测控技术与仪器专业方向介绍
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专业和学科的关系
a 3
专业概述——发展历史
当人类活动领域超过感觉器官的极限时，测量技术就成为一切事业成功的前提， 科学技术的发展首先取决于仪器仪表的发展。
第一次科技革命：以18世纪末蒸汽机的发明和应用为主要标志，以机器大工 作代替工场手工业，使人类进入机器时代。
仪器的状况：初见端倪，显微镜、望远镜推动了科学的进步。
1807年，蒸 汽为动力的 “克莱蒙号”
试航成功
1765 年 ， 珍 妮 纺 纱 机 ， 揭开了工业革命的序幕
1785年，瓦特制成了改 良的蒸汽机，人类社会 由此进入“蒸汽时代”
1814年，史 蒂芬孙发明
蒸汽机车
a 4
专业概述——发展历史
第二次科技革命：19世纪中叶，以电机的发明为起点，以电力的广泛应用为 标志，推动了生产技术由机械化到电气化、自动化转变。
1945年7月16日下午5点30分
第一台计算机a
空间技术
生物工程
6
专业概述——发展实例
1913年，汽车流水线 1952年，第1台数控机床
飞机清洗机器人
微型机器人
各种类型的机a 器人
7
一、专业概述 二、专业内涵 三、他山之石
a 8
专业内涵——传感器定义
物理信息 化学信息 生物信息
敏感元件 转换电路
a
光电技 术大树
光电测试系 统基本构成
113
专业内涵——光电测试应用
a 114
专业内涵——光电测试应用
人体生化参数无创实时监测系统
a 115
专业内涵——光电测试应用
集成电路芯片过程检测
哈勃望远镜及其成就
a 116
专业内涵——电气测试概述
电气测试旨在实现各种参数的准确测量，随着科学技术的发展，嵌入 式系统、传感技术、测控技术、总线技术、数据融合、故障诊断等内容 逐渐融入、相互渗透，形成了综合型的现代电气检测系统。
仪器的状况：电流测量仪表的发明推动了电磁学的快速发展。
1813年，电磁感应定律 发 电 机 和 电 动 机
a 5
专业概述——发展历史
第三次科技革命：20世纪中叶，以原子能、电子计算机、空间技术和生物工 程的发明和应用为主要标志，变个了工业生产和人类生活的方式
仪器的状况：大量过程监控和智能仪表出现，确保了科技革命的顺利进行。
手 表
118
专业内涵——关键技术举例
嵌入式系统发展的三个阶段
嵌入式系统的出现和兴起
（1960－1970）
1962年美国乙烯厂实现了工业装置中的第一个直接数字控制
1965年第一次使用机载数字计算机控制Gemini3号的发射
1968年第一次通过容错来提高阿波罗4号、土星5号的可靠性
嵌入式系统走向繁荣，软件、硬件日臻完善（1971－1989）
a 117
专业内涵——关键技术举例
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，采用可剪裁软硬 件，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用 计算机系统，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
内置 DVB-H 移动电视手机 数字电视
多媒体终端 仪器仪a 表
马桶组合笔记本/ipod/冰箱/健身
光电子技术科学 (天南大合办)
测控技术与仪器
光电信息工程
生物医学工程
教
教职工189人,其中专任教师137人
师
院士 2 人,教学名师 1 人,
队
长江学者 8 人,新世纪人才 7 人
伍
大尺寸现场检测；高精度坐标测量；微a纳测试；声学检测；光纤传感技术 224
他山之石——哈尔滨工业大学
电气工程与自动化学院——自动化测试与控制系 稳定的特色优势方向
220
专业内涵——电气测试应用
智能变电站
新型能源
智能计量
储能技术
智能电网组成及电气测a 试技术的应用
221
专业内涵—Fra Baidu bibliotek性能指标评价
➢ 误差指标：精密度、准确度、精确度
a 222
一、专业概述 二、专业内涵 三、他山之石
a 23
他山之石——天津大学
精密仪器与光电子工程学院
电子科学与技术 （光电子）
电信号 光信号
传感器
传感器的基本组成
传感器（Transducer/Sensor）的定义是：“能够感受 规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的 器件或装置”。
a 9
专业内涵——传感器类型
谐振筒压 力传感器
光纤电流传感器
光纤位移
电磁式电压
传感器
互感器
a 110
专业内涵——传感器应用
航天飞机上的传感器
日本把开发和利用传感器技术列为国家重点发展6大 核心技术之一。日本文部科学省制定的20世纪90年代 重点科研项目中有70个重点课题，其中有18项与传感 器技术密切相关。
中国？？？
a 112
专业内涵——光电测试概述
光电测试技术的发展是随着其他相 关技术的发展而发展的。自20世纪开 始，由于激光技术、光波导技术、光电 子技术、光纤技术、计算机技术的发展， 及傅里叶光学、现代光学、二元光学和 微光学的出现和发展，光电测试技术在 测试原理、测试手段、准确度、效率、 应用领域等方面都获得了巨大发展，取 得了突出的成绩。
仪器科学与光电工程学院
测控技术与仪器 专业方向介绍
钱政
qianzheng@buaa.edu.cn 仪器科学与光电工程学院
2011.09.29
a
1
一、专业概述 二、专业内涵 三、他山之石
a 2
专业概述——专业定位
工科专业的任务： 1. 将科学理论转化为工程实用技术，使之能够实际应用； 2. 将工程实践中遇到的技术问题提炼、抽象为科学问题。
a
A380上的传感器
111
专业内涵——传感器地位
美国 欧盟 日本
美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中 有6项与传感技术直接相关。早在80年代初就成立了 国家技术小组，帮助政府组织和领导各大公司与国家 企事业部门的传感器技术开发工作。
欧盟已经把传感器技术作为带动各领域技术水平提升 的关键性技术，代表欧洲国家在高新技术领域的整体 研究趋向的计划有29个项目直接与传感技术相关。
超精密仪器技术、自动化测试技术 只有测量出来，才能加工出来
1971年11月，Intel公司推出了第一片微处理器Intel4004
1976年，第一个单片机Intel 8048出现。
1982年，第一个DSP出现，比同期的CPU快10～50倍。
1991年，arm公司出现
嵌入式系统应用走向纵深化发展 （1990－至今）
a 119
专业内涵——电气测试应用
基于CAN总线的“阿尔法磁谱a仪”超导磁体状态监控系统
a 3
专业概述——发展历史
当人类活动领域超过感觉器官的极限时，测量技术就成为一切事业成功的前提， 科学技术的发展首先取决于仪器仪表的发展。
第一次科技革命：以18世纪末蒸汽机的发明和应用为主要标志，以机器大工 作代替工场手工业，使人类进入机器时代。
仪器的状况：初见端倪，显微镜、望远镜推动了科学的进步。
1807年，蒸 汽为动力的 “克莱蒙号”
试航成功
1765 年 ， 珍 妮 纺 纱 机 ， 揭开了工业革命的序幕
1785年，瓦特制成了改 良的蒸汽机，人类社会 由此进入“蒸汽时代”
1814年，史 蒂芬孙发明
蒸汽机车
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专业概述——发展历史
第二次科技革命：19世纪中叶，以电机的发明为起点，以电力的广泛应用为 标志，推动了生产技术由机械化到电气化、自动化转变。
1945年7月16日下午5点30分
第一台计算机a
空间技术
生物工程
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专业概述——发展实例
1913年，汽车流水线 1952年，第1台数控机床
飞机清洗机器人
微型机器人
各种类型的机a 器人
7
一、专业概述 二、专业内涵 三、他山之石
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专业内涵——传感器定义
物理信息 化学信息 生物信息
敏感元件 转换电路
a
光电技 术大树
光电测试系 统基本构成
113
专业内涵——光电测试应用
a 114
专业内涵——光电测试应用
人体生化参数无创实时监测系统
a 115
专业内涵——光电测试应用
集成电路芯片过程检测
哈勃望远镜及其成就
a 116
专业内涵——电气测试概述
电气测试旨在实现各种参数的准确测量，随着科学技术的发展，嵌入 式系统、传感技术、测控技术、总线技术、数据融合、故障诊断等内容 逐渐融入、相互渗透，形成了综合型的现代电气检测系统。
仪器的状况：电流测量仪表的发明推动了电磁学的快速发展。
1813年，电磁感应定律 发 电 机 和 电 动 机
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专业概述——发展历史
第三次科技革命：20世纪中叶，以原子能、电子计算机、空间技术和生物工 程的发明和应用为主要标志，变个了工业生产和人类生活的方式
仪器的状况：大量过程监控和智能仪表出现，确保了科技革命的顺利进行。
手 表
118
专业内涵——关键技术举例
嵌入式系统发展的三个阶段
嵌入式系统的出现和兴起
（1960－1970）
1962年美国乙烯厂实现了工业装置中的第一个直接数字控制
1965年第一次使用机载数字计算机控制Gemini3号的发射
1968年第一次通过容错来提高阿波罗4号、土星5号的可靠性
嵌入式系统走向繁荣，软件、硬件日臻完善（1971－1989）
a 117
专业内涵——关键技术举例
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，采用可剪裁软硬 件，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用 计算机系统，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
内置 DVB-H 移动电视手机 数字电视
多媒体终端 仪器仪a 表
马桶组合笔记本/ipod/冰箱/健身
光电子技术科学 (天南大合办)
测控技术与仪器
光电信息工程
生物医学工程
教
教职工189人,其中专任教师137人
师
院士 2 人,教学名师 1 人,
队
长江学者 8 人,新世纪人才 7 人
伍
大尺寸现场检测；高精度坐标测量；微a纳测试；声学检测；光纤传感技术 224
他山之石——哈尔滨工业大学
电气工程与自动化学院——自动化测试与控制系 稳定的特色优势方向
220
专业内涵——电气测试应用
智能变电站
新型能源
智能计量
储能技术
智能电网组成及电气测a 试技术的应用
221
专业内涵—Fra Baidu bibliotek性能指标评价
➢ 误差指标：精密度、准确度、精确度
a 222
一、专业概述 二、专业内涵 三、他山之石
a 23
他山之石——天津大学
精密仪器与光电子工程学院
电子科学与技术 （光电子）
电信号 光信号
传感器
传感器的基本组成
传感器（Transducer/Sensor）的定义是：“能够感受 规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的 器件或装置”。
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专业内涵——传感器类型
谐振筒压 力传感器
光纤电流传感器
光纤位移
电磁式电压
传感器
互感器
a 110
专业内涵——传感器应用
航天飞机上的传感器
日本把开发和利用传感器技术列为国家重点发展6大 核心技术之一。日本文部科学省制定的20世纪90年代 重点科研项目中有70个重点课题，其中有18项与传感 器技术密切相关。
中国？？？
a 112
专业内涵——光电测试概述
光电测试技术的发展是随着其他相 关技术的发展而发展的。自20世纪开 始，由于激光技术、光波导技术、光电 子技术、光纤技术、计算机技术的发展， 及傅里叶光学、现代光学、二元光学和 微光学的出现和发展，光电测试技术在 测试原理、测试手段、准确度、效率、 应用领域等方面都获得了巨大发展，取 得了突出的成绩。
仪器科学与光电工程学院
测控技术与仪器 专业方向介绍
钱政
qianzheng@buaa.edu.cn 仪器科学与光电工程学院
2011.09.29
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一、专业概述 二、专业内涵 三、他山之石
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专业概述——专业定位
工科专业的任务： 1. 将科学理论转化为工程实用技术，使之能够实际应用； 2. 将工程实践中遇到的技术问题提炼、抽象为科学问题。
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A380上的传感器
111
专业内涵——传感器地位
美国 欧盟 日本
美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中 有6项与传感技术直接相关。早在80年代初就成立了 国家技术小组，帮助政府组织和领导各大公司与国家 企事业部门的传感器技术开发工作。
欧盟已经把传感器技术作为带动各领域技术水平提升 的关键性技术，代表欧洲国家在高新技术领域的整体 研究趋向的计划有29个项目直接与传感技术相关。
超精密仪器技术、自动化测试技术 只有测量出来，才能加工出来
1971年11月，Intel公司推出了第一片微处理器Intel4004
1976年，第一个单片机Intel 8048出现。
1982年，第一个DSP出现，比同期的CPU快10～50倍。
1991年，arm公司出现
嵌入式系统应用走向纵深化发展 （1990－至今）
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专业内涵——电气测试应用
基于CAN总线的“阿尔法磁谱a仪”超导磁体状态监控系统