测控技术与仪器的发展

一、专业介绍一、专业介绍测控技术及仪器(MeasuringandControl测控技术及仪器(MeasuringandControlTechnologyandInstrumentations)专业是仪器科学与技术和掌握科学与技术穿插融合而形成的综合性学科电子、光学计算机、信息与控制技术多学科相互渗透而形成的一门高技术密集型综合学科系统上的信号加以采集、整理、处理、而后进展显示或者发出掌握信号的过程。二、进展背景测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成局部，测控技术进入了全的时代。三角板我们可以听听清华大学测控技术与仪器专业一位同学的话，他说:“进入大学以前，我认为我将来专业是多么尖端，什么激光啦，纳米啊，都是我们测试的手段。现有的电脑硬件和软件，可己的想像，设计更简单完备的系统。“三、专业方向关。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，测控专业的人才变得越来越重要。三、专业方向43方向一：检测技术与自动扮装置方向；方向一：检测技术与自动扮装置方向；方向二：测试计量技术及仪器方向；方向二：测试计量技术及仪器方向；方向三：工业自动化方向三：工业自动化掌握及过程掌握方向。四、技术进展自从迅猛进展的计算机技术及微电子技术RISC自从迅猛进展的计算机技术及微电子技术RISC构造和cachE等先进技术，又极大提高了计算机的数值处理力量和速度。在数据采集方面，据采集的速率和效率。上相当于一台多功能的通用测量仪器上相当于一台多功能的通用测量仪器仪器”/软件就是仪器”的概念。为简洁。但集中测控越来越满足不了简单、远程〔异地〕和范围较大的测控任务的需求，对组建测控网络供给了越来越优异的技术条件。Unix、WindowsNT、Windows2023、NetwareOSI为简洁。但集中测控越来越满足不了简单、远程〔异地〕和范围较大的测控任务的需求，对组建测控网络供给了越来越优异的技术条件。Unix、WindowsNT、Windows2023、NetwareOSI的开放系统互连参考模型RM、Internet上使用的TCP/IP靠性方面均有很大优势，承受它们很简洁实现测控网络的体系构造。在开发软件方面，比方NI在开发软件方面，比方NI公司的LabviewLabWindows/CVI，HP公司的VEE，微软公司的的VBVCLabview和司的的VBVCLabview和LabWindows/CVI的功能都格外强大，不仅使虚拟仪器的开发变得简洁便利，而且为把虚拟仪器做到网络上，供给了牢靠，便利的技术支持。LabWindows/CVI中封装了TCP类库，可以开发基于TCP/IpLabview的TCP/IPUDP网络VI应用程序建立通信，其具有的InternetE-mail、FTPWeb远程自动化VI，还可对掌握其他设备的分散的VI进展掌握。Labview5．1中还特别增加有网络功能，提高了开发网络应用程序的力量。于现代仪器的网络。计算机已成为现代测控系统的中坚。于现代仪器的网络。计算机已成为现代测控系统的中坚。当今时代，以Internet为代表的计算机网络的快速进展及相关技术的日益完善，突破了传统通信方式的时空限制和地域障碍，使更大范围内的通信变得格外简洁，Internet拥远程数据采集与掌握、高档测量仪器设备资源的远程实时调用，远程设备故障诊断，等等。当今时代，以Internet为代表的计算机网络的快速进展及相关技术的日益完善，突破了传统通信方式的时空限制和地域障碍，使更大范围内的通信变得格外简洁，Internet拥远程数据采集与掌握、高档测量仪器设备资源的远程实时调用，远程设备故障诊断，等等。与此同时，高性能、高牢靠性、低本钱的网关、路由器、中继器及网络接口芯片等网络互联设备的不断进步，又便利了Internet、不同类型测控网络、企业网络间的互联。利用现有Internet资源而不需建立特地的拓扑网络，使组建测控网络、企业内部网络以及它们与Internet的互联都格外便利，这就为测控网络的普遍建立和广泛应用铺平了道路。把TCP/IP利用现有Internet资源而不需建立特地的拓扑网络，使组建测控网络、企业内部网络以及它们与Internet的互联都格外便利，这就为测控网络的普遍建立和广泛应用铺平了道路。把TCP/IP〔主要是传感器〕的ROM中，使信号的收、发都以TCP/IP方式进展，如此，测控系统在数据采集、信息公布、系统集成等方面都以企业内部网络〔Intranet〕为依托，将测控网和企业内部网及Internet互联，便于实现测控网和信息网的统一。络传输至所及的任何领域，实时、动态〔包括远程〕的在线测控成为现实，将这样的测量技络传输至所及的任何领域，实时、动态〔包括远程〕的在线测控成为现实，将这样的测量技的全过程。测控技术与仪器基于Web的信息网络Intranet，是目前企业内部信息网的主流。的全过程。测控技术与仪器基于Web的信息网络Intranet，是目前企业内部信息网的主流。InternetIntranet成为基丁TCP/IP统，能便利地与外界连接，尤其是与Internet连接。借助Internet的相关技术，Intranet给企业的经营和治理能带来极大便利，已被广泛应用于各个行业。Internet也已开头对传统的测控系统产生越来越大的影响。目前，测控系统的设计思想明显受到计算机网络技术的影响，基于网络化、模块化、开放性等原则，测控网络由传统的集中模式转变为分布模式，成为具有开放性、可互操作性、分散性、网络化。智能化的测控系统。网络的节点上不仅有计算机、工作站，还有智能测控目前，测控系统的设计思想明显受到计算机网络技术的影响，基于网络化、模块化、开放性等原则，测控网络由传统的集中模式转变为分布模式，成为具有开放性、可互操作性、分散性、网络化。智能化的测控系统。网络的节点上不仅有计算机、工作站，还有智能测控OSI网络将节点连同掌握室内的仪器仪表和掌握装置联成有机的测控系统。测控网络的功能将远远大于系统中各独立个体功能的总和增加，应用领域及范围明显扩大。测控技术与仪器Jini测控网络的功能将远远大于系统中各独立个体功能的总和增加，应用领域及范围明显扩大。测控技术与仪器JiniJiniJAVA芯片的各种装置能连接上网Jini软件连同以Java备加以利用。乃至全球性资源共享数字化乃至全球性资源共享数字化测控，远程设备故障诊断，电、水、燃气、热能等的自动抄表，等等，都是网络技术进步并全面介入其中发挥关键作用的必定结果。五、就业方向适合从事测控仪器、计算机关心测试、信息处理以及工业过程掌握等领域争论、开发、设计和制造的高级工程技术人才。六、目前进展适合从事测控仪器、计算机关心测试、信息处理以及工业过程掌握等领域争论、开发、设计和制造的高级工程技术人才。六、目前进展(1)高精度。目前半导体工艺的典型线宽为0.25μm(1)高精度。目前半导体工艺的典型线宽为0.25μm0.18μm过渡，20230.07μm0.07μm1/310nm300mm。这就意味着测量定位系统的精度要优于3×10-810-9(2)高速度。目前加工机械的速度已经提高到1m/sec80RenishawRenishaw所占据，其缘由是后者的速度到达了1m/sec。(3)高灵敏，高区分，小型化。(3)高灵敏，高区分，小型化。(4)标准化。通讯接口过去常用GPIB，RS232，目前有可能成为替代物的高性能标准是USB、IEEE1394(4)标准化。通讯接口过去常用GPIB，RS232，目前有可能成为替代物的高性能标准是USB、IEEE1394和VXI。现在技术领先者设法掌握技术标准，参与标准制订是仪器开发的基础争论工作之一。七、将来趋势1．进展方向与学科前沿1．进展方向与学科前沿(1)协作数控设备的技术创(如主轴速度，精度创成)(1)协作数控设备的技术创(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。对于重复消灭的系统误差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。对于重复消灭的系统误差，可承受软件修正；对于随机误差较大的状况，要承受实时修正方法。对于热误差，60m/min5000/sec气折射率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在线检测技术(2)运行和制造过程的监控和在线检测技术高灵敏度、高柔性、应用范围广的优点。在这个领域综合创的天地格外宽阔，如振动、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。高灵敏度、高柔性、应用范围广的优点。在这个领域综合创的天地格外宽阔，如振动、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。(3)协作(3)协作信息产业和生产科学的技术创利权、有技术含量、有市场等原则选择一些工程予以支持。依据当前进呈现状，信息、生命医学、环保、农业等领域需要的产品应赐予优先支持。如医学中介入治疗利权、有技术含量、有市场等原则选择一些工程予以支持。依据当前进呈现状，信息、生命医学、环保、农业等领域需要的产品应赐予优先支持。如医学中介入治疗的周密仪器设备、电子工业中的超区分光刻和清洁方法和机理争论等。2．优先领域2．优先领域展时，则需要有一个转化机制以进入市场。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。(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。(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)，快速、多路干预仪(频差3～5兆)，二维周密跟踪测角系统(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(区分率1μm)，热变形仿真，力变形仿真。这些内容不局限于一种技关键理论和技术：超半球反射器(n=2或在机构上创)，快速、多路干预仪(频差3～5兆)，二维周密跟踪测角系统(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(区分率1μm)，热变形仿真，力变形仿真。这些内容不局限于一种技1M3反射镜可以提高4键性的。芯片周密机器人校准等。芯片周密机器人校准等。(3)非接触测头以及各种扫描探针显微镜(3)非接触测头以及各种扫描探针显微镜0.1～0.5μm(4)计算机关心测量理论(4)计算机关心测量理论ISAIEEE488口，今后计算机可能取消ISAISAIEEE488口，今后计算机可能取消ISA笔记本电脑USBIEEE488(GPIBRS232：目前有可能成为替代物的高性能标准是USBIEEE1394VXI。的效率。依据已有根底，进展特长，有利于抑制重