连超

浅谈测控技术与仪器连超前言：偶然的机会，我与测控技术与仪器这个学科结缘，说实话，我之前从来没听说过这个专业，以至于在学了一段时间基础课后仍然对自己专业感到很陌生，不知道是干什么的，还好学校安排了专业导论，我对测控技术与仪器，这门将要学习四年的学科有了一定的了解。

摘要：测控技术与仪器(Measuring and Control Technology and Instrumentations)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。

专业面广，小到制造车间的检测，大到卫星火箭发射的监控。

测控技术与仪表是适用于各类不同专业的一门实用性非常强的学科，如工业自动化、生产过程自动化、检测技术及仪表、电子仪器及测量技术、计算机过程控制等等，随着科学技术的飞速发展，光机电一体化系统的开发研制与应用越来越受到重视，测控技术应用的领域以及本身的价值越来越重要。

（源：百度百科）关键词：测控技术仪器应用与发展一、引言随着现代科学技术日新月异的发展，以信息技术产业为支柱的知识经济也随之迅速发展，人类已经逐渐进人信息社会，各种高新技术也愈来愈多地融合渗入到测量领域和仪器仪表行业。

作为测量领域惟一的本科专业，测控技术与仪器已经发展成为当今信息科学技术学科领域的重要分支，是研究信息的获取和预处理，以及对相关要素进行控制的理论与技术;是集光、机、电、自动控制技术、计算机技术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。

科学技术的发展不仅使愈来愈多领域的研究和应用对测控技术与仪器专业人才的需求，而且随着知识更新的速度日益加快，知识经济时代迫切需要具有高综合素质、实践能力与创新能力的人才，这就要测控技术与仪器专业人才的培养提出新的要求。

建设创新型国家的核心在于拥有大批创新型的人才，因此测控技术与仪器在高等学校中受到了广泛的注重，因此高等学校作为人才培养的主体积极思考了如何多方位地培养创新型的人才。

测控技术与仪器专业是宽口径专业，不仅涉及的理论知识广泛，而且工程性强，对学生的实践能力要求高。

因此，为了适应测控技术与仪器技术的发展，特别是在教育改革不断深化的形势下，对专业发展战略进行研究，以探索适应二十一世纪科技发展的测控人才培养模式势在必行。

二、测控技术的专业介绍以及发展趋势1.专业特点本专业以光、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。

2.专业的重要性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。

随着科学技术的飞速发展，光机电一体化系统的开发研制与应用越来越受到重视。

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，测控专业的人才变得越来越重要。

3. 培养目标及学习内容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。

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。

具体说，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。

4. 就业领域毕业生可以在中外合资、独资企业、科研院所等部门从事检测技术与自动化装置领域的理论研究与技术开发，从事自动化精密科学仪器、自动化监测、控制或生产系统的设计开发、运行管理等工作；从事机电、测控、仪器仪表、通信、家电等行业的商贸工作；在高等院校从事与本专业相关的教学研究工作；也可以考取硕士研究生，在国内外高等院校继续深造。

5.专业的发展现状随着科学技术尤其是电子技术的飞速发展，测量控制与仪器仪表技术领域也发生了很大变化。

其自身结构已从单纯机械结构或机电结合或机光电结合的结构发展成为集传感技术、计算机技术、电子技术、现代光学、精密机械等多种高新技术于一身的系统，其用途也从单纯的数据采集发展为集数据采集、信号传输、信号处理以及控制为一体的测控过程。

特别是进人 2 1 世纪以来，随着计算机网络技术、软件技术、微纳米技术的发展，测量控制与仪器仪表技术呈现出虚拟化、网络化和微型化的发展趋势，从而使仪器科学与仪器学科的多学科综合及多系统集成的属性越来越明显。

作为仪器科学与技术学科唯一的本科专业——测控技术与仪器专业的发展速度是空前的。

1996年以前，我国设有仪器仪表专业的高校有3 O 多所，1997年有80多所。

截至2004 年，我国设有仪器仪表专业的高校已达161 所。

在过去近十年的时间内，其办学规模大约翻了两番，呈现出招生和分配两头热的良好状态。

该专业快速发展的原因既源于较大的社会需求，也源于社会对该专业教育的认同。

测控技术与仪器专业以光、机、电、算为学科基础的人才知识结构，培养基础厚、知识面广的宽口径人才，符合人才市场的需求，也顺应信息技术蓬勃发展的势头。

三、测控技术在社会生活中的应用——网络测控技术在太阳能热水装置中的应用太阳能的季节特性很明显，夏天日照时间长，投射角较大，获得的能量比较多，冬天则相反。

由于技术、经济方面的原因，太阳能设备还不能更有效地跨季节使用。

采用太阳能热泵混合式供热水装置是从充分利用太阳能设备出发，考虑太阳能不足时的热水供应以及节能需要。

太阳能热泵混合式供热水装置是在原来常用的太阳能热水系统强制循环形式的基础上，增加一套热泵系统(图1)。

系统适合于间歇供热水场合，有两种不同的工作模式：(1)当太阳辐射强度足够大时，不需要开启热泵，直接利用太阳能即可满足要求；(2)太阳辐射强度减小，水箱中的水温过低时，开启热泵，使其以空气为热源进行工作。

由于采用翅片管换热器，本装置的容量比较小。

随着Internet 和Intranet技术的迅猛发展，国内企业都纷纷建立自己的Intranet网，从而初步实现了企业内部的3C(Communication，Collabora— tion和Coordination)。

现有的Intranet主要面向企业的信息管理，缺乏对设备的监控和管理。

太阳能热泵热水装置温度控制原理电气控制系统首先由温度变送器采集太阳能热泵热水装置温度数据，并将其转换为4～20 mA 信号传送至与可编程控制器连接的模拟量模块(EM235)中；用户在上位机中设定所需温度值，并通过电脑网卡、以太网集线器(多级)，经西门子工业以太网通讯处理器(CP243—1)传送至可编程控制器(CPU224)中。

最后CPU224对温度采样值与设定值进行比较，从而判断出热水实际温度与用户要求的差异。

在光照条件下，当集热器内水温达到设定值时(推荐设定50℃，可通过上位机由用户自由设定)，CPU224使定温电磁阀自动打开，自来水进入集热器，并将集热器内达到设定温度的热水顶入贮热水箱；当集热器内水温低于设定值2℃时，CPU224使定温电磁阀自动关闭。

水位仪检测到贮热水箱水满，会自动发出指令给CPU224，CPU224收到该指令后，自动切断定温电磁阀，并自动转入水温上限设定(70℃)运行。

当集热器内水温达到上限设定值时，CPU224使定温电磁阀打开，同时使定温循环水泵自动启动，将水箱内较低温度的水打入集热器，而将集热器内达到上限温度的高温热水顶入贮热水箱；当集热器内水温低于上限设定值2℃时，CPU224使定温电磁阀自动关闭。

本太阳能热泵热水装置设有环境温度传感器，由于散热原因造成贮热水箱水温低于设定温度时，CPU224对贮热水箱温度和集热器出水温度进行比较，若集热器出水温度比贮热水箱温度高，则装置中的CPU224自动在晴天条件下发出指令启动循环水泵，使贮热水箱内的水和集热器内的水形成强制循环加热，当达到需要温度时，循环水泵关闭。

压电凝冷中缩过加过风过压机载热热机载当太阳能产生热量不足时，CPU224发出指令启动热泵辅助加热。

启动热泵加热后，冷凝盘管对热泵加热水箱内的水加热，当其温度达到上限设定温度时，热泵加热电磁阀自动打开，自来水进入热泵加热水箱底部，而将上部达到上限设定温度的热水顶入贮热水箱；当热泵加热水箱内温度低于上限设定温度2~C时，热泵加热电磁阀自动关闭。

单台装置工作原理如图2。

在线测控系统本热水系统从整体看测点分布是分散的，而在某些环节或某些区域中又是相对集中的，即信息分布具有集散性。

针对这一特点，设计了集散式远距离在线测控系统。

其结构如图3所示。

在线监控和故障诊断系统结构整个测控系统由中心站和现场测控子系统组成。

两者之间通过传输电缆进行数据通讯。

分站数量n<128，每一分站所带分机数量m般情况下，分站分散布置，每一分站所带分机监控一个相对集中的区域，从而使系统具有配置灵活、测控范围广等优点。

四、结语测控技术是随着科学技术的发展以及社会的进步而产生的，在测控技术中光机电一体化系统的开发研制与应用越来越受到重视。

现代测控技术是21世纪重点发展的技术之一。

现代科学技术的融入不但使现代测控技术在各方面得到广泛的应用，而且加快了现代测控技术的发展。

随着其在国防、工业、农业等领域应用的深度和广度的扩大，它将为提高生产效率、改进技术水平做出巨大的贡献。

测控技术在生活中的应用以实际情况为例，对现实中出现的问题进行一系列的监测。

五、参考文献：【1】陈毅静测控技术与仪器专业导论北京大学出版社2010.6 【2】田国庆王志毅沈智广网络测控技术在太阳能热水装置中的应用能源工程2007（第2期）【3】于振海孙志玲浅析现代测控技术的发展现状及趋势创新实践教育观察【4】孙亮现代测控技术的发展及应用电子质量2006年第10期【5】《仪器仪表学科战略发展研究》课题研究组，仪器仪表学科发展战略研究报告.2005【6】王大珩.现代仪器仪表技术与设计（上、下卷）.北京：科学出版社，2003【7】测控技术与仪器专业发展战略研究报告重庆邮电大学测控技术与仪器专业提升计划项目组 2008年11月【8】系统介绍测控专业网络【9】《控技术与仪器专业建设的探索与实践》李恒灿李权才。