测控技术与仪器专业方向介绍.ppt

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1、1测控技术与仪器测控技术与仪器专业方向介绍专业方向介绍钱钱 政政仪器科学与光电工程学院仪器科学与光电工程学院2011.09.29仪器科学与光电工程学院仪器科学与光电工程学院2n一、专业概述一、专业概述n二、专业内涵二、专业内涵n三、他山之石三、他山之石3专业概述专业概述专业定位专业定位工科专业的任务：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；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。将工程实践中遇到的技术问题提炼、抽象为科学问题。专业和学科的关系4专业概述专业概述发展历史发展历史 当当人人类类活活动动领领域域超

2、超过过感感觉觉器器官官的的极极限限时时，测测量量技技术术就就成成为为一一切切事事业业成成功功的的前前提，科学技术的发展首先取决于仪器仪表的发展。提，科学技术的发展首先取决于仪器仪表的发展。第第一一次次科科技技革革命命：以以18世世纪纪末末蒸蒸汽汽机机的的发发明明和和应应用用为为主主要要标标志志，以以机机器器大大工工作代替工场手工业，使人类进入机器时代。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，仪器的状况：初见端倪，显微镜、望远镜显微镜、望远镜推动了科学的进步。推动了科学的进步。1765年年，珍珍妮妮纺纺纱纱机机，揭开了工揭开了工业业革命的序幕革命的序幕1807年，蒸年，蒸汽汽

3、为动为动力的力的“克莱蒙号克莱蒙号”试试航成功航成功1814年，史年，史蒂芬蒂芬孙发孙发明明蒸汽机蒸汽机车车1785年，瓦特制成了改年，瓦特制成了改良的蒸汽机，人良的蒸汽机，人类类社会社会由此由此进进入入“蒸汽蒸汽时时代代”5专业概述专业概述发展历史发展历史 第第二二次次科科技技革革命命：19世世纪纪中中叶叶，以以电电机机的的发发明明为为起起点点，以以电电力力的的广广泛泛应应用用为为标志标志，推动了生产技术由机械化到电气化、自动化转变。，推动了生产技术由机械化到电气化、自动化转变。仪器的状况：仪器的状况：电流测量仪表电流测量仪表的发明推动了电磁学的快速发展。的发明推动了电磁学的快速发展。181

4、3年，电磁感应定律年，电磁感应定律发发电电机机和和电电动动机机6专业概述专业概述发展历史发展历史 第第三三次次科科技技革革命命：20世世纪纪中中叶叶，以以原原子子能能、电电子子计计算算机机、空空间间技技术术和和生生物物工工程的发明和应用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：大量仪器的状况：大量过程监控和智能仪表过程监控和智能仪表出现，确保了科技革命的顺利进行。出现，确保了科技革命的顺利进行。1945年年7月月16日下午日下午5点点30分分第一台第一台计计算机算机空空间间技技术术生物工程生物工程7专业概述专业概述发展实例发

5、展实例1913年，汽年，汽车车流水流水线线1952年，第年，第1台数控机床台数控机床飞飞机清洗机器人机清洗机器人微型机器人微型机器人各种各种类类型的机器人型的机器人8n一、专业概述一、专业概述n二、专业内涵二、专业内涵n三、他山之石三、他山之石9专业内涵专业内涵传感器定义传感器定义转换电路物理信息化学信息生物信息电信号光信号敏感元件传感器传感器的基本组成传传感感器器（Transducer/Sensor）的的定定义义是是：“能能够够感感受受规规定定的的被被测测量量并并按按照照一一定定规规律律转转换换成成可可用用输输出出信信号号的的器件或装置器件或装置”。10专业内涵专业内涵传感器类型传感器类型谐

6、振筒压力传感器光纤位移传感器光纤电流传感器电磁式电压互感器11专业内涵专业内涵传感器应用传感器应用航天飞机上的传感器A380上的传感器12专业内涵专业内涵传感器地位传感器地位美美 国国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。欧欧 盟盟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。日日 本本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

7、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？13专业内涵专业内涵光电测试概述光电测试概述光电测试系光电测试系统基本构成统基本构成光电技光电技术大树术大树 光光电电测测试试技技术术的的发发展展是是随随着着其其他他相相关关技技术术的的发发展展而而发发展展的的。自自20世世纪纪开开始始，由由于于激激光光技技术术、光光波波导导技技术术、光光电电子子技技术术、光光纤纤技技术术、计计算算机机技技术术的的发发展展，及及傅傅里里叶叶光光学学、现现代代光光学学、二二元元光光学学和和微微光光学学的的出出现现和和发发展展，光光电电测测试试技技术术在在测测试试原原理理、测测试试

8、手手段段、准准确确度度、效效率率、应应用用领领域域等等方方面面都都获获得得了了巨巨大大发发展展，取得了突出的成绩。取得了突出的成绩。14专业内涵专业内涵光电测试应用光电测试应用15专业内涵专业内涵光电测试应用光电测试应用人体生化参数无创实时监测系统人体生化参数无创实时监测系统人体生化参数无创实时监测系统人体生化参数无创实时监测系统16专业内涵专业内涵光电测试应用光电测试应用集成电路芯片过程检测集成电路芯片过程检测哈勃望远镜及其成就哈勃望远镜及其成就17专业内涵专业内涵电气测试概述电气测试概述 电电气气测测试试旨旨在在实实现现各各种种参参数数的的准准确确测测量量，随随着着科科学学技技术术的的发发

9、展展，嵌嵌入入式式系系统统、传传感感技技术术、测测控控技技术术、总总线线技技术术、数数据据融融合合、故故障障诊诊断断等等内内容容逐渐融入、相互渗透，形成了综合型的现代电气检测系统。逐渐融入、相互渗透，形成了综合型的现代电气检测系统。18专业内涵专业内涵关键技术举例关键技术举例 嵌嵌入入式式系系统统是是以以应应用用为为中中心心，以以计计算算机机技技术术为为基基础础，采采用用可可剪剪裁裁软软硬硬件件，适适用用于于对对功功能能、可可靠靠性性、成成本本、体体积积、功功耗耗等等有有严严格格要要求求的的专专用用计计算算机系统机系统，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。用于实现对其他设备的控制、监视

10、或管理等功能。内置内置 DVB-H 移动电视手机移动电视手机马桶组合笔记本马桶组合笔记本/ipod/冰箱冰箱/健身健身手手表表多媒体终端多媒体终端数字电视数字电视仪器仪表仪器仪表19专业内涵专业内涵关键技术举例关键技术举例嵌入式系嵌入式系统发统发展的三个展的三个阶阶段段 嵌入式系嵌入式系统统的出的出现现和和兴兴起起 （19601970）1962年美国乙年美国乙烯烯厂厂实现实现了工了工业业装置中的第一个直接数字控制装置中的第一个直接数字控制 1965年第一次使用机年第一次使用机载载数字数字计计算机控制算机控制Gemini3号的号的发发射射 1968年第一次通年第一次通过过容容错错来提高阿波来提高

11、阿波罗罗4号、土星号、土星5号的可靠性号的可靠性 嵌入式系嵌入式系统统走向繁荣，走向繁荣，软软件、硬件日臻完善（件、硬件日臻完善（19711989）1971年年11月，月，Intel公司推出了第一片微公司推出了第一片微处处理器理器Intel4004 1976年，第一个年，第一个单单片机片机Intel 8048出出现现。1982年，第一个年，第一个DSP出出现现，比同期的，比同期的CPU快快1050倍。倍。1991年，年，arm公司出公司出现现 嵌入式系嵌入式系统应统应用走向用走向纵纵深化深化发发展展 （1990至今）至今）20专业内涵专业内涵电气测试应用电气测试应用基于基于CAN总线的总线的“

12、阿尔法磁谱仪阿尔法磁谱仪”超导磁体状态监控系统超导磁体状态监控系统21专业内涵专业内涵电气测试应用电气测试应用新型能源新型能源智能变电站智能变电站储能技术储能技术智能计量智能计量智能电网组成及电气测试技术的应用智能电网组成及电气测试技术的应用22专业内涵专业内涵性能指标评价性能指标评价 误差指标：精密度、准确度、精确度23n一、专业概述一、专业概述n二、专业内涵二、专业内涵n三、他山之石三、他山之石24他山之石他山之石天津大学天津大学光电光电光电光电信息工程信息工程信息工程信息工程测控技术与仪器测控技术与仪器测控技术与仪器测控技术与仪器电子科学与技术电子科学与技术电子科学与技术电子科学与技术（

13、光电子）（光电子）（光电子）（光电子）生物医学工程生物医学工程生物医学工程生物医学工程精密仪器与光电子工程学院精密仪器与光电子工程学院精密仪器与光电子工程学院精密仪器与光电子工程学院光电子技术科学光电子技术科学光电子技术科学光电子技术科学(天南大合办天南大合办天南大合办天南大合办)教职工教职工189189人人,其中专任教师其中专任教师137137137137人人 院士院士 2 2 2 2 人人,教学名师教学名师 1 1 1 1 人人,长江学者长江学者 8 8 8 8 人人,新世纪人才新世纪人才 7 7 7 7 人人教教师师队队伍伍大尺寸现场检测；高精度坐标测量；微纳测试；声学检测；光纤传感技术

14、大尺寸现场检测；高精度坐标测量；微纳测试；声学检测；光纤传感技术大尺寸现场检测；高精度坐标测量；微纳测试；声学检测；光纤传感技术大尺寸现场检测；高精度坐标测量；微纳测试；声学检测；光纤传感技术25他山之石他山之石哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学p 电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院自动化测试与控制系自动化测试与控制系p 稳定的特色优势方向稳定的特色优势方向 超精密仪器技术、自动化测试技术超精密仪器技术、自动化测试技术p 只有测量出来，才能加工出来只有测量出来，才能加工出来与德国与德国PTB精密工程部开展合作精密工程部开展合作超精密型圆柱度测量仪超精密型圆柱度测量仪超低频空气弹簧隔振基础超低频空气弹簧隔振基础26他山之石他山之石清华大学清华大学智能微系统技术导航与控制技术光存储技术测试与传感技术师资队伍50人,教授 16 其中60岁以下年轻教授 6人27谢 谢！