測控專業(yè)概論

測控技術與儀器

專業(yè)概論

主講李恒文教授，戴文教授徐克寶教授，寧廷群教授魏紹亮副教授/博士，吳清收副教授李洪宇博士仉毅博士郭素敏博士（在讀）第一講測控專業(yè)的培養(yǎng)及知識結(jié)構(gòu)

1.儀器科學與技術學科概述3.知識結(jié)構(gòu)與課程體系2.學科交叉與綜合4.我校本科“測控”專業(yè)培養(yǎng)計劃5.服務對象與就業(yè)6.“諾貝爾獎”的項目STM簡介7.測量控制與儀器儀表工程師的認證CompanyLogo教育部“儀器科學與技術學科”教學指導委員會

負責本學科的發(fā)展研究，制定研究生/本科的培養(yǎng)計劃規(guī)范、組織教學研究和指導教學改革等工作。主任單位：天津大學主任委員：天津大學副校長胡小唐教授副主任委員：上海理工大學工程院院士莊松林教授清華大學精儀系主任丁天懷教授北京理工大學陳祥光教授秘書長：天津大學精儀學院黨委書記曾周末教授山東省的委員：山東理工大學校長張新義教授山東大學校長助理賈磊教授1.“儀器科學與技術”學科概述CompanyLogo學科組成與層次一級學科：儀器科學與技術（設博士/碩士點）二級學科：測試計量技術及儀器（設博士/碩士點）

精密機械及儀器（設博士/碩士點）工程碩士專業(yè)：儀器儀表工程（授權領域）本科專業(yè)：測控技術與儀器1.“儀器科學與技術”學科概述CompanyLogo歷史沿革1952年，天津大學、浙江大學，開始籌建“精密機械儀器專業(yè)”和“光學儀器專業(yè)”；1953年，北京理工大學，創(chuàng)建“軍用光學儀器”專業(yè)；1958年，清華大學、哈爾濱工業(yè)大學、上海交通大學、東南大學、合肥工業(yè)大學、北京航空航天大學等30多所學校，相繼籌建精密儀器專業(yè)；按前蘇聯(lián)的模式，設：計量儀器、光學儀器、計時儀器、分析儀器、熱工儀表、航空儀表、電子測量儀器、科學儀器等十多個專業(yè)。主要服務對象：軍工、電子、航空、航海、精密測量、光學儀器、電子儀器等于領域

CompanyLogo

1998年教育部新的專業(yè)目錄中

“測控技術與儀器”合并的專業(yè)精密儀器光學技術與光電儀器檢測技術與儀器儀表電子儀器及測量技術檢測技術與精密儀器測控技術與儀器幾何量計量測試熱工計量測試力學計量測量光學計量測量無線電計量測試CompanyLogo設有“測控技術與儀器”的主要院?！颈本┦?2】清華大學、北京科技大學、北京交通大學、北京理工大學、北京航空航天大學、中國礦業(yè)大學(北京)、北京化工大學、北京工業(yè)大學、中國地質(zhì)大學、北京信息科技大學、北京郵電大學、北京石油化工學院

【天津市4】天津大學、天津理工學院、天津科技大學、天津職業(yè)技術師范學院

【上海市5】上海交通大學、華東理工大學、上海大學、上海理工大學、上海電力學院

【重慶市4】重慶大學、重慶工商大學、重慶郵電大學、重慶工學院

【河北省10】河北工業(yè)大學、北華航天工業(yè)學院、華北電力大學、河北科技大學、燕山大學、河北理工學院、河北大學、河北建筑科技學院、石家莊鐵道學院、河北農(nóng)業(yè)大學【山西省3】中北大學、太原理工大學、太原科技大學

【內(nèi)蒙古自治區(qū)2】內(nèi)蒙古工業(yè)大學、內(nèi)蒙古科技大學

【遼寧省12】大連理工大學、大連海事大學、東北大學、遼寧大學、沈陽工業(yè)大學、遼寧工程技術大學、大連交通大學、沈陽工業(yè)學院、沈陽化工學院、遼寧工業(yè)大學、遼寧石油化工大學、遼寧科技大學

【吉林省5】吉林大學、長春理工大學、東北電力學院、長春工業(yè)大學、吉林化工學院

【黑龍江省4】哈爾濱工業(yè)大學、哈爾濱工程大學、哈爾濱理工大學、大慶石油學院

【江蘇省15】東南大學、中國礦業(yè)大學、南京理工大學、南京航空航天大學、南京郵電學院、南京工程學院、南京師范大學、蘇州大學、揚州大學、南京工業(yè)大學、南通大學、常州工學院、華東船舶工業(yè)學院、淮陰工學院、南京林業(yè)大學

CompanyLogo【浙江省4】浙江大學、中國計量學院、杭州電子科技大學、浙江工程學【安徽省6】中國科學技術大學、安徽大學、合肥工業(yè)大學、安徽工業(yè)大學、安徽理工大學、安徽工程科技學院【福建省3】廈門大學、華僑大學、集美大學

【江西省5】南昌大學、南昌航空大學、華東交通大學、江西理工大學、東華理工大學

【山東省6】山東科技大學、青島科技大學、山東理工大學、山東大學、煙臺大學、青島理工大學【河南省8】鄭州大學、河南大學、河南理工大學、華北水利水電學院、河南科技大學、鄭州輕工業(yè)學院、中原工學院、南陽理工學院

【湖北省9】武漢大學、華中科技大學、武漢理工大學、湖北工業(yè)大學、武漢化工學院、湖北科技大學、中國地質(zhì)大學、江漢大學、武漢科技學院

【湖南省5】國防科技大學、中南大學、湖南大學、湘潭大學、湖南科技大學

【廣東省1】廣東工業(yè)大學

【廣西壯族自治區(qū)2】桂林電子科技大學、廣西工學院

【四川省8】四川大學、電子科技大學、西南交通大學、成都理工大學、西南石油學院、成都信息工程學院、西華大學、四川理工學院

【貴州省1】貴州大學

【云南省1】昆明理工大學

【陜西省12】西安交通大學、西北工業(yè)大學、西安電子科技大學、西安理工大學、陜西科技大學、西安工業(yè)學院、西安石油大學、西安工程科技學院、陜西理工學院、西安郵電學院、西安建筑科技大學、西安科技學院

【甘肅省3】蘭州大學、蘭州交通大學、蘭州理工大學

【寧夏回族自治區(qū)1】西北第二民族學院

設有“測控技術與儀器”的主要院校CompanyLogo山東設有“測控”專業(yè)的學校本科：測控技術與儀器

山東科技大學、青島科技大學、山東理工大學、山東大學、煙臺大學、青島理工大學。具有本學科碩士學位授予權的學校山東科技大學、青島科技大學、山東理工大學

山東大學，設置了本科專業(yè)“測控技術與儀器”，但碩士研究生靠掛在控制科學與工程學科下的二級學科:“檢測技術與自動化裝置”專業(yè)招生。CompanyLogo學科內(nèi)涵與作用儀器科學與技術，是一門研究信息的獲取、測試和控制技術的工程性應用學科。

學科研究的重點，是信息檢測、信息處理、信息傳輸和信息利用的理論和技術，是對物質(zhì)世界的信息進行測量與控制的技術基礎。測控技術與儀器本科專業(yè)定性：是研究信息獲取技術中的信息檢測、傳輸、處理與利用的理論及應用技術的綜合性專業(yè)。一位諾貝爾獎獲得者說過：“現(xiàn)代科學的進步越來越依靠尖端儀器的發(fā)展?！?/p>

CompanyLogo2.學科交叉與綜合學科所涉及的知識面

物理學、化學、生物學、材料學、機械學、光學、電學、計算機、自動化、通信等多學科知識，是多學科技術交叉的綜合性學科。儀器科學與技術學科涵蓋的范圍自動檢測技術、自動化儀表；測試、分析技術及科學儀器；計量儀器儀表；醫(yī)療儀器；專用檢測技術及測量儀器；傳感器、元器件、制造工藝和材料及基礎科學技術。主干學科

儀器科學與技術學科

CompanyLogo與本學科教育相關的學科

光學工程學科

機械工程學科

電子信息工程學科

計算機科學與技術學科

控制科學與工程學科

CompanyLogo相關學科

光學工程學科

光學測量、光電測試、光學儀器的技術基礎。課程設置的目的：學習光學原理、光學儀器設計、光電測試、光電信息獲取與傳輸?shù)睦碚摵蛻眉夹g。機械工程學科儀器結(jié)構(gòu)設計基礎課程設置的目的：學習精密機械原理，儀器構(gòu)架設計、運動傳遞、量值傳感等內(nèi)容。CompanyLogo相關學科電子信息工程學科信號處理技術基礎

課程設置的目的：學習信號獲取、變換、傳輸以及設備的控制、驅(qū)動和執(zhí)行功能的基礎理論和應用技術。計算機科學與技術

信息處理與智能化基礎課程設置的目的：學習計算機軟硬件技術、數(shù)字信息處理、網(wǎng)絡技術等，建立儀器智能化、數(shù)字化、虛擬化、網(wǎng)絡化的基礎。

CompanyLogo相關學科控制科學與工程學科控制理論和技術基礎課程設置的目的：學習自動控制理論和相關控制技術，建立系統(tǒng)控制概念和方法。CompanyLogo3.知識結(jié)構(gòu)2007年，教育部委托“儀器科學與技術教學指導委員會”，制定了“高等學校儀器科學與技術學科本科專業(yè)教學規(guī)范”，并提出了技術型、研究型兩個版本：研究型，分配應適當加強基礎課程和專業(yè)基礎課程，實踐教育環(huán)節(jié)要注重學生研究能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

技術型：培養(yǎng)計劃的學時分配應適當加強應用技術方面的專業(yè)課程，實踐教育環(huán)節(jié)要注重工程實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，注重提高學生應用所學專業(yè)知識的能力?！睂I(yè)規(guī)范“，明確了儀器科學與技術學科本科教育的培養(yǎng)目標和專業(yè)教育知識體系，體現(xiàn)了培養(yǎng)基礎厚、知識面寬、能力強、素質(zhì)高的多模式專業(yè)人才的指導思想?！睂I(yè)規(guī)范“提出了“保障共同基礎，鼓勵創(chuàng)新，支持特色”的原則，鼓勵各學校制定出符合自己特色的培養(yǎng)計劃。

CompanyLogo知識結(jié)構(gòu)的三大部分由通識教育、專業(yè)教育和綜合教育三大部分組成：學科基礎知識電子技術基礎類課程計算機技術基礎類課程信息獲取信息處理信息傳輸信息利用專業(yè)基礎知識傳感器及信號檢測類課程誤差分析與信號處理類課程測控總線及通信技術類課程計算機控制及儀器儀表類課程專業(yè)知識可根據(jù)不同學校的實際情況與專業(yè)特色選擇以下各類課程：測試理論與技術類課程、精密機械與儀器類課程、微機電系統(tǒng)與微加工工藝類課程、光學測量與儀器類課程、數(shù)字圖像采集與處理類課程、智能化應用技術類課程、儀器儀表與綜合測試類課程、先進器件與系統(tǒng)設計類課程等機械工程技術基礎類課程光學工程技術基礎類課程

信息流CompanyLogo

教學與實踐體系分配安排表（技術型）

課程分類技術型通識教育基礎類課程42％學科基礎類課程20％專業(yè)基礎類課程5％專業(yè)類課程8％實踐環(huán)節(jié)25％合計：100％CompanyLogo

教學與實踐體系分配安排表（研究型）

課程分類研究型通識教育基礎類課程45％學科基礎類課程25％專業(yè)基礎類課程5％專業(yè)類課程5％實踐環(huán)節(jié)20％合計：100％CompanyLogo專業(yè)知識體系知識領域知識單元通識教育基礎知識政治理論與形勢教育類：政治經(jīng)濟學、馬克思主義哲學、毛澤東思想概論、鄧小平理論概論、形勢與政策等法律知識思想道德教育類：法律基礎、法制安全教育、思想道德修養(yǎng)等人文素質(zhì)教育類：健康教育、美學、心理學、演講與口才藝術、科學研究方法、科技信息檢索等軍事教育類：軍事理論、軍訓等管理類：企業(yè)管理概論、市場營銷學、國際貿(mào)易與經(jīng)營等工科基礎教育類：高等數(shù)學、普通物理、工程圖學與計算機繪圖、工程數(shù)學、體育、英語、計算機文化基礎、高級語言程序設計等學科基礎知識電路、信號與系統(tǒng)、測控電子技術基礎、精密機械學基礎、傳感器與檢測技術、誤差理論與數(shù)據(jù)分析、工程光學、嵌入式系統(tǒng)技術（含微機、單片機）、控制理論與技術、信號分析與處理、測控系統(tǒng)集成技術等專業(yè)知識由各校根據(jù)本專業(yè)特點確定CompanyLogo十個核心知識點電路、信號與系統(tǒng)測控電子技術基礎精密機械學基礎工程光學傳感器與檢測技術誤差理論與數(shù)據(jù)分析嵌入式系統(tǒng)技術控制理論與技術信號分析與處理測控系統(tǒng)集成技術學科基礎知識專業(yè)基礎知識核心知識點CompanyLogo

實踐能力培養(yǎng)體系（技術型）

類別性質(zhì)內(nèi)容備

注必修類工科基礎實踐物理實驗工程制圖與計算機繪圖課程上機高級語言程序設計課程上機微機原理與系統(tǒng)設計課程實驗金工實習可列入工程教育內(nèi)容電裝實習可列入工程教育內(nèi)容生產(chǎn)實習可列入工程教育內(nèi)容學科基礎實踐熟悉常用儀器儀表性能和使用方法，掌握電壓、電流、元件參數(shù)、阻抗、相位、伏安特性的測量方法，基本掌握信號波形觀測和頻率特性測定方法。也可增加機械、光學方面的學科基礎實驗內(nèi)容。掌握分析和設計有源電路的基本方法，掌握數(shù)字電路中組合邏輯電路、同步時序電路的分析和設計方法，基本掌握EDA設計方法，掌握常用信號檢測和調(diào)理電路的設計方法。專業(yè)基礎實踐可根據(jù)各學校課程體系具體情況安排一般不少于三門課程實驗專業(yè)工程實踐課程設計工程設計（含科技競賽）可列入工程教育內(nèi)容畢業(yè)設計選修類專業(yè)課程實驗可根據(jù)各學校課程體系具體情況安排一般不少于五門課程實驗能力擴展實踐創(chuàng)新性設計及綜合性實驗可列入工程教育內(nèi)容社會實踐調(diào)查報告專業(yè)基本技能培訓可列入工程教育內(nèi)容非專業(yè)技能培訓課外科技活動可列入工程教育內(nèi)容社會實踐CompanyLogo

創(chuàng)新能力訓練體系

培養(yǎng)目標綜合素質(zhì)高、專業(yè)基礎扎實、知識面較寬、實踐能力強、創(chuàng)新思維活躍、接受過規(guī)范的科研訓練、可獨立承擔專項課題研究與實踐工作創(chuàng)新性人才創(chuàng)新能力訓練體系訓練科目訓練內(nèi)容綜合能力訓練自選研究課題、參加國家級科技競賽或承擔教師科研項目部分工作等專業(yè)課程教學實驗、參加教師科研工作、創(chuàng)業(yè)訓練等專項能力訓練研究方法訓練、專項課題研究與實踐、參加校/省級科技競賽專業(yè)基礎課程教學實驗、創(chuàng)新性、綜合性、設計性實驗等實踐能力訓練科技實踐能力訓練、參加工程實訓科目等學科基礎課程教學實驗、實踐方法學習基本能力訓練工程訓練、基礎課程教學實驗、科技作品制作思想教育、專業(yè)意識教育、工程基礎知識學習CompanyLogo4.我校本科“測控”專業(yè)培養(yǎng)計劃四年的總學分：175學分（含創(chuàng)新4學分）通識教育基礎課（42%）：68學分/1200學時（必）

5學分/80學時（人文類選）專業(yè)基礎課（25%）：32學分/540學時（必）

12學分/200學時（選）專業(yè)課（10%）：

公共專業(yè)課

5學分/90學時（必）

8學分/136學時（選）

方向?qū)I(yè)課

5學分/90學時（必）

實踐教學（20%）：36學分

生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計、課程設計創(chuàng)新（2%）：4學分（業(yè)余）入學教育+軍訓（2）、公益勞動（1）CompanyLogo通識教育基礎課大學英語、物理、物理實驗、大學語文、體育人文社科類課程公共選修課（5學分）政治理論課：馬克思主義基本原理，毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”重要思想概論，中國近現(xiàn)代史綱要，思想道德修養(yǎng)與法律基礎數(shù)學課：高等數(shù)學A，線性代數(shù)，概率論與數(shù)理統(tǒng)計，積分變換計算機基礎課：計算機技術基礎（C語言程序設計），計算機應用基礎（VisualC++程序設計），計算機文化基礎CompanyLogo

專業(yè)基礎課

機：精密機械設計基礎（H）、工程制圖電：電路基礎（H）、模擬電子技術/數(shù)字電子技術（H）、在系統(tǒng)編程技術計：微機原理/單片機原理/嵌入式系統(tǒng)原理與應用（H）

VisualBasic程序設計、計算機網(wǎng)絡技術、數(shù)字信號處理器及應用（DSP）控：自動控制原理（H）光：工程光學基礎（H）

信：誤差與數(shù)據(jù)處理（H）、信號與系統(tǒng)

/數(shù)字信號處理（H）管：質(zhì)量管理技術*注：“H”為核心知識課程，綠色為必修課程，其它為選修課程。CompanyLogo專業(yè)課

（分方向：檢測技術與儀器、控制技術與儀表）公共專業(yè)課（5學分）感測：傳感器與檢測技術（H），精密測控與系統(tǒng)控：機電傳動控制，可編程控制器原理及應用光：光電檢測技術，激光原理與技術電：測控電路，電力電子信：多傳感器融合技術，計算機視覺技術儀：虛擬儀器設計，電子測量

方向?qū)I(yè)課（5學分）檢測技術與儀器方向

儀：測控儀器設計，測控儀器現(xiàn)代系統(tǒng)集成技術（H）

控制技術與儀表方向

控：微機控制技術，儀：自動檢測技術與儀器專業(yè)介紹：測控專業(yè)概論CompanyLogo實踐環(huán)節(jié)實習、畢業(yè)設計（24周，1學分/周）金工實習（2周）電子工藝實習（含DXP繪圖訓練）（1周）生產(chǎn)實習（3周）畢業(yè)實習（2周）畢業(yè)設計（16周）CompanyLogo實踐環(huán)節(jié)課程設計與綜合實驗技能訓練（12周，1學分/周）Windows編程（VC）課程設計與綜合實驗技能訓練（1周）電路課程設計與綜合實驗技能訓練期性（1周）模擬電子課程設計與綜合實驗技能訓練（1周）數(shù)字電子課程設計與綜合實驗技能訓練（1周）微機原理及應用課程設計與綜合實驗技能訓練（1周）在系統(tǒng)編程技術課程設計與綜合實驗技能訓練（1周）單片機課程設計與綜合實驗技能訓練（1周）傳感器檢測技術課程設計與綜合實驗技能訓練（1周）虛擬儀器課程設計與綜合實驗技能訓練（1周）機電傳動課程設計與綜合實驗技能訓練（1周）測控儀器課程設計與綜合實驗技能訓練（檢測技術方向）（2周）

微機控制課程設計與綜合實驗技能訓練（控制技術方向）（2周）CompanyLogo相近專業(yè)課程比較我專業(yè)課程電子信息自動化電子科學技術電路基礎模擬電子技術數(shù)字電子技術微機原理單片機原理自動控制原理傳感器技術誤差與數(shù)據(jù)處理微機控制技術機電傳動與控制電力電子技術在系統(tǒng)編程技術及應用VisualC++程序設計智能儀器設計基礎電子測量數(shù)字信號處理CompanyLogo5.服務對象與就業(yè)儀器儀表分類自動化儀表和控制系統(tǒng)

用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場（煉油、化工等）監(jiān)測及自動控制的測量儀表和控制裝置，如DDZ-Ⅱ、PID調(diào)節(jié)器。科學儀器分析儀器：質(zhì)譜儀、核磁共振波譜儀、色譜儀、色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、等離子光譜儀、污水監(jiān)測儀、氣體和煙霧監(jiān)測儀、高性能熒光光譜儀等；光學儀器：顯微鏡、大地測繪儀器、光學計量儀器、物理光學儀器及光學測試儀器等；試驗機：金屬材料試驗機、非金屬材料試驗機、無損探傷儀及動平衡機等；實驗室儀器：精密天平、干燥箱、真空儀器、應變儀、環(huán)境試驗儀器、熱量計及聲學儀器等。CompanyLogo儀器儀表分類醫(yī)療儀器：X射線診斷儀器、B型超聲診斷儀、核磁共振成像儀器、病員監(jiān)護儀、心電圖記錄儀、呼吸機、麻醉機、內(nèi)窺鏡、手術無影燈等。電子與電工測量儀器：各種類型的電工測量儀器儀表和電子測量儀器，如電能表、頻譜儀等。。專用儀器儀表：汽車專用儀表、水質(zhì)測量專用儀表、空氣污染測量專用儀器、農(nóng)林牧漁專用儀器儀表、地質(zhì)勘探和地震預報專用儀器、核幅射測量儀器、商品質(zhì)檢儀器儀表、出入境檢測儀等。

CompanyLogo社會對儀器儀表人才的需求我國國民經(jīng)濟，在現(xiàn)階段是快速發(fā)展的時期，對儀器儀表的需求較大，約年增長率在15%左右；）近幾年我國儀器市場狀況2006年2185億元；2007年2512億元；2008年2899億元；2009年突破3000億元。我國對進口儀器儀表的總量2006年131億美元；2007年142億美元；2008年153億美元；2009年162億美元。青島?？怂箍担ㄍ赓Y占90%），每年的銷售額都在10億元左右。CompanyLogo香港鳳凰衛(wèi)視2010.4.16報道

2009年就業(yè)收入最高：科學儀器設備生產(chǎn)業(yè)90萬港元/年

銀行80萬港元/年大學助理教授60萬港元/年CompanyLogo“測控”專業(yè)可就業(yè)的行業(yè)生產(chǎn)過程自動化：化工、釀造、造紙等；儀器儀表生產(chǎn)領域：分析儀器，科學儀器，電工電子儀器等；醫(yī)院：醫(yī)療儀器、電子設備的維護等。

安全監(jiān)測監(jiān)控領域：煤礦壓力、水文、瓦斯檢測等。生產(chǎn)線產(chǎn)品包裝與質(zhì)量檢測：灌裝、包裝、標碼識別、圖像識別等；傳感器與變送器：溫度、壓力、流量等。CompanyLogo社會對人才素質(zhì)的要求招聘單位考查的內(nèi)容學校的影響力、專業(yè)（主要課程）、學習成績、英語級別、獎學金、參加科研/創(chuàng)新/實踐活動、等級證書、學生干部/黨員。走向社會所具有的個人素質(zhì)能力：動手、思維、交際、合作、組織管理,材料組織與語言表達，專業(yè)基礎；

精神：鉆研、敬業(yè)、吃苦耐勞、貢獻；心理素質(zhì)：適應社會、服從單位,抗挫折；職業(yè)道德：對企業(yè)忠誠，為公司技術保密，不在任何場合損毀公司，不因個人影響公司信譽，不損人利己，不見利忘義；體格：強壯、適應現(xiàn)場的需要。CompanyLogo6.“諾貝爾獎”的項目STM簡介掃描隧道顯微鏡(scanningtunnelingmicroscope,STM)1982年，IBM公司蘇黎世實實驗室的賓尼(Binnig)和羅雷爾(R0hrer)等人利用量子隧穿機理研制;STM具有極高的空間分辨率(平行和垂直于表面的分辨力分別達到了單個原子級尺度—0.1nm和0.01nm);能夠?qū)崟r地觀察單個原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)以及與表面電子行為有關的物理、化學性質(zhì)。應用于表面科學、材料科學和生命科學等研究領域。為表彰STM發(fā)明者對科學研究的杰出貢獻，1986年賓尼和羅雷爾被授予諾貝爾物理學獎，STM是