仪器科学与技术讲座-课件

数据处理器 频谱分析仪 FFT 实时信号分析仪 电子计算机
显示及 记录装置
实验结果 处理装置
激发装置
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测控系统概述 分类
• 按技术范围及应用领域分:
1.工业自动化仪表、控制系统及相关测控技术 2.科学仪器及相关测控技术 3.医疗仪器及相关测控技术 4.信息技术电测、计量仪器及相关测控技术 5.各类专用仪器仪表及相关测控技术 6.相关传感器、元器件、制造工艺、材料及其基础
1. 信息化是科学技术发展的必然
历史时代： 手工化
机械化
自动化
信息化
…
生产方式：
人与简 单工具
动力机 与机械
自动测 量控制
智能机 械装置
…
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测控系统概述
( 地位作用)
人与机器的机能对应关系：
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测控系统概述
( 地位作用)
• 2. 信息流是客观世界的一个主流
•物料流 •能流 • 信息流
检测技术是带动国民经济增长的一个 关键领域 在美国：检测技术占4%，拉动经济增长66%
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测控系统概述
(地位与作用)
检测技术在工业生产领域的应用
在线检测 （自动化生产线）：零件尺寸、产品缺陷检测、 装配定位….
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测控系统概述
(地位与作用)
检测技术在工业生产领域的应用
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测控系统概述
(地位与作用)
3.信息获取是信息流的一环,是仪 器仪表的主要任务
…
信息流
获取
传输
处理
控制
信息流组成
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测控系统概述
(地位与作用)
• 获取信息是仪器科学的基本任务
• 仪器仪表是信息工业的源头 • 仪器仪表是信息产业重要组成部分
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测控系统概述 • 地位与作用
被测对象： 宇宙万物（固液气体、动物、植物、天体 ……） 被测信息： 物理量（光、电、力、热、磁、声、…）
化学量（PH、成份…） 生物量（酶、葡萄糖、…） …… 全部操作： 检测器具：传感器、检测仪器、检测装置、检测系统 检测过程： 信号采集、信号处理、信号显示、信号输出
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测控的基本概念
仪器科学与技术
Instrumentation Science and Technology
wkshi@sjtu.edu.cn 2009.11
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仪器科学与技术的学科分布
• 一级学科：仪器科学与技术
• 二级学科：精密仪器 测试计量技术与仪器 导航、制导与控制
• 本科专业：测控技术与仪器
离线检测 （对已加工对象进行质量检验）： 零件参数、 尺寸与形位公差、 品质参数
作 用：现代工程装备中， 检测环节的成本约占8~12% 运载火箭试制费有一半用于仪器仪表
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检测技术在汽车中的应用日新月异
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测控系统概述
(地位与作用)
检测技术在日常生活中的应用与日俱增
源自文库
科学技术
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测控技术与仪器概述(分类)
• 按行业分类: • 工业自动化仪表、电工仪器仪表、光学仪器、计时仪器、导航制
导仪器、分析仪器、实验室仪器、地质仪器、医疗仪器、船用仪 表、航空仪表…20多个专业
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测控系统概述 特点
1. 多学科交叉综合 2. 仪器门类繁多 3. 对新技术敏感 4. 信息源头技术 5. 共同基础
客观世界
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著名科学家钱学森指出:
发展高新技术,信息技术是关键,信息 技术包括测量技术、计算机技术和通 信技术。测量技术是关键和基础。
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测控系统概述
(地位与作用)
（王大衍等语） 信息工业重要组成部分 信息工业的源头
测量 仪器仪表
信息流
信息技术
计算机
通信 （钱学森语）
特点：适应性强、就业形势好、承办学校快速增加、 招生形势不容乐观
2008年，对260个专业就业排名，本专业排名为34 1997年70多所至今200多所
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测控技术与仪器
习惯上指： •仪器仪表 •检测系统 •测控系统 •测试系统
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测控的基本概念
定义： 确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作
接
显示
口
分析
总
监控
线
判断 决策
其处信它理号环显转检节示换出：：：存通 P功功器C储讯能能件I、、接---·---监口·---·分将信传控·/总··析传被 号感、)线（感测 调器决接a器信 理（策n口a的号 电sle(yRn输的 路ssSios出转 （2）r3,信换s2t、ir、g号a为n处nRa转电sl理Sdc4换u信o（8cn5为e号dp、rir）便的toGioc于变PnesiI处化nsBign、理（gc）i的drce、u形teit显c式）ti示o（n（）codnivseprlasiyo）n）
例：空调机测量控制室温 被测对象： 室内空气 被测信息： 温度 检测器具： 温度传感器 --- 热电阻、热电偶
操作过程： 空气 热敏电阻 电信号 处理 显示 空调机
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测控系统的构成
一般构成：
信号检出
信号检出 ┇
信号检出
信号转换 信号转换
信号转换
处理显示 处理显示
处理显示
存储
家用电器： 数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器 自动感应灯：亮度检测---光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶 电话、麦克风：话音转换---驻极电容传感器 遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD
➢ 工业生产 倍增器 ➢ 科学研究 先行官 ➢ 军 事 战斗力 ➢ 社 会 物化法官
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测控系统概述
(地位与作用)
• 工业生产倍增器 仪器仪表技术是带动国民经济增长的 关键领域 在美国：仪器仪表占4%，拉动经济占总量的 66%
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测控系统概述
( 地位作用)
• 工业生产倍增器
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测控系统概述 组成
力 位移 速度 加速度 压力 流量 温度
电阻式 电容式 电感式 压电式 热电式 光电式 磁电式
电桥 放大器 滤波器 调制器 解调器 运算器 阻抗变换器
A/D转换
被测对象 传感器
中间变换 测量装置
笔式记录仪 光线示波器 磁带记录仪 电子示波器 半导体存储器 显示器 磁卡
知识面宽 一专多能 知识更新快 信息技术 适于通材教育
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测控系统概述 内涵
基础宽阔的 数、理、化、 生 基础学科
门类繁多的技术学科 (仪 器、电子、自动化、计 算机、光学、机械…)
高度综合
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测控系统概述
( 地位与作用)
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测控系统概述
( 地位作用)