遺傳算法(Genetic Algorithm，GA)是模擬自然界生物進化機制的一種算法，即遵循適者生存、優勝劣汰的法則，也就是尋優過程中有用的保留，無用的則去除。

在科學和生產實踐圖像處理是計算機視覺中的一個重要研究領域，在圖像處理過程中，如掃描、特征提取、圖像分割等不可避免地會存在一些誤差，從而影響圖像的效果。如何使。遺傳算法的基本原理、實現步驟和基本性質[3-5]

2.1GA的基本原理

在自然進化中，每一物種越來越適應環境；物種的個體的基本特征被其后代所繼承，但后代又不完全同于自己的父代；個體的性質是由染色體決定的，染色體是由基因有序排列組。

2.2GA的實現步驟

目前已有一些不同形式的GA，一般把Holland 1975年提出的GA稱為標準GA(也稱簡單遺傳算法，Simple GA，簡稱SGA)，其主要步驟如下:。

2.3GA的基本性質

GA簡單，魯棒性好，具有自組織性、自適應性、自學習性和本質并行的突出特點。和其他優化搜索算法相比，GA具有以下獨特的性質:

(1)GA是對參數編碼進行操作，而非對參數本身，減少約束條件的限制，如連續性、可導性、單峰性等。

(2)GA是多點搜索，減少了陷于局部優解的風險。遺傳算法在圖像處理中的應用

3.1 基于遺傳算法的圖像增強

以改善圖像的視覺效果或便于對圖像進行其他處理[6]。圖像增強技術主要有頻域法、空域法。頻域法是把原圖像進行某種變換(如傅里葉變換，小波變換)，在變換域中進行處理以達到增強的目的，空域法直接對原始圖像進行處理，主要包括直接灰度變換、直方圖均衡、平滑濾波等。

內部的疏密程度和沿著所有區域邊界的強度；然后應用GA去搜索一個可用的區域分割，這個分割能夠使分裂和融合過程所生成的區域的質量達到最佳。

3.2 基于遺傳算法的圖像匹配

在匹配精度性方面也取得了較好的效果，而且算法較穩定。結論

綜上所述，GA作為一種具有自適應性、自學習性、魯棒性好且并行效率高的隨機化技術，非常適合在圖像處理這樣的巨量空間內搜索最優值。它已經在圖像處理領域發揮了巨大。

測控技術與儀器概論課程報告

但是，隨著理論研究的深入，可以肯定，GA以其特有的算法特點使其在圖像處理問題中的應用會越來越廣；同時，廣泛的數學方法和強大的計算機模擬工具的出現，必將使GA研究取得長足的進展，使GA在圖像處理中的作用更趨完善。

參考文獻（References）

[1] Holland J H.Adaptation in natural & artificial systems[ M ].Ann Arbrr.MI : Univ.of Michigan

Press ,1975.[2] Rechenberg I.Cybernetic solution path of an experimental problem[ R ].Royal Aircraft Establishment , Lib.Translation 1122 ,Franborough, 1965.[3] 黃洪鐘, 趙正佳, 姚新勝, 馮春.遺傳算法原理、實現及其在機械工程中的應用研究與展望[J].機械設

計, 2000,(03).[4] 李華昌, 謝淑蘭, 易忠勝.遺傳算法的原理與應用[J].礦冶, 2005,(01).[5] 田瑩, 苑瑋琦.遺傳算法在圖像處理中的應用[J].中國圖象圖形學報,2007,(03).