测控技术与仪器专业调研报告.doc

测控技术与仪器专业 专业认知班级：测控1202学生姓名：卢 恺学号：2012010425前言精密机械设计的英文名称：Measuring and Control Technology and Instrumentations。按照老师的讲解，我们的专业主要是光、机、电、计这四个大方向组成的。光是我们大学物理，工程光学中所学的内容。机是指机械方面的，包括我们的精密机械设计，仪器制造基础等学科等，电就是电子类的，是我们这个专业最主要的方向之一，计就是计算机，任何学科的基础。这学期，有一位说实话的老师跟我们讲：上大学，真本领，你们是学不到的，因为课时的压缩，大学的普及等各种原因。上完大学，学这个专业，你们要掌握三样内容就足够了，一门高级语言，会使用数据库，学好英语。和其他老师所讲的相比，这三样是很实用的。我觉得，把我们现在的课程以这三项作为基准再进行安排，我们所精通的东西会更多，而不是像现在这样光、机、电、计全都模模糊糊。俄国化学家门捷列夫指出:“科学是从测量开始的”。英国物理学家开尔文勋爵（William Thomson）说过：“当你能测量并用数字来表达你所谈及的事物，你对它是有所了解的。反之，你的知识是贫瘠的和不能令人满意的，无论该事物是何种事物，你或许处于知识的启蒙阶段，但你尚还未进入科学的殿堂。因此，如果说科学是测量的话，那么，没有测量学（Metrology）便没有科学。”上述论断指出了测量在科学技术领域的极端重要性。此外，在产品的研究、开发、加工、制造和质量检验，在贸易、交通、环境保护以及医疗卫生等各个领域，都离不开测量1。测控技术与仪器是研究信息的获取和处理，以及对相关要素进行控制的理论与技术；是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制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。测控技术是一门研究信息的获取和处理，以及对相关要素进行控制的理论与技术；是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制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。一般是指对工业生产过程及其机电设备进行测量与控制的自动化技术，是计算机技术与自动控制技术结合的产物。测控技术主要研究如何将自动化系统上的信号加以采集、整理、处理、而后进行显示或者发出控制信号的过程并设计出所需要的计算机测控系统。测就是测量和感知，也就是要获得目标对象的信息，控就是控制，是根据目标对象的现象判断目标对象是否符合预期控制目标，并采取相应措施。测和控只是某一时间段就可以完成的行为，而根据测量结果判断目标状态是否符合要求则需要控制算法的判断参与，这一作出决定的过程可以由人工或控制系统来完成，测、控、以及控制算法就构成一个测控系统。采集：在信号采集环节，主要是采集对象发出的各种信号，再将这种信号转换成电信号，以便于后续的处理。对象发出的信号大多数是通过传感器来采集的，包括物理信号（如温度、流量、压力等）和化学信号（如湿度、气味等）两大类，当然还包括不能归为这两类的一些信号，如可靠性、价格等。而开关量信号（带有数字信号的特征）则主要是靠带有单片机电路的仪器，如无纸记录仪，进行采集。此外，图像信号自然是由摄像装置来进行采集。整理：在信号的整理阶段，主要是对采集到的电信号进行平整、滤波、模数转换等，转换成便于处理的数字信号。上述三种信号类型在整理阶段的内容有所不同，比如对传感器传来的信号主要是进行信号放大、平整、滤波和模数转换的过程；而对于开关量信号通过无纸记录仪的采集之后一般都能够转换成所需要的数字信号以待输出到下一个处理环节；对于图像信号，经采集之后主要是用于显示，若还需对图像进行处理，再显示，或者发出控制信号，那么也必须将图像信号转换成数字信号，进行处理，这就是一个复杂的问题。处理：在信号的处理阶段，主要是对数字信号进行处理以便显示，或者发出控制信号。我们通过显示出来的信号来判断自动化系统上对象的运转是否正常，如果信号显示不正常，就需要对信号进行计算与处理，得到控制信号发送给对象，使对象调整运转的状态以复归正常。显示控制：在显示与控制环节，显示主要是指将数字信号通过便于我们观察的形式显示出来以便我们进行判断，控制主要是指将控制信号传送给并作用于对象的过程。上面的四个环节就构成了整个测控的过程，如果包括控制的过程，则刚好形成了一个闭环，即信号从对象开始，经过采集、整理、处理，最后又将控制信号作用于对象的闭环。随着科学技术的不断发展，在工业生产领域中，测控技术得到了快速的进步，这是一项新兴的科学技术，是工业生产发展到一定阶段的必然产物。在现代化生产技术下，信息技术和计算机科学不断的融入到生产领域中，将这些技术不断的融合创新，对工业生产有了极大的推动力。现代测控技术以其超高的技术含量在工业生产领域中发挥着重要的作用，不断的将现代无线技术、定位技术应用到工业生产中，为工业生产的发展创造了有利的环境2。一 测控技术背景意义测控装置的出现可以追溯到很早，早在公元前14世纪，我国就发明了漏壶计时器。在公元前427年，伟大的希腊哲学家柏拉图就已经提出了“控制论”一词。而真正的自动控制产生是在1788年，瓦特发明的蒸汽机中使用调速器（离心式飞轮）。然而，测控工程作为一门学科，它的形成并迅速发展只有五六十年的历史。因此，我们可以认为测控技术是刚发展起来的一门新兴学科。测控技术发展至今大体经历了三个阶段：1、应用仪表自动监测生产过程中的数据；2、采用控制仪表或控制机构，代替人工操作；3、出现计算机控制系统，形成生产的全自动化。二 测控技术的特点进入21世纪以来，随着现代社会市场经济快速的发展和水平的提高，现代科学技术的飞速发展和不断融入，有效地促进了测控技术的发展，使测控技术朝着集成化、智能化、虚拟化、微型化、网络化和远程化的方向大步前进。1网络化Internet为代表的计算机信息网络的快速发展和技术的逐渐完善，突破了地域和事件上的限制，使测控技术得到很大的进步。现代测控技术具有网络化的特点，测控技术与网络技术的结合，使组建网络化、分布式的测控系统变得十分方便快捷。随着现代网络信息技术的迅猛发展及许多相关技术的不断完善，网络信息系统的规模得到越来越快的壮大。现代测控技术的广泛应用，使得通信、国防、气象和航空航天等领域也得到广泛、有效的运用。2智能化测控系统中所应用的设备都是智能化的，具有方便快捷、灵活、功能多样等特点，使得现代测控技术得到很大的提高。随着人工智能技术的不断引进和发展以及微电子技术的发展，智能化的仪器设备越来越高科化，其计算方法和计算能力都得到很大的加强和提高。3数字化数字化的测控特点在测控技术中起着非常重要的作用。数字化在测控领域中的主要应用体现在多个方面：传感器的数字化控制，控制器到远程终端设备的数字化控制，信号处理、通信等过程的数字化控制等。4分布式化测控技术设备可以分布设在多个地方，可以有效地检测出最符合和最需要仪器设备的地方。分布式化测控技术是以网络技术和微型计算机术为基础的，采用将系统内所使用设备分布式地连接起来，组合成为最符合要求的分布式测控系统。在仪器设备生产过程的控制过程中，分布式的测控系统可以实现测量控制管理的全自动化，能够在很大程度上降低测控成本，提高测控效率。分布式测试系统有许多优点：安全可靠，某一部分出现故障不会影响其他部分系统的正常运作；可以不断开发增加新的功能模板或者是新的接口，加强系统功能；采用并行处理，运行速度相当快速；使用方式灵活，可以单模块系统，也可以多模块系统组网等等3。三 测控技术的发展现状测控技术已经随着现代社会经济的发展和科学技术的进步在很多方面得到了广泛的应用，发展速度飞快，技术水平在逐步得到很大的提高。我国的测控技术还没有达到高水平的阶段，与世界上一些发达国家相比，智能化、数字化、微型化等方面的产品还存在一定的差距。我国仪器仪表行业产品绝大多数是属于中低档水平，随着国际上智能化、数字化、微型化的产品逐渐成为主流，这种差距还继续加大4。因此，我国必须借鉴和引进国外一些先进、高科技的技术水平设施和模式，积极开拓创新，减小与发达国家的差距，使我国的测控技术与国际接轨。四 测控技术的应用1.航天领域的应用测控技术对航天飞行目标进行测量和控制，其综合技术应用主要有：其应用主要有: 对航天器进行跟踪测量，获取其运动参数和内部的各种物理、宇航员生理等一些重要数据，并且监视其飞行和内部工作状态，为指挥中心对航天飞行目标指挥、控制提供重要信息，通过对实测数据的处理、分析，为评价航天器的技术性能和改进设计提供依据4。2.农业领域的应用测控技术在农业领域也有一定应用，如在粮食存储的过程中，如果测得粮食温度超过预置，报警数值主机就会发出指令，接通通风机控制电路，对粮仓进行通风。3.远程测控技术测控技术还可以进行远程测控，远程测控技术常见的有：专线远程测控术、电话网远程测控技术和无线通信等远程测控技术。远程测控技术主要应用于：在核电站和电网检测的远程监控、石油输送管道的远程监控、机器人的远程监控等。现代测控技术可以对设备进行故障诊断，水、电、燃气以及热能等的自动抄表都可以通过网络信息技术的进步进行远程测控，全面的介入运行过程并发挥关键作用。五 测控技术的发展趋势和前景测控技术越来越面向网络化、全球化，世界各个国家级地区的联系将会越来越密切，发展越来越先进、科学。测控技术的发展是根据全球社会市场的实际情况不断创新与进步的，跟随时代的步伐，适应社会的发展，带动世界社会技术的发展进步，使全球的科研技术都得到一定的发展提高。随着各种产业的迅速发展，测控技术也获得了迅速的发展，纵观其发展史，走向标准化、开放化就是一个最为明显的前进趋势。在信息化快速进步的现代社会，测控技术的发展必将长远，发展前景必将十分的广阔。结束语测控技术与仪器可以说是一门边缘学科，它和自动控制、工业自动化、仪器仪表以及计算机专业有着密切的联系。而正是由于测控技术与仪表专业的这种联系，对于该专业的毕业生来说，其就业可以选择的方向十分广泛，既可以进入生产工程自动化企业从事自动控制、自动化检测等方面的工作，也可以在科研单位进行仪器仪表的开发和设计，同时还可以在工程检测领域、计算机应用领域找到适合本专业个人发展的空间。 但是对于测控技术与仪表专业的毕业生来说，也必须认识到就业的艰巨性。近几年来，大学的招生数量逐年增多，相应地该专业的毕业生每年也都呈上升的趋势。但是中国的经济状况使得国内相关行业对毕业生的需求量却始终未呈现出增长势头，尤其是曾经是就业主体的国营企业。究其原因，一方面是因为国企改革正处于关键时刻，许多大型企业在这个过渡阶段非常慎重地处理企业内部员工的问题；另一方面，国有企业的市场竞争能力下降，导致其在生产、研究开发方面的能力下降，企业效益滑坡，使其在招收毕业生方面的需求下降。当然了，刚刚毕业的学生在工作经验及社会交往方面的不足也是企业不愿过多的招收毕业生的一个原因。测控技术是现代工业技术中的重要支柱，是解放和发展生产力、增强产品市场竞争力的有力保障。测控技术与现代科技领域中取得的成果，尤其是在尖端技术领域中取得的重大成果是息息相关的。甚至可以说是，现代文明的科学技术如果没有现代测控技术支撑就不可能得到快速的发展和进步。测控技术在各个领域的各个方面都得到了很好的应用，为现代社会的快速进步起到了很大的推动作用，做出了巨大的贡献，是现代社会发展的一个鲜明的标志。作为一名测控技术与仪器专业的学生,通过本次专业调研,我对测控技术有了更加深刻的认识，与国家工业自动化建设密切相关的的测控技术在计算机技术的发展和应用的背景下得到了迅猛突破和成功应用。我相信，每一位测控专业的同学都会在专业调研结束后“有所思，有所悟，有所得”！参 考 文 献1潘仲明,乔纯捷. 仪器科学与技术学科内涵及体系结构J. 电子测量与仪器学报,2008,S2:31-35.2陈永光. 现代测控技术及其应用J. 黑龙江科技信息,2013,05:31.3刘志刚. 现代测控技术的发展及其应用探析J. 机电信息,2012,12:120-121.4孙亮. 现代测控技术的发展及应用J. 电子质量,2006,10:3-5.5刘红波,马志娟,梁晓瑜,李东升. 测控技术与仪器专业现状分析J. 技术监督教育学刊,2007,01:4-8.6冯璐. 测控技术与仪器专业课程体系研究J. 吉林工程技术师范学院学报,2012,01:26-29.7林玉池.测量控制与仪器仪表前沿技术及发展趋势.天津大学出版社,20058韩九强.现代测控技术与系统.清华大学出版社，20079李欣国. 浅谈现代测控技术及其应用J. 中小企业管理与科技(上旬刊),2010,06:247.10党艳虎,曾渭平,薛战军. 现代测试仪器与测试性技术的发展A. 航空工业测控技术发展中心、中国航空学会测试技术专业委员会、测控技术杂志社.2012航空试验测试技术学术交流会论文集C.航空工业测控技术发展中心、中国航空学会测试技术专业委员会、测控技术杂志社:,2012:3.11吕辉.现代测控技术J.西安电子科技大学出版社.2006.5.