测控技术专业导论2.ppt

2021年3月24日,1,测控技术与仪器专业导论,2007.9.,江苏大学测控系李伯全,2021年3月24日,2,一、专业概述二、教学安排三、学科介绍四、成人成才,目录,,,2021年3月24日,3,一、仪器仪表学科概述二、仪器仪表学科发展趋势三、测试计量技术及仪器学科介绍,目录,,,三、学科介绍,2021年3月24日,4,学科内涵与作用仪器科学与技术学科是对物质自然界实体及其属性进行观察、监视、测定、验证、记录、传输、变换、显示、分析处理与控制的科学技术与方法的总称，是人类认识世界，改造世界的重要内容。该学科研究的重点是信息获取中的信息检测、信息处理、信息传输和信息应用的理论和技术，是信息产业的重要组成部分，是信息工业的源头，也是信息技术中的关键技术。,一、仪器仪表学科概述,三、学科介绍,2021年3月24日,5,学科内涵与作用仪器科学与技术学科作为高新技术领域的工程性学科，对高新技术极为敏感，涉及物理学、化学、生物学、材料学、机械学、光学、电学、计算机、自动化、通信等多学科知识，是既具有明显专业特征，又结合其他学科内容的多学科技术交叉的综合性学科。是专门研究、开发、制造和应用各种使人类的感觉、思维和体能器官得以延伸的科学技术学科，是使人类能以最佳方式发展生产力和进行科学研究的直接动力和保证手段。,一、仪器仪表学科概述,三、学科介绍,2021年3月24日,6,1．仪器仪表在当代社会的重要作用在物料流、能源流和信息流所组成的现代世界中，仪器仪表学科应属于信息流的范畴。著名科学家王大珩，金国藩等院士所高度概括的“仪器仪表是信息产业的重要组成部分，是信息工业的源头”，揭示了仪器仪表的学科本质和定位，指明了仪器仪表学科的发展方向，对学科的发展具有深远的指导意义。,一、仪器仪表学科概述,三、学科介绍,2021年3月24日,7,1．仪器仪表在当代社会的重要作用,工业生产的倍增器科学研究的先行官军事上的战斗力国民活动的物化法官,“农轻重、海陆空、吃穿用”无所不在,三、学科介绍,2021年3月24日,8,2．仪器仪表学科的特点1）技术特点,仪器技术是信息技术信息技术包括测量技术、计算机技术和通讯技术，测量技术是关键和基础---钱学森仪器技术是信息技术中的源头技术信息链信息获取信息传输信息处理信息应用仪器技术是现代科技的前沿技术现代高新技术无一不依靠仪器来完成,三、学科介绍,2021年3月24日,9,2．仪器仪表学科的特点2）内涵特点,学科的“交叉性”以数学、物理等自然、基础学科做基础，以电子学、光学、机械学、计算机科学为支撑形成仪器科学技术的“集成性”以多种高新技术（计算机网络技术、软件技术、微纳米技术等）的融会贯通为仪器所用，形成智能化、虚拟化、远程化、微型化、集成化的发展趋势,三、学科介绍,2021年3月24日,10,2．仪器仪表学科的特点3）人才特点,是知识面宽的复合型人才是知识结构新,具备可持续发展能力的人才是适应性强转型快,符合市场经济需要的人才,三、学科介绍,2021年3月24日,11,3．仪器仪表科学技术的范围根据国际发展的潮流和我国的现状，仪器仪表科学技术的范围主要包括工业自动化仪表、控制系统及相关测控技术；科学仪器及相关测控技术；医疗仪器及相关测控技术；信息技术电测、计量仪器及相关测控技术；各类专用仪器仪表及相关测控技术；相关传感器、元器件、制造工艺和材料及其基础科学技术。,三、学科介绍,2021年3月24日,12,4．仪器仪表关键技术有51项关键技术，属于三个技术领域，十个方面。1、信息获取技术1-1复合传感器技术敏感材料技术，传感器制造技术，传感器应用技术。1-2精密测试技术自动测量技术，在线测试技术，多参数综合测量技术，视觉测量技术，人工智能测试技术，测试软件技术，微成像技术，仪器仪表标定技术。1-3智能仪表技术专用电路技术，现场信号集成技术，传感变送一体化技术。1-4现场溯源技术纳米溯源技术，自校准技术。,三、学科介绍,2021年3月24日,13,4．仪器仪表关键技术有51项关键技术，属于三个技术领域，十个方面。2、信息处理控制技术2-1现场总线技术微计算机技术，集成电路技术，通信技术，网络互联技术，现场控制技术。2-2智能控制技术模糊控制技术，专家控制技术，分级递阶智能控制技术，神经网络控制技术，拟人智能控制技术，自适应控制技术。2-3系统集成技术多媒体技术，故障诊断技术，通信接口技术，数据库技术。,三、学科介绍,2021年3月24日,14,4．仪器仪表关键技术有51项关键技术，属于三个技术领域，十个方面。3、精密制造技术3-1仪器仪表现代设计技术计算机辅助设计技术，可靠性设计技术，系统优化设计技术，人机工程学设计技术，产品造型设计技术，专用功能块线路设计技术，反求工程设计技术，虚拟设计技术。3-2仪器仪表特种工艺技术计算机辅助制造，精细加工技术，特种加工技术，高密度电子组装技术，微机械加工技术，精密、快速成型技术，表面涂复技术。3-3现代管理技术全面质量管理技术，准时生产，精益生产技术，并行工程，柔性生产技术。,三、学科介绍,2021年3月24日,15,二、仪器仪表学科发展趋势,1.发展科学仪器已成为国家的一项战略措施2.仪器科学与技术的发展方向研究尺度深入到介观和微观；研究对象和过程从静态转入动态3.现代仪器的发展方向接下面,三、学科介绍,2021年3月24日,16,3.现代仪器的发展方向,（１）新技术普遍应用目前普遍采用电子设计自动化（EDA）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、数字信号处理（DSP）、专用集成电路（ASIC）及表面贴装技术（SMT）等技术。（２）产品结构发生变化在重视高档仪器开发的同时，注重高新技术和量大面广产品的开发与生产。注重系统集成，不仅着眼于单机，更注重系统、产品软化。随着各类仪器装上了CPU，实现了数字化后，软件上投入了巨大的人力、财力。今后的仪器归纳成一个简单的公式“仪器＝AD/DA＋CPU＋软件”，AD芯片将模拟信号变成数字信号，再经过软件处理变换后用DA输出。,三、学科介绍,2021年3月24日,17,（３）产品开发准则发生变化从技术驱动转为市场驱动，从一味追求高精尖转为“恰到好处”。开发一项成功产品的准则是用户有明确的需求；能用最短的开发时间投放市场；功能与性能要恰到好处；产品开发准则的另一变化是收缩方向，集中优势。（４）注重专业化生产而不再是大而全生产过程采用自动测试系统。目前多以GP-IB仪器组建自动测试系统，生产线上一个个大的测试柜，快速地进行自动测试、统计、分析、打印出结果。,三、学科介绍,2021年3月24日,18,５）新一代仪器仪表智能仪器、虚拟仪器和网络化仪器智能仪器是将人工智能的理论、方法和技术应用于仪器，使其具有类似人智能特性或功能的仪器。为了实现这种特性或功能，智能仪器中一般都使用嵌入微处理器的系统芯片SOC、或数字信号处理器DSP及专用电路ASIC，仪器内部带有处理能力很强的智能软件。,三、学科介绍,2021年3月24日,19,５）新一代仪器仪表智能仪器、虚拟仪器和网络化仪器虚拟仪器是充分利用计算机技术，并可由用户自己设计、自己定义的仪器。它通常由计算机、仪器模块和软件三部分组成。仪器模块的功能主要靠软件实现，软件技术是虚拟仪器的核心技术。常用的仪器用开发软件有LabVIEW、LabWindows/CVI、VEE等等。这些软件已相当完善，而且还在升级、提高。以LabVIEW为例，这是基于图形化编程语言G的开发环境，用于如GPIB、VXI、PXI、PCI仪器及数据采集卡等硬件的系统构成，而且，具有很强的分析处理能力。,三、学科介绍,2021年3月24日,20,５）新一代仪器仪表智能仪器、虚拟仪器和网络化仪器网络化仪器与远程测控网络化仪器是适合在远程测控中使用的仪器。这是计算机技术、网络通信技术与仪表技术相结合所产生的一种新型仪器。远程测量/控制和集中数据收集/处理，改变了测量技术的以往面貌，打破了在同一地点进行采集、分析和显示的传统模式；依靠Internet和网络技术，人们已能够和将能够有效地控制远程仪器设备，在任何地方进行采集、任何地方进行分析、任何地方进行显示。不久的将来，越来越多的测试和测量仪器将融入Internet网。,三、学科介绍,2021年3月24日,21,仪器仪表的发展趋势，一言而蔽之仪器仪表学科将进一步成为多学科交叉、高新技术综合应用的边缘学科，仪器仪表产品则将向数字化、智能化，网络化、微型化的方向发展。发展纳米测量技术，建立纳米计量测试标准，这是当今在计量与测量技术研究中十分活跃的课题。,三、学科介绍,2021年3月24日,22,测试计量技术及仪器学科集光、机、电、计算机、控制和仪器仪表等技术领域于一体，主要从事传感技术、自动化检测系统、现代信号处理、智能仪器、虚拟仪器、嵌入式控制系统等方面的研究，培养与信息检测和控制工程领域相关的信息处理、工业检测、过程控制、微机测控、智能仪器及传感技术、机电一体化等方面的研究、开发、设计和制造的高级工程技术人才。主体单位是江苏大学测控技术与仪器系/测控技术研究所，目前有三届在学硕士研究生。,三、测试计量技术及仪器学科介绍,三、学科介绍,2021年3月24日,23,,2021年3月24日,24,本学科现有研究用房有近200平方米，实验基地依托于江苏大学工业中心以及测控实验室。学科现有教授5名，副教授5名。已经在机器设备状态监测与诊断系统;现代信号处理技术;虚拟仪器与测控过程可视化;智能仪器系统及其核心芯片设计等方面取得研究成果。本学科学术风气浓厚，以“开放自由，团结协作”为宗旨，在一个良好的文化氛围中既强调个人价值的实现，又特别注重团队精神的培养。在智能信息处理和智能仪器仪表等方面形成自己的特色。,三、学科介绍,2021年3月24日,25,2021年3月24日,26,2021年3月24日,27,2021年3月24日,28,,2021年3月24日,29,测试计量技术及仪器学科方向1.自动测试系统与虚拟仪器本方向基于面向对象及图形化编程的可视化软件技术，研究国际标准的虚拟仪器软件结构；基于Internet的仪器系统远程交互技术，研究面向生产过程测控领域的自动测试系统及其软件组态技术。2.现代检测技术及其应用本方向研究分布式声发射传感器及其相关技术，应用于大型结构损伤的无损检测及结构状态实时监控；研究基于形状记忆合金的智能减振器，用于大型结构（含土木工程结构）的减振和隔振；研究微作动器，用于精确定位和精密机械的微位移控制。,三、学科介绍,2021年3月24日,30,测试计量技术及仪器学科方向3.信息获取与信号处理本方向以现代材料的新效应和新原理、传感器技术、现代信号处理技术、控制技术、智能仪器技术、软测量技术为基础，研究工程信息获取技术和信号处理的新方法，利用计算机实现光、机、电、磁等信息的智能检测、处理、决策与控制。4.过程检测及智能仪表本方向以过程测量和控制为应用对象，运用现代测试和智能控制技术、计算机应用技术、信息通讯技术、智能传感器技术和多传感器信息融合技术等解决实际工程问题，在此基础上进行智能仪表的设计研究工作。,三、学科介绍,2021年3月24日,31,测试计量技术及仪器学科方向5.光电测量技术及计算机视觉本方向主要开展光电检测技术和计算机视觉在工农业生产中的应用，重点研究光电传感器的组成和性能，开发实用型光电检测仪器，研究计算机数字图象处理技术和CCD型近红外光谱仪在快速检测中的应用。6.动态测量与精确定量控制本方向基于计算机应用技术、网络通信技术等现代测试控制技术的研究，探讨动态测量中信号采集、分析与处理的理论方法及其在工业工程中的应用；应用现代控制理论和智能控制理论探讨工业工程中过程量精确定量控制技术及其应用。,三、学科介绍,2021年3月24日,32,2021年3月24日,33,,,,,,2021年3月24日,34,,2021年3月24日,35,欢迎报考测试计量技术及仪器学科硕士研究生,2021年3月24日,36,谢谢大家,2007年9月,