测控专业导论-专业简介

1、测量控制仪器测控篇燕山大学电气工程学院燕山大学电气工程学院测控技术与仪器简介测控技术与仪器简介测控技术测控技术测控专业的历史沿革测控技术研究的重要性测控技术的发展燕山大学电气工程学院燕山大学电气工程学院测控技术与仪器历史沿革v 测控技术与仪器专业源于高等教育仪器仪表类专业测控技术与仪器专业源于高等教育仪器仪表类专业。1998年教育部调整本科专业时，把仪器仪表类年教育部调整本科专业时，把仪器仪表类11个专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技个专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、力

2、学计量测量、光学计量测测试、热工计量测试、力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业技术与仪器）归并为一个大专业测控技术与仪测控技术与仪器。这是我国高等教育由专才教育向通才教育转变器。这是我国高等教育由专才教育向通才教育转变的重要里程碑。的重要里程碑。v 虽然是整合，但是由于它的面太广，每个学虽然是整合，但是由于它的面太广，每个学校根据自己的特长继续保持着自己的特色。校根据自己的特长继续保持着自己的特色。 虽然同是测控专业，但是所学的内容可虽然同是测控专业，但是所学的内容可能相差很大。总的来说测控

3、专业在我国高校能相差很大。总的来说测控专业在我国高校内主要有两个方向，一个是电，一个是机，内主要有两个方向，一个是电，一个是机，他们的侧重点会有很大的不同。电类的前身他们的侧重点会有很大的不同。电类的前身就是自动化仪表专业。机类的前身就是精密就是自动化仪表专业。机类的前身就是精密仪器专业。仪器专业。 v测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头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、计算机与信息，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，小到制造密集型综合学科。它的专业面广，

4、小到制造车间的检测，大到卫星火箭发射的监控。车间的检测，大到卫星火箭发射的监控。 v测控技术自古以来就是人类生活和生产的重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。科技的发展，测控技术进

5、入了全新的时代。 v中国工业以前很长时间里在国际市场上没有中国工业以前很长时间里在国际市场上没有地位，一个重要的原因是大路货太多，质量地位，一个重要的原因是大路货太多，质量太差，没有高质量的产品，无法与其他工业太差，没有高质量的产品，无法与其他工业强国相争，这又与我国测控专业人才非常缺强国相争，这又与我国测控专业人才非常缺乏有关。与世界接轨，中国企业要想提高国乏有关。与世界接轨，中国企业要想提高国际竞争力，产品质量是关键，因此，测控专际竞争力，产品质量是关键，因此，测控专业的人才变得越来越重要。业的人才变得越来越重要。 v在在2009年仪器科学与技术本科教学研讨会上年仪器科学与技术本科教学研讨

6、会上，教学指导委员会主任委员胡小唐教授在题，教学指导委员会主任委员胡小唐教授在题为为“以质量工程为抓手，推进仪器科学与技以质量工程为抓手，推进仪器科学与技术创新教育术创新教育”的报告中指出，开设测控技术的报告中指出，开设测控技术与仪器专业的本科院校从与仪器专业的本科院校从2000年的年的96所增加所增加到到2009年的年的257所，增长所，增长167%，在校生人数，在校生人数由由2000年的年的27600人增加到人增加到2009年的年的85700人，增长人，增长210%。在如此高速发展的形势下，。在如此高速发展的形势下，如何保证教育教学质量，培养适应社会需求如何保证教育教学质量，培养适应社会需

7、求的人才，成为仪器科学与技术专业教育的生的人才，成为仪器科学与技术专业教育的生命线，是我们所面临和需要解决的重大课题命线，是我们所面临和需要解决的重大课题。 属属“控制科学与工程控制科学与工程”一级学科一级学科属属“仪器科学与技术仪器科学与技术”一级学科一级学科检测技术与检测技术与自动化装置自动化装置博士点博士点（二级学科）（二级学科）测试计量技测试计量技术与仪器术与仪器博士点博士点（二级学科）（二级学科）检测技术与自动检测技术与自动化装置硕士点化装置硕士点测试计量技术测试计量技术与仪器硕士点与仪器硕士点测控技术与仪器本科方向测控技术与仪器本科方向精密仪器与机械精密仪器与机械硕士点硕士点精密仪

8、器精密仪器与机械与机械博士点博士点（二级学科）（二级学科）学科领域学科领域学科排名学科排名检测技术与自动化装置测试计量技术与仪器精密仪器及机械涉及学科领域非常宽涉及学科领域非常宽 与本专业有关的学科、学会及学报（国内）与本专业有关的学科、学会及学报（国内） 仪器科学与技术仪器科学与技术中国仪器仪表学会中国仪器仪表学会 仪器仪表学报仪器仪表学报 电子测量与仪器学会电子测量与仪器学会 电子测量与仪器学报电子测量与仪器学报 计量科学与技术计量科学与技术中国计量测试学会中国计量测试学会 计量学报计量学报 控制科学与技术控制科学与技术中国自动化学会中国自动化学会 自动化学报自动化学报 航空科学与技术航空

9、科学与技术中国航空学会中国航空学会 航空学报航空学报 航天科学与技术航天科学与技术中国宇航学会中国宇航学会 宇航学报宇航学报 技术类刊物：技术类刊物：测控技术测控技术、自动化装置与仪表自动化装置与仪表 自动化仪表自动化仪表、 计算机测量与控制计算机测量与控制重要国外相关刊物重要国外相关刊物 IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement IEEE Transaction on Industry Electronics IEEE Transaction on Automatic Control IEEE Transaction Aerosp

10、ace and Electronic Systems Automatica IEEE Transaction on Acoust. Speech, Signal Processing 可分别向仪器类学科或向控制类学科发展、深造。可分别向仪器类学科或向控制类学科发展、深造。 仪器仪表作为信息产业的仪器仪表作为信息产业的“感官感官”和源头，是信息学和源头，是信息学科的重要组成部分，对信息产业的发展有重要影响。科的重要组成部分，对信息产业的发展有重要影响。 控制科学与工程为信息学科的一部分亦是不争的事实控制科学与工程为信息学科的一部分亦是不争的事实。v 测试与控制（简称测控）技术是光、电、自动控制、

11、计算机与信息技术多学科相互融合和渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科，目前已成为21世纪关键的信息技术之一。v 随着光、机、电、算、生、化、医、材料等技术的不断涌现，以及科学技术尤其是电子信息技术的飞跃发展，测控技术将迎来创新发展的新机遇，微型化、集成化、智能化、虚拟化和网络化成为以计算机为核心的现代测控技术的一个发展趋势。测控技术的发展燕山大学电气工程学院燕山大学电气工程学院v测控一般是指对工业生产过程及其机电设备进行测量与控制的自动化技术，是计算机技术与自动控制技术结合的产物。计算机测控技术主要研究如何将检测与传感技术、计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程并设计出所需要的计算机测控

12、系统。 燕山大学电气工程学院燕山大学电气工程学院17计算机测控系统的概念v测就是测量和感知，也就是要获得目标对象的信息，控就是控制，是根据目标对象的现象判断目标对象是否符合预期控制目标，并采取相应措施。测和控只是某一时间段就可以完成的行为，而根据测量结果判断目标状态是否符合要求则需要控制算法的判断参与，这一作出决定的过程可以由人工或控制系统来完成，测、控、以及控制算法就构成一个测控系统。测控专业概论谢维成18测控系统的典型结构框图v测控系统中计算机根据给定输入信号、反馈信号与系统的数学模型进行信号处理，实现控制策略，通过执行机构控制被控对象，达到预期的控制目标。 测控专业概论谢维成19测控光电

13、技术20计算机测控系统的实时性v计算机测控系统由基本硬件和软件构成，其软件也是由系统软件和应用软件组成。计算机测控系统具有实时性，实时性指信号的输入、计算、输出都要在一定的时间间隔内完成，计算机对输入信号能以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。一个在线的系统不一定是实时系统，但一个实时系统必定是在线系统。21实时处理的内容v计算机对其测量、控制对象的实时处理包括以下内容：实时数据采集，计算机测控系统将测控对象，例如温度、压力、液位、流量、成份、转速、位移量等，在当前采样时刻的瞬时值经模拟数字转换后进行扫描采样，其结果存入内存，并依据需要进行数字滤波及工

14、程量换算等处理加工 。实时控制决策，微机测控系统对上述采集得到的样本数据，即反映当前生产过程状态的信息进行比较、分析、判断后，确定哪些生产过程参数偏离了预定值或者超越了安全极限值，从而给出下一步的处理。 22实时处理的内容实时控制输出，测控系统及时地将控制决策结果转化为控制量并通过过程输出接口作用于受控对象的控制机构，例如调节器、执行器、步进电机等，用来校正被控参数。 实时报警及故障处理，通常这一步骤是在实时数据采集后紧接着进行的，也可以是由故障设备主动向主机请求中断处理后进行的，在这种情况下，微机及时给出声光报警信号，需要时由CPU执行中断服务程序进行故障处理。 23计算机测控系统的组成v计算机测控系统主要由被控对象、过程输入输出通道及计算机系统三部分组成，如图所示。过程输入输出通道也叫生产过程。包括模拟量输入输出通道、数字