测控技术与仪器专业介绍
在平日的学习中,大家对知识点应该都不陌生吧?知识点也可以通俗的理解为重要的内容。相信很多人都在为知识点发愁,下面是精心整理的测控技术与仪器专业介绍知识点,欢迎大家分享。
本专业以光、机、电、计算机一体化为特色,培养具有现代科学创新意识、知识面宽、基础理论扎实、计算机和外语能力强,可从事计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等多方面的高级工程技术及经营管理人才。同时因为他们专业知识面宽广,具有很强的适应能力和广泛的发展空间,也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作,转行比较容易。测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要,对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟,对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段,随着科技的发展,测控技术进入了全新的时代。
一、测控的几个重要过程及其新技术
1.信号采集
在信号采集环节,主要是采集对象发出的各种信号,再将这种信号转换成电信号,以便于后续的处理。对象发出的信号大多数是通过传感器来采集的,包括物理信号(如温度、流量、压力等)和化学信号(如湿度、气味等)两大类,当然还包括不能归为这两类的一些信号,如可靠性、价格等。而开关量信号(带有数字信号的特征)则主要是靠带有单片机电路的仪器,如无纸记录仪,进行采集。此外,***像信号自然是由摄像装置来进行采集。
传感器是一种将物理量,化学量,生物量等转换成电信号的器件。输出信号有不同形式,如电压、电流、频率、脉冲等,能满足信息传输、处理、记录、显示、控制要求,是自动检测系统和自动控制系统中不可缺少的元件。光导纤维的应用是传感器材料的重大突破,其最早用于光通信技术。光纤传感器与传统传感器相比,灵敏度高,结构简单,体积小,耐腐蚀,电绝缘性好,光路可弯曲,便于实现遥测等。光纤传感器与集成光路技术相结合,加速光纤传感器技术的发展。将集成光路器件代替原有光学元件和无源光器件,使光纤传感器有高的带宽低的
信号处理电压,可靠性高,成本低。半导体技术中的加工方法有氯化,光刻,扩散,沉积和平面电子工艺。各向导性腐蚀及蒸镀,溅射薄膜等,这些都已引进到传感器制造。因而产生了各种新型传感器,如利用半导体技术制造出硅微传感器,利用薄膜工艺制造出快速响应的气敏湿敏传感器,利用溅射薄膜工艺制压力传感器等。
集成传感器的优势是传统传感器无法达到的,它不仅仅是一个简单的传感器,其将辅助电路中的元件与传感元件同时集成再一块芯片上,使之具有校准,补偿,自诊断和网络通信的能力,它可降低成本,增加产量。
智能化传感器是一种带微处理器的传感器,是微型计算机和传感器相结合的成果,它兼有检测,判断和信息处理功能,与传统传感器相比有很多特点:具有判断和信息处理能力,能对测量值进行修正,误差补偿,因而提高测量精度,可实现多传感器多参数测量,有自诊断和自校准功能,提高可靠性。
2.信号整理
在信号的整理阶段,主要是对采集到的电信号进行平整、滤波、模数转换等,转换成便于处理的数字信号。上述三种信号类型在整理阶段的内容有所不同,比如对传感器传来的信号主要是进行信号放大、平整、滤波和模数转换的过程;而对于开关量信号通过无纸记录仪的采集之后一般都能够转换成所需要的数字信号以待输出到下一个处理环节;对于***像信号,经采集之后主要是用于显示,若还需对***像进行处理,再显示,或者发出控制信号,那么也必须将***像信号转换成数字信号,进行处理,这就是一个复杂的问题。
我们通常使用的模数转换器大多为积分型和逐次逼近型,积分型转换效果不够好,转换过程中带来的误差较大,逐次逼近型转换效果好但是制作成本较高,尤其是高位数转换,转换位数越多,精度越高,制作成本就越高。而∑-△ADC可以以相对逐次逼近型简单的电路结构,而得到低成本,高位数及高精度的转换效果∑-△ADC大多设计为16或24bit转换精度,近几年来,在相关的高精度仪器制作领域该转换器得到了越来越广泛的应用。∑-△模数转换器的工作原理简单的讲,就是将模数转换过后的数字量再做一次窄带低通滤波处理。当模拟量进入转换器后,先在调制器中做求积处理,并将模拟量转换为数字量,在这个过程中会产生一定的量化噪声,这种噪声将影响到输出结果,因此,采用将转换过的
数字量以较低的频率一位一位地传送到输出端,同时在这之间加一级低通滤波器的方法,就可将量化噪声过滤掉,从而得到一组精确的数字量。AD7708和AD7718就是∑-△的典型应用。
3.信号处理
在信号的处理阶段,主要是对数字信号进行处理以便显示,或者发出控制信号。我们通过显示出来的信号来判断自动化系统上对象的运转是否正常,如果信号显示不正常,就需要对信号进行计算与处理,得到控制信号发送给对象,使对象调整运转的状态以复归正常。
单片机是进行数据处理的芯片。单片机在目前的发展形势下,有以下几大趋势:可靠性及应用越来越高和互联网连接已是一种明显的走向,所集成的部件越来越多,NS公司的单片机已经把语音***像部件也集成到了单片机中,也就是说,单片机的意义只是在于单片集成电路,而不在于其功能了,如果从功能上讲,它可以是万用机,原因是其内部已集成上各种应用电路了。功耗越来越低,和模拟电路结合越来越多,随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高,单片机还会不断产生新的变化和进步,最终人们可能发现,单片机与微机系统之间的距离越来越小,甚至难以辨认。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统,因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和,甚至比人类的数量还要多。
4.数据显示控制
在显示与控制环节,显示主要是指将数字信号通过便于我们观察的形式显示出来以便我们进行判断,控制主要是指将控制信号传送给并作用于对象的过程。上面的.四个环节就构成了整个测控的过程,如果包括控制的过程,则刚好形成了一个闭环,即信号从对象开始,经过采集、整理、处理,最后又将控制信号作用于对象的闭环。
二、发展方向与学科前沿
1配合数控设备的技术创新(如主轴速度,精度创成)
数控设备的主要误差来源可分为几何误差(共有21项)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,需要高速多通道激光干涉仪:其测量速度达60m/min以上,采样速度达5000次/c以上,以适应热误差和几何误差测量的需要。空气折射率实时测量应达到2×10的-7次方水平,其测量结果和长度测量结果可同步输入计算机。
2运行和制造过程的监控和***检测技术
综合运用***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。如医学中介入***的精密仪器设备、电子工业中的超分辨光刻和清洁方法和机理研究等。
三、优先领域
在基础研究的初期,对于能否有突破性进展是很难预测的。但是,当已经取得突破性进展时,则需要有一个转化机制以进入市场。
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。
关键理论和技术:超半球反射器(n=2或在机构上创新),快速、多路干涉仪(频差3~5兆),二维精密跟踪测角系统(0.2″~0.5″),通用信号处理系统(工作频率5兆),无导轨半导体激光测量系统(分辨率1μm),热变形仿真,力变形仿真。
这些内容不局限于一种技术方案,而是几种不同技术方案中概括出来的共同点。如采用无导轨干涉仪,对跟踪系统的要求可以降低;采用二维精密跟踪测角系统在1M3测量范围内可以得到高精度;有了超半球反射镜可以提高4路跟踪方案的精度。在现场进行介入制造和装配不能等待很长时间,力和热变形的补偿是必须的而且需要足够快,现在的技术还有相当大的差距,所以这些进展是关键性的。
应用范围: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
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。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。以前较多采用的激光三角法原理受到很多限制,难以有突破性进展,但可在原理创新上下功夫。应该突破0.1~0.5μm分辨率。
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。例如,目前多数采用ISA总线、IEEE488口,今后计算机可能取消ISA总线,用于笔记本电脑的USB接口将广泛应用。过去,中国生产的仪器满足于数字显示,没有数据交换接口,难以进入国际市场。国外生产的仪器普遍配备IEEE488(GPIB)口。RS232:目前有可能成为替代物的高性能标准是USB、IEEE1394和VXI。在此转折期为我们提供了机遇。目前虚拟仪器的工作频段在千赫数量级,对于干涉信号处理显得太低,可以采取联合互补的方法形成模块系列,同时降低成本,从总体上提高研发工作的效率。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
业务培养目标 : 本专业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
业务培养要求 : 本专业学生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
毕业生应获得以下几方面的知识和能力 :
1. 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 ;
2. 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 ;
3. 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 ;
4. 具有较强的外语应用能力 ;
5. 具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
主干学科 : 光学工程、仪器科学与技术
主要课程 : 精密机械与仪器设计、精密机械制造工程、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、微型计算机原理与应用、控制工程基础、信号分析与处理、精密测控与系统、工程光学。
主要实践性教学环节 : 包括***训, 金工、电工、电子实习 认识实习 生产实习 社会实践 , 课程设计 , 毕业设计 ( 论文 ) 等 , 一般应安排40周以上。
主要专业实验 : 测试与检测、微型计算机与接口、控制、光学光电等专业实验。
修业年限 : 四年。
授予学位 : 工学学士
业务培养目标 : 本专业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
业务培养要求 : 本专业学生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 ...
专业前景:计算机化的测试与控制技术以及智能化的精密测控仪器与系统,是现代化的工农业生产、科学技术研究、管理检测监控等领域的重要标志和手段。本专业培养掌握相关领域的知识与技能,适应高新技术、信息化生产与社会发展的人才,以适应不断崛起的高新产业、技术园区,以及技术监督检测部门的需要。
培养目标:本专业针对现代化的工农业生产、科学技术研究、管理检测监控等领域发展需求,培养学生掌握计算机化的测试与控制技术以及智能化的精密仪器技术与系统,造就学生勇于思维创新和实践动手能力,为高技术、信息化的生产与社会发展服务。
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。
主干课程:机械设计、机械制造基础、电子技术、微机原理及接口技术、传感器原理与应用、自动控制原理、测试技术、精密测控与系统、计算机测控技术、光电技术与仪器、现代成像技术、红外技术与应用、测控仪器设计等。
所授学位:工学学士
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。
深造情况:可在机械电子工程专业或精密仪器与机械、测试计量技术与仪器、计算机应用技术、机械制造及其自动化、农业机械化工程、农业电气化与自动化、控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置等相关专业继续深造。
测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头,是光学、精密机械、电子、电力、自动控制、信号处理、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学科。它的专业面广,小到生产过程自动控制,大到火箭卫星的发射及监控。很多同学认为这属于制造业,实际上由于对自动控制及精度的严格要求,使它归于测控技术与仪器专业。
该专业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。
A测控技术与仪器毕业之后一般做什么?近几年的就业和收入怎么样,能不能说一下你们毕业班的情况
主要从事电气维护、仪表设计与开发以及计算机控制方面。我们班几乎都在国企上班,每个学校专业方向不一样 (安徽工业大学)
上研的,工作的,偶有出国的 没有什么特别出彩的工作,受专业限制吧,个人感觉不是什么好专业,当年就是调剂过去的。 但是学有所成的好还可以 (北京交通大学)
第一、测控是什么 首先,虽然同样都是仪器专业,都叫测控技术与仪器但学校不同的话,专业的方向还是有区别的。通俗一点说有些学校的仪器主攻电子仪器,有些是机械仪器;有些是工业方向,有些是农业方向,有些是生物方向,等等等等。 其次,同样都是仪器专业,全国排名不同,受承认度也不同,比如清华,工大,天大的仪器,工作肯定是没问题的,各大仪器公司都抢着要的,而我所在的农大的就业就差了一些,但毕竟还是不错的,因为仪器专业属于机电类,有机有电,属于综合类跨专业的`学科,现在的公司就喜欢各方面都能懂一些的,知识面广也是就业的一大优点。不过也不要小瞧一些小学校的测控专业,就我所知杭州有个中国计量学院也有测控专业,但它的毕业生工作不比清华难找,因为这个学校跟中国质量监督局等机关有一定的联系,高考成绩不理想的情况下可以考虑这种学校。
第二、本科之后能做什么 我们这一级上研究生的有三分之一强,工作的三分之二中有一些是下的工厂的,进入生产一线。剩下的三分之一零散各种工作。本科之后能做什么,在于你本科的时候都学了些什么,虽然说专业课机电都有,但不同的学校偏重点还是不同的,有些偏电,有些偏机。偏机的基本上是下工厂,偏电的基本上是在各大公司,不一概而论20xx测控技术与仪器专业就业前景分析20xx测控技术与仪器专业就业前景分析。偏电的各大公司多是电子行业的,需要有一定的电子基础和编程技巧。测控同时也跨在电子和软件两个专业之上,因为在国家关于专业的划分上测控是电类专业。公司里的工作就是做些电路同时为微处理器编一些小应用程序,要不就是对着现成的电路根据需求编程,两者兼而有之。我曾经面试过一家不错的公司,做交通工程的,当时面试的职位市交通电子系统开发方面的,缅使官说他们之前收过计算机方面的毕业生,但是往往对电路一窍不通,也收过电子专业的,在编程方面确是不大在行,为什么当时找我,由此可见一斑。 其实本科之后能做什么在于你本科时做过什么,同样的读了四年大学,为什么出来的人却不一样,作为过来人都是知道的。自己要有想学的欲望。 最后,你能主动问起这个专业已经很不错了,因为在众多专业当中,我们这个专业是相当没有名气的,很多人都不知道有这个专业,我的同学很大部分当初都是调剂到这个专业的。(中国农业大学)
测控技术与仪器可以分两个方向,一个是仪表方向,一个也可以从事自动控制方向20xx测控技术与仪器专业就业前景分析文章20xx测控技术与仪器。我现在从事的是自动化,因为我不喜欢搞仪表,虽然我 学的是仪表,大学也就为了混个证。我个人认为自动化更好,我也喜欢自动化。我们班的同学也有从事仪表的,在企业中也就是安装和维护仪表,环境都不太好,本人认为并不适合女孩子。
测控技术与仪器是一门覆盖面很广的专业,其开设目的是为了培养会根据应用需求而设计相应测试仪器的电子工程师。其面向对象相当广,每个学校开设这个专业的侧重点也不同,以成都理工为例,主要以设计和应用核测试仪器为主,而西南交大的测控技术与仪器主要以道路建筑工程方面的测控仪器学习为主。 电测控技术与仪器专业的毕业生要求对电子,计算机,专业软件开发和使用有综合的能力。 强调动手能力和逻辑思维能力。 就业方面。就目前来看,具有良好能力的测控技术与仪器专业毕业生供不应求。随着目前电子科学,嵌入式技术,新型传感器技术的不断发展,测控技术与仪器的就业前景一片大好。
做什么的都有,男生工作基本都是比较对口的,有电装公司,钢厂,煤矿,传感器公司,自动化所等等
我考研了,我是跨学科考的机械制造,就测控专业来说是非常好的,可是要分学校,好的学校就业是很好的,象天津大学,合肥工业大学等,要是把测控学好了的话工作是相当宽的,毕竟这是一个趋势!但是什么都要看你的兴趣和你的目标.如果仅仅是找工作还是不错的,而且就现在来看,我本科的测控专业是非常好的,可惜我考研后没有继续读他不同的学校学的东西都不一样 有些学校把这专业划分到信息学院 而我们学校在机电学院 主要学机械和电子类的知识 毕业之后可以从事电子类和机械类的工作 够出色的话进行仪器设计和机械电子仪器的故障诊断 也有技校招这专业的去当老师 .
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