測控技術與儀器專業介紹1
業務培養目標 : 本專業培養具備精密儀器設計製造以及測量與控制方面基礎知識與應用能力 , 能在國民經濟各部門從事測量與控制領域內有關技術、儀器與系統的設計製造、科技開發、應用研究、執行管理等方面的高階工程技術人才
業務培養要求 : 本專業學生主要學習精密儀器的光學、機械與電子學基礎理論 ,測量與控制 理論和有關測控儀器的設計方法 ,受到現代測控技術和儀器應用的訓練 ,具有本專業測控技術及儀器系統的應用及設計開發能力
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力 :
1. 具有較紮實的自然科學基礎 , 較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力 ;
2. 較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識 ,主要包括機械學、電子學、光學、測量與控制、市場經濟及企業管理等基礎知識 ;
3. 掌握光、機、電、計算機相結合的當代測控技術和實驗研究能力 ,具有本專業測控技術、儀器與系統的設計、開發能力 ;
4. 具有較強的外語應用能力 ;
5. 具有較強的自學能力、創新意識和較高的綜合素質。
主幹學科 : 光學工程、儀器科學與技術
主要課程 : 精密機械與儀器設計、精密機械製造工程、類比電子技術基礎、數位電子技術基礎、微型計算機原理與應用、控制工程基礎、訊號分析與處理、精密測控與系統、工程光學。
主要實踐性教學環節 : 包括軍訓, 金工、電工、電子實習 , 認識實習 , 生產實習 , 社會實踐 , 課程設計 , 畢業設計 ( 論文 ) 等 , 一般應安排40周以上。
主要專業實驗 : 測試與檢測、微型計算機與介面、控制、光學光電等專業實驗。
修業年限 : 四年。
授予學位 : 工學學士
業務培養目標 : 本專業培養具備精密儀器設計製造以及測量與控制方面基礎知識與應用能力 , 能在國民經濟各部門從事測量與控制領域內有關技術、儀器與系統的設計製造、科技開發、應用研究、執行管理等方面的高階工程技術人才
業務培養要求 : 本專業學生主要學習精密儀器的光學、機械與電子學基礎理論 ,測量與控制 理論和有關測控儀器的設計方法 ...
測控技術與儀器專業介紹2
專業前景：計算機化的測試與控制技術以及智慧化的精密測控儀器與系統，是現代化的工農業生產、科學技術研究、管理檢測監控等領域的重要標誌和手段。本專業培養掌握相關領域的知識與技能，適應高新技術、資訊化生產與社會發展的人才，以適應不斷崛起的高新產業、技術園區，以及技術監督檢測部門的需要。
培養目標：本專業針對現代化的工農業生產、科學技術研究、管理檢測監控等領域發展需求，培養學生掌握計算機化的測試與控制技術以及智慧化的精密儀器技術與系統，造就學生勇於思維創新和實踐動手能力，為高技術、資訊化的生產與社會發展服務。
培養特色：本專業遵循測控一體、光機電融合、計算機資訊化特徵的專業定位，以機械學、電子學、光科學為基礎，以計算機技術、檢測技術、控制技術、光電技術以及儀器設計與運用為主要技術手段，強調學生堅實的多學科理論基礎的獲得，著重學生創新思維意識的造就，突出學生專業實踐能力的培養，強化學生工程技術應用方面的訓練。
主幹課程：機械設計、機械製造基礎、電子技術、微機原理及介面技術、感測器原理與應用、自動控制原理、測試技術、精密測控與系統、計算機測控技術、光電技術與儀器、現代成像技術、紅外技術與應用、測控儀器設計等。
所授學位：工學學士
就業方向：畢業後可到技術學校、研究單位、生產企業、管理部門，從事相關領域的教學、科研、設計、生產、應用、經營、管理以及質量檢測與技術監督等工作。
深造情況：可在機械電子工程專業或精密儀器與機械、測試計量技術與儀器、計算機應用技術、機械製造及其自動化、農業機械化工程、農業電氣化與自動化、控制理論與控制工程、檢測技術與自動化裝置等相關專業繼續深造。
測控技術與儀器專業介紹3
本專業以光、機、電、計算機一體化為特色，培養具有現代科學創新意識、知識面寬、基礎理論紮實、計算機和外語能力強，可從事計算機應用、電子資訊、智慧儀器、虛擬儀器、測量與控制等多領域的產品設計製造、科技開發、應用研究、企業管理等多方面的高階工程技術及經營管理人才。同時因為他們專業知識面寬廣，具有很強的適應能力和廣泛的發展空間，也可從事計量、測試、控制工程、智慧儀器儀表、計算機軟體和硬體等高新技術領域的設計、製造、開發和應用等工作，轉行比較容易。測控技術自古以來就是人類生活和生產的重要組成部分。最初的測控嘗試都是來自於生產生活的需要，對時間的測控要求使人類有了日晷這一原始的時鐘，對空間的測控要求使人類有了點線面的認識。現代社會對測控的要求當然不會停留在這些初級階段，隨著科技的發展，測控技術進入了全新的時代。
一、測控的幾個重要過程及其新技術
1.訊號採集
在訊號採集環節，主要是採集物件發出的各種訊號，再將這種訊號轉換成電訊號，以便於後續的處理。物件發出的訊號大多數是通過感測器來採集的，包括物理訊號（如溫度、流量、壓力等）和化學訊號（如溼度、氣味等）兩大類，當然還包括不能歸為這兩類的一些訊號，如可靠性、價格等。而開關量訊號（帶有數字訊號的特徵）則主要是靠帶有微控制器電路的儀器，如無紙記錄儀，進行採集。此外，影象訊號自然是由攝像裝置來進行採集。
感測器是一種將物理量，化學量，生物量等轉換成電訊號的器件。輸出訊號有不同形式，如電壓、電流、頻率、脈衝等，能滿足資訊傳輸、處理、記錄、顯示、控制要求，是自動檢測系統和自動控制系統中不可缺少的元件。光導纖維的應用是感測器材料的重大突破，其最早用於光通訊技術。光纖感測器與傳統感測器相比，靈敏度高，結構簡單，體積小，耐腐蝕，電絕緣性好，光路可彎曲，便於實現遙測等。光纖感測器與整合光路技術相結合，加速光纖感測器技術的發展。將整合光路器件代替原有光學元件和無源光器件，使光纖感測器有高的頻寬低的
訊號處理電壓，可靠性高，成本低。半導體技術中的加工方法有氯化，光刻，擴散，沉積和平面電子工藝。各向導性腐蝕及蒸鍍，濺射薄膜等，這些都已引進到感測器製造。因而產生了各種新型感測器，如利用半導體技術製造出矽微感測器，利用薄膜工藝製造出快速響應的氣敏溼敏感測器，利用濺射薄膜工藝制壓力感測器等。
整合感測器的優勢是傳統感測器無法達到的，它不僅僅是一個簡單的感測器，其將輔助電路中的元件與感測元件同時整合再一塊晶片上，使之具有校準，補償，自診斷和網路通訊的能力，它可降低成本，增加產量。
智慧化感測器是一種帶微處理器的感測器，是微型計算機和感測器相結合的成果，它兼有檢測，判斷和資訊處理功能，與傳統感測器相比有很多特點：具有判斷和資訊處理能力，能對測量值進行修正，誤差補償，因而提高測量精度，可實現多感測器多引數測量，有自診斷和自校準功能，提高可靠性。
2.訊號整理
在訊號的整理階段，主要是對採集到的電訊號進行平整、濾波、模數轉換等，轉換成便於處理的數字訊號。上述三種訊號型別在整理階段的內容有所不同，比如對感測器傳來的訊號主要是進行訊號放大、平整、濾波和模數轉換的過程；而對於開關量訊號通過無紙記錄儀的採集之後一般都能夠轉換成所需要的數字訊號以待輸出到下一個處理環節；對於影象訊號，經採集之後主要是用於顯示，若還需對影象進行處理，再顯示，或者發出控制訊號，那麼也必須將影象訊號轉換成數字訊號，進行處理，這就是一個複雜的問題。
我們通常使用的模數轉換器大多為積分型和逐次逼近型，積分型轉換效果不夠好，轉換過程中帶來的誤差較大，逐次逼近型轉換效果好但是製作成本較高，尤其是高位數轉換，轉換位數越多，精度越高，製作成本就越高。而∑-△ADC可以以相對逐次逼近型簡單的電路結構，而得到低成本，高位數及高精度的.轉換效果∑-△ADC大多設計為16或24bit轉換精度，近幾年來，在相關的高精度儀器製作領域該轉換器得到了越來越廣泛的應用。∑-△模數轉換器的工作原理簡單的講，就是將模數轉換過後的數字量再做一次窄帶低通濾波處理。當模擬量進入轉換器後，先在調製器中做求積處理，並將模擬量轉換為數字量，在這個過程中會產生一定的量化噪聲，這種噪聲將影響到輸出結果，因此，採用將轉換過的
數字量以較低的頻率一位一位地傳送到輸出端，同時在這之間加一級低通濾波器的方法，就可將量化噪聲過濾掉，從而得到一組精確的數字量。AD7708和AD7718就是∑-△的典型應用。
3.訊號處理
在訊號的處理階段，主要是對數字訊號進行處理以便顯示，或者發出控制訊號。我們通過顯示出來的訊號來判斷自動化系統上物件的運轉是否正常，如果訊號顯示不正常，就需要對訊號進行計算與處理，得到控制訊號傳送給物件，使物件調整運轉的狀態以復歸正常。
微控制器是進行資料處理的晶片。微控制器在目前的發展形勢下，有以下幾大趨勢：可靠性及應用越來越高和網際網路連線已是一種明顯的走向，所整合的部件越來越多，NS公司的微控制器已經把語音影象部件也整合到了微控制器中，也就是說，微控制器的意義只是在於單片積體電路，而不在於其功能了，如果從功能上講，它可以是萬用機，原因是其內部已整合上各種應用電路了。功耗越來越低，和類比電路結合越來越多，隨著半導體工藝技術的發展及系統設計水平的提高，微控制器還會不斷產生新的變化和進步，最終人們可能發現，微控制器與微機系統之間的距離越來越小，甚至難以辨認。
微控制器比專用處理器更適合應用於嵌入式系統，因此它得到了最多的應用。事實上微控制器是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會整合有微控制器。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部微控制器。而個人電腦中也會有為數不少的微控制器在工作。汽車上一般配備40多部微控制器，複雜的工業控制系統上甚至可能有數百臺微控制器在同時工作！微控制器的數量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數量還要多。
4.資料顯示控制
在顯示與控制環節，顯示主要是指將數字訊號通過便於我們觀察的形式顯示出來以便我們進行判斷，控制主要是指將控制訊號傳送給並作用於物件的過程。上面的四個環節就構成了整個測控的過程，如果包括控制的過程，則剛好形成了一個閉環，即訊號從物件開始，經過採集、整理、處理，最後又將控制訊號作用於物件的閉環。
二、發展方向與學科前沿
1配合數控裝置的技術創新(如主軸速度，精度創成)
數控裝置的主要誤差來源可分為幾何誤差（共有21項）和熱誤差。對於重複出現的系統誤差，可採用軟體修正；對於隨機誤差較大的情況，要採用實時修正方法。對於熱誤差，一般要通過溫度測量進行修正。中國機床行業市場萎縮同時又大量進口國外裝置的原因之一就是因為這方面的技術沒有得到推廣應用。為此，需要高速多通道鐳射干涉儀：其測量速度達60m/min以上，取樣速度達5000次/sec以上，以適應熱誤差和幾何誤差測量的需要。空氣折射率實時測量應達到2×10的-7次方水平，其測量結果和長度測量結果可同步輸入計算機。
2執行和製造過程的監控和線上檢測技術
綜合運用影象、頻譜、光譜、光纖以及其它光與物質相互作用原理的感測器具有非接觸、高靈敏度、高柔性、應用範圍廣的優點。在這個領域綜合創新的天地十分廣闊，如振動、粗糙度、汙染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。
3配合資訊產業和生產科學的技術創新
為了在開放環境下求得生存空間，沒有自主創新技術是沒有出路的。因此應該根據有專利權、有技術含量、有市場等原則選擇一些專案予以支援。根據當前發展現狀，資訊、生命醫學、環保、農業等領域需要的產品應給予優先支援。如醫學中介入治療的精密儀器裝置、電子工業中的超分辨光刻和清潔方法和機理研究等。
三、優先領域
在基礎研究的初期，對於能否有突破性進展是很難預測的。但是，當已經取得突破性進展時，則需要有一個轉化機制以進入市場。
1奈米溯源技術和系統。
2介入安裝和製造的座標跟蹤測量系統。
關鍵理論和技術：超半球反射器(n=2或在機構上創新)，快速、多路干涉儀(頻差3～5兆)，二維精密跟蹤測角系統(0.2″～0.5″)，通用訊號處理系統(工作頻率5兆)，無導軌半導體鐳射測量系統(解析度1μm)，熱變形模擬，力變形模擬。
這些內容不侷限於一種技術方案，而是幾種不同技術方案中概括出來的共同點。如採用無導軌干涉儀，對跟蹤系統的要求可以降低；採用二維精密跟蹤測角系統在1M3測量範圍內可以得到高精度；有了超半球反射鏡可以提高4路跟蹤方案的精度。在現場進行介入製造和裝配不能等待很長時間，力和熱變形的補償是必須的而且需要足夠快，現在的技術還有相當大的差距，所以這些進展是關鍵性的。
應用範圍：新型並行機構機床的鑑定，飛機裝配型架的鑑定，大型裝置安裝，用於生物晶片精密機器人校準等。
3非接觸測頭以及各種掃描探針顯微鏡
航空航天行業對此已經提出迫切要求，這是今後座標測量機發展的關鍵技術。目前接觸式測頭已完全被國外所壟斷，非接觸測頭還沒有發展成熟，我們有參與競爭的機遇。以前較多采用的鐳射三角法原理受到很多限制，難以有突破性進展，但可在原理創新上下功夫。應該突破0.1～0.5μm解析度。
4計算機輔助測量理論
訊號處理系統的標準化、模組化、相容和整合。例如，目前多數採用ISA匯流排、IEEE488口，今後計算機可能取消ISA匯流排，用於膝上型電腦的USB介面將廣泛應用。過去，中國生產的儀器滿足於數字顯示，沒有資料交換介面，難以進入國際市場。國外生產的儀器普遍配備IEEE488(GPIB)口。RS232：目前有可能成為替代物的高效能標準是USB、IEEE1394和VXI。在此轉折期為我們提供了機遇。目前虛擬儀器的工作頻段在千赫數量級，對於干涉訊號處理顯得太低，可以採取聯合互補的方法形成模組系列，同時降低成本，從總體上提高研發工作的效率。根據已有基礎，發展特長，有利於克服重複研究。
5新器件，新材料
