仪器科学与技术概论

仪器科学与技术概论

课程论文

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院系：日期：2012-9-14 评定成绩：_______________ 审阅老师：_____________

步入大三的警钟——前篇

即将步入大三，我本以为自己对自己正在读并且还要继续读下去的这个专业已经算是了解的了，硬件与软件的结合，最终做出成品，理论与实践的连接，如此而已，仪科概论不应该是针对大一刚接触这个专业的学生而言的么？开始的时候我便是这样想的，不过既然它放在大二与大三之间，自然是有它的道理的，而且讲这门课的都是我们院凤毛麟角的四位资深教授，自然也包括我们的院长，我们竟是有点期待的了，到现在的时候便成了惊喜了，我们原来竟是这样的，这门课放在大二与大三之间，大概是因为大三即将涉及我们的专业知识了吧，总要给我们一个方向，一个引导，不禁要问，这便算是给我们的引导么，他们现在做的事情便是未来我们做的事情么？

一般的课程是由一位老师来讲授的，但仪科概论这门课是由我们四位资深教授讲授的，他们讲授的都是他们自己从事的研究，所以经验丰富而且见解独辟，当然，作为听者而言，能在一门课上听到四个老师的不同观点，可谓是收益良多，这四位老师分别是研究3S系统的王庆教授，研究微机电系统的李宏生教授，研究惯性导航技术的徐晓苏教授和研究机器人的院长宋爱国教授，我们学院选择这四个方向既是贴合专业的需求，更是追赶时代的步法，作为时代的领航者，他们正努力将这把接力棒交到我们手上，于是我便有了上了这四位老师课的一点小小的想法，希望以后这些想法能不断地浮现在我的脑子里，给我一点警示。

三轮车开始的创业——王庆教授

当我听王教授的课时，王教授主要是以他的经历来讲这节课的，从三轮车开始到现在一直坚持的道路测绘，事情不总是一蹴而就，不要因为是世界难题就临阵退缩，知难而进才能成就自我。我印象最深刻的便是他讲的一个字“土”，对于我们仪科的研究生来说，他说就算是王教授自己，做出来的东西也是如此，这大概是他自己的谦词吧。

不过这也从侧面说明了一些问题，我们满脑子都是一些公式，按钮，波形图，工科化的思维，按钮式的界面，即使我们的功能更强大，即使我们内部的构造更精密，市场可能更愿意选择那些触屏的花哨的界面。别人可能会花上几十万让顾客们挑选哪种大小的更合适，哪种颜色更受人喜欢，这是我们最容易忽略的却往往是最重要的，“土”字就这样盖在我们的头上，难道工科就一定是呆板的么，我们为什么不能弄出别人喜欢的东西出来，我们是太注重功能了吧，倘若你对一个产品一无所知，却要你对它改进，你一定会尽量使它的外形美观，颜色怡人，倘若你对这件产品原理构造了如指掌，就一定会对它增加功能。结果却是，前者受欢迎度远比后者高，这便是一种悲哀吧。

王教授依旧从他的四牌楼大礼堂前的三轮车开始说起，条件艰苦却依旧坚持，开始自己的大地测绘工程研究，电路板直接连在三轮车的转轴上，简易却又实用，方向依仗于陀螺仪，后来发展到摩托车，汽车载仪器的时候，中间已经经历了好多年，但成果却在这一年又一年的磨合中锤炼出精华。

多丘陵的大地测绘，省级的项目，卫星无法到达的峡谷地带，王教授带着他的陀螺仪测绘机器完成了测绘，用不同的数字代表路段不同的标志，桥头，桥尾，隧道头，隧道尾，一辆车开过，路段便已测出，资金不够，申请贷款。香港反光镜似的建筑，高楼林立，世界难题，依然用那台测绘机器将它完成，遇到三叉路口，停顿几秒再监测。一个问题来了，就用最简单的方法去解决它，别人需要的并不是深奥难懂的理论，而是能解决问题的最最朴实的办法。就像开始的那辆三轮车一样，虽然朴实，虽然简单，虽然不起眼，但是它却是一个新探索的开始，世界难题不一定要用最最难懂的理论去解决，就像你看见一个东西掉在地上，你不必想是该用杠杆原理还是用定滑轮，你只需弯个腰，将它捡起就行了。

一个研究生摔倒了，摔坏了仪器，王教授想的并不是怎样去怪罪，去赔偿，而是想到，这样手持的方式确实有弊端，容易摔倒，所以将其改进为背在身上的方式。从这样一个细节就可以看出，如果想要做成大事，就要抛开表面，立足本质，抓住每一个细节，要从身边发生的事情中吸取教训，自我反思，改进认识，完善自我，而并不是在事情发生后一味抱怨，最终一事无成。

没有哪一件事情是你一生下来就会做的，每一件事都要从零开始，不过当你开始决定去做一件事情的时候，就不应该中途而废，随时吸取别人的长处，随时反思自己，这就算是我从王教授三轮车开始的创业所得到的一点小小的认识吧。

1加1不等于2——李宏生教授

如果把挖掘机缩小一万倍，它就能进入你的血管，帮你疏通堵塞的瘀血！这一开始是我想都不敢想象的事情，这样看来，现在有许多病不都可以迎刃而解了，心肌梗塞，结石，甚至可以刮除管壁油脂，治疗高血压，还可以疏通脑部血液，治疗很多脑部疾病，我一开始便是这样想的，而且为这种想法兴奋起来了。

不过听了李教授的课，我觉得事情远比这样复杂，因为1加1不总是等于2，李教授是讲微系统与测控技术的，我这边单对微系统说一下吧，李教授讲了概念，发展历程，国内外现状与我们的科研情况，但让我印象最深刻的还是机电两者的统一史。

在我的印象里，由电路来带动机器运动，机器与电路是分开的，电路部分用硅，铜导线构成，机械部分用钢筋，铸铁做成，好像便是天经地义的了，但我没有意识到，这是宏观的机器，1加1等于2，到了微观就远不是这样了，日本当然已经做出来了一台微型机床，李教授已经拿给我们看了，而且它做的事情与实际机床做的事情也是一样的，但是它又有多少实用价值呢？世界上可能也只有这样一台吧，我们需要的是能够成批生产的，这在微机电系统的定义中也提到了。

然后，我想都没有想过，机电一体化竟然是这样表现出来的，完全打破了我先前的认识：电路带动机械。在微观世界里，机械就是电路，电路就是机械，机械的力臂用来导电，电路的导线可以是齿轮，可以是转动轴，他们是一个东西，他们又是两个东西，1加1竟然不

等于2了，这大概便是定势思维的影响吧，我不知是谁想出来机械就可以是电路的，但我很是佩服那个人，我可能就缺少那种想象力吧，书本的知识看多了，形成了一种习惯，这种习惯就开始将自己禁锢在里面了，这也算是对我的一个小小的启发吧，为什么窗户就一定是窗户，窗帘就一定是窗帘，窗户可以是窗帘，窗帘也可以是窗户，理论上只要用偏振光便可以实现吧，我不禁为自己的想法有些得意了。

1加1不等于2，将宏观物体缩小一万倍就不一定是那个物体了，李教授讲宏观世界与微观世界有很大的差别。微观世界中，表面力起到了主要作用，如表面张力，摩擦力等。只有在特殊场合。惯性力和质量对微系统才有意义，而且微系统齿轮的驱动基本是用静电力实现的，又与宏观物体烧柴油汽油甚至电动机都不一样了，这些都与我熟知的观念大相径庭，所以说，一切东西不能死板硬套，要懂得灵活变通。

一个人活在这个世界上，既要学习他人，有不能盲目照搬，要有自己的一点想法与见解，要有自己的创意，1加1不是永远都等于2，这也算是李教授这两节课给我的一点启发吧。

附：MEMS惯性传感器（李教授要求作业）

MEMS惯性传感器

一．MEMS惯性传感器原理

MEMS加速度计和MEMS陀螺仪的工作原理是经典力学中的牛顿定律。二