测控技术与仪器（课程介绍）课件

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1、主 要 内 容一. 测控专业简介二. 专业教学内容和知识体系 三. 主要课程简介四. 课程与就业的关系 五. 考研的相关学校简介,一、测控专业简介 测控技术与仪器隶属于仪器科学与技术一级学科。 1998年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪表类11个专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业测控技术及仪器。,1专业培养目标 教育部1998年颁布的普通高等学校本科专业目录中明确了测控技术与仪器专业的培养目标： “本专业培养具备精密仪器设计

2、制造以及测量与控制方面基础知识与应用能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。”,2专业培养特点 测控技术围绕着信息的获取，信息的处理，信息的控制，信息的传输这样一条主线进行。测控专业包含了电子技术、精密机械技术、光学技术、计算机技术和自动控制技术等多学科技术。 因此，测控技术与仪器专业人才应具有以下特点： 1）掌握多学科知识 2）掌握最新技术 3）具备实践动手能力,测控专业的人才培养要求 （1）掌握高等数学、工程数学、大学物理等基础性课程的基本理论和应用方法。 （2）掌握一门外语。 （3）掌握电路分析、电

3、子技术的基本理论。 （4）掌握测量信号处理、自动控制理论及微机原理。 （5）掌握传感器原理和应用，自动化、智能化仪器仪表设计方法，测控系统的基本原理和设计方法。 （6）掌握精密仪器仪表结构设计的基本原理。 （7）掌握基本的计算机软、硬件设计和调试方法。,1. 主干学科介绍 仪器科学、光学工程、机械工程、电子信息工程、 计算机 仪器科学与技术学科是该专业的理论和应用基础，主要研究测量理论和测量方法，探讨和研究各种类型测量仪器仪表的工作原理和应用技术，以及智能化仪器仪表的设计方法。 光学工程学科是该专业的应用基础，主要研究光学测量仪器以及光电测试信息获取与传输的基础理论和应用技术等内容。 机械工程

4、学科是仪器仪表结构设计的基础，主要研究机械测量仪器、光学测量仪器、电子测量仪器的系统构架、运动传递、量值传感、结果指示等内容。,电子信息工程学科是该专业的理论和技术基础，主要研究信息获取技术以及与信息处理有关的基础理论和应用技术，实现信号的获取、转换、调理、传输、处理以及设备的控制、驱动和执行功能。 计算机科学与技术学科是该专业的技术基础，主要研究智能化仪器仪表中的计算机软硬件设计与应用方法以及数字信息的传送与处理技术，推动仪器仪表向着数字化、智能化、虚拟化、网络化方向快速发展。,2. 本专业的相关学科,控制科学与工程学科、信息与通讯工程学科。 考研和就业有交叉 控制科学与工程学科是该专业的理

5、论基础，主要研究自动控制理论和相关算法，为今后在测控技术理论研究和工程实际中提供必要的系统控制概念和方法。 信息与通讯工程学科是该专业的应用基础，主要研究信息通讯的基础理论和相关技术，为测量与控制信息的传输提供必要的理论和技术支持。,二专业教学内容和知识体系 仪器仪表学科是一个综合性、边缘性的交叉学科，它从系统工程的角度出发，以检测理论和误差分析理论为指导，合理应用机械、电子、光学、计算机、自动化、通信等各专业领域的知识，构建精确、稳定、可靠、经济，并具有小型化、集成化、智能化、网络化、自动化特征的测试、计量和控制系统，成为信息链中必不可少的环节，组成一个完整的仪器科学与技术学科。,知识体系内

6、容 仪器科学与技术教学指导委员会仪器仪表类专业规范(2006.11)中综合提出了测控专业的本科教育的知识体系内容由五部分组成，详细的知识内容如图7.3所示。,测控专业本科教育的知识体系主要内容包括下列知识点： （1）自然科学和人文社会科学知识。 （2）光、机、电、计算机相结合的测控技术基础知识。 （3）信息获取、分析、处理、控制、执行的基础理论和方法。 （4）基本参数的测控技术和方法。 （5）计算机技术在测量控制中的应用知识。 （6）现代管理理论和方法。,测控专业的课程体系 课程体系是按测控专业的培养目标、技能要求和知识体系要求设计的。 由于测控技术及仪器专业的应用领域十分广泛，在有限的课时内

7、不可能每个知识点都一一展开。各个高校按照自己的发展途径和专长，培养方案各有侧重 。有的侧重于光学仪器 ，有的侧重于机械仪器，有的侧重于电子仪器。,本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架,信息流 学科公共 基础课 特色专业 课程,计算机技术类课程,电工电子技术类课程,处理,获取,控制,传输,传感器技术 电子测量技术 等课程,数字信号处理 信号与系统、 虚拟仪器等课程,计算机网 络等课程,机电传动控制、计算机控制、 可编程控制器、单片机原理 及应用、检测仪表与过程控制 等课程,机械设计基础、工程光学、测控电路、测控仪器设计、智能仪表设计与虚拟仪器技术、流体传动与控制、机电传动控制、互换性与技

8、术测量、微机原理与接口、单片机及应用、嵌入式系统、DSP原理及应用、无损检测、冶金过程检测与控制等课程,电路、模电、数电、电子EDA、测控电路等课程,C语言、Matlab语言、数据库技术、计算机文化基础等课程,测控仪器设计、智能仪表设计等课程,综合应用课程,强调综合应用能力，实践能力和创新设计能力的培养,测控专业的课程体系 仪器科学与技术教学指导委员会仪器仪表类专业规范(2006.11)中给出了测控专业本科教育的课程设置示例。根据学校类型的不同，课程的内容、学时有所不同。 测控专业的主要课程设置，如：,人文社会 科学,马克思主义基本原理,毛泽东思想、邓小平理论和 “三个代表”重要思想概论,中国

9、近现代史纲要,思想道德修养与法律基础,大学语文,当代世界经济与政治,中西方文化比较,主干,非主干,知识体系,英语阅读,英语听力,外语,主干,课程体系,自然科学基础,体育,知识体系,课程体系,高等数学,大学物理B,物理实验,线性代数,工程数学,概率论与数理统计,普通化学,数学建模,主干,非主干,体育,主干,微机原理与接口技术,文献检索,C语言程序设计,计算机文化基础,面向对象程序设计,主干,计算机 信息技术,非主干,现代企业管理导论,经济学,管理学,国际经济与贸易,非主干,经营,知识体系,课程体系,主干,工程技术 基础,非主干,画法几何与工程制图,电路,模拟电子技术,数字电子技术,测试信号处理技

10、术,测控技术导论,误差理论与数据处理,机械设计原理,专业外语,工程光学,工程力学,控制电机,知识体系,课程体系,主干,专业 基础,自动控制原理,传感器原理及其应用,单片机原理及应用,现代控制理论,Matlab高级编程与工程应用,DSP原理及其应用,电子电路EDA技术,电子电路CAD技术,电气控制技术,非主干,知识体系,课程体系,仪表与过程控制,测控系统原理与设计,智能仪器原理与设计,测控系统计算机网络,系统辨识,智能控制技术,系统工程,虚拟仪器,嵌入式系统设计,监控组态软件及应用,智能控制方向,智能仪器方向,主干,专业,知识体系,课程体系,实践环节,计算机技能培训,英语翻译与写作,计算机组装,

11、智能仪器课程设计,凌阳及PIC单片机应用,Proteus 软件及应用,嵌入式系统设计实验,控制系统仿真实验,电气控制综合实验,金工实习,认识实习,电工电子设计,传感器课程设计,控制原理仿真实验,单片机课程设计,生产实习,单片机应用电路设计,毕业设计,必修,测控专业综合实验,选修,课程体现了多学科基础理论既交叉融合又各成体系。如： 数学系列有：高等数学、线性代数、工程数学、数理统计等。 机械系列有：机械制图、工程力学、精密机械设计。 电子系列有：电路、电子技术、微机接口、编程语言、单片机原理等。 测控理论有：测试信号处理技术、误差分析、传感器技术、控制理论等。 测控技术有：测控系统设计、测控仪器

12、设计、智能仪器和虚拟仪器等。,课程介绍 传感器技术 微机原理与接口 测控电路 自动控制原理 机电传动控制 PLC 单片机 虚拟仪器 检测仪表与过程控制,模拟电子技术 模拟电子技术是研究各种电子器件、电子电路及其在各领域中的应用技术。是电类专业学生的必修课之一和考研复试课程之一。 它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等为研究方向。,数字电子技术 数字电子技术的先修课程为高等数学、电路分析、模拟电子技术，后续课程为微机原理与接口技术、单片机原理与应用，它实际上是计算机课程的“基础篇”，

13、主要学习逻辑代数基础，集成逻辑门电路，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，半导体存储器和可编程逻辑器件，脉冲波形的产生与变换等。,1. 传感器技术 课程特点 是测控技术与仪器专业的一门专业基础课程。它以各类传感器的工作机理为线索，详细介绍了各类传感器的工作原理、基本结构、相应的测量电路和在各个领域中的应用，使学生掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能。,传感器(Sensor/Transducer)是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。,敏感元件:直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 转换元件：敏感元件的输出就是它的输入

14、，它把输入转换成电路参量。 基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。,主要内容,各类传感器的原理 传感器应用的接口电路 检测技术 抗干扰技术 传感器信息处理,多个传感器信息的融合处理 如机器人中设置的传感器有：转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器等，这些信号如何融合处理体现了机器人的智能水平。,广州中鸣数码的机器狗,广州中鸣数码的机器手,2. 微机原理与接口技术 （1）课程特点 微型计算机现已应用于国民经济的各个领域，它的普及与应用使人们传统的工作、学习、生活乃至思维方式发生了巨大变化

15、。微机原理与接口技术几乎是所有理工科大专院校学生的一门必修课。是考研的专业课之一。,（2）课程目的 要求掌握微型计算机的硬件组成及使用；学会运用指令系统和汇编语言进行程序设计；熟悉各种类型的接口及其应用，树立起微型计算机体系结构的基本概念；培养利用硬件与软件相结合的方法分析解决本专业领域问题的思维方式和初步能力。 为以后跟踪计算机技术的新发展，进一步学习和应用相关方面的新知识、新技术打下必要基础。,（3）课程内容 课程以PC系列微机作为主要背景机，包括微机硬件组成及工作原理，微机接口技术，微机应用技术三大部分内容。主要包括微机系统概述、典型微处理器、指令系统、汇编语言程序设计、存储器系统、微机

16、总线与输入输出技术、中断系统、典型接口芯片及其应用等内容。 强调与工业实际应用相结合，加强汇编语言程序设计和接口电路设计等部分的理论教学及实际操作，提高系统软硬件的设计能力。,3. 测控电路 （1）课程特点 测控电路不是一般意义上电子技术课程的深化与提高，而是如何在电子技术与测量、控制之间架起一座桥梁，使学生熟悉怎样运用电子技术来解决测量与控制中的任务，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任务的要求来选用和设计电路。结合检测、控制两方面电路进行阐述，目前正向着检测、控制电路高度融合方向发展。,（2）主要内容,内容包括：信号放大电路，信号调制解调电路，信号分离电路，信号运算电路， 信号转换电路，信号细分与辨向电路，逻辑控制电路，连续信号控制电路，典型测控电路分析等。,增量码数字式测量电路的基本组成,4智能仪器 智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪